Краткие сведения об особенностях конструкции основных узлов двигателя

Компрессор предназначен для сжатия воздуха и подачи его в ка­меру сгорания и в наружный контур двигателя непрерывным потоком без пульсации давления с наиболее выгодным полем скоростей и давлений. Компрессор осевой 14 ступенчатый двухкаскадный. Компрессор низкого давления 3 ступенчатый. Входной направляющий аппарат КНД и кок двигателя обогреваются горячим воздухом, который на частоте вращения ротора ВД ниже n2=78,5...81,0% отбирается от 11-й ступени КВД, а на частоте вращения выше указанной - от 6-й ступени.

Принцип работы компрессора заключается в следующем: в расширяющихся межлопаточных каналах рабочего колеса и направлявшего аппарата скорость воздуха уменьшается, а давление и температура растут. Скорость воздушного потока постоянно пополняется за счет преобразования механической энергии лопаток рабочего колеса в кинетическую (скоростную) энергию.

Подобным образом ступени компрессора работают только при условии безударного входа воздуха на рабочие лопатки компрессора. При уменьшении расхода воздуха через компрессор ниже расчетных значении компрессора увеличивается и при достижении критических значении на спинках лопаток происходит срыв потока и образование вихрей. Вихри представляют собой большое аэродинамическое сопротивление и, распространяясь по межлопаточному каналу, полностью или частично "запирают" воздушный тракт. Движение воздуха в сторону компрессора прекращается, давление воздуха за компрессором падает и становится ниже, чем давление газов в камере сгорания. Газы из камеры сгорания движутся в сторону компрессора и выталкивают вихри из межлопаточных каналов, воздушный тракт "отпирается", очередная порция воздуха поступает в компрессор, но если угол входа воздуха не изменился, опять происходит срыв потока и процесс повторяется сначала. Такая работа компрессора, когда воздух подается в камеру сгорания порциями, импульсами, называется неустойчивой работой или помпажем двигателя. Помпаж сопровождается сильной тряской двигателя, резким ростом температуры газов и, в случае совпадения частоты собственных колебаний двигателя с частотой пульсации воздуха наступает резонанс, который может привести к полному или частичному разрушению двигателя.

Для уменьшения возможности возникновения помпажа в конструкции двигателя предусмотрено:

- разделение ротора на два каскада;

- применение регулируемого входного направляющего аппарата (ВНА) ротора ВД. Лопатки ВНА могут поворачиваться в диапазоне углов от минус 33 градусов (пусковой угол) до 0 градусов (рабочий угол). При работе двигателя на малой частоте вращения лопатки ВНА остановлены на угол минус 33 градуса - на панели приборов контроля двигателя (пульт бортинженера) горят два желтых светосигнализатора "ВНА-33" и "ВНА 0". При увеличении частоты вращения до n2=73..74% (при МСА) лопатки ВНА начинают поворачиваться на угол 0 градусов - при этом гаснет желтый светосигнализатор " ВНА - 33 ", при дальнейшем увеличении режима на п2=88,5...91,5% (при МСА) лопатки устанавливаются на угол 0 градусов и гаснет светосигнализатор " ВНА 0 ".

При уменьшении режима работы двигателя ВНА срабатывает в обратной последовательности. Частота вращения ротора ВД, при которой начинается и заканчивается поворот лопаток ВНА, зависит от температуры и давления наружного воздуха и определяется по графику в РЛЭ (см. рис 8.1.40);

- применение клапанов перепуска воздуха из-за 5-й и 6-й ступеней компрессора ВД. В начале запуска клапаны перепуска под воздействием пружин закрыты - желтый светосигнализатор " КЛАПАНЫ ПЕРЕПУСКА " не горит.

В процессе запуска при достижении частоты вращения ротора ВД n2 =14% появляется давление топлива, под действием которого гидроцилиндры открывают клапаны, загорается светосигнализатор "КЛАПАНЫ ПЕРЕПУСКА". При увеличении частоты вращения до n2 =77,5...80,0% (при МСА) по команде датчика приведенных оборотов ДПО-ЗОК топливо сливается из гидроцилиндров, и под действием пружин клапаны закрываются, светосигнализатор "КЛАПАНЫ ПЕРЕПУСКА" гаснет. При уменьшении режима клапаны и светосигнализатор срабатывают в обратной последовательности. Открытие и закрытие клапанов перепуска происходит по приведенной частоте вращения и, в зависимости от температуры наружного воздуха, определяется по графику в РЛЭ (см. рис р.1.4).

Признаки появления помпажа: сильная тряска двигателя, колебание частоты вращения роторов с тенденцией к снижению резкий рост t газов, факеление или дымление из реактивного сопла, появление звука, напоминающего урчание или клокотание, иногда сопровождающегося "хлопком".

Характерные условия, в которых возможно возникновение помпажа на земле:

- задувание ветра со стороны реактивного

сопла при запуске развернуть самолет носом против ветра;

- обледенение входного устройства удалить лед горячим воздухом перед

запуском, в условиях обледенения

своевременно включать ПОС

двигателя и воздухозаборника;

- высокая t н.в. при запуске перенести запуск двигателя на более

прохладное время суток или полить

площадку перед ним холодной водой

- неточная регулировка пуско-ре- вызвать технический состав

гулирующей аппаратуры для определения и устранения

неисправности.

В полете:

- полет на больших углах атаки привести самолет к нормальным

условиям полетав

- обледенение входного устройства своевременно включать ПОС

двигателя и воздухозаборников;

- полет в условиях турбулентной сократить время нахождения

атмосферы, грозы, ливневых осад- самолета в опасной зоне:

ков, разряды статического элект-

ричества в воздухозаборнике

- полет на минимальной скорости с разогнать самолет на снижении,

использованием максимальной час- затем плавно увеличить режим

тоты вращения роторов работа двигателей или увеличение

режима производить небольшими

перемещениями РУД:

- неточная регулировка топливо- на земле отрегулировать аппаратуры регулирующей аппаратуры топливорегулирующую аппаратуру

Разделительный корпус является силовым элементом двигателя и служит для разделения потока воздуха по контурам, восприятия нагрузок от роторов, размещения центрального привода агрегатов, крепления статоров компрессоров, подвески двигателя в мотогондоле восприятия веса двигателя, передачи тяги двигателя на конструкцию самолета и т.д.

Камера сгорания обеспечивает образование горючей топливовоз-душной смеси, эффективное сжигание ее и подвод выделенного тепла к воздушному потоку. Камера сгорания трубчато-кольцевого типа состоит из корпуса, 12-и жаровых труб, 12-и рабочих форсунок и 2-х запальных свечей.

Турбина предназначена для преобразования потенциальной энергии воздушного потока в механическую, которая используется для вращения роторов компрессора и всех вспомогательных агрегатов, обслуживавших системы самолета и двигателя. Турбина осевая реактивная шестиступенчатая двухвальная.

Выходное устройство предназначено для преобразования потенциальной энергии газовоздушного потока оставшегося после турбины в кинетическую, что необходимо для получения реактивной тяги. Выходное устройство среднего двигателя (№ 2) выполнено в виде простого реактивного сопла, а на боковых двигателях (№ 1 и 3) в виде реверсивного устройства.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРИВОДОВ ДВИГАТЕЛЯ

Ротор двигателя состоит из двух частей ротора высокого давле­ния (ВД) и ротора низкого давления (НД). Схема укладки роторе БД трехопорная (один шариковый и два роликовых подшипника), ротора низкого давления - четырехопорная (один шариковый и три роликовых подшипника)"

От 2-ступенчатой турбины ВД вращение через вал передается на 11-ступенчатый компрессор ВД, на переднюю и заднюю коротки приводов. Через переднюю коробку приводов вращение перелается на центробежный воздухоотделитель ЦBC-30, основной масляный насос 1ЧНО-ЗОК и заднюю коробку приводов. Через заднюю коробку приводов вращение передается на гидронасос НП-89-Д самолетной гидросистемы, датчик приведенных оборотов ДПО-ЗОК, подкачивающий топливный насос ДЦН-44ПЗТ, гидронасос НП-25-5, генератор ГТ40ПЧ6, запасной привод НПО, регулятор РППО-ЗОКП, датчик тахометра ротора ВД ДТЭ-5Т, масляный насос откачки МНО-ЗОК, топливный насос-регулятор HP-30KУ-154, центробежный суФлер ЦС-ЗОК, запасный привод (используется для ручной прокрутки ротора ВД). На задней коробке приводов устанавливаются турбина НПО и воздушный стартер СтВ-ЗТ.

От 4-ступенчатой турбины НД вращение передается на 3-ступенчатый компрессор НД, масляный насос откачки МНО-1 и переднюю коробку приводов. Через переднюю коробку приводов вращение передается на центробежный регулятор компрессора НД ЦР-1-ЗОК и на датчик тахометра ротора НД ДТЭ-5Т.