СИЛОВОЙ КОРПУС ДВИГАТЕЛЯ

Силовой корпус двигателя (статор) состоит из кор­пуса компрессора и корпуса турбины, соединенных меж­ду собой силовым конусом (рис. 98).

После сборки корпусных деталей двигателя образу­ется жесткая система, внутри которой на опорах раз­мещается ротор. При работе двигателя на земле на его узлы и детали действует масса двигателя и различные по величине и направлению газовые силы. Суммарные силы через статор передаются на узлы крепления дви­гателя к самолету.

В полете на двигатель дополнительно действуют инерционные силы, которые по величине в несколько раз могут превосходить массу двигателя, а также ги­роскопический момент ротора, пропорциональный угло­вой скорости эволюции самолета и перпендикулярный оси ротора.

Таким образом, статор двигателя воспринимает це­лый ряд сил и моментов, действующих в разных направ­лениях. Часть этих сил и моментов замыкается на ста­торе и на узлы крепления двигателя не передается, а суммарная составляющая осевых сил, равная тяге дви­гателя, передается на узлы подвески двигателя.

Силовой конус двигателя изготовлен из жаростойкой стали 1Х18Н9Т и имеет форму усеченного конуса с тремя фланцами.

Передний фланец 1 приварен к основанию конуса герметичным силовым швом.

На внутренней поверхности этого фланца имеется выступ, с помощью которого обеспечивается центровка соединения конуса с задним корпусом компрессора. К меньшему основанию силового конуса приварен внут­ренний фланец, к которому крепится корпус заднего’ подшипника. К боковой поверхности конуса у его вер­шины приварен двойной кожух, к наружной части ко­торого приварен фланец крепления силового конуса к корпусу газосборника. Между фланцами силового ко­нуса и корпусом газосборника устанавливается регули­ровочное кольцо для обеспечения необходимого осево­го зазора между лопатками турбины и соплового аппа­рата.

Внутренний и наружный фланцы соединены между собой конусной приставкой с отверстиями для прохода воздуха и трубопроводов масляной системы.

С внутренней стороны силового конуса на его боко­вой поверхности приварены три профиля жесткости. Между первым профилем и большим фланцем снару­жи приварен штуцер 10 для замера давления воздуха в силовом конусе. В нижней части силового конуса при­варен патрубок 11 для отвода охлаждающего воздуха, К фланцу патрубка крепится диафрагма с калиброван­ным отверстием в центре. Диаметр отверстия подбира­ется на заводе в процессе испытания двигателя для обеспечения необходимого давления воздуха внутри си­лового конуса. Величина этого давления зависит от то­го, какую компенсирующую силу надо создать для уменьшения осевой силы, действующей на шарикопод­шипник передней опоры.

К внутренней стенке двойного кожуха приварены два патрубка 8 для подвода охлаждающего воздуха, К нижней части внутренней стенки приварена уплот­няющая втулка трубопровода откачки масла, а в верхней части имеются две одинаковые втулки: одна — для трубки подвода масла, другая — для трубки суф­лирования.

Реактивная система двигателя (рис. 99) предназна­чена для преобразования потенциальной энергии газа в кинетическую и получения соответствующей реактивной тяги двигателя.

После выхода из турбины кольцевой поток газа с небольшой закруткой попадает в выходной диффузор, где он стабилизируется, спрямляется и преобразуется в форму сплошного цилиндра. Скорость газа уменьшает­ся до 220 м/с, давление возрастает до 1,4 кгс/см2, а тем­пература повышается до 650…680 °С (на максимальном режиме работы двигателя).

На всем протяжении удлинительной трубы парамет­ры газового потока практически не меняются, за исклю­чением незначительных гидравлических (за счет трения) и тепловых потерь. Для уменьшения теплоотдачи в окружающую среду, а также для предохранения само­летной конструкции от воздействия высоких темпера­тур реактивная система по наружной поверхности по­крыта теплоизолирующими кожухами 3, 4, 5, состоящи­ми каждый из двух половин и соединяющимися между собой контровочной проволокой. Каждый кожух со­стоит из наружного и внутреннего листов, между кото­рыми проложен теплоизоляционный слой из базальто­вых и стеклянных волокон.

В реактивном насадке 7 проходное сечение умень­шается и поток разгоняется. На выходе из сопла ско­рость потока на максимальном режиме работы двига­теля достигает 540…550 м/с, а температура газа снижа­ется до 550…580 °С.

Конструктивное выполнение и выбор материалов для реактивной системы обусловлены тяжелыми усло­виями ее работы и характером действующих нагрузок: высокая температура, неравномерность нагрева стенок,

Рис. 99. Реактивная система двигателя:

1 — выходной диффузор; 2 — кожух выходного диффузора; 3 — кожух переднего фланца; 4 — кожух удлинительной трубы; 5 — кожух заднего фланца; 6 — удлинительная труба; 7 — реактивный насадок; 8, 9—сборник топлива; 10 — полукольцо; 11—штуцер замера статического давления

вызывающая тепловые напряжения, разность давлений, действующих на стенки, периодическое изменение дав­ления внутри реактивной системы, возбуждающее коле­бание оболочек.

Выходной диффузор 1 состоит из наружной трубы в форме усеченного конуса, ограниченного с двух сторон фланцами, и внутреннего конуса, прикрепленного к наружной трубе тремя ребрами обтекаемой формы. На наружной поверхности выходного диффузора закрепле­ны два кольца, предназначенные для опоры теплоизо­ляционных кожухов. В верхней части диффузора имеет­ся штуцер 1J для замера статического давления возду­ха за турбиной для определения осевой силы, действую­щей на ротор двигателя.

Внутренний конус устанавливается непосредственно за диском турбины и совместно с наружным конусом профилирует проточную часть реактивной трубы, обес­печивая ее плавный переход от кольцевой формы сече­ния в круговое. Конус сваривается из штампованных листов. Для придания ему жесткости к внутренней по-

верхности конуса привариваются кольцевые усиливаю­щие бандажи. К основанию внутреннего конуса прива­рено днище, являющееся экраном, предназначенным для уменьшения нагрева задней стороны диска турби­ны. В днище имеется 16 отверстий диаметром 14 мм, расположенных против замков лопаток турбины и пред­назначенных для прохода охлаждающего воздуха внутрь, конуса, откуда этот воздух через отверстие в вершине конуса диаметром 48 мм за счет эжекции газового по­тока выходит в общий поток газа.

Удлинительная труба 6 устанавливается между вы­ходным диффузором I и реактивным соплом 7. Она из­готавливается так же, как и выходной диффузор, из. жаростойкой стали 1Х18Н9Т в виде цилиндра. Для жесткости удлинительная труба имеет семь кольцевых бандажей, которые одновременно служат опорами теп­лоизоляционных кожухов.

В средней части трубы через 90° имеются четыре штуцера с отверстиями для установки термопар замера температуры выходящих газов.

Удлинительная труба соединяется с выходным диф­фузором телескопическим соединением, обеспечивающим их взаимное осевое перемещение при нагреве и охлажде­нии и допускающим перекосы осей соединяемых деталей..

К задней части удлинительной трубы приварен фла­нец с отверстиями для крепления к нему реактивного насадка (сопла).

Реактивный насадок (сопло) 7 предназначен дли окончательного расширения продуктов сгорания и пре­образования тепловой и потенциальной энергии газа в кинетическую.

Он изготавливается из листовой жаростойкой стали 1Х18Н9Т в форме усеченного конуса. В торец его вы­ходной части для повышения жесткости закатана про­волока. Диаметр реактивного насадка подбирается на заводе-изготовителе или ремпредприятиях при стендо­вых испытаниях двигателя в пределах от 303 до 316 мм. Размер выходного диаметра насадка наносится на на­ружной поверхности обечайки и записывается в фор­муляр двигателя, поскольку он оказывает существенное влияние на все основные параметры двигателя. Так, например, уменьшение диаметра насадка на 10 мм мо­жет привести к возрастанию температуры газов за тур­биной на 60…70°.

Составные элементы реактивной системы представ­ляют собой тонкостенные конструкции — оболочки, ра­ботающие на растяжение-сжатие под действием пере­пада давлений, а также испытывающие термические нагружения за счет неравномерности их нагрева или охлаждения. Все эти факторы вызывают появление трещин, коробление и даже разрушение стенок. Наибо­лее часто встречающимися неисправностями реактив­ной системы являются трещины выходного диффузора :по сварному шву. Поэтому при осмотрах необходимо особенно тщательно контролировать сварные швы.

В процессе эксплуатации, особенно при расстыковке фюзеляжа, необходимо принимать меры предосторож­ности по недопущению повреждения элементов реак­тивной системы.