- •1. Определение состава силовой установки, выбор прототипа и его описание
- •1.1. Определение количества двигателей
- •1.2. Описание самолета-прототипа
- •2. Описание трддф ал-31ф
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Компрессор
- •2.2.1. Общая характеристика компрессора
- •2.2.2. Конструкция компрессора низкого давления
- •2.2.3. Переходный корпус
- •2.2.4. Конструкция компрессора высокого давления
- •2.3. Основная камера сгорания
- •2.3.1. Общая характеристика камеры сгорания
- •Материалы деталей основной камеры сгорания
- •2.3.2. Конструкция камеры сгорания
- •2.4. Турбина
- •2.4.1. Общая характеристика турбины
- •2.4.2. Конструкция турбины высокого давления
- •2.4.3. Конструкция турбины низкого давления
- •2.5. Теплообменник
- •2.6. Форсажная камера
- •2.6.1. Общая характеристика форсажной камеры
- •2.6.2. Конструкция форсажной камеры
- •2.7. Выходное сопло
- •2.7.1. Общая характеристика выходного сопла
- •2.7.2. Конструкция выходного сопла
- •2.8. Основные данные двигателя
- •3. Энергетический расчет двухконтурного турбореактивного двигателя с форсажной камерой (трддф).
- •3.1. Цель. Данные. Допущения методики.
- •3.2. Определение параметров трддф
- •3.2.1. Определение параметров трддф на бесфорсажном режиме.
- •3.2.2. Определение параметров трддф на форсажном режиме.
- •4. Расчет скоростных и высотных характеристик трддф.
- •4.1. Расчет скоростной характеристики
- •4.2. Расчет высотной характеристики.
- •5. Турбина
- •5.1. Общая характеристика турбины
- •5.2. Конструкция турбины высокого давления
- •5.2.1. Ротор турбины высокого давления
- •Толщины стенок лопаток, мм
- •1Лопатка – n 570 материал жс-26
- •2 Лопатка – n 750 материал жс6-у
- •5.2.2. Статор турбины высокого давления
- •5.3. Конструкция турбины низкого давления.
- •5.3.1. Ротор турбины низкого давления.
- •5.3.2. Статор турбины низкого давления
- •5.4. Опора турбины
- •5.5. Охлаждение турбины
- •5.6. Особенности эксплуатации турбины
- •Техническое описание
- •Техническое описание (продолжение):
- •6. Газодинамический расчёт трддф.
- •6.1. Цель. Допущения методики.
- •6.2. Газодинамический расчёт кнд
- •6.2.1. Определение числа ступеней.
- •6.2.2. Расчёт первой ступени.
- •6.2.3. Расчёт последней ступени.
- •6.3. Газодинамический расчёт квд
- •6.3.1. Определение числа ступеней.
- •6.3.2. Расчёт первой ступени.
- •6.3.3. Расчёт последней ступени.
- •6.4. Газодинамический расчёт твд.
- •6.4.1. Определение числа ступеней.
- •6.4.2. Расчёт ступени турбины.
- •6.4.3. Определение размеров на выходе из твд.
- •6.5. Газодинамический расчёт тнд.
- •6.5.1. Определение числа ступеней.
- •6.5.2. Расчёт ступени турбины.
- •6.5.3. Определение размеров на выходе из тнд.
- •6.6. Расчёт камеры сгорания
- •6.7. Расчёт форсажной камеры
- •6.8. Расчёт выходного устройства
- •7. Графическая часть.
- •Список литературы
2.5. Теплообменник
Теплообменник двигателя воздухо-воздушный, предназначен для снижения температуры воздуха, охлаждающего турбину. В состав ВВТ входят: корпус, трубчатые теплообменные модули и аппарат отключения охлаждения. Снижение температуры охлаждающего воздуха осуществляется за счет омывания трубчатых модулей ВВТ потоком воздуха наружного контура.
2.6. Форсажная камера
2.6.1. Общая характеристика форсажной камеры
Форсажная камера (ФК) – общая для наружного и внутреннего корпусов, с предварительным смешением потоков в смесителе на входе во фронтовое устройство. В состав форсажной камеры входят смеситель лепесткового типа, фронтовое устройство и жаровая труба. Топливо в ФК подаётся через струйные форсунки из пяти топливных коллекторов. Последовательным подключением или отключением коллекторов обеспечивается управление степенью форсирования тяги.
Запуск ФК осуществляется методом “огневой дорожки”. В систему запуска ФК входят агрегаты системы автоматического управления и дозировки топлива на запуск ФК, а также струйная и центробежная форсунки и топливный коллектор. Центробежная форсунка смещена в сторону вращения ротора по отношению к струйной форсунке на 25o. Топливо, впрыскиваемое струйной форсункой в основную КС, переносится в виде факела пламени за турбину и в районе смесителя ФК воспламеняет топливо, подаваемое центробежной форсункой. Подхваченный факел пламени воспламеняет топливо, подаваемое в ФК через топливный коллектор.
Таблица 2.4
Материалы деталей форсажной камеры
Деталь |
Материал |
Наружный корпус смесителя и диффузора |
ВТ-20 |
Смеситель |
ВТ-20 |
Кок-обтекатель |
ВТ-20 |
Стабилизатор пламени |
ВЖЛ-98 |
Корпус жаровой трубы |
ВТ-20 |
Экраны жаровой трубы |
ЭП-99 |
2.6.2. Конструкция форсажной камеры
Смеситель предназначен для перемешивания потоков воздуха наружного контура и газа внутреннего контура двигателя и включён в силовую систему двигателя, осуществляя связь корпусов внутреннего и наружного контуров двигателя. Смеситель состоит из наружного корпуса, собственно смесителя и кока-обтекателя.
Наружный корпус смесителя представляет собой оболочку с передним и задним фланцами. Передним фланцем он с помощью призонных болтов прикреплён к фланцу корпуса наружного контура, к заднему фланцу крепится корпус фронтового устройства. С наружной стороны к корпусу приварен профилированный шпангоут, на котором установлены: восемь термопар, центробежная форсунка системы запуска ФК, приёмник полного давления газа за турбиной и трубопровод слива топлива из сливного бачка двигателя в проточную часть ФК.
Смеситель выполнен в виде конической оболочки с 22 карманами, обеспечивающими подвод воздуха из наружного контура в поток газа внутреннего контура, с фланцем и силовым кольцом в задней части. Для повышения жёсткости стенки карманов в средней части соединены с помощью сварки стержнями.
Кок-обтекатель предназначен для уменьшения потерь энергии на выходе газа из турбины и обеспечения необходимого профиля проточной части в районе диффузора. Для предотвращения вибрационного горения стенки кока перфорированы. Кок с помощью фланца крепится к корпусу опор турбины.
Фронтовое устройство предназначено для образования топливо-воздушной смеси и обеспечения надёжного запуска ФК, а также устойчивого горения по всему сечению жаровой трубы. Фронтовое устройство состоит из диффузора, системы стабилизации пламени и топливных коллекторов с форсунками.
Передним фланцем корпус фронтового устройства крепится к корпусу смесителя, а к заднему его фланцу крепится жаровая труба ФК.
Диффузор ФК предназначен для уменьшения скорости потока газа и представляет собой расширяющийся канал, образованный конической формой корпуса и коком-обтекотелем. К наружной поверхности корпуса приварен силовой шпангоут с узлами крепления двигателя к самолёту. К внутренней поверхности корпуса диффузора присоединён двухсекционный гофрированный и перфорированный экран. Экран с корпусом образуют кольцевой канал подвода воздуха из наружного контура на охлаждение ФК. Вторая секция одновременно является антивибрационным экраном.
В задней части диффузора с помощью тяг и кронштейнов крепится блок стабилизаторов пламени. Блок стабилизаторов пламени состоит из кольцевой форкамеры и двух V- образных кольцевых стабилизаторов – наружного и внутреннего, соединённых с форкамерой одиннадцатью V- образными стойками. Форкамера представляет собой V- образный кольцевой стабилизатор, внутри которого расположен “карбюратор”, образованный 11-ю заглушёнными по торцам трубками с отверстиями-форсунками и с заборниками на входе. В каждую трубку через заборник поступает топливо из коллектора и газ из проточной части. Топливо и газ смешиваются в “карбюраторе” и через отверстия в трубке поступают во внутреннюю полость форкамеры. Форкамера закреплена на корпусе одиннадцатью тягами. Шарнирное крепление тяг и стоек обеспечивает свободу взаимных перемещений стабилизаторов относительно форкамеры и форкамеры относительно корпуса при изменении температурных режимов в ФК.
Топливные коллекторы расположены перед форкамерой и закреплены на ней серьгами, которые обеспечивают свободу температурных расширений коллекторов. Первые три коллектора имеют теплозащитные экраны. К наружным и внутренним поверхностям коллекторов приварены форсунки.
Жаровая труба представляет собой сварную конструкцию с передним и задним фланцами и состоит из корпуса и четырёх секций теплозащитных экранов, последовательно расположенных вдоль оси ФК.
Передним фланцем корпус стыкуется с фланцем корпуса фронтового устройства. К заднему фланцу и шпангоуту, расположенному на конической части корпуса, крепятся элементы реактивного сопла. В нижней части корпуса установлен дренажный клапан для слива топлива. На внутренней поверхности корпуса имеются упругие пояса для крепления гофрированных и перфорированных теплозащитных экранов. В зазор между корпусом и экранами поступает охлаждающий воздух.