Статическая прочность рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин ГТД. Кузменко М.Л - 22 стр.

22

лопатках газовых турбин располагается не в корне лопатки, а на 1/2 – 2/3 высо-
ты пера лопатки.
      Значительное уменьшение коэффициентов запаса прочности в рабочих
лопатках турбин при увеличении режимов работы двигателя привело к тому,
что на современных самолетах время работы ГТД на максимальном режиме ог-
раничивается. В зависимости от назначения и типа летательного аппарата на-
работка двигателя на максимальном режиме, как правило, не должна превы-
шать 5 – 20 % от общей наработки двигателя за ресурс.

      1.3.2. Влияние условий полета самолета на напряженное состояние
                              рабочих лопаток
     При изменении скорости и высоты полета самолета изменяются темпера-
тура TВ* и давление РВ* воздуха на входе в двигатель:
                            TВ* = Т Н (1 + 0,2 М 2 ),
                           РВ* = РН (1 + 0,2 М 2 ) 3,5 .
      Это обусловливает изменение расхода воздуха, проходящего через двига-
тель, отклонение условий обтекания лопаток от расчетных, перераспределение
работы между отдельными ступенями компрессора и турбины. Указанные фак-
торы оказывают непосредственное влияние на величину газовых нагрузок, по
действием которых рабочие лопатки компрессора и турбины подвергаются де-
формациям изгиба.
      При расчете лопатки на изгиб ее обычно рассматривают как консольную
балку с жесткой заделкой в корневом сечении и распределенной по длине на-
грузкой. В этом случае максимальное значение изгибающего момента имеет
место в корневом сечении лопатки, где угол установки профиля близок к 90º.
При этом изгибающий момент в плоскости вращения рабочего колеса при про-
грамме управления силовой установкой Т *Г = const и n = const практически
пропорционален расходу воздуха (газа) через двигатель:

                                M x ≈ Const ⋅ G B .
      При увеличении скорости или уменьшении высоты полета самолета воз-
растают степень сжатия воздуха во входном устройстве, а также плотность воз-
духа на входе в двигатель, в результате чего расход воздуха (газа) через двига-
тель увеличивается. Поэтому при увеличении скорости или уменьшении высо-
ты полета напряжения изгиба от газовых сил в корневом сечении лопатки воз-
растают. Суммируясь с напряжениями растяжения от действия центробежных
сил, напряжения изгиба от газовых сил могут значительно снизить коэффици-
енты запаса прочности на входной и выходной кромках профиля при полете