Конструкция, принцип работы и особенности производства СПВРД и ТРД. Изучение принципа работы турбореактивного двигателя (ТРД), страница 8

Сопловой аппарат состоит из лопаток, наружного и внутреннего колец. Лопатки выполняются литьем по выплавляемым моделям из жаропрочного хромоникелевого сплава. В турбине охлаждаются сопловой аппарат и диск. Для улучшения охлаждения во внутрь лопаток 20 установлены штампованные дефлекторы.

5.6. Турбина низкого давления

Турбина низкого давления осевая реактивная двухступенчатая. Она приводит во вращение КНД и состоит из соплового аппарата и ротора. Ротор состоит из двух рабочих колес, соединенных коническим кольцом, и вала.

Рабочие лопатки 23 обеих ступеней изготовлены штамповкой из жаропрочного сплава и крепятся к дискам замками «елочного» типа. Диски выполнены механической обработкой из жаропрочного сплава. Они соединяются с кольцом и валом радиальными штифтами. Вал ротора монтируется внутри вала турбины высокого давления на шариковом и роликовом подшипниках. С ротором КНД вал турбины соединяется шлицевой муфтой 32 и болтом 33.

5.7. Выходное устройство

Выходное устройство нерегулируемое двухконтурное служит для преобразования потенциальной энергии продуктов сгорания и воздуха в кинетическую энергию. Увеличение скорости достигается благодаря тому, что наружное и внутренние сопла выполнены сужающимися.

Сопло внутреннего контура представляет собой сварной узел, состоящий из конуса 27 и кожуха 26, соединенных стойками 29 аэродинамического профиля.

Сопло наружного контура образуется внутренним кожухом 28 и сопловой надсадкой 30, соединенных телескопическими стойками 31. Кожух и сопловая надсадка наружного контура выполнены роликовой сваркой из титанового сплава. Все детали сопла внутреннего контура выполнены сваркой из жаропрочной стали.

6. Принцип работы ТВД

Турбореактивный двигатель АИ-20 (рис. 12) выполнен по одновальной схеме и работает с одним 4-х лопатным винтом. АИ-20 устанавливается ан самолеты АН-10, ИЛ-18 и др.

Он состоит из следующих узлов:

-  планетарного редуктора;

-  осевого десятиступенчатого компрессора;

-  камеры сгорания;

-  3-х ступенчатой осевой турбины;

-  выходного устройства;

-  агрегатов, обслуживающих работу двигателя и самолета.

При работе двигателя атмосферный воздух через входное устройство поступает в компрессор, сжимается в нем и подается в камеру сгорания при давлении около 7,8 10⁵ Па и температуре 520 К. В камере происходит непрерывное сгорание распыляемого центробежными форсунками керосина, в результате чего воздуху сообщается тепловая энергия. Из камеры газы при температуре 1070 К и давлении 7,5 10⁵ Па поступают в 3-х ступенчатую турбину.

Располагаемая энергия газа в турбине преобразуется в механическую работу. Мощность, развиваемая турбиной, идет на вращение ротора компрессора, агрегатов двигателя и воздушного винта.

Винт ТВД является основным движением, создающим тягу. На номинальном режиме у земли при скорости полета, равной нулю, мощность турбины равна =8075 кВт, мощность, потребляемая компрессором - =5350 кВт, мощность, идущая на винт - =2700 кВт, а на привод агрегатов =25 кВт.

После турбины газы при температуре 700 К и давлении поступают в выходное устройство, в котором нет сопла. Выходное устройство образует расширяющийся канал, в котором скорость потока уменьшается. А давление остается неизменным из-за гидравлических потерь.

На срезе выходного устройства скорость газов равно 190 м/с при температуре 705 К и давлении 1 10⁵ Па. В результате истечения газа из выходного устройства возникает реактивная тяга.

Итак, тяга ТВД создается как винтом, так и вследствие истечения газа из выходного устройства. Следует отметить, что винтом создается примерно 90% суммарной тяги, а на долю реактивной тяги приходится 10%. При запуске ротор двигателя приводится во вращение двумя электрическими стартерами, а воспламенение топлива в камере сгорания обеспечивается двумя электрическими свечами.