Корпус КВД и направляющие аппараты

Корпус КВД состоит (рис.2.5) из входного направляющего аппарата 1, корпуса 2 с направляющими аппаратами 1- 3-й ступеней, переднего 3 и заднего 4 корпусов, корпуса перепуска и отбора воздуха 5, корпуса обдува 6 и кольца подвески 10.

Входной направляющий аппарат (ВНА) 1 установлен на входе в КВД и служит для направления потока воздуха на лопатки первого рабочего колеса под требуемым углом, который регулируется по заданной программе. Такое регулирование является одним из элементов механизации компрессора с целью предотвращения помпажа, который мог бы возникнуть при срывном обтекании рабочих лопаток 1-й ступени.

На рис.2.6 представлены ВНА, направляющие аппараты 1- 3-й ступеней и перед­няя часть ротора КВД. ВНА состоит из наружного 1 и внутреннего 2 колец, направляю­щих лопаток 3 с закрепленными на них рычагами 4. Лопатки ВНА закреплены своими цапфами в наружном и внутреннем кольцах в сферических опорах 5 и поворачиваются вокруг своей продольной оси с помощью подвижного кольца 6 привода ВНА, соединен­ного шарнирно с рычагами 4 на лопатках. Сферические опоры предотвращают защемле­ние цапф при небольшой деформации лопаток или при сборке их с наружным и внут­ренним кольцами.

Для обеспечения сборки ВНА внутреннее кольцо имеет разъем в плоскости, пер­пендикулярной оси двигателя. Наружным и внутренним кольцами входной направляю­щий аппарат крепится при помощи шпилек к разделительному корпусу. Между внут­ренним кольцом ВНА и разделительным корпусом зажаты фланцы лабиринтов 7 и 8, уплотняющих масляную полость передней опоры ротора КВД.

Корпус с направляющими аппаратами 1- 3-й ступеней (см.рис.2.6) компрессора высо­кого давления состоит из наружного корпуса 16, имеющего горизонтальный разъем (рис.2.7); внутренних колец 10 1-й и 2-й ступеней, имеющих разъемы в плоскости, пер­пендикулярной оси КВД; направляющих лопаток 11 1-й и 2-й ступеней с закрепленны­ми на них рычагами 12; направляющих лопаток 3-й ступени 13, которые крепятся консольно с помощью замка типа " ласточкин хвост" в полукольцах 14, которые, в свою очередь, крепятся при помощи шпилек к наружному корпусу 16.

Лопатки НА 1-й и 2-й ступеней имеют высокие цапфы 16, с помощью которых они устанавливаются в наружном корпусе 16. На эти цапфы напрессованы стальные втулки 17. Крепление этих лопаток во внутренних кольцах аналогично креплению лопаток ВНА: цапфы лопаток с напрессованными на них стальными втулками входят в сферические опоры, расположенные во внутреннем разъемном кольце 10.

 

 

 

 

Наружный корпус, внутренние кольца и лопатки НА 1- 3-й ступеней изготовлены из титанового сплава ВТ8М.

Лопатки НА 1-й и 2-й ступеней - поворотные; поворот их относительно продольной оси осуществляется с помощью подвижных колец-скоб 18 привода НА 1-й и 2-й ступе­ней. Эти кольца соединены шарнирно с рычагами 12 на лопатках. Привод поворотных лопаток ВНА и НА 1-й и 2-й ступеней осуществляется двумя гидроцилиндрами, штоки которых поворачивают два ведущих вала. Рычаги ведущих валов посредством тяг соеди­нены с кольцами привода ВНА и НА 1-й и 2-й ступени. При повороте рычагов привод­ных валов кольца привода ВНА и НА 1-й и 2-й ступеней 18 (см. рис.2.6) поворачиваются относительно корпуса в окружном направлений и поворачивают лопатки на заданный угол.

На наружном корпусе над НА 1-й ступени имеется лючок (на рис. 2.6 не показан) для осмотра рабочих лопаток 1-й и 2-й ступеней.

Передний 1 и задний 5 корпусы КВД (см. рис.2.7) не имеют разъемов; оба корпуса сварные. Такая конструкция усложняет сборку, но обеспечивает большую жесткость, ис­ключает овализацию корпуса при нагреве, что позволяет уменьшить радиальные зазоры и повысить КПД компрессора. Передний корпус выполнен из титанового сплава ВТ20. В обечайке имеются отверстия для крепления колец направляющих аппаратов 4 -7-й сту­пеней (поз.4), а также два ряда отверстий О для перепуска воздуха из-за 6-й и 7-й ступе­ней (эти отверстия расположены в плоскости направляющих аппаратов 6-й и 7-й ступе­ней).

Задний корпус КВД - сварной, из стали ЭП-718. Выбор такого материала объясняет­ся более высокой температурой воздуха в последних ступенях. В заднем корпусе также имеются отверстия для крепления направляющих аппаратов 8- 12-й ступеней и рабочих колец 9 - 13-ступеней.

Между передним и задним корпусами КВД образован кольцевой канал К, через ко­торый отбирается воздух для охлаждения лопаток турбины и для кондиционирования пассажирского салона, а также для противообледенительной системы самолета и других самолетных нужд.

Направляющие лопатки 4-й и 5-й ступеней изготовлены из титанового сплава ВТ8М, а 6- 12-й ступеней - из железоникелевого сплава ЭИ787ВД. Лопатки крепятся на кольцах направляющего аппарата консольно замком типа " ласточкин хвост". Такое кропление конструктивно наиболее просто и широко применяется для коротких лопаток, недостатком его является невозможность уплотнения зазора между концами лопаток НА и ротором. Кроме того, вследствие низкой изгибной жесткости консольных лопаток, мо­гут возникнуть их низкочастотные колебания.

Кольца НА крепятся к переднему и заднему корпусам винтами. Рабочие кольца 4-й и 3-и ступеней имеют истираемое покрытие. Для осуществления сборки узла КВД кольца НА 4- 13-й ступеней имеют разъемы. На торцевых

 

 

 

 

поверхностях этих колец имеются кольцевые выступы, которые входят в проточки на торцах рабочих колец. Этим достигается взаимное центрирование указанных элементов конструкции. От смещения в окружном направлении кольца фиксируются штифтами. При сборке ротор вместе с на­правляющими аппаратами и рабочими кольцами вставляется в корпус, после чего на­правляющие аппараты крепятся винтами к корпусу.

На переднем и заднем корпусах КВД имеются лючки для осмотра рабочих лопаток всех ступеней при эксплуатационном контроле.

Корпус перепуска и отборов воздуха сварной конструкции изготовлен из титаново­го сплава. Он установлен на переднем корпусе КВД и образует вместе с ним изолирован­ные кольцевые полости. Через две из них осуществляется перепуск воздуха из внутрен­него контура (из-за 6-й и 7-й ступеней) в наружный через клапаны перепуска, располо­женные на фланцах корпуса перепуска {на рис.2.7 клапаны не показаны). Клапаны пере­пуска воздуха являются вторым элементом механизации компрессора (кроме поворот­ных лопаток ВНА и НА 1-й и 2-й ступеней). Кроме расширения диапазона устойчивой работы перепуск воздуха улучшает пусковые характеристики двигателя (облегчает рас­крутку ротора высокого давления при запуске), а также снижает вибронапряжения в ло­патках, которые могли бы возникнуть от вибрации на предпомпажных и помпажных ре­жимах. В КВД имеется шесть клапанов перепуска. Через три передних клапана происхо­дит перепуск воздуха из-за 6-й ступени, а через три задних - из-за 7-й ступени.

В задней части корпуса перепуска имеются фланцы 11 (см. рис. 2.7) для крепления труб отбора воздуха за 7-й ступенью на охлаждение турбины, в систему кондициониро­вания самолета, на обогрев воздухозаборника и др. Корпус обдува 13 - стальной сварной конструкции, имеет продольный разъем. В этом корпусе образован коллектор (кольцевая полость II) с большим количеством отверстий, через которые осуществляется обдув заднего корпуса КВД относительно холодным воздухом, отбираемым за подпор­ными ступенями. Такой обдув приводит к уменьшению радиальных зазоров между рабо­чими лопатками 9-13-й ступеней и корпусом. Для выпуска воздуха обдува на корпусе обдува возле фланцев имеется два ряда отверстий. Управление обдувом выполняет сис­тема управления радиальными зазорами, которая открывает и закрывает заслонки обду­ва, расположенные за подпорными ступенями. Система активного управления радиаль­ными зазорами описана в п.5.5.

Спрямляющий аппарат (СА) 13-й ступени 8 (см.рис.2.7) устанавливается за ротором КВД. Он спрямляет закрученный в рабочем колесе воздух до осевого направления перед поступлением его в камеру сгорания. СА 13-й ступени состоит из наружного кольца 14 и лопаток. Лопатки закреплены в наружном кольце при помощи замка типа " ласточкин хвост". Внутренние полки лопаток имеют ребра, образующие кольцевой фланец, при помощи которого СА крепится к фланцу корпуса опоры 10 совместно с внутренним кольцом диффузора камеры сгорания. Фланец наружного кольца 14 соединен с фланцами заднего корпуса КВД 13 и корпуса камеры сгорания, кольца подвески 6 болтами. Таким образом, лопатки СА 13-й ступени входят в силовую схему двигателя, передавая ради­альные усилия, возникающие в задней опоре КВД, на кольцо подвески.

Лопатки СА 13-й ступени изготовлены из жаропрочного сплава ВЖЛ-14, наруж­ное кольцо СА - стальное.

Кольцо подвески б входит в средний силовой пояс (см.рис. 1.3, поз. 15), являясь частью силовой схемы двигателя. Это кольцо повышает жесткость корпуса КВД и га­зогенератора двигателя в целом, уменьшая прогибы корпусов вместе с опорами, а следо­вательно, и валов ротора. Кольцо подвески точеное из железоникелевого сплава ЭИ787ВД.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: