КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВАЯ СХЕМА АД И ЭУ КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВАЯ СХЕМА РОТОРА Конструктивная схема – это условно-стилизованное изображение графических элементов, которые обладают свойствами, необходимыми для выражения данной концепции конструкции. Кафедра КиПДЛА На конструктивной схеме должны быть показаны схематично все ступени (рабочие колеса, направляющие аппараты и сопловые аппараты), соединения дисков друг с другом и с валом, опоры и типы подшипников, разъемы на границе модулей и характерных элементов. Чем подробнее выполнена конструктивная схема, тем больше информации она несет.
СИЛОВАЯ СИСТЕМА АД И ЭУ Силовая система (СС) ГТД показывает структуру и направление передачи усилий и моментов, возникающих в двигателе. Конкретным выражением СС является силовая схема. ССГТД СС ротора СС статора По осевым связям По радиальным связям По окружным связям СТРУКТУРА СИЛОВОЙ СИСТЕМЫ АД Кафедра КиПДЛА
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ АД ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВАЯ СХЕМА АД СИЛОВАЯ СХЕМА РОТОРА Кафедра КиПДЛА
Силовая схема ротора включает ротор компрессора, ротор турбины и элементы связи этих роторов. Схема определяется числом валов, типом двигателя, компрессора и турбины, расположением опор и силовых поясов. Говоря о силовой схеме ротора, необходимо уточнить понятия СИЛОВЫЕ СХЕМЫ РОТОРОВ ПО РАДИАЛЬНЫМ СВЯЗЯМ Кафедра КиПДЛА Под опорой мы понимаем подшипник, а силовой пояс включает в себя подшипник, установленный в корпусную втулку, связанную ребрами, проходящими через газовоздушный тракт двигателя, с наружным корпусом двигателя. Силовой пояс входит в силовую схему всего двигателя, а подшипник, в нем размещаемый, иногда называется статорным. Через силовой пояс инерционные нагрузки от ротора передаются на узлы подвески двигателя. Если подшипник не связан с силовым поясом, а опирается на другой вал, то он называется межвальным. «опора» и «силовой пояс» Рассмотрим одновальный двигатель. По числу опор он может быть двухопорным, трехопорным и четырехопорным.
СИЛОВЫЕ ПОЯСА И ПОДШИПНИКИ Силовой пояс ОПОРА (СИЛОВОЙ ПОЯС) РЕБРА ДИАФРАГМА ПОДШИПНИКИ Кафедра КиПДЛА
ДВУХОПОРНЫЕ РОТОРА Кафедра КиПДЛА Достоинство – система статически определима. Недостаток – большое расстояние между опорами, следовательно, малая жесткость и большие прогибы.
АНАЛИЗ ДВУХОПОРНЫХ СХЕМ Д остоинство – задняя опора расположена в зоне низких температур. Недостаток – большое расстояние между опорами. Пример: КВД двигателя Д-36. Схема а Кафедра КиПДЛА Достоинство – малое расстояние между опорами. Недостаток – консольное расположение роторов ОК и ГТ, что возможно при числе ступеней, не превышающем 3.Применяется в малоразмерных ГТД и вспомогательных силовых установках. Схема б Достоинство – снижается расстояние между опорами. Недостаток – связан с появлением консольных участков, о которых говорилось при рассмотрении схемы б. Схема в применяется в двигателях без ВНА, в основном для размещения вентилятора (вентилятор двигателя Д-36). Схему г можно использовать только при небольшом количестве ступеней турбины (каскад СД двигателя Д-36). Схемы в, г
ДВУХОПОРНЫЕ РОТОРА КОНСОЛЬНАЯ ТУРБИНА СД Кафедра КиПДЛА ТРД РД-36-35
ДВУХОПОРНЫЙ РОТОР ТВаД АИ-450 РОТОР ГГ В ПРОЛЕТЕ МЕЖДУ ОПОРАМИ Кафедра КиПДЛА
КОНСОЛЬНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ КОМПРЕССОРА И ТУРБИНЫ JetCat P 200 Максимальная тяга, Н 230 (112 000 об/мин) Тяга малого газа, Н 90 (33 000 об/мин) Степень повышения давления 4 Расход воздуха, кг/с 0,45 Кафедра КиПДЛА
КОНСОЛЬНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ КОМПРЕССОРА И ТУРБИНЫ ВСУ АИ-9В Кафедра КиПДЛА
ТРЕХОПОРНЫЕ РОТОРА Кафедра КиПДЛА
АНАЛИЗ ТРЕХОПОРНЫХ РОТОРОВ Радиально-упорный подшипник желательно ставить ближе к узлу, где осевое смещение ротора влияет на осевой зазор. Обычно РУП ставится в районе средней опоры двигателя. Достоинство – повышенная жесткость ротора. Недостатки – Система один раз статически неопределима, если ротора ОК и ГТ соединены жестко. 2. Повышенные требования к соосности опор. Для того, чтобы система была статически определима, в узел соединения вводят шарнир, а крутящий момент передается через шлицы. Схема а. Достоинство – удобство доступа к РУП в процессе эксплуатации с целью его осмотра и дефектации. Недостаток – большое удлинение ротора в районе турбины. Пример – ГТД 3Ф, ТВД-10Б. Схема б. Достоинство – оптимальное распределение удлинения по оси ротора. Пример – АЛ-21Ф-3, КНД Д-30, Д-30КУ (если не учитывать межвального подшипника). Схемы в, г. Достоинство – уменьшается расстояние между опорами и, следовательно, повышается жесткость ротора и возрастают критические обороты. Недостаток – наличие консольных участков требует увеличенных радиальных зазоров по лопаткам, что приводит к снижению кпд. Кафедра КиПДЛА
ТРЕХОПОРНЫЙ ТВД АИ-24 СХЕМА С КОНСОЛЬНОЙ ТУРБИНОЙ Кафедра КиПДЛА
ТРЕХОПОРНЫЙ ТРД РД-3М СХЕМА С КОНСОЛЬНОЙ ТУРБИНОЙ Кафедра КиПДЛА
РОТОРА ОК И ГТ В ПРОЛЕТАХ МЕЖДУ ОПОРАМИ ТРЕХОПОРНЫЕ РОТОРА ТВаД ГТД-3Ф Кафедра КиПДЛА
ТРЕХОПОРНЫЙ РОТОР М-53 СИЛОВЫЕ ПОЯСА ОДНОВАЛЬНЫЙ ТРДД Кафедра КиПДЛА
ЧЕТЫРЕХОПОРНЫЕ РОТОРА УЗЕЛ ОСЕВОЙ СТЯЖКИ РОТОРОВ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ РЕССОРА СХЕМА С ОДНИМ РУП СХЕМА С ДВУМЯ РУП Кафедра КиПДЛА
ЧЕТЫРЕХОПОРНЫЙ ТВД НК-12 СО СТЯЖКОЙ РОТОРОВ ОК И ГТ СХЕМА С ОДНИМ РУП РУП Кафедра КиПДЛА
ЧЕТЫРЕХОПОРНЫЙ РОТОР С СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ РЕССОРОЙ СХЕМА С ДВУМЯ РУП РУП РЕССОРА Кафедра КиПДЛА
