Конструктивные компоновки осевых газовых турбин

Конструктивные компоновки турбин определяются:

Ø формой проточной части;

Ø силовой схемой двигателя;

Ø числом сту­пеней и каскадов.

Проточная часть многоступенчатой турбины может быть спроектирована в виде нескольких форм меридионального про­филя, образующихся при постоянных:

среднем;

наружном;

внутреннем диаметрах ступеней.

Схема с постоянным средним диаметром -теплоперепад (или работа турбины) распределяется между ступенями практически поровну, взаимная компоновка ступеней является наилучшей, а углы расширения меридиональ­ного сечения как во втулочной, так и в периферийной частях турбины невелики, что способствует снижению потерь.

В реальных конструкциях учет указанных факторов приводит к применению комбинированных схем.

Силовая схема турбины составляет часть общей силовой схемы двигателя и ее особенности определяются прежде всего числом и расположением опор роторов турбины.

В одновальном ГТД ротор турбины имеет, как правило, один радиальный - роликовый под­шипник, который располагается перед или за дисками турбины.

При этом в трехопорной схеме ротора ГТД ротор турбины другим своим концом опирается на ротор компрессора, а соеди­нение роторов обеспечивает передачу крутящего момента, осе­вого и радиального усилий.

В двухопорной схеме ротор турбины представляет собой единый узел с ротором компрессора.

Если опора размещена перед дисками турбины, то последние располагаются консольно (при этом число дисков, как правило, не превышает трех) и между компрессором и турбиной имеются радиальные силовые эле­менты, связывающие корпус подшипника с наружной частью корпуса двигателя.

Иногда эти силовые элементы располагают внутри сопловых лопаток первой ступени турбины.

При размещении опоры за дисками ротор турбины выполняют с повышенной изгибной жесткостью, а корпус подшипника соеди­няют с наружными элементами статора силовыми стойками.

В двухвальном ГТД ротор ТВД имеет обычно один подшип­ник, который может располагаться как перед, так и за турбиною.

Ротор ТНД одно- или двухопорный; в последнем случае одна из опор размещается за дисками, а вторая внутри ротора ВД (межвальная опора).

Корпус турбины имеет, как правило, силовые радиальные связи как перед турбиной, так и за ней.

Особенности компоновки турбины трехвального ГТД состоят в том, что опоры ТВД и ТСД размещены в одном корпусе, соединение которого с наружными элементами статора турбины осуществляется через радиальные силовые связи, расположенные внутри сопловых-лопаток второй ступени турбины.

Корпус под­шипника ТНД связан с наружным корпусом силовыми стойками.