Особенности конструкции газотурбинных двигателей

Оглавление

В. М. Корнеев. Особенности конструкции газотурбинных двигателей

Конструкция газотурбинных двигателей

Общие сведения о ГТД

Краткая история создания отечественных авиационных ГТД

Этапы развития, области применения и параметры ГТД

Перспективы развития ГТД

Конструктивные и силовые схемы ГТД

Конструктивные схемы авиадвигателей

Двухконтурные турбореактивные двигатели (ДТРД)

Турбовальные двигатели и вспомогательные силовые установки

Силовые схемы ГТД

Силовые схемы роторов

Силовые схемы статоров

Подвеска двигателя к воздушному судну

Компрессор

Компоновки осевых компрессоров

Роторы осевых компрессоров

Статоры осевых компрессоров

Противообледенительные системы

Противопомпажные устройства компрессоров

Возможные неисправности компрессоров

Камера сгорания

Кольцевые камеры сгорания

Трубчато-кольцевые камеры

Конструкция камер сгорания

Меры борьбы с эмиссией вредных веществ в камерах сгорания

Возможные неисправности камер сгорания

Турбина

Роторы осевых турбин

Статоры осевых турбин

Охлаждение турбины

Возможные неисправности турбин

Выходные устройства

Общие сведения

Нерегулируемые реактивные сопловые аппараты

Регулируемые реактивные сопловые аппараты

Реверсивные устройства

Девиаторы тяги

Шумоглушение ГТД

Редукторы авиационных ГТД

Основные системы ГТД

Масляная система

Общие сведения

Принцип работы циркуляционных маслосистем

Возможные неисправности масляных систем

Система топливопитания двигателя

Общие сведения

Принцип работы системы топливопитания двигателей

Особенности конструкции системы топливопитания

Возможные неисправности систем топливопитания

Пусковая система

Принцип работы пусковой системы ГТД

Стартёры ГТД

Система зажигания

Надежность запуска ГТД

Надежность и контроль технического состояния ГТД в эксплуатации

Надежность ГТД

Показатели безотказности и долговечности ГТД

Ресурс ГТД

Контроль технического состояния ГТД

Общие сведения

Диагностика ГТД по газотермическим параметрам

Диагностика двигателя по контролю состояния масла

Виброакустическая диагностика

Методы визуального контроля и дефектоскопии

Автоматизирванные системы диагностирования ГТД

Литература

Отрывок из книги

Первые проекты воздушно-реактивных двигателей (ВРД) были разработаны в России еще во второй половине XIX века. Инженером И. И. Третеским в 1849 г. предложено использовать для передвижения аэростата силу реакции, возникающую при истечении сжатого воздуха. Несколько позже, в 1866 г., Н. М. Соковнин разработал проект компрессорного ВРД, предназначенного для дирижабля. В 1867 г. Н. Телешов изобрел двигатель «Теплородный духомет», содержащий все основные части современного ВРД.

Первый работающий турбинный двигатель создан в России в конце XIX века. В период с 1886 по 1892 гг. инженер П. Д. Кузьминский разработал, построил и провел испытания в Петербурге газопаротурбинного двигателя, в котором процесс подвода тепла к рабочему телу протекал при постоянном давлении. Двигатель П. Д. Кузьминского имел многоступенчатую радиальную турбину с концентрически расположенными сопловыми и рабочими лопатками. В 1890 г. П. Д. Кузьминский впервые предложил использовать газовую турбину в авиации.

.....

В первом поколении ГТД преобладающим типом был турбореактивный двигатель, который совместил в себе функции генератора мощности и движителя, отрицая воздушный винт как движитель, имеющий ограниченные скоростные возможности Скорости истечения газа из сопла ТРД в несколько раз превышают скорости воздушных масс, отбрасываемых винтом.

В процессе эволюционного развития, протекающего, в основном, по пути увеличения температуры газа перед турбиной и степени повышения давления воздуха в компрессоре, появились труднопреодолимые недостатки турбореактивных двигателей сильно ограничившие их применение на самолетах гражданской авиации. Они обусловлены, в частности, тем, что процессы сжатия и расширения рабочего тела в лопаточных машинах происходят с большими потерями, чем в цилиндрах поршневого двигателя, из-за перетеканий воздуха и газа в зазорах между ротором и статором, повышенных потерь на трение в высокоскоростном потоке и т. п. Трудности охлаждения элементов горячей части ГТД (в основном деталей ротора турбины) намного снижают допустимую температуру газа по сравнению с достигнутой в поршневых двигателях. Все это делает рабочий процесс ТРД не столь совершенным, а КПД, соответственно, меньшим. По принципу создания тяги ТВД отрицает ТРД, в результате чего происходит возврат к исходной схеме силовой установки «двигатель – воздушный винт», но на значительно более высоком уровне развития, так как турбовинтовой двигатель не имеет таких жестких весовых ограничений по мощности, как поршневой [1].

.....