Составители:
Рубрика:
3
ВВЕДЕНИЕ
При создании авиационных газотурбинных двигателей значитель-ное
внимание уделяется разработке и доводке выходных устройств, а в
двигателях для скоростных самолетов – и форсажных камер.
В турбореактивных двигателях для сверхзвуковых самолетов с целью
преодоления звукового барьера и полета самолета со сверхзвуковой
скоростью, а также для сокращения разбега при взлете, времени разгона,
увеличения скороподъемности самолета требуется весьма существенное
увеличение тяги двигателя (до 45…60% на взлете и до 130…170% при полете
на сверхзвуковых скоростях). Это увеличение достигается благодаря
применению на двигателе специального устройства – форсажной камеры.
Применение форсажной камеры является наиболее выгодным способом
форсирования тяги двигателя: при умеренном увеличении массы и
габаритных размеров резко увеличивается удельная тяга
.
Форсажный режим является неэкономичным, однако существенное
увеличение удельного расхода топлива вполне компенсируется значительным
улучшением технических данных самолета.
Выходные устройства газотурбинного двигателя выполняют не-сколько
важных для работы двигателя функций. Они используются для
преобразования энергии газа, выходящего из двигателя, в энергию реак-
тивной тяги заданного направления, поддержания соответствующего режима
работы турбокомпрессора,
транспортировки газа в фюзеляже или
мотогондоле, снижения уровня шума силовой установки, экранирования
прямого инфракрасного излучения двигателя и т.п.
При создании новых газотурбинных двигателей зачастую возникают
сложные проблемы, связанные с разработкой и доводкой именно форсажных
камер и выходных устройств двигателя, интеграцией силовой установки с
летательным аппаратом. В учебном пособии рассмотрены основные
вопросы
конструкции форсажных камер и выходных устройств, приведены
обоснования ряда принятых конструкторских решений.
Учебное пособие предназначено для изучения конструкции узлов ГТД на
лабораторных занятиях. Для этого в пособии приводятся задания по изучению
и анализу конструкций конкретных схем форсажных камер, выходных
устройств и их элементов. Для самостоятельной оценки студентом степени
освоения
материала в пособии приводятся контрольные вопросы, которые
также помогут при подготовке к защите отчета по лабораторной работе.
Сведения по конструкционным материалам могут использоваться при
выполнении курсового и дипломного проектов. Отдельные разделы
ознакомительного и теоретического плана предназначены для подготовки к
выполнению лабораторных работ и изучения студентами в часы, отведенные
для самостоятельной работы
.
1. ФОРСАЖНЫЕ КАМЕРЫ АВИАЦИОННЫХ ГТД
1.1. Назначение форсажных камер ГТД
Форсажная камера устанавливается за последней ступенью турбины
двигателя и служит для дополнительного сжигания топлива за турбиной,
благодаря чему повышаются теплосодержание газов, скорость их истечения и
3
ВВЕДЕНИЕ
При создании авиационных газотурбинных двигателей значитель-ное
внимание уделяется разработке и доводке выходных устройств, а в
двигателях для скоростных самолетов – и форсажных камер.
В турбореактивных двигателях для сверхзвуковых самолетов с целью
преодоления звукового барьера и полета самолета со сверхзвуковой
скоростью, а также для сокращения разбега при взлете, времени разгона,
увеличения скороподъемности самолета требуется весьма существенное
увеличение тяги двигателя (до 45…60% на взлете и до 130…170% при полете
на сверхзвуковых скоростях). Это увеличение достигается благодаря
применению на двигателе специального устройства – форсажной камеры.
Применение форсажной камеры является наиболее выгодным способом
форсирования тяги двигателя: при умеренном увеличении массы и
габаритных размеров резко увеличивается удельная тяга.
Форсажный режим является неэкономичным, однако существенное
увеличение удельного расхода топлива вполне компенсируется значительным
улучшением технических данных самолета.
Выходные устройства газотурбинного двигателя выполняют не-сколько
важных для работы двигателя функций. Они используются для
преобразования энергии газа, выходящего из двигателя, в энергию реак-
тивной тяги заданного направления, поддержания соответствующего режима
работы турбокомпрессора, транспортировки газа в фюзеляже или
мотогондоле, снижения уровня шума силовой установки, экранирования
прямого инфракрасного излучения двигателя и т.п.
При создании новых газотурбинных двигателей зачастую возникают
сложные проблемы, связанные с разработкой и доводкой именно форсажных
камер и выходных устройств двигателя, интеграцией силовой установки с
летательным аппаратом. В учебном пособии рассмотрены основные вопросы
конструкции форсажных камер и выходных устройств, приведены
обоснования ряда принятых конструкторских решений.
Учебное пособие предназначено для изучения конструкции узлов ГТД на
лабораторных занятиях. Для этого в пособии приводятся задания по изучению
и анализу конструкций конкретных схем форсажных камер, выходных
устройств и их элементов. Для самостоятельной оценки студентом степени
освоения материала в пособии приводятся контрольные вопросы, которые
также помогут при подготовке к защите отчета по лабораторной работе.
Сведения по конструкционным материалам могут использоваться при
выполнении курсового и дипломного проектов. Отдельные разделы
ознакомительного и теоретического плана предназначены для подготовки к
выполнению лабораторных работ и изучения студентами в часы, отведенные
для самостоятельной работы.
1. ФОРСАЖНЫЕ КАМЕРЫ АВИАЦИОННЫХ ГТД
1.1. Назначение форсажных камер ГТД
Форсажная камера устанавливается за последней ступенью турбины
двигателя и служит для дополнительного сжигания топлива за турбиной,
благодаря чему повышаются теплосодержание газов, скорость их истечения и
