Условия работы выходных устройств
Министерство образования Российской Федерации
Сибирский государственный аэрокосмический университет
Имени академика М.Ф. Решетнева
Выходные устройства авиационных газотурбинных двигателей
Методическое пособие к лабораторным работам для студентов специальности 1303 дневной и заочной формы обучения
Красноярск 2003
УДК 621.452.22
Выходные устройства авиационных газотурбинных двигателей: Методическое пособие к лабораторным работам, курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 1303 дневной и заочной формы обучения / Сост. Карасев В.П. Красноярск СибГАУ, 2003.- 52 с.
Рецендент д.т.н. проф. Л.Г. Шаймарданов.
В пособии приводятся основные конструктивные схемы выходных устройств газотурбинных двигателей (ГТД). Рассмотрены источники шума в ГТД, описаны методы и конструктивные элементы обеспечивающие снижение уровня шума. Даны основные конструктивные схемы реверсивных устройств. Подробно рассмотрена конструкция и работа реверсивного устройства двигателя ДЗО – КУ (КП).
Лабораторная работа по курсу “Конструкция и прочность авиационных двигателей” предназначена для студентов специальности 1303 дневной и заочной формы обучения.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета университета.
Редактор
Корректор
Лицензия ЛР № 020314 от 18.02.97.
Подп. К печати ******** Формат 60*84/16. Бумага офисная.
Печать плоская. Усл.печ. л. 3,05. Уч.-изд.л. 3,28. Тираж 300 экз.
Заказ
Редакционно-издательский отдел СибГАУ.
Отпечатано в отделе копировально-множительной техники СибГАУ.
660014, г.Красноярск, просп.им.газ. «Красноярский рабочий», 31.
Сибирский государственный аэрокосмический
университет имени академика М.Ф. Решетнёва, 2003
СОДЕРЖАНИЕ
Содержание…………………………………………………………………………...3
Введение……………………………………………………………………………….4
1. Порядок выполнения работы……………………………………………………4
2.Общие сведения…………………….……………………………………………...5
3.Выходные и реверсивные устройства….……………………………………….6
3.1.Нерегулируемые выходные устройства……….…………………………….. 6
3.2.Конструкция нерегулируемых дозвуковых выхлопных устройств………....9
3.3.Регулируемые дозвуковые выхлопные устройства………………….……..20
3.4.Сверхзвуковые регулируемые выхлопные устройства…………………….26
3.5. Устройства для реверса и девиации тяги………………...………………....27
4. Реверсивное устройство двигателя Д-30КУ………………...………………..30
4.1. Конструкция реверсивного устройства ……………………………...……..31
5. Методы снижения шума…………………………..……………………………33
5.1. Шумоглушащие сопла………………………………..……………………...36
5.2. Снижение шума компрессора……………..………………………………...40
5.3. Аэродромные глушители шума…………………..…………………………46
5.3.1. Глушители шума выхлопа двигателя……………..………………………47
5.3.2. Глушители шума на входе в двигатель…………………………..……….50
Контрольные вопросы…………………………………………………………….51
Литература………..………………………………………………………………...52
ВВЕДЕНИЕ
Цель лабораторной работы – изучить назначение и конструкцию выходных устройств различных типов газотурбинных двигателей: ТРД, ТРДД, ТВД, ТРФД. Знать назначение и основные конструктивные решения по регулированию и изменению вектора скорости в выходных устройствах ГТД. Научится проводить анализ выходных устройств различных типов ГТД, выделять и обосновывать конкретное конструктивное выполнение любого элемента выходного устройства. Знать основные источники шума в ГТД и научиться проводить анализ конструктивных и эксплуатационных мероприятий по снижению уровня шума.
Изучить конструкцию конкретного выходного устройства с реверсом тяги.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
При проведении лабораторной работы студенты самостоятельно изучают конструкцию выходных устройств различных типов двигателей. Отмечают назначение выходных устройств, классификацию и основные требования. Изучают источники шума в газотурбинных двигателях и основные конструктивные решения и эксплуатационные мероприятия позволяющие снизить уровень шума.
Изучают конструкцию выходного устройства конкретного двигателя (по заданию преподавателя), отмечая:
- назначение, тип выходного устройства и основные параметры;
- основную конструктивную схему выходного устройства и назначение любого конструктивного элемента макета;
- соединение выходного устройства с элементами двигателя и самолета;
- условия работы и нагружения основных элементов выходного устройства;
- работу и основные узлы обеспечивающие реверсирование тяги;
- элементы обеспечивающие снижение уровня шума;
- материалы основных элементов конструкции.
В тетради для лабораторных работ необходимо выполнить:
1.Схемы основных типов выходных устройств с кратким описанием.
2.Схемы основных типов реверсивных устройств и девиаторов тяги.
3.Описание источников шума в ГТД и основные схемы конструктивных решений по снижению уровня шума.
4.Эскиз (схему) реверсивного устройства двигателя ДЗО – КУ (КП).
5.Эскизы конструктивных элементов обеспечивающих деталям выходного устройства свободу термических расширений.
При выполнении лабораторной работы необходимо использовать:
- макеты двигателей;
- плакат (чертеж) двигателя;
- техническое описание двигателя;
- литературу : [1]…[5];
- данное методическое пособие;
Отчет о работе индивидуален.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Выходное устройство служит для преобразования потенциальной (тепловой) энергии газа за турбиной в кинетическую, а также для отвода газа от двигателя в атмосферу с наименьшими тепловыми и гидравлическими потерями обеспечивая при этом защиту элементов самолета от нагрева.
В ТВД и турбовальном двигателе (ТВаД) тепловой перепад в основном срабатывается на лопатках турбины компрессора или свободной турбины и выходное устройство служит только для отвода продукта сгорания за пределы самолета.
Выходные устройства классифицируются:
По типу двигателя:
а.) выходное устройство ТВД;
б.) выходное устройство ТВаД;
в.) выходное устройство ТРД;
г.) выходное устройство ТРФД;
д.) выходное устройство ТРДД;
По скорости полёта (истечения газов):
а.) дозвуковые М<1;
б.) сверхзвуковые М>1;
По изменению площади выходного сечения сопла:
а.)нерегулируемые;
б.) регулируемые;
По изменению вектора скорости на выходе из сопла:
а.) с реверсом тяги;
б.) с девиатором тяги;
Условия работы выходных устройств
1.температура газов t=1000...1100 оС;
2.мера примерного температурного поля∆ t=80…150 оС;
3.скорость газового потока С=500…1000 м/с;
4.пульсации скорости ∆q=50…100 м/с;
5.давление газов Р=(0,2…0,5) МПа;
6.пульсации давления Р=(0,02…0,5) МПа;
7.коррозионные и эррозионные продукты сгорания активной среды;