1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Проектируемый двигатель является трехвальным, винтовентиляторным, состоит из двухрядного винтовентилятора, дозвукового входного устройства, двухкаскадного газогенератора (каскада низкого давления и каскада высокого давления), турбины винтовентилятора и выходного устройства.

Винтовентилятор двухрядный, соосный противоположного вращения. Передний винтовентилятор имеет 8 лопастей, поглощающих максимум мощности и создающих максимальную тягу. Задний винтовентилятор имеет 6 лопастей. Лопасти винтовентилятора выполнены из прогрессивных композиционных материалов, имеют малую относительную толщину профиля и резко выраженную саблевидную кривизну направляющей кромки, которая имеет электрическую противообледенительную полоску и неистираемое покрытие. Винтовентилятор обеспечивает высокий КПД на высокоскоростном крейсерском режиме, и улучшенные акустические характеристики.

Воздухозаборник кольцевой, его ось совпадает с осью двигателя и редуктора. Во входном устройстве находится 8 стоек через которые проходят приводы к агрегатам и трубопроводы различных систем двигателя. К лобовому картеру крепится редуктор, который утоплен в нем почти наполовину, а так же коробка приводов с некоторыми агрегатами.

Редуктор двигателя однорядный планетарный дифференциального типа, расположен в передней части двигателя. Редуктор уменьшает обороты ТВ в 8,394 раза и передает на передний ВВ 56% мощности, а на задний ВВ 44%. Основными узлами редуктора являются корпус сателлитов, сателлиты в количестве 5 штук, венец, ведущее колесо, валы ВВ, диафрагма, гидравлический измеритель тяги и корпус редуктора.

Компрессор двигателя - осецентробежный, двухкаскадный, восьмиступенчастый, состоит из околозвукового компрессора низкого давления (КНД) и дозвукового компрессора высокого давления (КВД).

КНД расположен в передней части двигателя и предназначен для сжатия воздуха, поступившего из входного устройства в двигатель.

Дальнейшее сжатие воздуха и подача его в камеру сгорания происходят в компрессоре высокого давления (КВД) который расположен за промежуточным корпусом.

Роторы КНД и КВД приводятся во вращение своими турбинами и связаны между собой только газодинамической связью. Для настройки режима работы каскада низкого давления двигателя имеется входной направляющий аппарат (ВНА КНД) с поворотными лопатками, поворотными так же являются направляющие аппараты (НА) первых двух ступеней КНД .

Для согласования работы каскадов двигателя лопатки ВНА КВД также выполнены поворотными, и НА осевой части КВД тоже сделаны поворотными, что благоприятно сказывается на направлении потока при входе в центробежную ступень КВД.

Для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя на запуске и малой частоте вращения роторов КНД и КВД предусмотрены клапаны перепуска воздуха (КПВ).

Корпус промежуточный, установленный между КНД и КВД предназначен для установки некоторых агрегатов двигателя и приводов к ним, образует воздушный тракт двигателя на своём участке.

Корпус промежуточный имеет форму усечённого конуса с восемью силовыми стойками-рёбрами которые полые внутри.

К корпусу промежуточному крепятся :

спрямляющий аппарат 5 ступени КНД;

корпус КНД;

корпус КВД;

входной направляющий аппарат КВД;

корпус передней опоры ротора ВД;

корпус промежуточной опоры ротора НД;

Стойки - рёбра выполнены полыми и сообщаются с внутренней полостью промежуточного корпуса. Через стойку - рёбро проходит рессора, передающая вращение к приводам, установленном в нижнем коробочном приливе.

Компрессор высокого давления (КВД) ? осецентобежный, трехступенчастый, состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), ротора, статора, клапанов перепуска воздуха с кожухами, лопаточного и щелевого диффузора и подшипникового узла передней опоры ротора ВД.

Конструкция ВНА позволяет производить регулировку углов установки лопаток на собранном работающем двигателе в условиях полета.

Ротор осевой части КВД двухступенчастый барабанно-дисковой конструкции.

Диски первой и второй осевой ступени представляют собой одну деталь, которая соединена с передним валом КВД с помощью болтов, роторная часть центробежной ступени состоит из вращающегося НА и центробежного колеса, которые соединены между собой и передним валом КВД с помощью шпилек. Передний вал хвостовиком опирается на шарикоподшипник передней опоры ротора КВД. На переднем валу установлены детали передней опоры ротора и ведущая шестерня для привода агрегатов двигателя. Задний вал крепится передним фланцем к центробежному колесу.

Каждое рабочее колесо ротора состоит из диска и рабочих лопаток, установленных в ободе диска с помощью замков типа "ласточкин хвост" в кольцевом пазу.

Передняя опора ротора КВД - шариковый, радиально-упорный подшипник с разрезной внутренней обоймой. Наружная обойма подшипника установлена в маслянный демпфер для демпфирования колебаний ротора. Смазка шарикоподшипника осуществляется тремя форсунками которые подают масло между валами и оттуда оно через отверстие в нижней обойме подшипника спомощью центробежных сил подается к телам кочения. Проникновению масла в полость ротора препятствуют два контактных радиально-торцовых уплотнения и одно лабиринтное.

Камера сгорания ? кольцевого типа, предназначена для подогрева воздуха после сжатия его в компрессоре за счёт сгорания в ней топлива и для получения заданной температуры газов на входе в турбину.

КС расположена между КВД и сопловым аппаратом турбины высокого давления(ТВД) , состоит из корпуса, диффузора со спрямляющим аппаратом (СА) ступени КВД и жаровой трубы.

КС соединена передним фланцем корпуса с корпусом КВД болтовым соединением.

К сопловому аппарату ТВД и статору турбины низкого давления КС закреплена задним фланцем корпуса с помощью болтового соединения, в котором часть болтов выполнена призонными.

Подогрев воздуха в КС осуществляется за счёт тепла, выделяющегося при сгорании в её жаровой трубе тонкораспыленного топлива, непрерывно впрыскиваемого 24 рабочими форсунками, установленными в завихрители и закреплёнными на корпусе.

Воспламенение топлива в КС при запуске осуществляется двумя пусковыми воспламенителями, установленными в её корпусе.

Корпус КС состоит из кожуха, переднего и заднего фланцев.

На корпусе КС имеются: 24 фланца для крепления рабочих топливных форсунок; два фланца для крепления пусковых воспламенителей; два фланца с окнами для осмотра жаровой трубы; фланец отбора воздуха из-за КВД на нужды ГТУ; бобышка отбора воздуха для сигнализатора помпажа; бобышка отбора воздуха для топливного регулятора и датчика Р_к?; три бобышки отбора воздуха для двух автоматов управления клапанами перепуска воздуха из компрессора и четыре бобышки для их крепления; две резервные бобышки; две бобышки для крепления дренажного бачка; две бобышки для крепления датчика перегрева; две бобышки для крепления электропроводки от колодки термопар; фланец для крепления клапана перепуска воздуха из-за КВД.

Жаровая труба ? кольцевого типа, подвешена в кольцевом канале корпуса КС на 24 полых втулках, окружающих рабочие топливные форсунки и фиксирующихся по отверстиям в обтекателе. Своим наружным кожухами жаровая труба опирается на СА ТВД.

Наружный и внутренний кожухи жаровой трубы выполнены из отдельных, соединённых между собой, колец и снабжены соплами. Спереди кожухи соединены между собой лобовым кольцом и обтекателем. В лобовом кольце установлены 24 завихрителя с центральными отверстиями для установки рабочих топливных форсунок.

Турбина двигателя ? осевая, реактивная, пятиступенчатая, преобразует энергию газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегатов и нагнетателя. Турбина расположена непосредственно за камерой сгорания. К турбине присоединяется сужающееся сопло, которое служит для того чтобы создать реактивную тягу, но эта тяга по сравнению с тягой создаваемой винтом мала, так же с помощью сопла осуществляется отвод газов от крыла ЛА. В нашей силовой установке турбина состоит из одноступенчатой турбины высокого давления(ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и четырехступенчатой турбины винтовентилятора. Ротор ТВД и ротор КВД образуют ротор высокого давления(ВД). Ротор ТНД и ротор КНД образуют ротор низкого давления (НД). Ротор турбины винтовентилятора соединён с валами винтовентилятора через редуктор.

Опорами роторов ТВД, ТНД и турбины ВВ, являющимися задними опорами роторов ВД, НД и ВВ, служат роликоподшипники, причем роликоподшипник ротора ВД являеться межвальным.

Все подшипники охлаждаются и смазываются маслом под давлением. Для предотвращения нагрева подшипников горячими газами их масляные полости изолированы радиально-торцовыми контактными уплотнениями.

Все опоры роторов турбин имеют устройства для гашения колебаний роторов, возникающих при работе двигателя, ? масляные демпферы опор роторов.

Роторы турбин не имеют механической связи между собой, их взаимодействие обусловлено газодинамической связью.

Турбина высокого давления (ТВД) ? осевая, реактивная, одноступенчатая, предназначена для преобразования части энергии газового потока, поступающего из КС, в механическую энергию, используемую для вращения ротора КВД и всех приводных агрегатов двигателя.

ТВД расположена за КС, её статор крепится к корпусу и конической балке корпуса КС, опора ротора смонтирована между валами ТВД и ТНД и является межвальной, а ротор крепится к заднему валу КВД.

Статор ? сопловой аппарат (СА) ТВД, включает наружный корпус, внутренний корпус и сектора сопловых лопаток между ними. Наружный корпус имеет проставки с сотовыми элементами лабиринтного уплотнения.

Сектор сопловых лопаток состоит из лопаток, охлаждаемых воздухом, отбираемым из полости вторичного потока КС, наружной и внутренней полок и имеет выступ для фиксации сектора в окружном направлении; в осевом направлении сектор фиксируется буртиком, а в радиальном ? пояском. Бурт и поясок входят в соответствующие пазы во внутреннем и наружном корпусах.

Наружный корпус центрируется относительно корпуса КС призонными болтами и крепится к нему болтовыми соединениями, состоящими из болтов и самоконтрящихся гаек; внутренний корпус крепится к конической балке КС болтами.

Ротор ТВД включает рабочее колесо (РК) и задний вал. РК состоит из диска имеющего на ободе ёлочные пазы, в каждом из которых крепятся лопатки, образующие лопаточный венец и зафиксированные контровками, а также гребешков лабиринтных уплотнений. Лопатки охлаждаются воздухом, подводимым из-за КВД. Каждая охлаждаемая рабочая лопатка имеет полку хвостовика и хвостовик ?ёлочного типа?.

На заднем валу ТВД, имеющем гребешки лабиринтных уплотнений, смонтированы детали радиально-торцового контактного уплотнения и внутреннее кольцо роликоподшипника.

Ротор ТВД крепится к заднему валу КВД стяжными болтами, имеющими призонные участки для центрирования РК относительно заднего вала КВД и передачи крутящего момента, и призонные участки для центрирования заднего вала ТВД относительно РК