В настоящее время в составе ГТД используются осевые, центробежные и
осецентробежные компрессоры. <...> Применяются и осевые компрессоры с диагональной
ступенью, которая имеет π ст = 3... <...> *
1,15…1,35
1,4…1,75
1,75…2,0
2,5…8,0(12)
π ст
Gв =
Gв
F
140…180 кг 2
м
15…30
Применение осевых компрессоров в составе большинства авиационных ГТД
связано с тем, что такой компрессор является наиболее современной машиной по
сжатию воздуха, так как осевое движение воздуха предопределяет минимальные
гидравлические потери, высокий КПД, малый мидель и низкую удельную массу. <...> Но решающее преимущество осевого компрессора перед центробежным – это
возможность увеличивать степень повышения давления π * за счет увеличения числа
k∑
ступеней, которое и определило использование его в авиационных ГТД последующих
поколений. <...> Разделение осевого компрессора на каскады стало естественным процессом при
появлении ТРДД. <...> Тенденции к повышению степени двухконтурности до 5 и выше в ТРДД для
пассажирских и транспортных самолетов привели к тому, что расход воздуха через
газогенератор постоянно снижался при росте степени повышения давления в
компрессоре ВД. <...> В этой ситуации стало привлекательным решение заменить последние ступени
осевого компрессора с малой высотой лопаток на одну центробежную ступень, то есть
использовать осецентробежный компрессор (рис. <...> 1.1)
Дело в том, что в ТРДД со степенью двухконтурности более трех, центробежный
компрессор встраивается в конструкцию естественно, место ему определено в объеме
очерченном внутренней оболочкой второго контура и недостаток такого компрессора,
именуемый большим миделем, потерял свое значение. <...> Более раннее использование осецентробежных компрессоров в ТВаД,
устанавливаемых на вертолетах, также не имело ограничения по диаметральным
размерам. <...> 1.1 Осецентробежный компрессор ВД ТРДД PW300
8
Этому способствовало то обстоятельство, что в компоновке этого двигателя
использовался редуктор, который обеспечил <...>
Конструкция_и_проектирование_турбокомпрессора_ГТД.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
Н.И. СТАРЦЕВ
КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ТУРБОКОМПРЕССОРА ГТД
Допущено Министерством образования и науки Российской
Федерации в качестве учебного пособия для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по специальности
«Авиационные двигатели и энергетические установки» направления
подготовки «Двигатели летательных аппаратов»
С А М А Р А
Издательство СГАУ
2006
Стр.1
УДК 621.431.75
ББК 39.55
С774
А
Н
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических
и геоинформационных технологий”
Рецензенты: Кафедра конструкции и проектирования двигателей
Московского авиационного института (технического
университета);
Генеральный конструктор ОАО СНТК
им. Н.Д.Кузнецова Д. Г. Ф е д о р ч е н к о
Старцев Н.И.
С774 Конструкция и проектирование турбокомпрессора ГТД: учеб. пособие /
Н.И. Старцев.- Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2006. - 226 с.: ил.
ISBN 5-7883-0181-5
Впервые для анализа конструкции использован системный подход
с декомпозицией и подробным анализом функциональных и структурных
связей модулей ГТД и элементов модулей компрессора и турбины. Выделение
существенных связей внутри таких сложных систем позволяет
изучать конструкцию всесторонне. В анализе использованы конструкция
компрессора и турбины большого числа авиационных двигателей отечественных
и зарубежных фирм, что позволяет получить достаточную
информацию для выполнения проектных процедур, сравнивать различные
исполнения и намечать пути поиска оптимальных решений.
Подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей
летательных аппаратов.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Самарского
государственного аэрокосмического университета.
УДК 621.431.75
ББК 39.55
ISBN 5-7883-0181-5
© Н.И. Старцев, 2006
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2006
2
П
Р
И
О
Р
И
Т
Т
К
Е
Т
Н
Ы
Е
Н
А
Н
Ц
И
О
Л
Ь
Ы
Е
П
Р
О
Е
Ы
Стр.2
Оглавление
Введение .................................................................................................................................... 4
Глава 1. Компрессоры............................................................................................................... 7
1.1 Компрессор как технический объект: декомпозиция и структурнопараметрическое
описание. ............................................................................................... 10
1.2 Компрессор ТРДД: декомпозиция, структурная схема ............................................ 35
1.3 Ротор компрессора: функциональные и структурные связи .................................... 51
1.4 Статор: декомпозиция, классификация и назначение элементов ............................ 86
1.5 Конструкционная прочность элементов компрессора............................................ 108
1.6 Особенности конструкции центробежных и осецентробежных компрессоров ... 126
Проектные задания........................................................................................................... 132
Контрольные вопросы ..................................................................................................... 133
Глава 2. Турбины .................................................................................................................. 135
2.1 Турбина как технический объект: декомпозиция и структурно – параметрическое
описание............................................................................................................................ 137
2.2 Ротор: декомпозиция, функциональные и структурные связи............................... 177
2.3 Статор: декомпозиция, функциональные и структурные связи............................. 205
2.4 Конструкционная прочность элементов турбины................................................... 220
2.5 Особенности конструкции свободной турбины...................................................... 227
Проектные задания........................................................................................................... 230
Контрольные вопросы ..................................................................................................... 232
Список литературы............................................................................................................... 233
Заключение............................................................................................................................ 235
3
Стр.3