Система активного управления радиальными зазорами в компрессоре и турбине

От величины радиальных зазоров между торцами рабочих лопаток и корпусами ком­прессора и турбины зависят потери, связанные с перетеканием газа (воздуха) из области более высокого давления в область более низкого давления, а следовательно, и вели­чина КПД узла и, в конечном счете, удельный расход топлива. На различных режимах работы двигателя радиальные зазоры изменяются, особенно в наиболее нагретых частях турбокомпрессора - последних ступенях КВД и в турбине. В основном эти изменения связаны с различным тепловым расширением деталей ротора и статора вследствие раз­ницы в температуре их нагрева и коэффициенте линейного расширения. Для поддержа­ния этих зазоров близкими к минимальным и нужна система их регулирования.

Следует заметить, изменение радиальных зазоров может происходить также вследст­вие неодинакового теплового расширения ротора и статора в осевом направлении; так изменяются радиальные зазоры в турбине, имеющей коническую форму проточной час­ти.

На двигателе ПС-90А предусмотрено активное управление радиальными зазорами в 9-13-й ступенях КВД, а также ТВД и ТНД.

 

 

Активное управление радиальными зазорами предполагает обдув корпуса узла воз­духом более низкой температуры. При этом изменяется диаметр корпуса, а так как диа­метр ротора с лопатками определяется в основном температурой деталей ротора, то из­меняется радиальный зазор между торцами рабочих лопаток и корпусом. Для охлажде­ния корпусов используется воздух из-за подпорных ступеней. Управление осуществляет­ся с помощью заслонок, которые имеют два положения: открытое и закрытое,

В КВД охлаждающий воздух через трубопровод подается в корпус обдува 6 (см. рис. 2.5) и через несколько рядов отверстий в его внутреннем кожухе направляется на задний корпус КВД, а затем выводится через специальные отверстия возле фланцев корпуса об­дува в наружный контур. В турбине охлаждающий воздух через трубопроводы (см. рис. 5.1 и 5.4) подается в коллекторы, охватывающие наружные кольца корпусов 1- 5-й ступе­ней, и через несколько рядов радиальных отверстий в коллекторах поступает на кольца (преимущественно на их наиболее жесткие участки - фланцы), а затем отводится в на­ружный контур.

В системе управления радиальными зазорами компрессора и турбины задействованы электронный регулятор двигателя, насос-регулятор, гидроцилиндры управления с за­слонками отбора воздуха. При пуске и при работе двигателя на режимах до 0, 7 номи­нального отбор воздуха на обдув не производится (заслонки закрыты). При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора двигателя насос-регулятор по командным сигналам от электронного регулятора, формируемым в соответствии с заданной программой, по­дает управляющее давление топлива в гидроцилиндры управления заслонками, заслонки открываются. Для контроля положения заслонок отбора воздуха в штоковые полости гидроцилиндров управления заслонками устанавливаются сигнализаторы давления, ко­торые выдают сигнал в бортовую систему контроля двигателя о перекладке заслонок.

 

Контрольные вопросы

 

1.Найдите на чертеже основные элементы конструкции роторов ТВД и ТНД. 2. Найдите на чертеже основные элементы конструкции статора ТВД и ТНД. 3.Способ соединения дисков ТВД с валом (обеспечение центрирования и передачи крутящего момента).

4. Способ соединения дисков ТНД с валом (обеспечение центрирования и передачи крутящего момента).

5. Как уравновешиваются осевые усилия в турбине высокого давления? 6.Как уравновешиваются осевые усилия в турбине низкого давления? 7. Способ крепления и осевой фиксации рабочих лопаток ТВД и ТНД, З.Для чего предназначены промежуточные диски ротора ТВД?

9. Как уплотняется проточная часть между отдельными ступенями турбины?

 

 

10.Найдите на чертежах опоры роторов ТВД и ТНД. Какие усилия они воспринима­ют?

11.Через какие детали передаются и какими деталями воспринимаются осевые уси­лия, действующие на рабочие лопатки ТВД и ТНД?

12. Способы балансировки роторов ТВД и ТНД.

13.Каким образом уплотняются масляные полости в опорах роторов ТВД и ТНД?

14.Найдите на чертежах, поясните назначение, конструкцию и принцип работы упру­го-демпферных опор в турбине.

15.К какому типу относятся роторы ТВД и ТНД?

16.Какие элементы конструкции образуют силовую схему корпуса турбины?

17. Способы соединения и центрирования деталей статора ТВД и ТНД.

18. Крепление сопловых лопаток ТВД и ТНД.

19.Как обеспечивается свобода температурных деформаций сопловых аппаратов?

20.Какие усилия действуют на сопловые аппараты и какими элементами конструкции они воспринимаются?

21.Как обеспечивается свобода теплового расширения рабочих колец?

22.Как регулируется осевой зазор между ротором и статором в ТВД и ТНД?

23 Как охлаждаются лопатки сопловых аппаратов ТВД? Откуда поступает охлаж­дающий воздух? Почему?

24.Как охлаждаются диски и рабочие лопатки ТВД?

25.Схема охлаждения деталей ротора и статора ТНД.

26.Способы регулирования соосности опор роторов.

27.Порядок сборки и разборки узла турбины.

28.Какие материалы применяются для изготовления рабочих и сопловых лопаток турбины? Чем обусловлен такой выбор?

29.Из каких материалов изготавливают диски, дефлекторы, валы турбины?

ЗО. Для чего предназначена система активного управления радиальными зазорами в КВД и турбине?

31. Покажите на чертеже основные элементы системы управления радиальными за­зорами. Поясните их взаимодействие.

32.На каких режимах производится обдув корпусов КВД и турбины?

33.Для чего предназначена и как работает система защиты от раскрутки ротора низ­кого давления?

 

 

РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО

 

Реверсивное устройство (РУ) служит для создания обратной тяги двигателя с це­лью улучшения посадочных характеристик транспортных самолетов (уменьшения дли­ны пробега до остановки при посадке). На двигателе ПС-90А обратная тяга создается путем направления воздуха наружного контура вперед (в направлении полета самолета), Реверсивное устройство решетчатого типа расположено в наружном контуре двигателя (см.рис. 1.1). На режиме прямой тяги створки убраны заподлицо с поверхностью на­ружного контура и перекрывают решетки. На режиме обратной тяги створки повернуты так, что перекрывают канал наружного контура и при этом открывается выход воздуха наружу через направляющие решетки, расположенные по окружности.

Такая схема имеет ряд преимуществ по сравнению с реверсивным устройством " решетчатого" типа, расположенным между камерой смешения и реактивным соплом (применявшимся, например, на двигателе Д-30) и РУ " ковшевого" типа, расположенным на режиме обратной тяги за реактивным соплом-(такая схема применялась на двигате­ле Д-ЗОКУ).

Важнейшее преимущество такой схемы в том, что элементы конструкции РУ и его систем не подвержены воздействию горячих газов; они обдуваются воздухом наружного контура сравнительно низкой температуры, это особенно важно для улучшения условий работы шарнирных соединений.

Другое преимущество схемы в том, что переход с режима прямой тяги на обратную и наоборот значительно меньше влияет на режим работы двигателя, так как намного меньше изменяется давление за турбиной и, соответственно, перепад давлений на тур­бине. Облегчается решение проблемы прочности элементов конструкции, уменьшается их масса благодаря тому, что на режиме обратной тяги перепад давления на створках РУ значительно меньше, чем в случае расположения РУ за турбиной или соплом.

Кроме того, при расположении РУ в наружном контуре не увеличивается ни длина, ни диаметр двигателя, как это имеет место в упомянутых выше двигателях.

Следует, однако, заметить, что описанная схема РУ могла быть применена лишь благодаря большой степени двухконтурности двигателя и, соответственно, большому расходу воздуха через наружный контур. При этом обеспечивается потребная величина обратной тяги. Коэффициент реверсирования составляет 0, 27.

Реверсивное устройство представляет собой отдельный модуль двигателя (см.рис. 1.3). В его конструкцию входят неподвижная и подвижная части РУ, механическая сис­тема управления и блокировки, гидросистема, электрическая система сигнализации рабо­ты РУ. Элементы неподвижной и подвижной частей образуют силовой каркас, воспри­нимающий усилия, действующие на режиме обратной тяги. В конструкцию РУ входят также элементы (панели) шумоглушения. Реверсивное устройство крепится своим передним фланцем к заднему фланцу кожуха наружного контура (см.рис. 1.1). К задней части РУ, образованный кожухом наружной подвески двигателя, крепится реактивное сопло.

 

⇐ Предыдущая3456789101112

Поделиться: