Файл: 1. Анализ характеристик двигателей, схожих с проектируемым двигателям по.pdf

42
К температурному датчику (ТД) подводится под высоким давлением топливо от насоса-регулятора (НР), а подводится к датчику приведенных оборотов (ДПО) с командным давлением, пропорциональным температуре воздуха на входе в двигатель.
Через воздушный фильтр (Ф), к автомату запуска насоса-регулятора (НР) подводится воздух, отбираемый за КВД.
По трубопроводу через воздушный фильтр (Ф) к автомату приемистости насоса- регулятора (НР) подводится воздух под полным давлением р*к и р*вх.
В левую и правую полости поршня гидроцилиндра управления углом установки входного направляющего аппарата КВД подводится топливо от регулятора (РНА).
Через фильтр (Ф) топливо из регулятора РППО сливается на вход в НР.
По трубопроводу топливо из нижней камеры поршня гидроусилителя насоса- регулятора (НР) подводится к исполнительному механизму (ИМТ) и по параллельному трубопроводу отводится на слив.
При остановке двигателя топливо из коллекторов питания форсунок через клапан слива в насосе регуляторе (НР) сливается в передний дренажный бачок. Топливо, поступившее в передний дренажный бачок, вытесняется воздухом, отбираемым из канала наружного контура двигателя, в трубопровод суфлирования на срез реактивного сопла двигателя.
6.3 Система управления двигателем.
Эксплуатационная надежность во многом зависит от нормального функционирования системы автоматического управления (САУ), которая должна обеспечить:
• надежный запуск на земле и в воздухе независимо от внешних условий
• точную ручную и автоматическую дозировку топлива на все режимах прямой и обратной тяги в соответствии с выбранными законами управления
• устойчивую работу двигателя на переходных режимах.
• Автоматическое управление механизацией КВД
• Защиту конструкции от механических и тепловых перегрузок
• Ручной останов двигателя со сливом топлива из контуров форсунок
Эти задачи реализуются САУ с помощью следующих агрегатов:
1) Насоса-регулятора (НР), дозирующего подачу топлива в камеру сгорания двигателя на режимах как прямой, так и обратной тяги и управляющего работой воздушного турбостартера и гидроцилиндра заслони переключения отбора воздуха (ЗОВ), датчика приведенной частоты вращения (ДПО), управляющего по приведенной частоте вращения ВД шестью гидроцилиндрами клапанов перепуска воздуха и выдающего в агрегат РНА командное давление топлива, пропорциональное квадрату этой частоты.

43 2) Температурного датчика (ТД), измеряющего температуру воздуха на входе в двигатель и выдающего гидравлический сигнал в агрегат ДПО, пропорциональный измеряемой температуре, регулятора направляющего аппарата )РНА), который совместно с цилиндром направляющего аппарата предназначен для управления положением лопаток входного направляющего аппарата КВД в зависимости от приведенной частоты вращения ротора ВД
3) Центробежного регулятора (ЦР), ограничивающего максимальную физическую частоту вращения ротора НД
4) Исполнительного механизма (ИМТ) системы ограничения температуры газов за турбиной двигателя, гидроцилиндра управления заслонкой переключения отбора воздуха (ЗОВ), гидроцилиндров управления клапанами перепуска воздуха в КВД.
5) Насос-регулятор (НР) имеет гидравлическую связь с агрегатами ДПО, ТД, ИМТ и ЦР. В свою очередь с агрегатами РНА и ЦНА гидравлически связан датчик
ДПО
В САУ в качестве единственного управляющего фактора используется расход топлива
Gт. Система включает в себя плунжерный топливный насос переменной производительности (насос-регулятор НР) с наклонной шайбой, которая выполняет функцию управляющего органа.
6.4 Система охлаждения.
Турбина двигателя работает в условиях высоких температур. Для охлаждения деталей турбины применяется воздух, отбираемый из внутреннего и наружного контуров двигателя.
Воздух с высоким давлением, отбираемый за последней ступенью КВД, охлаждает сопловые лопатки, рабочие лопатки и диски 1 и 2 ступеней турбины.
Воздух с низким давлением, отбираемый из наружного контура, охлаждает диски 3–4 ступеней турбины, наружные кольца всех сопловых аппаратов, детали опоры роликоподшипника ТВД и детали задней опоры роликоподшипника ТНД.
Для эффективного охлаждения сопловые лопатки выполнены пустотелыми, внутри них установлены дефлекторы.
Для охлаждения элементов ТНД воздух поступает из наружного контура через козырьки, стойки задней опоры и отверстия в стойках и корпусе задней опоры, предварительно охладив детали задней опоры и коллектор термопар. Меньшая часть воздуха приходит через лабиринтное уплотнение и охлаждает заднюю сторону диска 6 ступени турбины, а большая часть – по каналу, образованному трубой и валом, поступает в полость между дефлектором и диском 3 ступени и охлаждает переднюю сторону этого диска. Поверхности остальных дисков охлаждаются воздухом, перетекающим из одной междисковой полости в другую.

44
Наружные кольца сопловых аппаратов ТНД охлаждаются воздухом, который поступает из наружного контура под кожух. Этот кожух служит также для уменьшения гидравлических потерь энергии газового потока в наружном контуре.
Система охлаждения турбин позволяет отвести тепло от боковых поверхностей дисков и внутренних поверхностей их ступиц в проточную часть, а наличие осевых зазоров в замках елочного типа создает сопротивление передачи тепла в тело диска. Для уменьшения теплового потока, идущего от дисков к валам, каждый диск крепится к валу при помощи фланца, имеющего тонкостенную шейку, что позволяет уменьшить площадь поверхности соприкосновения деталей и создать между ними зазор. В шейках фланцев выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, которые дополнительно создают сопротивление подводу тепла к валам, а следовательно, и к подшипникам опор.
6.5 Противообледенительная система.
Для предотвращения обледенения в проектируемом двигателе предусмотрен обогрев лопаток входного направляющего аппарата КНД и кока двигателя. Обогрев осуществляется воздухом, отбираемым за 11 или за 6 ступенью КВД. Переключение отбора производится автоматически в зависимости от частоты вращения ротора КВД.
Три нижние лопатки ВНА КНД кроме воздушных каналов имеют каналы для подвода или отвода масла и обогреваются им независимо от работы ПОС.
Рисунок №23.3
Противообледенительная система состоит из стакана отбора воздуха за 6 ступенью
КВД, стакана отбора воздуха за 11 ступенью КВД, распределительной заслонки отбора воздуха (ЗОВ), электрозаслонки включения (ЗВ), теплоизолированного коллектора и трубопроводов, соединяющих перечисленные элементы.
На режимах работы двигателя, при которых частота вращения ротора КВД ниже
(8700) об/мин, воздух для обогрева отбирается за 11 ступенью, на более высоких режимах распределительная заслонка переключена в положение отбора воздуха за 6 ступенью. Переключение распределительной заслонки производится гидроцилиндром, в который подается топливо высокого давления от насоса-регулятора (НР).

45
Включение ПОС осуществляется открытием электрозаслонки (ЗВ), управляемой электромеханизмом. При включенной системе воздух через распределительную заслонку (ЗОВ), трубопроводы и электрозаслонку (ЗВ) поступает в кольцевой теплоизолированный коллектор и далее в полости в районе входных кромок лопаток
ВНА. По указанным полостям воздух проходит к центральной втулке ВНА и, выйдя через отверстия в передней крышке, направляется на обогрев наружной обечайки кока. Из обечайки кока через отверстия воздух выходит в проточную часть КНД.
Система сигнализации обледенения обеспечивает выявления обледенения, включение сигнальной лампы обледенение в кабине экипажа, включение электронагревательных элементов, обогревающих чувствительные элементы сигнализатора обледенения, и задержку выключения нагревательных элементов и сигнальной лампы после удаления льда для повышения стабильности сигнала обледенение.
6.6 Противопожарная система двигателя.
Противопожарная система двигателя выполняется по единой системе и включает в себя систему сигнализации о пожаре и системы внутреннего и наружного пожаротушения. Система наружного пожаротушения является частью самолетной противопожарной системы.
Система сигнализации о пожаре предназначена для выдачи сигнала в кабину экипажа в случае в случае возникновения пожара в защищаемых полостях двигателя и автоматического включения системы пожаротушения двигателя.
Система сигнализации обслуживает одновременно два двигателя и состоит из четырех датчиков и одного блока-реле.
Датчики устанавливаются совместно с демпферами на фланцах труб, суфлирующих полость между кожухом вала и внутренним корпусом камеры сгорания с полостью наружного контура. Датчики предназначены для выдачи сигнала блоку-реле о том, что в защищаемой полсти температура достигла предельного значения.
Блок-реле системы сигнализации устанавливается на самолете и выполняет следующие функции: принимаем сигнал от датчиков, включает сигнальные лампочки при возникновении пожара в контролируемых полостях двигателей, подает напряжение на вход автоматического включения системы пожаротушения двигателя, от которого получен сигнал, обеспечивает контроль исправности и готовности системы сигнализации.
При возникновении пожара в контролируемой полости термоЭДС батареи термопар датчика достигает значения, достаточного для подачи через блок-реле напряжение на сигнальную лампу и на вход цепи автоматического включения системы внутреннего пожаротушения двигателя, от которого поступил сигнал.
Исправность системы сигнализации о пожаре проверяется переключателями контроля.
При включении переключателя и при неисправности всей системы загорается

46 соответствующая сигнальная лампа, но напряжение на вход автоматического включения системы пожаротушения не подается.
Внутренняя система пожаротушения состоит из баллона с огнегасящим составом
(БОС). В качестве огнегасящего состава используется фреон 114В-2, трубопровода подвода огнегасящего состава к двигателю, трубопровода для подвода огнегасящего состава в полость кожуха вала, трубопровода для подвода огнегасящего состава в полость между кожухом вала и внутренним корпусом камеры сгорания, диафрагм, установленных в трубопроводах.
Система пожаротушения может включаться как вручную, так и системой сигнализации.
Работает система внутреннего пожаротушения следующем образом. При возникновении пожара в контролируемой полости двигателя система сигнализации о пожаре подает напряжение бортовой сети на сигнальную лампу и на вход автоматического включения системы пожаротушения. Огнегасящий состав под давлением подается по трубопроводу, прорывает диафрагмы и далее по трубопроводам поступает в контролируемые полости двигателя, из которых через систему суфлирования и систему лабиринтных уплотнений распространяется во все масляные полости двигателя.
Рисунок №23.4
Система наружного пожаротушения состоит из труб со штуцером подвода огнегасящего состава к переднему, среднему и заднему противопожарным коллекторам, имеющим отверстия для распыла огнегасящего состава снаружи двигателя.
Наружная система защищает от пожара подкапотное пространство в наиболее опасной в пожарном отношении зоне, где расположены агрегаты топливной и масляной систем двигателя, а также электрогенератор и гидронасос.

47

6.7. Спецификация разработанных систем
Обозначение
Наименование
Кол.
Система смазки и суфлирования
Б
Бак
1
КПД
Предохранительный клапан
1
К1
Кран слива масла из бака
1
ФС
Фильтр сетчатый
1
ГЗ
Заливная горловина
1
НН
Нагнетающий насос
1
НО
Откачивающий насос
1
КР1
Клапан редукционный
1
КП1
Перепускной клапан масла в ТМР
1
КП2
Перепускной клапан фильтра тонкой очистки
1
КП3
Перепускной клапан основного фильтра
1
ФО
Основной масляный фильтр
1
Ф1
Масляный фильтр тонкой очистки
1
ТМР
Топливно-масляный радиатор
1
МС
Маслосборник
1
ЦВО
Центробежный воздухоочиститель
1
ЦС
Центробежный суфлер
1
К2
Кран слива из передней коробки приводов
1
К3
Кран слива масла из задней коробки приводов
1
ОК1
Обратный клапан
1
Система топливопитания
ПК
Пожарный кран
1
НП
Центробежный подкачивающий насос
1
КП4
Перепускной клапан топлива в ТМР
1
КП5
Перепускной клапан топливного фильтра
1
Ф2
Основной топливный фильтр
1
ТМР
Топливно-масляный радиатор
1
ТД
Температурный датчик
1
ДПО
Датчик приведенных оборотов
1
РНА
Регулятор угла установки лопаток ВНА КВД
1
РППО
Регулятор привода постоянных оборотов
1
ЦР
Центробежный регулятор
1
ИМТ
Исполнительный механизм
1
НР
Насос-регулятор
1
АРТ
Автомат распределения топлива
1
Противообледенительная система
ЗОВ
Заслонка переключения отбора воздуха
1
ЗВ
Заслонка включения ПОС
1
Противопожарная система
БОС
Баллон с огнегасящим составом
3
БППД
Бортовой противопожарный датчик
1
ОК2
Обратный клапан
3

48
7. Выводы по результатам проектирования узлов и систем.
Система топливопитания предназначена для фильтрации топлива, поступающего в двигатель из самолетных баков, подвода топлива в автоматического управления.
Условно систему топливопитания можно разделить на системы низкого и высокого давления.В работе топливной системы низкого давления участвуют следующие агрегаты:
-центробежный подкачивающий насос,
- топливо-масляный теплообменник,
- основной топливный фильтр.
Система автоматического управления и топивопитания проектируемого двигателя предназначена для :
- дозирования топлива в камеру сгорания и управления узлами двигателя на всех режимах его работы (запуск, установившиеся и переменные режимы)
- взаимодействие с системами двигателя и самолета.
Масляная система смазки и суфлирования двигателя представляет собой совокупность устройств и агрегатов, измерительных, контрольных и сигнализирующих приборов и коммуникаций, которые обеспечивают:
- подвод необходимого количества масла для смазки и охлаждения деталей и узлов трения (подшипиков опор роторов, подшипников и зубьев агрегатов)
- охлаждение стенок полостей опор роторов и труб суфлирования,
- контроль состояния трущихся пар,
- поддержание положительного перепада давления на лабиринтных уплотнениях опор и в маслобаке путем контролируемого сброса некоторой части воздуха, прорывающегося из полостей наддува.
Масляная система циркуляционная. Масло после отчистки, отделения воздуха и охлаждения снова возвращается в двигатель. Маслосистема выполнена по замкнутому типу, масло после охлаждения и отчистки полностью возвращается в маслобак.
Противообледенительная система двигателя является воздушно-тепловой системой.
Система предназначена для предотвращения образования обледенения двигателя и удаления образовавшегося обледенения. Воздух, отбираемый из-за 9 ступени квд подается на обогрев кока и входного устройства двигателя.
Система охлаждения – система охлаждения турбины. ТВД охлаждается воздухом высокого давления.