27

СГАУ, кафедра ТДЛА
ТЕОРИЯ И РАСЧЁТ ЛОПАТОЧНЫХ МАШИН ГТД
КУРС ЛЕКЦИЙ, часть I

Дмитриева И.Б. 2015 г

Введение

Теория и расчёт ЛМ (ТРЛМ) как самостоятельная научная дисциплина сложилось в начале пятидесятых годов, когда в авиации стали широко распространяться воздушно – реактивные двигатели с турбокомпрессорной схемой реализации термодинамического цикла. Основными узлами современных ГТД являются компрессоры и турбины. И те, и другие являются лопаточными машинами.

Лопаточные машины – это устройства, где к рабочему телу подводится механическая энергия или где механическая энергия передаётся от рабочего тела. Основным элементом, который взаимодействует с потоком рабочего тела, является лопатка (или лопасть).

По второму закону термодинамики полное преобразование одного вида энергии (механической) в другой (энергия сжатого и нагретого газа) невозможно, т.к. потери энергии неизбежны. Именно поэтому эффективность преобразования энергии в ЛМ во многом определяет общую эффективность ГТД, в частности его удельный расход топлива с_УД.

Основные характеристики компрессоров и турбин ТРД

Технический уровень ЛМ принято характеризовать двумя параметрами:

• в компрессоре и;

• в турбине и.

В современной авиации в качестве силовых установок применяются главным образом двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД). В известных ТРДД =25…40 и=1750…1800К.

Назначение и место лопаточных машин в системе ГТД.

Для современной авиации требуются силовые установки, в которых реализуется термодинамический цикл с непрерывным характером рабочего процесса. Таким циклом является цикл Брайтона или цикл с подводом тепла при постоянном давлении . Наиболее простой тип устройства авиационного ГТД, в котором реализуется условие, представлен на схеме.

Основными узлами ГТД являются компрессор и турбина, в которых реализуются термодинамические процессы сжатия и расширения рабочего тела. Для обеспечения их непрерывности в современных ГТД и К, и Т выполняются в виде лопаточных машин.

Компрессор (К) представляет собой агрегат, предназначенный для непрерывного сжатия поступающего рабочего тела до расчётного уровня степени повышения давления . Для осуществления сжатия к компрессору подводится извне механическая работа, в результате чего полное давление и полная температура рабочего тела возрастают, достигая на выходеи.

Турбина (Т) – предназначена для выработки мощности, необходимой для привода компрессора. При этом сжатое и нагретое рабочее тело, расширяясь в турбине, совершает работу , где- работа, необходимая для привода бортовых агрегатов самолёта и агрегатов самого ГТД. В результате совершения в турбине рабочим телом работы его давление и температура уменьшаются, достигая на выходе значенийи.

Литература.

1. Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин. – Самара: ФГУП «Изд-во «Самарский дом печати», 2003. – 336 с.

2. Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин: Учебник для ВУЗов. М.: Машиностроение, 1986. – 432 с.

3. Нечаев Ю. Н., Фёдоров Р.М. Теория авиационных газотурбинных двигателей.