6.2.Компрессор

Компрессор предназначен для сжатия воздуха и подачи его в камеру сгорания непрерывным и равномерным потоком. На двигателе установлен осевой семиступенчетый компрессор. Скорость потока воздуха, набегающего на рабочие лопатки ротора, на первой ступени околозвуковая и на последующих ступенях—дозвуковая. Компрессор состоит из корпуса со спрямляющими лопатками ротора, с рабочими лопатками, передней и средней опор двигателя и ленты перепуска воздуха из компрессора за 4-ой ступенью. Эта линия перепуска обеспечивает устойчивый режим работи компрессора на запуске, также предупреждает возникновение и в крайнем случае предотвращает помпаж компрессора. Вся неподвижная его часть называется статором, я подвижная — ротором. Совокупность одного ряда рабочих лопаток ротора и следую-щего за ним ряда спрямляющих лопаток статора (по движению воздуха) называется ступенью компрессора.

Принцип работы компрессора. Сжатие и движение воздуха в компрессоре происходит под действием аэродинамических сил, возникающих при обтекании воздухом вращающихся лопаток ротора. При вращении рабочего колеса воздуху, протекающему по каналам между рабочими лопатками, сообщается внешняя механическая работа, в результате чего давление и скорость воздуха увеличиваются. Внешняя работа подводится к воздуху только в рабочем колесе, а в спрямляющем аппарате, расположенном за ним, происходит преобразование приобретенной в колесе кинетической энергии в потенциальную, т. е. дальнейшее повышение давления за счет снижения скорости потока воздуха в ступени. Поэтому площади проходных сечений последующих ступеней компрессора сделаны меньшими, чем предыдущие. Уменьшение проходных сечений проточной части выполнено за счет постепенного увеличения диаметра ротора (дисков) при постоянном наружном диаметре корпуса компрессора. Спрямляющий аппарат обеспечивает необходимое направление потока воздуха при входе его в следующую ступень. Корпус компрессора является силовым элементом и в собранном виде предоставляет собой тонкостепенный цилиндр, состоящий из четырёх отдельных частей: корпуса 1-ой ступени (рис. 4), корпуса 2-ой и 3-ей ступеней 3, корпуса 4 — 6-ой ступеней 5 и заднего корпуса 7. Корпус имеет три поперечных и один продольный (в корпусе 2-ой и 3-ей ступеней, и 4—6 ступеней) разъемы. Такая конструкция двигателя при наименьшем весе обеспечивает: высокую жесткость корпуса, удобство обработки отдельных его частей и сборку компрессора при наличии неразборного ротора. Внутри каждой части корпуса компрессора размещены спрямляющие аппараты. ротора из стали 1Х12Н2ВМФ-Щ. Все лопатки имеют хорошо подобранный в аэродинамическом отношении профиль, выполненный с большой точностью. Выбранный профиль лопаток и точность их изготовления позволили получить требуемую манерность и хороший КПД компрессора и одновременно выдержать большие нагрузки от действия центробежных и газовых сил. Основание лопаток всех ступеней (замковая часть) представляет собой равностороннюю трапецию. Замки лопаток в пазах ротора расположены под углом к оси двигателя. Посадка замка лопатки в паз диска сделана с небольшим зазором, обеспечивающим быструю установку и съем их с ротора.

Ротор компрессора —барабанно-дисковой конструкции, состоит из семи отдельных дисков И, передней и задней конусообразных цапф и рабочих лопаток 20 специального про-филя, размещенных в пазах дисков. Он обладает большой жесткостью, тоесть хорошо воспринимает значительные крутящие моменты. Также воспринимает центробежные силы.

Ротор вращается на двух подшипниках качения, установленных на переднюю и заднюю цапфу. Диски ротора выполнены изстали 1Х12Н2ВМФ-Ш. Каждый диск представляет собой обод со стенкой в виде диафрагмы. По Наружной части ободов дисков протянуты косые пазы типа «ласточкин хвост» для крепления рабочих лопаток.

Опоры двигателя

Ротор двигателя состоит из ротора компрессора и ротора турбины и опирается на три опоры. Опоры двигателя расположены с двух сторон ротора компрессора и с передней стороны диска ротора турбины. Шариковый подшипник средней опоры радиально-упорный, воспринимает осевые и радиальные нагрузки, и фиксирует роторы компрессора и турбины двигателя в осевом направлении.

Опорные подшипники передней и задней опор- роликовые, допускают перемещение вращающихся частей двигателя при нагреве относительно неподвижных в осевом направлении.

6.3.Камера сгорания

Камера сгорания предназначена для сообщения потоку воздуха, сжатого в компрессоре, тепловой энергии. В камере сгорания происходит процесс впрыска и испарения топлива, образования и сгорания топливо-воздушной смеси. При сгорании рабочей смеси химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, которая используется для вращения ротора турбины и создания силы тяги двигателя.

При этом камера сгорания обеспечивает воспламенение топлива при запуске двигателя, устойчивое горение топлива, т. е. отсутствие пульсации, срыва и затухания фронта пламени на всех режимах работы двигателя, создание равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания (перед турбиной), высокий коэффициент полноты сгорания. На двигателе установлена камера сгорания кольцевого типа. Камера сгорания состоит из наружного корпуса , жаровой трубы , коллектора подвода топлива к форсункам.

Корпус камеры сгорания изготовлен из листовой жаропрочной стали спереди и сзади к нему приварены фланцы для соединения с корпусом компрессора и корпусом турбин. Снаружи на корпусе камеры сгорания крепится коробка агрегатов, девять фиксаторов для крепления жаровой трубы, два воспламенителя (В случае отказа горение будет осуществляться вторым. Что повышает безопасность).

Корпус камеры сгорания сварной конструкции. Передним фланцем корпус камеры сгорания крепится к заднему корпусу компрессора, а задним— к корпусу турбины. На стенке корпуса (с наружной стороны) расположены фланцы, к которым крепятся: фиксаторы , поддерживающие жаровую трубу; патрубки стравливания воздуха из разгрузочной полости Р; патрубки отбора воздуха на обдув генератора, наддува лабиринтных уплотнений передней опоры; фланцы подвода и слива масла для смазки подшипников средней и задней опор двигателя, подвода топлива к коллектору, дренажа топлива из полости корпуса камеры сгорания в атмосферу; фланцы замера температуры и штуцер замера статического давления за компрессором. В средней части корпуса камеры сгорания 12 выполнен промежуточный фланец, к нижней части которого крепится кронштейн коробки агрегатов.

Жаровая труба состоит: из головки; наружных и внутренних секций; стенок; фланцев. Сам процесс горения происходит именно в жаровой трубе и в движущемся потоке с некоторой скоростью.

Для обеспечения полного сгорания топлива в камере сгорания в секциях первого ряда расположены круглые отверстия, в секциях второго ряда — отверстия щелевого типа.

Головка и секции жаровой трубы из листовой стали. Головка-цельноштампованная, имеет девять горловин, плавно переходящих в кольцевую цилиндрическую поверхность.

Так как подбором скорости невозможно обезпечить устойчивое горение поетому применяют дополнительные устройства В каждую горловину вставлена и приварена обойма завихрителя с дефлектором. В обойме завальцован литой завихпнтель.

Завехритель предназначен для уменьшения скорости в передней части жаровой трубы до скорости не более 30м/с, это необходимо для стабилизации фронта пламени и чтобы управлять процессом горения. На обоймах завихрителей расположены бобышки, в отверстия которых вставляются фиксаторы фиксирующие жаровую трубу в осевом направлении. При нагревании жаровая труба может свободно перемещаться в сторону соплового аппарата, опираясь своими фланцами на корпус и внутреннее кольцо соплового аппарата. Внутренние и наружные стенки секций охлаждаются воздухом, подводимым в щели через мелкие отверстия, расположенные в начале каждой секции. Воздух создает теплоизоляционный слой, который предохраняет внутреннюю поверхность стенок от непосредственного воздействия горячих газов. Завихрители обеспечивают

устойчивый процесс горения. В жаровой трубе за заверителями создаются зоны пониженного давления, куда устремляются обратные токи горячих газов. Закрутка воздуха в завнхрителях расширяет зоны обратных токов. Обратные токи газов подогревают новые порции поступающего топлива и обеспечивают непрерывный и устойчивый процесс горения в камере сгорания.

Дефлекторы обеспечивают равномерный подвод воздуха в зону горения рабочей смеси и охлаждение стенок головок жаровой трубы. В два патрубка жаровой трубы вставлены воспламенители

и закреплены на корпусе камеры сгорания болтами.

.

Воспламенители служат для воспламенения топлива в камере сгорания при запуске двигателя. На двигателе установлено два воспламенителя. Воспламенитель состоит из корпуса, экрана, центробежной пусковой форсунки , электросвечи зажигания топливной смеси , сопла . Пусковая форсунка состоит из корпуса, распылителя, фильтра. Топливо проходит через фильтр и тангенциальные отверстия сопла распылителя, закручивается в нем, выходит из выходного сопла распылителе в виде мелкораспыленного факела и зажигаеся свечой. Воздух, необходимый для горения топлива и охлаждения стенок воспламенителя, подводится через три отверстия в стенке корпуса воспламенителя и направляется экраном к сферической поверхности корпуса. Для удобства монтажа и компенсации тепловых расширений воспламенитель имеет шарнирное сферическое выходное сопло, вставляемое в патрубок жаровой трубы при сборке.