Облик элементов конвертируемого и базового авиационного двигателей зависит как от конструктивных особенностей их элементов, так и от конструктивной схемы всего двигателя. Облик базового двигателя существенно влияет на совершенство, эффективность и стоимость создания и доводки конвертируемого двигателя. Это относится как к схемным факторам (многокаскадность, высокие параметры цикла, многорежимность, модульность конструкции и т. п.), так и к специальным свойствам сборочных единиц и деталей (износостойкость, коррозионная стойкость, экологически чистая камера сгорания, большие запасы прочности, в том числе по циклическим и ударным нагрузкам и т. п.). К этой проблеме относится также анализ остаточного ресурса основных деталей. Вопросы экономической целесообразности так же могут оказывать существенное влияние на конструктивный облик двигателя. Так, например, необходимость повышения параметров цикла (Т и р ) определяет количество ступеней лопаточных машин, наличие охлаждаемых лопаток и т. п.
К настоящему времени определены три основные принципиальные схемы конвертирования авиационных ГТД с точки зрения конструкции и циклов тепловых машин: блочно-модульный транспортабельный привод, использование двигателя в качестве силовой установки, использование двигателя в качестве генератора сжатого газа. При выборе конструктивного варианта учитываются кроме технических аспектов также экономические факторы, связанные с КПД двигателя, его ресурсом, объемом конструктивных переделок. Кроме постановки дополнительных ступеней турбины и создания диффузорного выходного устройства могут быть подвергнуты конструктивной доработке отдельные узлы и системы базового двигателя, включая системы регулирования, контроля, топливопитания. Относительно большая величина отбора воздуха от компрессора (более 5%) может вызвать необходимость в подробном исследовании и последующей доводке:
лопаток компрессора с целью снижения в них динамических напряжений;
камеры сгорания для стабилизации процесса горения, улучшения теплового состояния стенок и снижения неравномерности температуры газа на входе в турбину.
В газовой отрасли широко применяется первая схема: блочно-модульный транспортабельный привод газоперекачивающих агрегатов. Особенностью этой схемы является то, что часть располагаемой энергии на участке расширения газа в цикле тепловой машины используется для получения полезной работы привода, снимаемой со специально создаваемой свободной (силовой) турбины.
Процесс создания конвертированных ГТД является сложной многофакторной проблемой, требующей решения на системной основе комплекса разнородных и взаимосвязанных задач.
На этапе исследовательских и доводочных работ необходимо определить влияние новых факторов, отличных от авиационного применения, на термогазодинамические и прочностные характеристики двигателей, на работоспособность и долговечность основных деталей, узлов, сборочных единиц и систем.
Принципиально новым для ГТД является требование достижения очень большого ресурса, необычного для авиационного применения ГТД и доходящего до 30...50 тысяч часов, а иногда и до 100 тыс. часов. Для решения этой проблемы необходимо более глубокое изучение свойств жаропрочных и легких материалов и сплавов в условиях очень длительной наработки и многочисленных низко- и высокочастотных циклических нагрузок.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.