- •Содержание
- •Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
- •1.1 — Введение
- •1.2.1.2 — Турбовинтовые двигатели и вертолетные ГТД
- •1.2.1.3 — Двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
- •1.2.1.4 — Двигатели для самолетов вертикального взлета и посадки
- •1.2.1.5 - Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета
- •1.2.1.6 - Вспомогательные авиационные ГТД и СУ
- •1.2.2 - Авиационные СУ
- •1.2.3 - История развития авиационных ГТД
- •1.2.3.1 - Россия
- •1.2.3.2 - Германия
- •1.2.3.3 – Англия
- •1.3 - ГТД наземного и морского применения
- •1.3.1 - Области применения наземных и морских ГТД
- •1.3.1.1 -Механический привод промышленного оборудования
- •1.3.1.2 - Привод электрогенераторов
- •1.3.1.3 - Морское применение
- •1.3.2 - Основные типы наземных и морских ГТД
- •1.3.2.1 - Стационарные ГТД
- •1.3.2.2 - Наземные и морские ГТД, конвертированные из авиадвигателей
- •1.3.2.3 - Микротурбины
- •1.4 - Основные мировые производители ГТД
- •1.4.1 - Основные зарубежные производители ГТД
- •1.4.2 - Основные российские производители ГТД
- •1.6 - Перечень использованной литературы
- •Глава 2 - Основные параметры и требования к ГТД
- •2.1 - Основы рабочего процесса ГТД
- •2.1.1 - ГТД как тепловая машина
- •2.1.1.1 – Простой газотурбинный цикл
- •2.1.1.2 - Применение сложных циклов в ГТД
- •2.1.2 - Авиационный ГТД как движитель
- •2.1.3 - Полный к.п.д. и топливная эффективность (экономичность) ГТД
- •2.2 - Параметры ГТД
- •2.2.1 - Основные параметры авиационных ГТД
- •2.2.2 - Основные параметры наземных и морских приводных ГТД
- •2.3 - Требования к авиационным ГТД
- •2.3.1 - Требования к тяге (мощности)
- •2.3.2 – Требования к габаритным и массовым характеристикам
- •2.3.3 - Возможность развития ГТД по тяге (мощности)
- •2.3.4 - Требования к используемым горюче-смазочным материалам
- •2.3.4.1 - Топлива авиационных ГТД
- •2.3.4.2 – Авиационные масла
- •2.3.4.3 - Авиационные гидравлические жидкости
- •2.3.5 – Надежность авиационных ГТД
- •2.3.5.1 – Основные показатели
- •2.3.5.1.1 – Показатели безотказности, непосредственно влияющие на безопасность работы двигателя
- •2.3.5.2 – Методология обеспечения надежности
- •2.3.5.2.1 – Этап проектирования
- •2.3.6 - Ресурс авиационных ГТД
- •2.3.6.1 - Методология обеспечения ресурса
- •2.3.6.2 - Количественные показатели ресурса
- •2.3.7 - Требования производственной технологичности
- •2.3.8 - Требования эксплуатационной технологичности
- •2.3.8.1 - Эксплуатационная технологичность - показатель совершенства ГТД
- •2.3.8.2 - Основные качественные характеристики ЭТ
- •2.3.8.3 - Количественные показатели ЭТ
- •2.3.9 - Экономические требования к авиационным ГТД
- •2.3.9.1 - Себестоимость производства
- •2.3.9.2 - Стоимость ЖЦ двигателя
- •2.3.10 - Экологические требования
- •2.3.10.2 - Ограничения по шуму
- •2.3.12 - Соответствие требованиям летной годности
- •2.4 - Особенности требований к ГТД наземного применения
- •2.4.1 - Особенности требований к приводным ГТД для ГПА
- •2.4.1.1 - Требования к характеристикам ГТД
- •2.4.1.2 - Требования к ресурсам и надежности
- •2.4.1.4 - Используемые ГСМ
- •2.4.1.5 - Требования экологии и безопасности
- •2.4.1.6 - Требования производственной и эксплуатационной технологичности
- •2.4.2 - Особенности требований к ГТД энергетических установок
- •2.4.2.1 - Требования к характеристикам ГТД
- •2.4.2.2 - Используемые ГСМ
- •2.4.2.3 - Требования к ресурсам и надежности
- •2.4.2.4 - Требования к экологии и безопасности
- •2.4.2.5 - Требования к контролепригодности, ремонтопригодности и др.
- •2.5 - Методология проектирования
- •2.5.1 - Основные этапы проектирования ГТД
- •2.5.1.1 - Техническое задание
- •2.5.1.2 – Техническое предложение
- •2.5.1.3 – Эскизный проект
- •2.5.1.4 – Технический проект
- •2.5.1.5 – Разработка конструкторской документации
- •2.5.2 - Разработка конструкций ГТД на основе базовых газогенераторов
- •2.5.2.1 - Газогенератор – базовый узел ГТД
- •2.5.2.2 – Основные параметры и конструктивные схемы газогенераторов ГТД
- •2.5.2.3 – Создание ГТД различного назначения на базе единого газогенератора
- •2.6.1.1 — Общие положения по авиационным ГТД
- •2.6.1.2 — Общие положения по сертификации наземной техники
- •2.6.1.3 — Общие положения по сертификации производства и СМК
- •2.6.1.4 — Органы регулирования деятельности
- •2.6.1.4.1 — Авиационная техника
- •2.6.1.4.2 — Органы регулирования деятельности по сертификации производства и СМК
- •2.6.2.1 — Авиационная техника
- •2.6.2.2 — Наземная техника
- •2.6.2.3 Производство и СМК
- •2.6.2.4 — Принятые сокращения и обозначения
- •2.6.3.1 — Основные этапы создания авиационных ГТД
- •2.6.3.2 — Этапы процесса сертификации авиационных ГТД
- •Глава 3 - Конструктивные схемы ГТД
- •3.1 - Конструктивные схемы авиационных ГТД
- •3.1.1 - Турбореактивные двигатели
- •3.1.2 - Двухконтурные турбореактивные двигатели
- •3.1.3 - Турбовинтовые и вертолетные ГТД
- •3.2 - Конструктивные схемы наземных и морских ГТД
- •3.2.1 - Одновальные ГТД
- •3.2.2 - ГТД со свободной силовой турбиной
- •3.2.3 - ГТД со «связанным» КНД
- •3.2.4 - Конструктивные особенности наземных ГТД различного назначения
- •3.2.5 - Конструктивные особенности ГТД сложных циклов
- •3.4 - Перечень использованной литературы
- •Глава 4 - Силовые схемы ГТД
- •4.1 - Усилия, действующие в ГТД
- •4.1.2 - Крутящие моменты от газовых сил
- •Глава 5 - Компрессоры ГТД
- •6.4.4 - Корпуса КС
- •6.4.4.1 - Наружный корпус КС
- •6.4.4.2 - Внутренний корпус КС
- •6.4.4.3 - Разработка конструкции корпусов
- •6.4.5 - Системы зажигания ГТД
- •6.5 - Экспериментальная доводка КС
- •6.6 - Особенности КС двигателей наземного применения
- •6.7 - Перспективы развития камер сгорания ГТД
- •Глава 7 - Форсажные камеры
- •7.1 - Характеристики ФК
- •7.2 - Работа ФК
- •7.3 - Требования к ФК
- •7.4 - Схемы ФК
- •7.4.2 - Вихревые ФК
- •7.4.3 - ФК с аэродинамической стабилизацией
- •7.5 - Основные элементы ФК
- •7.5.1 - Смеситель
- •7.5.2 - Диффузоры
- •7.5.3 - Фронтовые устройства
- •7.5.4 - Корпусы и экраны
- •7.6 - Управление работой ФК
- •7.6.1 - Розжиг ФК
- •7.6.2 - Управление ФК на режимах приемистости и сброса
- •7.6.3 - Управление ФК на стационарных режимах
- •Глава 8 - Турбины ГТД
- •8.2 - Аэродинамическое проектирование турбины
- •8.2.2 - Технология одномерного проектирования турбины
- •8.2.4 - 2D/3D-моделирование невязкого потока в проточной части турбины
- •8.2.5 - 2D/3D-моделирование вязкого потока в турбине
- •8.2.6 - Синтез геометрии профилей и лопаточных венцов
- •8.2.7 - Одномерное проектирование турбины
- •8.2.7.1 - Выбор количества ступеней ТВД
- •8.2.7.2 - Выбор количества ступеней ТНД
- •8.2.7.3 - Аэродинамическое проектирование и к.п.д. турбины
- •8.2.9 - Методы управления пространственным потоком в турбине
- •8.2.10 - Экспериментальное обеспечение аэродинамического проектирования
- •8.2.11 - Перечень использованной литературы
- •8.3 - Охлаждение деталей турбины
- •8.3.1 - Тепловое состояние элементов турбин
- •8.3.1.1 - Принципы охлаждения
- •8.3.2 - Конвективное, пленочное и пористое охлаждение
- •8.3.3 - Гидравлический расчет систем охлаждения
- •8.3.4 - Методология расчета температур основных деталей турбин
- •8.3.5 - Расчет полей температур в лопатках
- •8.3.6 - Перечень использованной литературы
- •8.4 - Роторы турбин
- •8.4.1 - Конструкции роторов
- •8.4.1.1 - Диски турбин
- •8.4.1.2 - Роторы ТВД
- •8.4.1.3 - Роторы ТНД и СТ
- •8.4.1.4 - Примеры доводки и совершенствования роторов
- •8.4.1.5 - Предотвращение раскрутки и разрушения дисков
- •8.4.2 - Рабочие лопатки турбин
- •8.4.2.1 - Соединение рабочих лопаток с диском
- •8.4.3 - Охлаждение рабочих лопаток
- •8.4.4 - Перечень использованной литературы
- •8.5 - Статоры турбин
- •8.5.1 - Корпусы турбин
- •8.5.2 - Сопловые аппараты
- •8.5.3 - Аппараты закрутки
- •8.5.4 – Перечень использованной литературы
- •8.6 - Радиальные зазоры в турбинах
- •8.6.1 - Влияние радиального зазора на к.п.д. турбины
- •8.6.2 - Изменение радиальных зазоров турбины в работе
- •8.6.3 - Управление радиальными зазорами
- •8.6.4 - Выбор радиального зазора при проектировании
- •8.6.5 - Перечень использованной литературы
- •8.7 - Герметизация проточной части
- •8.7.1 - Герметизация ротора и статора от утечек охлаждающего воздуха
- •8.7.2 - Уплотнения между ротором и статором
- •8.7.3 - Перечень использованной литературы
- •8.8 - Материалы основных деталей турбины
- •8.8.1 - Диски и роторные детали турбины
- •8.8.2 - Сопловые и рабочие лопатки
- •8.8.3 - Покрытия лопаток
- •8.8.4 - Корпусы турбин
- •8.9.1 - Перечень использованной литературы
- •8.10.1 - Прогары и трещины лопаток ТВД
- •8.10.3 - Недостаточный циклический ресурс и поломки роторных деталей
- •8.10.4 - Устранение дефектов турбины в ходе доводки
- •8.11 - Перспективы развития конструкций и методов проектирования турбин
- •8.11.1 - 2D-аэродинамика: эффективные охлаждаемые лопатки ТВД
- •8.11.2 - 2D-аэродинамика: сокращение количества лопаток
- •8.11.3 - Противоположное вращение роторов ТВД и ТНД
- •8.11.4 - 2D-аэродинамика: эффективные решетки профилей ТНД
- •8.11.5 - 3D-аэродинамика: эффективные формы лопаточных венцов
- •8.11.6 - Новые материалы и покрытия для лопаток и дисков
- •8.11.7 - Совершенствование конструкций охлаждаемых лопаток
- •8.11.8 - Оптимизированные системы управления радиальными зазорами
- •8.11.9 - Развитие средств и методов проектирования
- •Глава 9 - Выходные устройства ГТД
- •9.1 - Нерегулируемые сопла
- •9.2 - Выходные устройства ТРДД
- •9.2.1 - Выходные устройства со смешением потоков
- •9.2.2 - Выходные устройства ТРДД с раздельным истечением потоков
- •9.3 - Регулируемые сопла
- •9.3.1 - Осесимметричные регулируемые сопла
- •9.3.1.1 - Регулируемое сопло двигателя Д30-Ф6
- •9.3.2 - Плоские сопла
- •9.4 - Выходные устройства двигателей самолетов укороченного и вертикального взлета-посадки
- •9.5 - «Малозаметные» выходные устройства
- •9.6 - Реверсивные устройства
- •9.6.1 - Реверсивные устройства ковшового типа
- •9.6.2 - Реверсивные устройства створчатого типа
- •9.6.3.1 - Гидравлический привод реверсивного устройства
- •9.6.3.3 - Механический замок фиксации положения реверсивного устройства
- •9.7 - Приводы выходных устройств
- •9.7.1 - Пневмопривод
- •9.7.2 - Пневмомеханический привод
- •9.8 - Выходные устройства диффузорного типа
- •9.8.1 - Конические диффузоры
- •9.8.2 - Осекольцевые диффузоры
- •9.8.3 - Улитки
- •9.8.4 - Соединения с выхлопными шахтами
- •9.8.5 - Выходные устройства вертолетных ГТД
- •9.12 - Перечень использованной литературы
- •Глава 10 - Привод агрегатов, редукторы, муфты ГТД
- •10.1 - Привод агрегатов ГТД
- •10.1.1 - Центральный привод
- •10.1.2 - Коробки приводов агрегатов
- •10.2 - Редукторы ГТД
- •10.2.1 - Редукторы ТВД
- •10.2.1.1 - Общие требования, кинематические схемы
- •10.2.1.2 - Конструкция редукторов ТВД
- •10.2.2 - Редукторы привода несущего и рулевого винтов вертолетов
- •10.2.2.1 - Редукторы привода несущего винта
- •10.2.2.1.1 - Кинематические схемы главных редукторов вертолетов
- •10.2.2.1.2 - Конструкция главных редукторов вертолетов
- •10.2.2.2 - Редукторы хвостовые и промежуточные
- •10.2.3 - Редукторы ГТУ
- •10.2.3.1 - Конструкция редукторов
- •10.3 - Муфты приводов ГТД и ГТУ
- •10.3.1 - Требования к муфтам
- •10.3.2 - Конструкция муфт
- •10.4 - Проектирование приводов агрегатов ГТД
- •10.4.1 - Проектирование центрального привода
- •10.4.1.1 - Конструкция центрального привода
- •10.4.2 - Проектирование коробок приводов агрегатов
- •10.4.2.1 - Конструкция коробки приводов агрегатов
- •10. 5 - Проектирование редукторов
- •10.5.1 - Особенности проектирования редукторов ТВД
- •10.5.2 - Особенности проектирования вертолетных редукторов
- •10.5.3 - Особенности проектирования редукторов ГТУ
- •10.6.1 - Требования к зубчатым передачам
- •10.6.2 - Классификация зубчатых передач
- •10.6.3 - Исходный производящий контур
- •10.6.4 - Нагруженность зубчатых передач
- •10.6.5 - Конструктивные параметры зубчатых передач
- •10.6.5.1 - Конструкции зубчатых колес
- •10.6.6 - Материалы зубчатых колес, способы упрочнения
- •Глава 11 - Пусковые устройства
- •11.1 - Общие сведения
- •11.1.1 - Основные типы пусковых устройств современных ГТД
- •11.1.2 - Технические характеристики пусковых устройств современных ГТД
- •11.2 - Электрические пусковые устройства ГТД
- •11.3 - Воздушные пусковые устройства ГТД
- •11.3.1 - Воздушно - турбинные пусковые устройства ГТД
- •11.3.2 - Регулирующие и отсечные воздушные заслонки
- •11.3.3 - Струйное пусковое устройство ГТД
- •11.4 - Турбокомпрессорные пусковые устройства ГТД
- •11.4.1 - Классификация ТКС ГТД
- •11.4.2 - Принцип действия ТКС
- •11.4.3 - Одновальный ТКС
- •11.4.4 - ТКС со свободной турбиной
- •11.4.5 - Особенности систем ТКС
- •11.5 - Гидравлические пусковые устройства ГТД
- •11.5.1 - Конструкция гидравлических стартеров
- •11.6 - Особенности пусковых устройств ГТД наземного применения
- •11.6.1 - Электрические пусковые устройства
- •11.6.2 - Газовые пусковые устройства
- •11.6.3 - Гидравлические пусковые устройства
- •11.7 - Редукторы пусковых устройств
- •11.8 - Муфты свободного хода пусковых устройств
- •11.8.1 - Муфты свободного хода роликового типа
- •11.8.2 – Муфты свободного хода храпового типа
- •11.9 – Системы смазки пусковых устройств
- •11.11 - Перечень используемой литературы
- •Глава 12 - Системы ГТД
- •12.1.1 - Системы автоматического управления и контроля авиационных ГТД
- •12.1.1.1 - Назначение САУ
- •12.1.1.2 - Состав САУ
- •12.1.1.3 - Основные характеристики САУ
- •12.1.1.5.2 - Порядок разработки САУ
- •12.1.1.5.3 - Основные принципы выбора варианта САУ в процессе проектирования
- •12.1.1.5.4 - Структурное построение САУ
- •12.1.1.5.5 - Программы управления ГТД
- •12.1.1.5.6 - Расчет и анализ показателей надежности
- •12.1.2 - САУ наземных ГТУ
- •12.1.2.1 - Назначение САУ
- •12.1.2.2 - Выбор САУ ГТУ и ее элементов
- •12.1.2.3 - Состав САУ ГТУ
- •12.1.2.4 - Основные характеристики САУ
- •12.1.2.5 - Работа САУ ГТУ
- •12.1.2.6 - Блок управления двигателем (БУД)
- •12.1.2.7 - Особенности системы контроля и диагностики наземных ГТД
- •12.1.4 – Перечень использованной литературы
- •12.2 - Топливные системы ГТД
- •12.2.1 - Топливные системы авиационных ГТД
- •12.2.1.1 - Назначение топливной системы
- •12.2.1.2 - Состав топливной системы
- •12.2.1.3 - Основные характеристики топливной системы
- •12.2.1.4 - Работа топливной системы
- •12.2.1.5 - Выбор топливной системы и ее элементов
- •12.2.1.5.1 – Выбор топливной системы
- •12.2.1.5.2 - Выбор насосов топливной системы
- •12.2.1.5.3 - Определение подогревов топлива в топливной системе
- •12.2.1.5.5 - Математическая модель топливной системы
- •12.2.1.6 - Гидроцилиндры
- •12.2.1.7 - Топливные фильтры
- •12.2.2 - Особенности топливных систем ГТУ
- •12.2.2.1 - Назначение топливной системы
- •12.2.2.2 - Выбор топливной системы и ее элементов
- •12.2.2.3 - Основные характеристики топливной системы
- •12.2.2.4 - Работа топливной системы
- •12.2.4 – Перечень использованной литературы
- •12.3 - Системы диагностики
- •12.3.1 - Общие вопросы диагностирования
- •12.3.1.1 - Задачи диагностирования ГТД
- •12.3.1.3 - Диагностируемые системы ГТД
- •12.3.1.4 - Виды наземного и бортового диагностирования ГТД
- •12.3.1.5 - Структура систем диагностики
- •12.3.1.6 - Регламент диагностирования ГТД
- •12.3.1.7 - Регистрация параметров ГТД
- •12.3.2 - Диагностирование системы механизации ГТД, САУ и ТП ГТД
- •12.3.3 - Диагностирование работы маслосистемы и состояния узлов ГТД, работающих в масле
- •12.3.3.1 - Неисправности маслосистемы и узлов ГТД, работающих в масле
- •12.3.3.2 - Диагностирование по параметрам маслосистемы
- •12.3.3.3 - Контроль содержания в масле частиц износа (трибодиагностика)
- •12.3.4 - Контроль и диагностика по параметрам вибрации ГТД
- •12.3.4.1 - Параметры вибрации и единицы изменения
- •12.3.4.2 - Статистические характеристики вибрации
- •12.3.4.3 - Причины возникновения вибрации в ГТД
- •12.3.4.4 - Датчики измерения вибрации
- •12.3.4.5 - Вибрационная диагностика ГТД
- •12.3.5 - Диагностирование ГТД по газодинамическим параметрам
- •12.3.5.1 - Неисправности проточной части ГТД
- •12.3.5.2 - Требования к перечню контролируемых параметров
- •12.3.5.3 - Алгоритмы диагностирования проточной части ГТД
- •12.3.6 - Обеспечение диагностирования ГТД инструментальными методами
- •12.3.6.1 - Виды неисправностей, выявляемых инструментальными методами
- •12.3.6.2 - Методы и аппаратура инструментальной диагностики
- •12.3.6.2.1 - Оптический осмотр проточной части ГТД
- •12.3.6.2.2 - Ультразвуковой метод диагностирования
- •12.3.6.2.3 - Вихретоковый метод диагностирования
- •12.3.6.2.4 - Капиллярный метод диагностирования с применением портативных аэрозольных наборов
- •12.3.6.2.5 - Диагностирование состояния проточной части ГТД перспективными методами
- •12.3.7 - Особенности диагностирования технического состояния ГТД наземного применения на базе авиационных двигателей
- •12.3.7.1 - Особенности режимов эксплуатации
- •12.3.7.2 - Общие особенности диагностирования наземных ГТД
- •12.3.7.3 - Особенности диагностирования маслосистемы
- •12.3.7.5 - Особенности диагностирования проточной части
- •12.4 - Пусковые системы
- •12.4.1 - Пусковые системы авиационных ГТД
- •12.4.1.1 - Назначение
- •12.4.1.2 - Общие требования
- •12.4.1.3 - Состав пусковых систем
- •12.4.1.4 - Область эксплуатации двигателя, область запуска
- •12.4.1.6 - Надежность запуска
- •12.4.1.7 - Характеристики запуска
- •12.4.1.8. - Выбор типа и параметров стартера
- •12.4.1.9 - Особенности запуска двигателей двухроторных схем
- •12.4.1.10 - Системы зажигания
- •12.4.1.11 - Обеспечение характеристик запуска на разгоне
- •12.4.1.12 - Регулирование компрессора на пусковых режимах
- •12.4.2 - Особенности пусковых систем наземных ГТУ
- •12.4.4 - Перечень использованной литературы
- •12.5 - Воздушные системы ГТД
- •12.5.1 - Функции ВС
- •12.5.2 - Основные требования к ВС
- •12.5.3 - Общие и локальные ВС ГТД
- •12.5.4 - Работа локальных ВС
- •12.5.4.1 - ВС охлаждения турбин ГТД
- •12.5.4.2 - ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.1 - Работа ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.2 - Типы ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.3 - Построение общей схемы ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.3 - Противообледенительная система (ПОС)
- •12.5.4.4 - Система кондиционирования воздуха
- •12.5.4.5 - Система активного управления зазорами
- •12.5.4.6 - Системы внешнего охлаждения ГТД
- •12.5.4.7 - Системы внешнего обогрева ГТД
- •12.5.5 - Подготовка воздуха для ВС ГТД
- •12.5.6 - Особенности ВС наземных ГТУ
- •12.5.7 - Агрегаты ВС
- •12.5.9 - Перечень использованной литературы
- •12.6.1 - Общие требования
- •12.6.2 - Схемы маслосистем ГТД
- •12.6.2.1 - Маслосистема с регулируемым давлением масла
- •12.6.2.2 - Маслосистема с нерегулируемым давлением масла
- •12.6.2.3 - Маслосистемы ГТД промышленного применения
- •12.6.3 - Маслосистемы редукторов
- •12.6.3.1 - Маслосистемы авиационных редукторов
- •12.6.3.2 - Маслосистемы редукторов ГТУ
- •12.6.4 - Особенности проектирование маслосистем
- •12.6.5 - Агрегаты маслосистемы
- •12.6.5.1 - Бак масляный
- •12.6.5.2 - Насосы масляные
- •12.6.5.3 - Теплообменники
- •12.6.5.4 - Фильтры и очистители
- •12.6.5.5 - Воздухоотделители и суфлеры
- •12.6.6 - Перспективы развития маслосистем
- •12.6.8 – Перечень использованной литературы
- •12.7 - Гидравлические системы ГТД
- •12.7.1 - Гидросистемы управления реверсивными устройствами
- •12.7.1.1 - Централизованная гидросистема управления реверсивным устройством
- •12.7.1.2 - Автономная гидросистема управления реверсивным устройством
- •12.7.1.3 - Порядок проектирования гидросистем
- •12.7.3 - Перечень использованной литературы
- •12.8 - Дренажные системы
- •12.8.1 - Назначение и классификация систем
- •12.8.2 - Характеристика объектов дренажа
- •12.8.3 - Основные схемы и принцип действия систем
- •12.8.4 - Основные требования к дренажным системам
- •12.8.5 - Обеспечение работоспособности дренажных систем
- •12.8.6 - Особенности конструкции дренажных баков
- •12.8.8 - Перечень использованной литературы
- •Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД
- •13.1 - Общая характеристика обвязки
- •13.2 - Конструкция обвязки
- •13.2.1 - Трубопроводные коммуникации
- •13.2.1.1 - Основные сведения
- •13.2.1.2 - Трубы и патрубки
- •13.2.1.3 - Соединения
- •13.2.1.4 - Компенсирующие устройства
- •13.2.1.5 - Соединительная арматура
- •13.2.1.6 - Узлы крепления
- •13.2.1.7 - Неисправности трубопроводов
- •13.2.2 - Электрические коммуникации
- •13.2.2.1 - Общие сведения
- •13.2.2.2 - Конструкция элементов
- •13.2.2.2.1 - Электрические жгуты
- •13.2.2.2.2 - Электрические провода
- •13.2.2.2.3 - Электрические соединители
- •13.2.2.2.4 - Материалы для изготовления электрических жгутов
- •13.2.3 - Узлы крепления агрегатов и датчиков
- •13.2.4 - Механическая проводка управления
- •13.3 - Проектирование обвязки
- •13.3.1 - Требования к обвязке
- •13.3.2 - Основные принципы и порядок проектирования обвязки
- •13.3.3 - Методы отработки конструкции обвязки
- •13.3.3.1 - Натурное макетирование
- •13.3.3.2 - Электронное макетирование обвязки
- •13.3.5 - Проектирование трубопроводных коммуникаций
- •13.3.6 - Проектирование электрических коммуникаций
- •13.3.6.1 - Требования к электрическим коммуникациям
- •13.3.6.2 - Порядок проектирования электрических коммуникаций
- •13.3.6.3 - Разработка электрических схем
- •13.3.6.4 - Разработка монтажных схем
- •13.3.6.5 - Разработка чертежей электрических жгутов
- •13.6 - Перечень использованной литературы
- •Глава 14 - Динамика и прочность ГТД
- •14.1 - Теоретические основы динамики и прочности ГТД
- •14.1.1 - Напряженное состояние, тензор напряжений
- •14.1.2 - Уравнения равновесия
- •14.1.3 - Перемещения в деформируемом твердом теле. Тензор деформаций
- •14.1.4 - Уравнения совместности деформаций
- •14.1.5 - Обобщенный закон Гука
- •14.1.7 - Плоская задача теории упругости
- •14.1.8 - Пластическая деформация материала. Простое и сложное нагружение
- •14.1.11 - Ползучесть. Релаксация напряжений. Длительная прочность
- •14.1.12 - Усталостное разрушение элементов конструкций
- •14.1.13 - Малоцикловая усталость. Термическая усталость
- •14.1.14 - Накопление повреждений при нестационарном нагружении
- •14.1.15 - Закономерности развития трещин в элементах конструкций
- •14.1.16 - Свободные колебания системы с одной степенью свободы
- •14.1.17 - Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы
- •14.1.18 - Колебания системы с вязким сопротивлением. Демпфирование колебаний
- •14.1.19 - Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы под действием произвольной периодической возмущающей силы
- •14.1.21 - Колебания системы с распределенной массой
- •14.2 - Статическая прочность и циклическая долговечность лопаток
- •14.2.1 - Нагрузки, действующие на лопатки. Расчетные схемы лопаток
- •14.2.2 - Напряжения растяжения в профильной части рабочей лопатки от центробежных сил
- •14.2.3 - Изгибающие моменты и напряжения изгиба от газодинамических сил
- •14.2.5 - Суммарные напряжения растяжения и изгиба в профильной части лопатки
- •14.2.6 - Температурные напряжения в лопатках
- •14.2.7 - Особенности напряженного состояния широкохордных рабочих лопаток
- •14.2.9 - Расчет соединения рабочих лопаток с дисками
- •14.2.10 - Расчет на прочность антивибрационных (бандажных) полок и удлинительной ножки лопатки
- •14.2.11 - Особенности расчета на прочность лопаток статора
- •14.2.13 - Анализ трехмерных полей напряжений и деформаций в лопатках
- •14.3 - Статическая прочность и циклическая долговечность дисков
- •14.3.1 - Расчетные схемы дисков
- •14.3.2 - Расчет напряжений в диске в плоской оссесимметричной постановке
- •14.3.3 - Общие закономерности напряженного состояния дисков
- •14.3.7 - Подтверждение циклического ресурса дисков на основе концепции допустимых повреждений
- •14.3.8 - Расчет роторов барабанного типа
- •14.3.9 - Расчет дисков радиальных турбомашин
- •14.3.10 - Оптимальное проектирование дисков. Равнопрочный диск
- •14.4 - Колебания и вибрационная прочность лопаток осевых компрессоров и турбин
- •14.4.2 - Приближенный расчет собственных частот колебаний лопаток
- •14.4.3 - Трехмерные модели колебаний лопаток
- •14.4.4 - Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на собственные частоты колебаний лопатки
- •14.4.6 - Автоколебания лопаток
- •14.4.7 - Демпфирование колебаний лопаток
- •14.4.8 - Вынужденные колебания лопаток. Резонансная диаграмма
- •14.4.9 - Математическое моделирование вынужденных колебаний лопаток
- •14.4.10 - Экспериментальное исследование колебаний лопаток
- •14.4.11 - Коэффициент запаса вибрационной прочности лопаток, пути его повышения
- •14.4.12 - Колебания дисков
- •14.5 - Динамика роторов. Вибрация ГТД
- •14.5.1 - Критическая частота вращения ротора. История вопроса
- •14.5.2 - Динамика одномассового ротора. Поступательные перемещения
- •14.5.3 - Динамика одномассового ротора. Угловые перемещения
- •14.5.4 - Динамика одномассового несимметричного ротора
- •14.5.5 - Ротор с распределенными параметрами
- •14.5.6 - Особенности колебаний системы роторов и корпусов
- •14.5.7 - Демпфирование колебаний роторов
- •14.5.7.1 - Конструкция и принцип действия демпферов колебаний роторов
- •14.5.7.2 - Расчет параметров демпфирования
- •14.5.7.3 - Особенности гидромеханики реальных демпферов
- •14.5.8 - Вибрация ГТД
- •14.5.8.1 - Источники возмущающих сил и спектр вибрации
- •14.5.8.3 - Статистические характеристики вибрации
- •14.5.8.4 - Измерение и нормирование вибрации
- •14.6 - Прочность корпусов и подвески двигателя
- •14.6.1 - Силовая схема корпуса. Условия работы силовых корпусов
- •14.6.4 - Устойчивость корпусных деталей
- •14.6.5 - Расчет корпусов на непробиваемость
- •14.6.6 - Расчет элементов подвески
- •14.8 – Перечень использованной литературы
- •Глава 15 - Шум ГТД
- •15.1 - Источники шума ГТД
- •15.3 - Методы оценки акустических характеристик
- •15.4 - Снижение шума ГТД
- •15.4.1 - Методология проектирования систем шумоглушения
- •15.4.2 - Шумоглушение в выходных устройствах авиационных ГТД
- •15.4.3 - Конструкция звукопоглощающих узлов авиационных ГТД
- •15.4.4 – Глушители шума в наземных ГТУ
- •15.4.5 – Конструкция глушителей шума наземных ГТД
- •15.7 – Список использованной литературы
- •Глава 16 - Газотурбинные двигатели как силовой привод
- •16.1 - ГТД в силовом приводе ГТЭС и ГПА
- •16.2 - ГТД в силовых (энергетических) установках кораблей и судов
- •16.3 - ГТД в силовых установках танков
- •16.5 - Компоновка корабельных и судовых ГГТД
- •16.6 - Компоновка ГТД в силовой установке танка
- •16.8 – Перечень использованной литературы
- •Глава 17 - Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла ГТД
- •17.1 - Проектирование и информационная поддержка жизненного цикла ГТД (идеология CALS)
- •17.2 - Жизненный цикл изделия. Обзор методов проектирования
- •17.3 - Программные средства проектирования
- •17.4 - Аппаратные средства систем проектирования
- •17.5 - PDM-системы: роль и место в организации проектирования
- •17.6 - Организация производства и ERP-системы
- •17.7 - Параллельный инжиниринг. Интеграция эскизного и технического проектирования
- •17.8 - Переход на безбумажную технологию
- •17.10 - ИПИ-технологии и эксплуатация изделий
- •17.11 - ИПИ-технологии и управление качеством
- •17.12 - Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов
- •17.13 - Основы трехмерного проектирования
- •17.13.1 - Общие принципы трехмерного проектирования
- •17.13.1.1 - Способы создания геометрических моделей
- •17.13.1.2 - Основные термины объемной геометрической модели
- •17.13.1.3 - Принцип базового тела
- •17.13.1.4 - Основные термины при проектировании геометрической модели детали
- •17.13.2 - Управляющие структуры
- •17.13.3 - Принцип «Мастер-модели»
- •17.13.5 - Моделирование сборок
- •17.15 - Перечень использованной литературы
- •Глава 18 - Уплотнения в ГТД
- •18.1 - Уплотнение неподвижных соединений
- •18.2 - Уплотнения подвижных соединений
- •18.2.1 - Гидравлический расчет уплотнений подвижных соединений
- •18.3 - Уплотнение газового тракта между ротором и статором ГТД
- •18.3.1 - Лабиринтные уплотнения
- •18.3.2 - Щеточные уплотнения
- •18.3.3 - Скользящие сухие уплотнения газодинамические
- •18.3.4 - Скользящие сухие уплотнения газостатические
- •18.3.5 - Сравнение эффективностей уплотнений газового тракта между ротором и статором ГТД
- •18.4 - Примеры уплотнений газового тракта ГТД
- •18.4.1 - Пример 1
- •18.4.2 - Пример 2. Уплотнение статорной и роторной частей турбины
- •18.5 - Уплотнения масляных полостей опор роторов, редукторов, коробок приводов
- •18.7 - Перечень использованной литературы
А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий
ГАЗОТУРБИННЫЕ
ДВИГАТЕЛИ
Îñ ОАО «Авиадвигатель»
г.Пермь 2006 г.
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Глава 1 – Общие сведения о газотурбинных двигателях (ГТД).................................. |
23 |
1.1. Введение .................................................................................................................................................... |
23 |
1.2. Газотурбинные ВРД – основные двигатели современной авиации .................................................... |
25 |
1.2.1. Основные типы авиационных ГТД, объекты и области применения ...................................... |
25 |
1.2.1.1. Турбореактивные двигатели............................................................................................. |
25 |
1.2.1.2. Турбовинтовые двигатели и вертолетные ГТД .............................................................. |
27 |
1.2.1.3. Двухконтурные турбореактивные двигатели ................................................................. |
29 |
1.2.1.4. Двигатели для самолетов вертикального взлета и посадки .......................................... |
33 |
1.2.1.5. Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета ....................... |
35 |
1.2.1.6. Вспомогательные авиационные ГТД и силовые установки.......................................... |
36 |
1.2.2. Авиационные силовые установки ............................................................................................... |
37 |
1.2.3. История развития авиационных ГТД .......................................................................................... |
39 |
1.2.3.1. Россия ................................................................................................................................. |
39 |
1.2.3.2. Германия ............................................................................................................................. |
44 |
1.2.3.3. Англия ................................................................................................................................ |
47 |
1.3. ГТД наземного и морского применения ................................................................................................. |
51 |
1.3.1. Область применения наземных и морских ГТД ........................................................................ |
51 |
1.3.1.1. Механический привод промышленного оборудования ................................................. |
51 |
1.3.1.2. Привод электрогенераторов ............................................................................................. |
51 |
1.3.1.3. Морское применение ........................................................................................................ |
53 |
1.3.2. Основные типы наземных и морских ГТД ................................................................................. |
53 |
1.3.2.1. Стационарные ГТД............................................................................................................ |
54 |
1.3.2.2. Наземные и морские ГТД, конвертированные из авиадвигателей ............................... |
55 |
1.3.2.3. Микротурбины................................................................................................................... |
57 |
1.4. Основные мировые производители ГТД ................................................................................................ |
57 |
1.4.1. Основные зарубежные производители ГТД ............................................................................... |
57 |
1.4.2. Основные российские производители ГТД ................................................................................ |
60 |
1.5. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................................... |
61 |
1.6. Перечень использованной литературы ................................................................................................... |
62 |
Глава 2 – Основные параметры и требования к ГТД ....................................................... |
63 |
2.1. Основы рабочего процесса ГТД .............................................................................................................. |
63 |
2.1.1. ГТД как тепловая машина ............................................................................................................ |
63 |
2.1.1.1. Простой газотурбинный цикл .......................................................................................... |
63 |
2.1.1.2. Применение сложных циклов в ГТД ............................................................................... |
66 |
2.1.2. Авиационный ГТД как движитель .............................................................................................. |
67 |
2.1.3. Полный к п д и топливная эффективность (экономичность) ГТД .......................................... |
68 |
2.2. Параметры ГТД......................................................................................................................................... |
69 |
2.2.1. Основные параметры авиационных ГТД ................................................................................... |
69 |
2.2.2. Основные параметры наземных и морских приводных ГТД ................................................... |
73 |
2.3. Требования к авиационным ГТД............................................................................................................. |
75 |
2.3.1. Требования к тяге (мощности) .................................................................................................... |
75 |
2.3.2. Требования к габаритным и массовым характеристикам ......................................................... |
76 |
2.3.3. Возможность развития ГТД по тяге (мощности) ....................................................................... |
77 |
2.3.4. Требования к используемым горюче-смазочным материалам ................................................. |
78 |
2.3.4.1. Топлива авиационных ГТД ............................................................................................... |
78 |
2.3.4.2. Авиационные масла .......................................................................................................... |
80 |
2.3.4.3. Авиационные гидравлические жидкости ....................................................................... |
82 |
2.3.5. Надежность авиационных ГТД ................................................................................................... |
83 |
2.3.5.1. Основные показатели ........................................................................................................ |
83 |
2.3.5.1.1 Показатели безотказности, непосредственно влияющие на безопасность |
|
функционирования двигателя ............................................................................... |
83 |
2.3.5.1.2. Показатели безотказности, характеризующие технико-экономическое |
|
совершенство двигателя ........................................................................................ |
83 |
7
Содержание
|
7.4.2 Вихревые ФК............................................................................................................................... |
356 |
||
|
7.4.3 |
ФК с аэродинамической стабилизацией ................................................................................... |
356 |
|
7.5 |
Основные элементы ФК........................................................................................................................ |
357 |
||
|
7.5.1 |
Смеситель .................................................................................................................................... |
358 |
|
|
7.5.2 Диффузоры .................................................................................................................................. |
359 |
||
|
7.5.3 |
Фронтовые устройства ............................................................................................................... |
359 |
|
|
7.5.4 |
Корпусы и экраны ....................................................................................................................... |
362 |
|
7.6 Управление работой ФК ........................................................................................................................ |
363 |
|||
|
7.6.1 Розжиг ФК ................................................................................................................................... |
363 |
||
|
7.6.2 Управление ФК на режимах приемистости и сброса .............................................................. |
365 |
||
|
7.6.3 Управление ФК на стационарных режимах ............................................................................. |
365 |
||
7.7 |
Англо-русский словарь-минимум ......................................................................................................... |
366 |
||
7.8 |
Перечень использованной литературы ................................................................................................. |
366 |
||
Глава 8 – Турбины ГТД ................................................................................................................ |
367 |
|||
8.1 Общие вопросы проектирования турбин ............................................................................................. |
368 |
|||
|
8.1.1 |
Требования, предъявляемые к конструкции турбин ............................................................... |
375 |
|
|
8.1.2 Конструктивные схемы турбин ................................................................................................. |
376 |
||
|
8.1.2.1 |
Классификация газовых турбин..................................................................................... |
376 |
|
|
8.1.2.2 Основные факторы, определяющие конструкцию турбины ....................................... |
378 |
||
|
8.1.2.3 |
Наиболее успешные конструкции газовых турбин...................................................... |
379 |
|
|
8.1.2.4 Конструкции газовых турбин с двухступенчатыми ТВД ............................................ |
380 |
||
|
8.1.2.5 Конструкции газовых турбин с одноступенчатыми ТВД ............................................ |
387 |
||
|
8.1.2.6 |
Конструкции газовых турбин трехвальной схемы....................................................... |
393 |
|
|
8.1.2.7 |
Конструкции стационарных газовых турбин ............................................................... |
395 |
|
|
8.1.3 |
Методология проектирования турбин ...................................................................................... |
397 |
|
|
8.1.3.1 |
Проектирование на целевую себестоимость турбины ................................................ |
398 |
|
|
8.1.3.2 Проектирование на целевую стоимость обслуживания турбины .............................. |
398 |
||
|
8.1.3.3 |
Минимизация риска проекта.......................................................................................... |
399 |
|
|
8.1.3.4 |
Ключевые технологии в разработке турбины .............................................................. |
401 |
|
|
8.1.3.5 |
Эффективная организация процесса проектирования ................................................ |
401 |
|
|
8.1.4 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
402 |
|
8.2 |
Аэродинамическое проектирование турбины ..................................................................................... |
404 |
||
|
8.2.1 |
Этапы и ключевые технологии аэродинамического проектирования ................................... |
404 |
|
|
8.2.2 |
Технология одномерного проектирования турбины ............................................................... |
405 |
|
|
8.2.3 |
Одномерное моделирова-ние потерь в лопаточном венце ..................................................... |
412 |
|
|
8.2.4 |
2D/3D-моделирование невязкого потока в проточной части турбины .................................. |
413 |
|
|
8.2.5 |
2D/3D-моделирование вязкого потока в турбине .................................................................... |
416 |
|
|
8.2.6 |
Синтез геометрии профилей и лопаточных венцов ................................................................ |
421 |
|
|
8.2.7 |
Одномерное проектирование турбины ..................................................................................... |
423 |
|
|
8.2.7.1 Выбор количества ступеней ТВД .................................................................................. |
423 |
||
|
8.2.7.2 Выбор количества ступеней ТНД .................................................................................. |
425 |
||
|
8.2.7.3 |
Аэродинамическое проектирование и к.п.д. турбины ................................................. |
426 |
|
|
8.2.8 |
Аэродинамическое проектирование лопаточных венцов ....................................................... |
428 |
|
|
8.2.9 |
Методы управления пространственным потоком в турбине .................................................. |
431 |
|
|
8.2.10 |
Экспериментальное обеспечение аэродинамического проектирования ............................. |
434 |
|
|
8.2.11 |
Перечень использованной литературы ................................................................................... |
436 |
|
8.3 Охлаждение деталей турбины ............................................................................................................... |
438 |
|||
|
8.3.1 |
Тепловое состояние элементов турбин ..................................................................................... |
438 |
|
|
8.3.1.1 |
Принципы охлаждения ................................................................................................... |
438 |
|
|
8.3.2 |
Конвективное, пленочное и пористое охлаждение ................................................................. |
440 |
|
|
8.3.3 |
Гидравлический расчет систем охлаждения ............................................................................ |
444 |
|
|
8.3.4 |
Методология расчета температур основных деталей турбин ................................................ |
449 |
|
|
8.3.5 |
Расчет полей температур в лопатках......................................................................................... |
452 |
|
|
8.3.6 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
455 |
|
8.4 Роторы турбин......................................................................................................................................... |
456 |
12
Содержание
|
8.4.1 |
Конструкции роторов ................................................................................................................. |
456 |
|
|
8.4.1.1 |
Диски турбин ................................................................................................................... |
456 |
|
|
8.4.1.2 Роторы ТВД ...................................................................................................................... |
458 |
||
|
8.4.1.3 Роторы ТНД и СТ ............................................................................................................ |
463 |
||
|
8.4.1.4 |
Примеры доводки и совершенствования роторов ....................................................... |
467 |
|
|
8.4.1.5 |
Предотвращение раскрутки и разрушения дисков ...................................................... |
469 |
|
|
8.4.2 |
Рабочие лопатки турбин ............................................................................................................. |
470 |
|
|
8.4.2.1 |
Соединение рабочих лопаток с диском ......................................................................... |
474 |
|
|
8.4.3 |
Охлаждение рабочих лопаток .................................................................................................... |
476 |
|
|
8.4.4 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
483 |
|
8.5 Статоры турбин....................................................................................................................................... |
484 |
|||
|
8.5.1 Корпусы турбин .......................................................................................................................... |
484 |
||
|
8.5.2 |
Сопловые аппараты .................................................................................................................... |
486 |
|
|
8.5.3 |
Аппараты закрутки ..................................................................................................................... |
492 |
|
|
8.5.4 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
493 |
|
8.6 |
Радиальные зазоры в турбинах ............................................................................................................. |
494 |
||
|
8.6.1 |
Влияние радиального зазора на к.п.д. турбины ....................................................................... |
494 |
|
|
8.6.2 |
Изменение радиальных зазоров турбины в работе ................................................................. |
494 |
|
|
8.6.3 |
Управление радиальными зазорами .......................................................................................... |
495 |
|
|
8.6.4 |
Выбор радиального зазора при проектировании ..................................................................... |
497 |
|
|
8.6.5 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
499 |
|
8.7 |
Герметизация проточной части ............................................................................................................. |
499 |
||
|
8.7.1 |
Герметизация ротора и статора от утечек охлаждающего воздуха ........................................ |
499 |
|
|
8.7.2 Уплотнения между ротором и статором ................................................................................... |
500 |
||
|
8.7.3 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
502 |
|
8.8 Материалы основных деталей турбины ............................................................................................... |
503 |
|||
|
8.8.1 Диски и роторные детали турбины ........................................................................................... |
503 |
||
|
8.8.2 |
Сопловые и рабочие лопатки ..................................................................................................... |
504 |
|
|
8.8.3 Покрытия лопаток ....................................................................................................................... |
506 |
||
|
8.8.4 Корпусы турбин .......................................................................................................................... |
507 |
||
|
8.8.5 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
507 |
|
8.9 |
Особенности конструкции турбин двигателей наземного применения............................................ |
508 |
||
|
8.9.1 |
Перечень использованной литературы ..................................................................................... |
512 |
|
8.10 Характерные дефекты в турбинах и пути их предотвращения........................................................ |
512 |
|||
|
8.10.1 Прогары и трещины лопаток ТВД .......................................................................................... |
513 |
||
|
8.10.2 |
Усталостная поломка рабочих лопаток................................................................................... |
515 |
|
|
8.10.3 |
Недостаточный циклический ресурс и поломки роторных деталей ................................... |
518 |
|
|
8.10.4 |
Устранение дефектов турбины в ходе доводки ...................................................................... |
519 |
|
|
8.10.5 |
Перечень используемой литературы ....................................................................................... |
520 |
|
8.11 |
Перспективы развития конструкций и методов проектирования турбин ....................................... |
521 |
||
|
8.11.1 2D-аэродинамика: эффективные охлаждаемые лопатки ТВД .............................................. |
521 |
||
|
8.11.2 |
2D-аэродинамика: сокращение количества лопаток ............................................................. |
522 |
|
|
8.11.3 Противоположное вращение роторов ТВД и ТНД ................................................................ |
524 |
||
|
8.11.4 2D-аэродинамика: эффективные решетки профилей ТНД ................................................... |
524 |
||
|
8.11.5 |
3D-аэродинамика: эффективные формы лопаточных венцов .............................................. |
527 |
|
|
8.11.6 Новые материалы и покрытия для лопаток и дисков ............................................................ |
527 |
||
|
8.11.7 |
Совершенствование конструкций охлаждаемых лопаток .................................................... |
529 |
|
|
8.11.8 |
Оптимизированные системы управления радиальными зазорами ...................................... |
529 |
|
|
8.11.9 |
Развитие средств и методов проектирования ......................................................................... |
530 |
|
|
8.11.10 Перечень использованной литературы ................................................................................. |
532 |
||
8.12 |
Англо-русский словарь-минимум ....................................................................................................... |
533 |
||
Глава 9 - Выходные устройства ГТД................................................................................. |
535 |
|||
9.1 Нерегулируемые сопла........................................................................................................................... |
537 |
|||
9.2 Выходные устройства ТРДД.................................................................................................................. |
539 |
|||
|
9.2.1 Выходные устройства со смешением потоков ........................................................................ |
540 |
13
Содержание
|
9.2.2 Выходные устройства ТРДД с раздельным истечением потоков........................................... |
543 |
||
9.3 Регулируемые сопла ............................................................................................................................... |
545 |
|||
|
9.3.1 Осесимметричные регулируемые сопла .................................................................................. |
545 |
||
|
|
9.3.1.1 |
Регулируемое сопло двигателя Д30-Ф6 ........................................................................ |
548 |
|
9.3.2 |
Плоские сопла ............................................................................................................................. |
556 |
|
|
9.3.3 Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги ........................................................ |
561 |
||
|
|
9.3.3.1 |
Осесимметричное сопло с поворотным узлом............................................................. |
562 |
|
|
9.3.3.2 |
Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги в сверхзвуковой части ..... |
563 |
9.4 |
Выходные устройства двигателей самолетов укороченного и вертикального |
|
||
взлета-посадки ............................................................................................................................................... |
|
566 |
||
9.5 «Малозаметные» выходные устройства ............................................................................................... |
568 |
|||
9.6 |
Реверсивные устройства ........................................................................................................................ |
570 |
||
|
9.6.1 |
Реверсивные устройства ковшового типа ................................................................................ |
574 |
|
|
9.6.2 |
Реверсивные устройства створчатого типа ............................................................................. |
574 |
|
|
9.6.3 |
Реверсивные устройства решетчатого типа ............................................................................. |
575 |
|
|
|
9.6.3.1 |
Гидравлический привод реверсивного устройства ...................................................... |
580 |
|
|
9.6.3.2 |
Механизм управления и блокировки реверсивного устройства ................................. |
580 |
|
|
9.6.3.3 |
Механический замок фиксации положения реверсивного устройства...................... |
583 |
9.7 Приводы выходных устройств .............................................................................................................. |
586 |
|||
|
9.7.1 |
Пневмопривод ............................................................................................................................. |
587 |
|
|
9.7.2 |
Пневмомеханический привод .................................................................................................... |
587 |
|
9.8 Выходные устройства диффузорного типа .......................................................................................... |
587 |
|||
|
9.8.1 Конические диффузоры.............................................................................................................. |
589 |
||
|
9.8.2 Осекольцевые диффузоры.......................................................................................................... |
589 |
||
|
9.8.3 |
Улитки .......................................................................................................................................... |
589 |
|
|
9.8.4 Соединения с выхлопными шахтами........................................................................................ |
593 |
||
|
9.8.5 Выходные устройства вертолетных ГТД .................................................................................. |
595 |
||
9.9 Приложение 1. Проблемы выходных устройств с широким диапазоном изменения πÑ*. |
595 |
|||
Обеспечение аэродинамической устойчивости.......................................................................................... |
||||
9.10 Приложение 2. Принцип работы выходных устройств диффузорного типа .................................. |
597 |
|||
9.11 |
Англо-русский словарь-минимум ....................................................................................................... |
598 |
||
9.12 |
Перечень использованной литературы............................................................................................... |
599 |
||
Глава 10 - Привод агрегатов, редукторы, муфты ГТД..................................................... |
600 |
|||
10.1. Привод агрегатов ГТД .......................................................................................................................... |
603 |
|||
|
10.1.1. Центральный привод ................................................................................................................ |
603 |
||
|
10.1.2. Коробки приводов агрегатов................................................................................................... |
603 |
||
10.2. Редукторы ГТД ...................................................................................................................................... |
605 |
|||
|
10.2.1. Редукторы ТВД.......................................................................................................................... |
605 |
||
|
|
10.2.1.1. Общие требования, кинематические схемы ............................................................... |
605 |
|
|
|
10.2.1.2. Конструкция редукторов ТВД ...................................................................................... |
607 |
|
|
10.2.2. Редукторы привода несущего и рулевого винтов вертолетов............................................... |
610 |
||
|
|
10.2.2.1. Редукторы привода несущего винта ............................................................................ |
610 |
|
|
|
10.2.2.1.1. Кинематические схемы главных редукторов вертолетов .............................. |
610 |
|
|
|
10.2.2.1.2. Конструкция главных редукторов вертолетов ................................................ |
613 |
|
|
|
10.2.2.2. Редукторы хвостовые и промежуточные .................................................................... |
617 |
|
|
10.2.3. Редукторы ГТУ .......................................................................................................................... |
618 |
||
|
|
10.2.3.1. Конструкция редукторов .............................................................................................. |
618 |
|
10.3. Муфты приводов ГТД и ГТУ ............................................................................................................... |
622 |
|||
|
10.3.1. Требования к муфтам ............................................................................................................... |
622 |
||
|
10.3.2. Конструкция муфт .................................................................................................................... |
623 |
||
10.4. Проектирование приводов агрегатов ГТД ......................................................................................... |
631 |
|||
|
10.4.1. Проектирование центрального привода ................................................................................. |
632 |
||
|
|
10.4.1.1. Конструкция центрального привода ........................................................................... |
632 |
|
|
10.4.2. Проектирование коробок приводов агрегатов ....................................................................... |
637 |
||
|
|
10.4.2.1. Конструкция коробки приводов агрегатов ................................................................. |
640 |
14
Содержание
10.5. Проектирование редукторов ............................................................................................................... |
644 |
10.5.1. Особенности проектирования редукторов ТВД .................................................................... |
644 |
10.5.2. Особенности проектирования вертолетных редукторов ...................................................... |
645 |
10.5.3. Особенности проектирования редукторов ГТУ .................................................................... |
645 |
10.6. Приложение. Зубчатые передачи ГТД. Общие сведения .................................................................. |
647 |
10.6.1. Требования к зубчатым передачам .......................................................................................... |
648 |
10.6.2. Классификация зубчатых передач ........................................................................................... |
648 |
10.6.3. Исходный производящий контур............................................................................................. |
649 |
10.6.4. Нагруженность зубчатых передач ........................................................................................... |
650 |
10.6.5. Конструктивные параметры зубчатых передач...................................................................... |
651 |
10.6.5.1. Конструкции зубчатых колес ....................................................................................... |
652 |
10.6.6. Материалы зубчатых колес, способы упрочнения ................................................................ |
656 |
10.7. Англо-русский словарь-минимум ....................................................................................................... |
657 |
10.8. Перечень использованной литературы............................................................................................... |
659 |
Глава 11 - Пусковые устройства................................................................................................... |
661 |
11.1. Общие сведения .................................................................................................................................... |
661 |
11.1.1. Основные типы пусковых устройств современных ГТД ...................................................... |
661 |
11.1.2. Технические характеристики пусковых устройств современных ГТД .............................. |
662 |
11.2. Электрические пусковые устройства ГТД ......................................................................................... |
662 |
11.3. Воздушные пусковые устройства ГТД ............................................................................................... |
667 |
11.3.1. Воздушно. турбинные пусковые устройства ГТД ................................................................. |
667 |
11.3.2. Регулирующие и отсечные воздушные заслонки .................................................................. |
671 |
11.3.3. Струйное пусковое устройство ГТД ....................................................................................... |
676 |
11.4. Турбокомпрессорные пусковые устройства ГТД .............................................................................. |
677 |
11.4.1. Классификация ТКС ГТД ......................................................................................................... |
677 |
11.4.2. Принцип действия ТКС ............................................................................................................ |
677 |
11.4.3. Одновальный ТКС .................................................................................................................... |
678 |
11.4.4. ТКС со свободной турбиной .................................................................................................... |
680 |
11.4.5. Особенности систем ТКС......................................................................................................... |
683 |
11.4.5.1. Системы турбокомпрессорного стартера ТКС-48, принцип работы ....................... |
684 |
11.5. Гидравлические пусковые устройства ГТД ....................................................................................... |
687 |
11.5.1. Конструкция гидравлических стартеров ................................................................................ |
688 |
11.6. Особенности пусковых устройств ГТД наземного применения ...................................................... |
689 |
11.6.1. Электрические пусковые устройства ...................................................................................... |
690 |
11.6.2. Газовые пусковые устройства .................................................................................................. |
690 |
11.6.3. Гидравлические пусковые устройства .................................................................................... |
692 |
11.7. Редукторы пусковых устройств........................................................................................................... |
692 |
11.8. Муфты свободного хода пусковых устройств ................................................................................... |
693 |
11.8.1. Муфты свободного хода роликового типа .............................................................................. |
693 |
11.8.2. Муфты свободного хода храпового типа ................................................................................ |
694 |
11.9. Системы смазки пусковых устройств................................................................................................. |
697 |
11.10. Англо-русский словарь-минимум ..................................................................................................... |
698 |
11.11. Перечень используемой литературы ................................................................................................. |
698 |
Глава 12 - Системы ГТД..................................................................................................................... |
699 |
12.1. Системы автоматического управления и контроля ........................................................................... |
700 |
12.1.1. Системы автоматического управления и контроля авиационных ГТД ............................... |
700 |
12.1.1.1. Назначение САУ ............................................................................................................ |
700 |
12.1.1.2. Состав САУ .................................................................................................................... |
703 |
12.1.1.3. Основные характеристики САУ ................................................................................... |
708 |
12.1.1.4. Работа САУ .................................................................................................................... |
711 |
12.1.1.5. Выбор САУ и е¸ элементов .......................................................................................... |
713 |
12.1.1.5.1. Выбор САУ ......................................................................................................... |
713 |
12.1.1.5.2. Порядок разработки САУ .................................................................................. |
713 |
12.1.1.5.3. Основные принципы выбора варианта САУ в процессе проектирования .. |
714 |
15
Содержание
12.1.1.5.4. Структурное построение САУ .......................................................................... |
715 |
12.1.1.5.5. Программы управления ГТД ............................................................................ |
716 |
12.1.1.5.6. Расчет и анализ показателей надежности ....................................................... |
721 |
12.1.1.5.7. Особенности САУ в связи с усложнением схем |
|
двигателей и форсированием их параметров ................................................. |
723 |
12.1.1.6. Особенности системы контроля и диагностики авиационного двигателя .............. |
726 |
12.1.2. САУ наземных ГТУ .................................................................................................................. |
728 |
12.1.2.1. Назначение САУ ............................................................................................................ |
728 |
12.1.2.2. Выбор САУ ГТУ и ее элементов .................................................................................. |
728 |
12.1.2.3. Состав САУ ГТУ ........................................................................................................... |
730 |
12.1.2.4. Основные характеристики САУ ................................................................................... |
730 |
12.1.2.5. Работа САУ ГТУ ............................................................................................................ |
732 |
12.1.2.6. Блок управления двигателем (БУД) ............................................................................. |
733 |
12.1.2.7. Особенности системы контроля и диагностики наземных ГТД ............................... |
737 |
12.1.3. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
738 |
12.1.4. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
738 |
12.2. Топливные системы ГТД ..................................................................................................................... |
740 |
12.2.1. Топливные системы авиационных ГТД .................................................................................. |
740 |
12.2.1.1. Назначение топливной системы .................................................................................. |
740 |
12.2.1.2. Состав топливной системы .......................................................................................... |
740 |
12.2.1.3. Основные характеристики топливной системы ......................................................... |
742 |
12.2.1.4. Работа топливной системы........................................................................................... |
744 |
12.2.1.5. Выбор топливной системы и ее элементов................................................................. |
746 |
12.2.1.5.1. Выбор топливной системы ............................................................................... |
746 |
12.2.1.5.2. Выбор насосов топливной системы................................................................. |
746 |
12.2.1.5.3. Определение подогревов топлива в топливной системе ............................... |
747 |
12.2.1.5.4. Обеспечение температурного состояния топливной системы ...................... |
748 |
12.2.1.5.5. Математическая модель топливной системы ................................................. |
748 |
12.2.1.6. Гидроцилиндры ............................................................................................................. |
748 |
12.2.1.7. Топливные фильтры ...................................................................................................... |
751 |
12.2.2. Особенности топливных систем ГТУ ..................................................................................... |
754 |
12.2.2.1. Назначение топливной системы .................................................................................. |
754 |
12.2.2.2. Выбор топливной системы и ее элементов................................................................. |
754 |
12.2.2.3. Основные характеристики топливной системы ......................................................... |
756 |
12.2.2.4. Работа топливной системы........................................................................................... |
756 |
12.2.3. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
757 |
12.2.4. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
757 |
12.3. Системы диагностики .......................................................................................................................... |
758 |
12.3.1. Общие вопросы диагностирования......................................................................................... |
758 |
12.3.1.1. Задачи диагностирования ГТД ..................................................................................... |
758 |
12.3.1.2. Оптимальная контроле-пригодность ГТД – основа эффективного |
|
диагностирования .......................................................................................................... |
760 |
12.3.1.3. Диагностируемые системы ГТД .................................................................................. |
761 |
12.3.1.4. Виды наземного и бортового диагностирования ГТД ............................................... |
762 |
12.3.1.5. Структура систем диагностики .................................................................................... |
762 |
12.3.1.6. Регламент диагностирования ГТД ............................................................................... |
762 |
12.3.1.7. Регистрация параметров ГТД ....................................................................................... |
762 |
12.3.2. Диагностирование системы механизации ГТД, САУ и ТП ГТД .......................................... |
763 |
12.3.3. Диагностирование работы маслосистемы и состояния узлов ГТД, |
|
работающих в масле ................................................................................................................ |
765 |
12.3.3.1. Неисправности маслосистемы и узлов ГТД, работающих в масле.......................... |
765 |
12.3.3.2. Диагностирование по параметрам маслосистемы ..................................................... |
765 |
12.3.3.3. Контроль содержания в масле частиц износа (трибодиагностика).......................... |
767 |
12.3.4. Контроль и диагностика по параметрам вибрации ГТД ....................................................... |
773 |
12.3.4.1. Параметры вибрации и единицы изменения .............................................................. |
773 |
12.3.4.2. Статистические характеристики вибрации ................................................................ |
774 |
16
Содержание
12.3.4.3. Причины возникновения вибрации в ГТД .................................................................. |
776 |
12.3.4.4. Датчики измерения вибрации ...................................................................................... |
779 |
12.3.4.5. Вибрационная диагностика ГТД.................................................................................. |
780 |
12.3.5. Диагностирование ГТД по газодинамическим параметрам ................................................. |
784 |
12.3.5.1. Неисправности проточной части ГТД ......................................................................... |
784 |
12.3.5.2. Требования к перечню контролируемых параметров ................................................ |
784 |
12.3.5.3. Алгоритмы диагностирования проточной части ГТД ............................................... |
784 |
12.3.6. Обеспечение диагностирования ГТД инструментальными методами ................................ |
786 |
12.3.6.1. Виды неисправностей, выявляемых инструментальными методами ...................... |
786 |
12.3.6.2. Методы и аппаратура инструментальной диагностики ............................................ |
787 |
12.3.6.2.1. Оптический осмотр проточной части ГТД ..................................................... |
787 |
12.3.6.2.2. Ультразвуковой метод диагностирования ....................................................... |
790 |
12.3.6.2.3. Вихретоковый метод диагностирования ......................................................... |
790 |
12.3.6.2.4. Капиллярный метод диагностирования с применением |
|
портативных аэрозольных наборов ................................................................. |
791 |
12.3.6.2.5. Диагностирование состояния проточной части ГТД |
|
перспективными методами ............................................................................... |
791 |
12.3.7. Особенности диагностирования технического состояния ГТД |
|
наземного применения на базе авиационных двигателей..................................................... |
795 |
12.3.7.1. Особенности режимов эксплуатации ....................................................................... |
796 |
12.3.7.2. Общие особенности диагностирования наземных ГТУ ........................................ |
796 |
12.3.7.3. Особенности диагностирования маслосистемы ..................................................... |
797 |
12.3.7.4. Особенности диагностирования вибросостояния наземных ГТД ........................ |
798 |
12.3.7.5. Особенности диагностирования проточной части ................................................. |
799 |
12.3.8. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
799 |
12.3.9. Перечень используемой литературы ....................................................................................... |
800 |
12.4. Пусковые системы ................................................................................................................................ |
802 |
12.4.1. Пусковые системы авиационных ГТД .................................................................................... |
802 |
12.4.1.1. Назначение ..................................................................................................................... |
802 |
12.4.1.2. Общие требования......................................................................................................... |
802 |
12.4.1.3. Состав пусковых систем ............................................................................................... |
802 |
12.4.1.4. Область эксплуатации двигателя, область запуска .................................................... |
802 |
12.4.1.5. Описание процесса запуска двигателя, особенности процесса запуска |
|
в полете ........................................................................................................................... |
802 |
12.4.1.6. Надежность запуска ...................................................................................................... |
803 |
12.4.1.7. Характеристики запуска ............................................................................................... |
803 |
12.4.1.8. Выбор типа и параметров стартера ............................................................................. |
805 |
12.4.1.9. Особенности запуска двигателей двухроторных схем .............................................. |
807 |
12.4.1.10. Системы зажигания ..................................................................................................... |
807 |
12.4.1.11. Обеспечение характеристик запуска на разгоне ...................................................... |
807 |
12.4.1.12. Регулирование компрессора на пусковых режимах ................................................. |
808 |
12.4.2. Особенности пусковых систем наземных ГТУ...................................................................... |
809 |
12.4.3. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
810 |
12.4.4. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
811 |
12.5. Воздушные системы ГТД .................................................................................................................... |
812 |
12.5.1. Функции ВС .............................................................................................................................. |
812 |
12.5.2. Основные требования к ВС ..................................................................................................... |
814 |
12.5.3. Общие и локальные ВС ГТД .................................................................................................... |
815 |
12.5.4. Работа локальных ВС ............................................................................................................... |
815 |
12.5.4.1. ВС охлаждения турбин ГТД ......................................................................................... |
817 |
12.5.4.2. ВС наддува и охлаждения опор ................................................................................... |
820 |
12.5.4.2.1. Работа ВС наддува и охлаждения опор ........................................................... |
822 |
12.5.4.2.2. Типы ВС наддува и охлаждения опор ............................................................. |
824 |
12.5.4.2.3. Построение общей схемы ВС наддува и охлаждения опор .......................... |
827 |
12.5.4.3. Противообледенительная система (ПОС) ................................................................... |
835 |
12.5.4.4. Система кондиционирования воздуха ......................................................................... |
836 |
17
Содержание
12.5.4.5. Система активного управления зазорами ................................................................... |
838 |
12.5.4.6. Системы внешнего охлаждения ГТД .......................................................................... |
838 |
12.5.4.7. Системы внешнего обогрева ГТД ................................................................................ |
838 |
12.5.5. Подготовка воздуха для ВС ГТД ............................................................................................. |
839 |
12.5.6. Особенности ВС наземных ГТУ ............................................................................................. |
841 |
12.5.7. Агрегаты ВС ............................................................................................................................. |
841 |
12.5.8. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
845 |
12.5.9. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
845 |
12.6. Системы смазки и суфлирования ГТД................................................................................................ |
846 |
12.6.1. Общие требования .................................................................................................................... |
846 |
12.6.2. Схемы маслосистем ГТД .......................................................................................................... |
847 |
12.6.2.1. Маслосистема с регулируемым давлением масла...................................................... |
848 |
12.6.2.2. Маслосистема с нерегулируемым давлением масла .................................................. |
849 |
12.6.2.3. Маслосистемы ГТД промышленного применения .................................................... |
851 |
12.6.3. Маслосистемы редукторов ...................................................................................................... |
852 |
12.6.3.1. Маслосистемы авиационных редукторов ................................................................... |
852 |
12.6.3.2. Маслосистемы редукторов ГТУ .................................................................................. |
855 |
12.6.4. Особенности проектирование маслосистем .......................................................................... |
855 |
12.6.5. Агрегаты маслосистемы ........................................................................................................... |
857 |
12.6.5.1. Бак масляный ................................................................................................................. |
857 |
12.6.5.2. Насосы масляные .......................................................................................................... |
860 |
12.6.5.3. Теплообменники ............................................................................................................ |
862 |
12.6.5.4. Фильтры и очистители .................................................................................................. |
863 |
12.6.5.5. Воздухоотделители и суфлеры ..................................................................................... |
865 |
12.6.6. Перспективы развития маслосистем....................................................................................... |
867 |
12.6.7. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
867 |
12.6.8. Перечень использованной литературы .................................................................................. |
868 |
12.7. Гидравлические системы ГТД ............................................................................................................. |
869 |
12.7.1. Гидросистемы управления реверсивным устройством .............................................................. |
869 |
12.7.1.1. Централизованная гидросистема управления реверсивным устройством ............. |
869 |
12.7.1.2. Автономная гидросистема управления реверсивным устройством......................... |
872 |
12.7.1.3. Порядок проектирования гидросистем ....................................................................... |
872 |
12.7.2. Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................... |
874 |
12.7.3. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
874 |
12.8. Дренажные системы ............................................................................................................................. |
875 |
12.8.1. Назначение и классификация систем...................................................................................... |
875 |
12.8.2. Характеристика объектов дренажа ......................................................................................... |
875 |
12.8.3. Основные схемы и принцип действия систем ....................................................................... |
876 |
12.8.4. Основные требования к дренажным системам ...................................................................... |
878 |
12.8.5. Обеспечение работоспособности дренажных систем........................................................... |
878 |
12.8.6. Особенности конструкции дренажных баков ........................................................................ |
879 |
12.8.7. Англо-русский словарь–минимум ........................................................................................... |
880 |
12.8.8. Перечень использованной литературы ................................................................................... |
880 |
Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД ..................................................................................... |
881 |
13.1. Общая характеристика обвязки........................................................................................................... |
881 |
13.2. Конструкция обвязки ........................................................................................................................... |
883 |
13.2.1. Трубопроводные коммуникации ............................................................................................. |
883 |
13.2.1.1. Основные сведения ....................................................................................................... |
883 |
13.2.1.2. Трубы и патрубки .......................................................................................................... |
883 |
13.2.1.3. Соединения .................................................................................................................... |
883 |
13.2.1.4. Компенсирующие устройства ...................................................................................... |
884 |
13.2.1.5. Соединительная аппаратура ......................................................................................... |
888 |
13.2.1.6. Узлы крепления ............................................................................................................. |
888 |
13.2.1.7. Неисправности трубопроводов .................................................................................... |
889 |
13.2.2. Электрические коммуникации................................................................................................. |
890 |
18
Содержание
13.2.2.1. Общие сведения............................................................................................................. |
890 |
|
13.2.2.2. Конструкция элементов ................................................................................................ |
890 |
|
|
13.2.2.2.1. Электрические жгуты ........................................................................................ |
890 |
|
13.2.2.2.2. Электрические провода ..................................................................................... |
891 |
|
13.2.2.2.3. Электрические соединители ............................................................................. |
891 |
|
13.2.2.2.4. Материалы для изготовления электрических жгутов .................................... |
892 |
13.2.2.3. Неисправности электрических коммуникаций .......................................................... |
894 |
|
13.2.3. Узлы крепления агрегатов и датчиков .................................................................................... |
895 |
|
13.2.4. Механическая проводка управления ....................................................................................... |
897 |
|
13.3. Проектирование обвязки ..................................................................................................................... |
898 |
|
13.3.1. Требования к обвязке ................................................................................................................ |
898 |
|
13.3.2. Основные принципы и порядок проектирования обвязки ................................................... |
899 |
|
13.3.3. Методы отработки конструкции обвязки ............................................................................... |
901 |
|
13.3.3.1. Натурное макетирование .............................................................................................. |
901 |
|
13.3.3.2. Электронное макетирование обвязки .......................................................................... |
903 |
|
13.3.4. Размещение агрегатов, датчиков и проектирование узлов крепления ................................ |
907 |
|
13.3.5. Проектирование трубопроводных коммуникаций ................................................................ |
909 |
|
13.3.6. Проектирование электрических коммуникаций .................................................................... |
911 |
|
13.3.6.1. Требования к электрическим коммуникациям ........................................................... |
911 |
|
13.3.6.2. Порядок проектирования электрических коммуникаций ......................................... |
912 |
|
13.3.6.3. Разработка электрических схем ................................................................................... |
915 |
|
13.3.6.4. Разработка монтажных схем ........................................................................................ |
916 |
|
13.3.6.5. Разработка чертежей электрических жгутов .............................................................. |
917 |
|
13.4. Особенности конструкции и проектирования обвязки наземных ГТД........................................... |
917 |
|
13.5. Англо-русский словарь-минимум ....................................................................................................... |
917 |
|
13.6. Перечень использованной литературы............................................................................................... |
919 |
|
ГЛАВА 14 - ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ ГТД.......................................................................... |
920 |
|
14.1 Теоретические основы динамики и прочности ГТД ......................................................................... |
920 |
|
14.1.1 |
Напряженное состояние, тензор напряжений ........................................................................ |
921 |
14.1.2 |
Уравнения равновесия .............................................................................................................. |
922 |
14.1.3 Перемещения в деформируемом твердом теле. Тензор деформаций .................................. |
923 |
|
14.1.4 |
Уравнения совместности деформаций ................................................................................... |
925 |
14.1.5 Обобщенный закон Гука .......................................................................................................... |
926 |
|
14.1.6 |
Краевая задача теории упругости. Граничные условия. Методы решения |
|
краевых задач теории упругости ......................................................................................................... |
928 |
|
14.1.7 |
Плоская задача теории упругости .......................................................................................... |
929 |
14.1.8 |
Пластическая деформация материала. Простое и сложное нагружение............................ |
931 |
14.1.9 |
Модели упруго-пластических деформаций. Метод переменных параметров упругости .933 |
|
14.1.10 |
Поведение конструкций при разгрузке. Остаточные напряжения ..................................... |
935 |
14.1.11 |
Ползучесть. Релаксация напряжений. Длительная прочность ........................................... |
937 |
14.1.12 |
Усталостное разрушение элементов конструкций .............................................................. |
940 |
14.1.13 |
Малоцикловая усталость. Термическая усталость .............................................................. |
944 |
14.1.14 |
Накопление повреждений при нестационарном нагружении ............................................ |
946 |
14.1.15 |
Закономерности развития трещин в элементах конструкций ............................................ |
947 |
14.1.16 |
Свободные колебания системы с одной степенью свободы ............................................... |
951 |
14.1.17 Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы ......................................... |
953 |
|
14.1.18 |
Колебания системы с вязким сопротивлением. Демпфирование колебаний................... |
954 |
14.1.19 Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы под действием |
|
|
произвольной периодической возмущающей силы .......................................................................... |
956 |
|
14.1.20 |
Колебания системы с несколькими степенями свободы..................................................... |
958 |
14.1.21 |
Колебания системы с распределенной массой .................................................................... |
961 |
14.1.22 |
Концепция метода конечных элементов ............................................................................... |
964 |
14.1.23 |
Реализация метода конечных элементов в инженерных расчетах ..................................... |
966 |
14.1.24 |
Пример анализа напряженного состояния тела в трехмерной постановке |
|
методом конечных элементов. Концентрация напряжений в упругом и
19
Содержание
|
упруго-пластическом теле .................................................................................................................... |
968 |
|
14.2 |
Статическая прочность и циклическая долговечность лопаток ...................................................... |
971 |
|
|
14.2.1 Нагрузки, действующие на лопатки. Расчетные схемы лопаток.......................................... |
971 |
|
|
14.2.2 Напряжения растяжения в профильной части рабочей лопатки от центробежных сил .... |
974 |
|
|
14.2.3 Изгибающие моменты и напряжения изгиба от газодинамических сил ............................. |
976 |
|
|
14.2.4 Изгибающие моменты и напряжения изгиба от центробежных сил. |
|
|
|
Компенсация напряжений изгиба от газодинамических сил напряжениями изгиба |
|
|
|
от центробежных сил ............................................................................................................................ |
979 |
|
|
14.2.5 Суммарные напряжения растяжения и изгиба в профильной части лопатки.................... |
980 |
|
|
14.2.6 |
Температурные напряжения в лопатках ................................................................................. |
982 |
|
14.2.7 |
Особенности напряженного состояния широкохордных рабочих лопаток ........................ |
985 |
|
14.2.8 |
Оценка прочности и циклической долговечности лопаток .................................................. |
985 |
|
14.2.9 |
Расчет соединения рабочих лопаток с дисками ..................................................................... |
987 |
|
14.2.10 Расчет на прочность антивибрационных (бандажных) полок и |
|
|
|
удлинительной ножки лопатки ............................................................................................................ |
989 |
|
|
14.2.11 |
Особенности расчета на прочность лопаток статора .......................................................... |
991 |
|
14.2.12 |
Методика расчета на прочность лопаток в трехмерной постановке ................................. |
991 |
|
14.2.13 Анализ трехмерных полей напряжений и деформаций в лопатках ................................... |
995 |
|
14.3 |
Статическая прочность и циклическая долговечность дисков ........................................................ |
998 |
|
|
14.3.1 |
Расчетные схемы дисков .......................................................................................................... |
998 |
|
14.3.2 |
Расчет напряжений в диске в плоской оссесимметричной постановке ............................ |
1000 |
|
14.3.3 |
Общие закономерности напряженного состояния дисков .................................................. |
1004 |
|
14.3.4 |
Пластические деформации в дисках. Автофретирование дисков ...................................... |
1007 |
|
14.3.5 |
Критерии статической прочности дисков. Запас прочности диска по |
|
|
разрушающей частоте вращения ....................................................................................................... |
1009 |
|
|
14.3.6 |
Запас прочности диска по циклической долговечности ..................................................... |
1012 |
|
14.3.7 |
Подтверждение циклического ресурса дисков на основе концепции |
|
|
допустимых повреждений.................................................................................................................. |
1015 |
|
|
14.3.8 |
Расчет роторов барабанного типа ......................................................................................... |
1018 |
|
14.3.9 |
Расчет дисков радиальных турбомашин ............................................................................... |
1019 |
|
14.3.10 |
Оптимальное проектирование дисков. Равнопрочный диск ............................................ |
1020 |
|
14.3.11 |
Расчет осесимметричного напряженно-деформированного состояния |
|
|
роторов методом конечных элементов.............................................................................................. |
1022 |
|
|
14.3.12 |
Расчет трехмерного напряженно-деформированного состояния дисков методом |
|
|
конечных элементов............................................................................................................................ |
1026 |
|
|
14.3.13 |
Оптимизация конструкции дисков по результатам трехмерного анализа |
|
|
напряженно-деформированного состояния ..................................................................................... |
1028 |
|
14.4 |
Колебания и вибрационная прочность лопаток осевых компрессоров и турбин ........................ |
1032 |
|
|
14.4.1 Свободные и вынужденные колебания лопаток. Собственные частоты и формы |
|
|
|
колебаний лопаток .............................................................................................................................. |
1032 |
|
|
14.4.2 |
Приближенный расчет собственных частот колебаний лопаток ....................................... |
1035 |
|
14.4.3 |
Трехмерные модели колебаний лопаток ............................................................................... |
1038 |
|
14.4.4 |
Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на собственные частоты |
|
|
колебаний лопатки .............................................................................................................................. |
1041 |
|
|
14.4.5 |
Нестационарные газодинамические силы, действующие на лопатку ............................... |
1042 |
|
14.4.6 |
Автоколебания лопаток .......................................................................................................... |
1044 |
|
14.4.7 |
Демпфирование колебаний лопаток ..................................................................................... |
1046 |
|
14.4.8 |
Вынужденные колебания лопаток. Резонансная диаграмма .............................................. |
1049 |
|
14.4.9 |
Математическое моделирование вынужденных колебаний лопаток ................................. |
1052 |
|
14.4.10 |
Экспериментальное исследование колебаний лопаток ..................................................... |
1054 |
|
14.4.11 |
Коэффициент запаса вибрационной прочности лопаток, пути его повышения ............. |
1055 |
|
14.4.12 - Колебания дисков ................................................................................................................ |
1057 |
|
14.5 Динамика роторов. Вибрация ГТД ................................................................................................... |
1061 |
||
|
14.5.1 |
Критическая частота вращения ротора. История вопроса ................................................. |
1061 |
|
14.5.2 |
Динамика одномассового ротора. Поступательные перемещения .................................... |
1063 |
|
14.5.3 |
Динамика одномассового ротора. Угловые перемещения .................................................. |
1066 |
20
Содержание
|
14.5.4 |
Динамика одномассового несимметричного ротора ........................................................... |
1071 |
|
|
14.5.5 |
Ротор с распределенными параметрами ............................................................................... |
1075 |
|
|
14.5.6 - Особенности колебаний системы роторов и корпусов ...................................................... |
1084 |
||
|
14.5.7 |
Демпфирование колебаний роторов ..................................................................................... |
1091 |
|
|
14.5.7.1 |
Конструкция и принцип действия демпферов колебаний роторов ........................ |
1091 |
|
|
14.5.7.2 |
Расчет параметров демпфирования ........................................................................... |
1094 |
|
|
14.5.7.3 |
Особенности гидромеханики реальных демпферов ................................................ |
1097 |
|
|
14.5.8 Вибрация ГТД ......................................................................................................................... |
1098 |
||
|
14.5.8.1 Источники возмущающих сил и спектр вибрации .................................................. |
1098 |
||
|
14.5.8.2 |
Изменение вибрации под действием внешних и внутренних факторов ............... |
1100 |
|
|
14.5.8.3 |
Статистические характеристики вибрации .............................................................. |
1102 |
|
|
14.5.8.4 |
Измерение и нормирование вибрации ...................................................................... |
1104 |
|
14.6 |
Прочность корпусов и подвески двигателя ..................................................................................... |
1107 |
||
|
14.6.1 |
Силовая схема корпуса. Условия работы силовых корпусов ............................................. |
1107 |
|
|
14.6.2 |
Расчет напряжений в корпусных деталях двигателя на основе модели |
|
|
|
осесимметричных оболочек .............................................................................................................. |
1109 |
||
|
14.6.3 |
Расчет напряженно-деформированного состояния корпусов с помощью метода |
|
|
|
конечных элементов ............................................................................................................................ |
1113 |
||
|
14.6.4 |
Устойчивость корпусных деталей ......................................................................................... |
1115 |
|
|
14.6.5 |
Расчет корпусов на непробиваемость ................................................................................... |
1118 |
|
|
14.6.6 |
Расчет элементов подвески .................................................................................................... |
1120 |
|
14.7 |
Англо-русский словарь-минимум .................................................................................................... |
1122 |
||
14.8 |
Перечень использованной литературы............................................................................................. |
1122 |
||
Глава 15 - Шум ГТД........................................................................................................................ |
1124 |
|||
15.1 |
Источники шума ГТД ......................................................................................................................... |
1124 |
||
15.2 |
Влияние параметров рабочего процесса и конструк-тивной схемы на шум ТРДД ..................... |
1126 |
||
15.3 |
Методы оценки акустических характеристик ................................................................................. |
1126 |
||
15.4 |
Снижение шума ГТД .......................................................................................................................... |
1127 |
||
|
15.4.1 Методология проектирования систем шумоглушения ........................................................ |
1127 |
||
|
15.4.2 Шумоглушение в выходных устройствах авиационных ГТД ............................................. |
1128 |
||
|
15.4.3 Конструкция звукопоглощающих узлов авиационных ГТД ................................................ |
1129 |
||
|
15.4.4 Глушители шума в наземных ГТУ ......................................................................................... |
1130 |
||
|
15.4.5 Конструкция глушителей шума наземных ГТД .................................................................... |
1131 |
||
15.5 |
Обеспечение акустических характеристик компрессоров и вентиляторов ................................... |
1132 |
||
15.6 |
Англо-русский словарь-минимум ...................................................................................................... |
1133 |
||
15.7 |
Список |
использованной литературы ................................................................................................ |
1133 |
|
Глава 16 - Газотурбинные двигатели как силовой привод.................................... |
1134 |
|||
16.1 |
ГТД в силовом приводе ГТЭС и ГПА ............................................................................................... |
1134 |
||
16.2 |
ГТД в силовых (энергетических) установках кораблей и судов ..................................................... |
1138 |
||
16.3 |
ГТД в силовых установках танков ..................................................................................................... |
1142 |
||
16.4 |
Компоновка ГТД в ГТЭС и ГПА ........................................................................................................ |
1142 |
||
16.5 |
Компоновка корабельных и судовых ГГТД ...................................................................................... |
1144 |
||
16.6 |
Компоновка ГТД в силовой установке танка .................................................................................... |
1146 |
||
16.7 |
Англо-русский словарь-минимум ...................................................................................................... |
1148 |
||
16.8 |
Перечень использованной литературы .............................................................................................. |
1148 |
||
Глава 17 - Автоматизация проектирования и поддержки жизненного |
|
|||
цикла ГТД.................................................................................................................................... |
|
1149 |
||
17.1 |
Проектирование и информационная поддержка жизненного цикла ГТД (идеология CALS) ..... |
1149 |
||
17.2 |
Жизненный цикл изделия. Обзор методов проектирования ........................................................... |
1152 |
||
17.3 |
Программные средства проектирования ........................................................................................... |
1152 |
||
17.4 |
Аппаратные средства систем проектирования ................................................................................. |
1153 |
||
17.5 |
PDM-системы: роль и место в организации проектирования......................................................... |
1153 |
||
17.6 |
Организация производства и ERP-системы ...................................................................................... |
1155 |
21
Содержание
17.7 Параллельный инжиниринг. Интеграция эскизного и технического проектирования ................ |
1156 |
|||
17.8 Переход на безбумажную технологию .............................................................................................. |
1156 |
|||
17.9 |
Взаимодействие CAD/CAM- и CAE-систем .................................................................................... |
1158 |
||
17.10 ИПИ-технологии и эксплуатация изделий ..................................................................................... |
1161 |
|||
17.11 ИПИ-технологии и управление качеством ..................................................................................... |
1162 |
|||
17.12 |
Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов .................................................................................. |
1162 |
||
17.13 |
Основы трехмерного проектирования ........................................................................................... |
1163 |
||
17.13.1 |
Общие принципы трехмерного проектирования ............................................................... |
1164 |
||
|
17.13.1.1 |
Способы создания геометрических моделей .......................................................... |
1164 |
|
|
17.13.1.2 |
Основные термины объемной геометрической модели ........................................ |
1165 |
|
|
17.13.1.3 |
Принцип базового тела ............................................................................................. |
1166 |
|
|
17.13.1.4 |
Основные термины при проектировании геометрической модели детали ......... |
1167 |
|
17.13.2 Управляющие структуры...................................................................................................... |
1168 |
|||
17.13.3 |
Принцип «Мастер-модели» ................................................................................................. |
1170 |
||
17.13.4 |
Накопление опыта конструирования в CAD/CAM-системах. Мастер-процессы .......... |
1170 |
||
17.13.5 |
Моделирование сборок ........................................................................................................ |
1171 |
||
17.14 |
Англо-русский словарь-минимум ................................................................................................... |
1173 |
||
17.15 |
Перечень использованной литературы........................................................................................... |
1175 |
||
Глава 18 - Уплотнения в ГТД ................................................................................................... |
1176 |
|||
18.1 |
Уплотнение неподвижных соединений ............................................................................................ |
1176 |
||
18.2 |
Уплотнения подвижных соединений ................................................................................................ |
1180 |
||
18.2.1 |
Гидравлический расчет уплотнений подвижных соединений ........................................... |
1182 |
||
18.3 |
Уплотнение газового тракта между ротором и статором ГТД ....................................................... |
1184 |
||
18.3.1 |
Лабиринтные уплотнения ...................................................................................................... |
1185 |
||
18.3.2 Щеточные уплотнения............................................................................................................ |
1188 |
|||
18.3.3 |
Скользящие сухие уплотнения газодинамические .............................................................. |
1191 |
||
18.3.4 |
Скользящие сухие уплотнения газостатические ................................................................. |
1191 |
||
18.3.5 |
Сравнение эффективностей уплотнений газового тракта между ротором и |
|
||
статором ГТД |
....................................................................................................................................... |
1194 |
||
18.4 |
Примеры уплотнений .....................................................................................газового тракта ГТД |
1197 |
||
18.4.1 Пример ..................................................................................................................................1 |
1197 |
|||
18.4.2 |
Пример .........................................2. Уплотнение статорной и роторной частей турбины |
1197 |
||
18.5 |
Уплотнения масляных .........................полостей опор роторов, редукторов, коробок приводов |
1201 |
||
18.6 |
Англо-русский .....................................................................................................словарь-минимум |
1203 |
||
18.7 |
Перечень использованной .............................................................................................литературы |
1203 |
22