Конструкция АЛ-31ф

Основні технічні дані системи:

Температура палив на вході у двигун:

- РТ: - 50 + 80° С

- T-І, TC-І: - 50 + 60°С.

Тонкість фільтрації                                              16-25 мкм.

Продуктивність насоса ДЦН-82                          77,000 м3/ч.

Частота обертання насоса ДЦН-82                     8000 про/хв.

Тиск палива на вході в HP-31B                           0,43-0,010 МПа.

Тиск палива на виході з HP-31B                         ≤9,32 Мпа.

Тиск палива на вході   в   РТ-31Б                       ≤8,83 Мпа.

Витрата основного палива через:

І контур                                                                  ≤750 кг/год;

II контур                                                                ≤9000 кг/ч.

Тиск палива на вході у ФН-31А                         0,43...0,108 МПа.

Тиск палива на виході із ФН-31А                      6,85 МПа.

Частота обертання ФН-31А                                nмах   = 26906 об/хв.

Витрата форсажного палива:

- через 2 і 3 контур                                            ≤6200    кг/год,

- через 1 і 4 контур                                             ≤16200  кг/год,

- через 5 контур                                                  ≤ 3600   кг/год.

               3.3. Системи автоматичного регулювання двигуна

Характеризуючи двоконтурний турбореактивний двигун як об'єкт керування, слід зазначити, що він виконаний по двохроторній схемі, форсований додатковим спалюванням палива у форсажній камері, має всережимне регульоване сопло і змінювану геометрію проточної частини компресора. Зміна геометрії проточної частини компресора здійснюється за рахунок зміни кутів установки хвостовиків лопаток вхідного напрямного апарата (ВНА) φвна компресора низького тиску, лопаток ВНА і напрямних апаратів (НА) φна перших двох ступенів компресора високого тиску (КВТ).

Таким чином, у процесі керування на двигун можна впливати зміною витрати палива в основній камері згоряння GT, площі критичного перетину сопла FKP, кутів установки φвна і φна і зміною витрати палива у форсажній камері згоряння Gтф. Витрата палива Gт, площа Fкр, кути установки φвна і φна та витрата палива Gтф є керуючими факторами двигуна.

При цьому:

- зміна витрати  палива Gт на максимальному і форсованому режимах використовується для регулювання: частоти обертання ротора низького тиску nнт (при Тв*≤ 288 К); температури газу за турбіною Тт*    (при Тв* >288 К);

- зміною витрати  палива Gт на дросельних режимах регулюється частота обертання ротора високого тиску nвт;

- зміною площі  критичного перетину сопла регулюється  ступінь розширення газу в  турбіні πт*;

- регулювання компресора  здійснюється з умови забезпечення  необхідних запасу стійкості компресора ΔКу, КПД компресора   ηк* і витрати повітря Gв;

- зміна витрати  палива Gтф на форсованих режимах використовується для регулювання температури газу у форсажній камері Тф*.

Таким чином, керованими параметрами (величинами) є: частоти обертання nнт та nвт, температури газу Тт* і Тф* , ступінь розширення газу πт* та комплексний параметр, що враховує ΔКу, ηк* та Gв.

 

 

 

 

 

 

Розподіл керованих параметрів по керуючим факторах можна представити так:

Gт                    nвт

Fкр                    πт* 

φвна                   (ΔКу, ηк*, GΣ)             на нефорсованих режимах

φна                  (ΔКу, ηк*, Gв1)

 nнт                 (при Тв*≤ 288К)

Gт                                                 Тт*(при Тв*> 288К) на макс. режимі    на форс.                                                                                                     

Fкр                                                            πт*                                                                   режимі

φвна                                 (ΔКу, ηк*, GΣ)                                   

φна                                 (ΔКу, ηк*, Gв1)

Тф*

 

Система керування двигуном містить у собі:

- систему керування  витратою палива в основній  камері згоряння Gв;

- систему керування  витратою палива у форсажної  камера згоряння Gв;

- систему керування  площею критичного перетину реактивного  сопла (Fкр);

- системи керування  вхідним напрямним апаратом КНТ (φвна) і напрямними апаратами КВТ (φна).

 

 

 

 

                            

 

 

 

 

  3.4 Пускова  система двигуна

Система запуску призначена:

- Для запуску  двигуна на землі;

- Для прокрутки  двигуна на землі;

- Для прокрутки ГТДЕ;

- Для запуску  двигуна в польоті;

- Для запалення  палива в форсажній камері;

- Для припинення  запуску двигуна і ГТДЕ;

До складу системи запуску входять:

- Система розкрутки  з ГТДЕ;

- Автомат запуску  АПД;

- Система запалювання  основної камери  згоряння ОКЗ;

- Система запалення  палива в ФК;

- Система кисневого  підживлення  ОКЗ і ГТДЕ;

В системі запуску частина функцій виконують такі системи і агрегати, що не входять в її склад:

- Розподільник палива  ;

- Насос-регулятор  НР;

- Регулятор сопла  та форсажу  РСФ;

- Комплексний регулятор  КРД-99Б;

- Прилади контролю  двигуна;

Управління запуском на землі і в польоті здійснюється РУД, кнопками і вимикачами в кабіні. Електроживлення системи запуску здійснюється бортовими або неземнимииджерелами живлення.

Автомат запуску АПД-99 5 серії призначений для автоматичного запуску двигуна газотурбінним стартером ГТДЕ-117-1МО (ГТДЕ-117-1-О) і для управління системами двигуна.  

Автомат запуску забезпечує:

а) запуск двигуна на землі;

б) прокрутку двигуна;

в) прокрутку стартера;

г) запуск двигуна в повітрі (при непрацюючому стартері):

- Автоматичний запуск  РУД;

- Дубльований запуск  вимикачем;

- Зустрічний запуск  двигуна і запуск на вибігу;

д) припинення процесів запуску, прокрутки двигуна і стартера;

е) підготовку автомата до повторному включенню;

ж) управління системами двигуна:

- Аварійного зливу  палива;

- Прикриття стулок  сопла на посадці;

- Зміни "темпу  скидання" частоти обертання двигуна.

 

 

 

 

Склад пускової системи:

1. – Автоматична панель виробу АПД-99; 2. – Комплексний регулятор виробу КРТ; 3. –  Агрегат зажигання ГТДЕ; 4. –  Газотурбіний двигун ГТДЕ (турбостартер); 5. –  Лічильник наработки режимів СНР-1; 6. –  Агрегат зажигання ОКЗ КВФ-222-6; 7. –  Кисневий балон; 8. –  ДТА-10 – датчик частоти обертання ГТДЕ; 9. –  Запальний пристрій; 10. –  Виносна коробка агрегатів; 11. –  Контактор включення електростартера; 12. –  Запорний клапан в системі кислородного підживлення; 13. –  Зворотній клапан в системі кислородній підпитки ОКЗ; 14. – Зворотній клапан кислородній системі ГТДЕ; 15. – Зворотній клапан в масляній системі; 16. –  Кисневий електропневмоклапан для виробу; 17. –  Кисневий електропневмоклапан для  ГТДЕ; 18. –  Електромагніт МКТ-163 ; 19. –  Сигналізатор МСТ-4С ;   20. –  Електромагніт ЭМТ-125 ; 21. –  Електромагніт МКТ-163 клапана останова КО агрегата НР-31ВТ1; 22. –  Електростартер СТ-115Б на ГТДЕ; 23. –  Електромеханізм створки вихлопа ГТДЕ- МПК-2; 24. –  Насос запуска(подкачки) топливной системы объекта; 25. –  Центробежный насос ДЦН-82 ; 26. –  Насос-регулятор НР-31ВТ1; 27. –  Плунжерный насос НП-128 ; 28. –  Кисневий редуктор; 29. –  Розподільник палилива РТ-31ВТ1;    30. –  Свічка зажигання СП-54УК на ГТДЕ; 31. –  Сигналізатор мінімального давленія масла МСТВ-1 турбостартера;                                     32. –  Паливомасляный агрегат 4030 турбостартера; 33. –  Форсунки ОКЗ виробу; 34. –  Фільтр с клапаном; 35. –  Мікровимикач створки вихлопа ГТДЕ- ВК1-1; 36. –  Центробіжный насос ДЦН-80; 37. –  Термопара Т-82К.

 

 

 

 

 

 

 

 

    3.5.Приводи агрегатів двигуна

 

 

 

1. – кок; 2. – агрегат управління противообледенітельної системи;                3. – паливні фільтри системи управління PC; 4.–агрегат запалювання ОКЗ;

5. – клапан суфлювання компресора; 6.–фланець кріплення гнучкого валу;

7.–коробка електричних з'єднувачів;    8 .– редуктор            датчиків       РНТ;

9.–паливний фільтр системи низького тиску; 10. – агрегат аварійного зливу;

11. – регулятор сопла та форсажу (РСФ); 12. – дозатор; 13. – сферичне кільце; 14. – агрегат АУПН; 15. – агрегат АПП; 16. – клапан суфлювання турбіни; 17.–вікно огляду КЗ; 18. – запальний пристрій; 19. – крани зливу палива з паливних фільтрів; 20. – датчик помпажа; 21. – гідроціпіндр управління поворотними лопатками НА КВТ; 22. – клапан перемикання наддуву, 23. – гідроциліндр управління поворотними закрилками ВНА КНТ;

24. – термодатчик капсульний ТДК; 25. – агрегат ЕДР; 26. – термопара контролю температури газів за турбіною; 27. – маслобак; 28. – теплообмінник паливомасляний; 29. – масляний фільтр; 30.–клапан зливу масла з маслобака; 31. – насос-регулятор; 32. – маслоагрегат; 33. – коробка рухових агрегатів;  34. – паливопідкачуючий відцентровий насос;                          35. – насос плунжерний; 36. – відцентровий суфлер; 37. – датчик переміщення; 38. – приймач повного тиску; 39. – датчик ДС; 40. – кран зливу масла з КДА; 41. – розподільник палива; 42. – зливний бачок; 43. – вікна огляду КВТ; 44. – кран зливу масла з маслофільтра; 45. – вікно огляду камери згоряння; 46.–додатковий зливний бачок; 47.–датчик полум'я іонізаційний.

 

 

 

 

              4.РОЗРОБКА ВУЗЛА,ЩО ПРОЕКТУЄТЬСЯ (ОСЬОВИЙ КОМПРЕСОР)

             4.1. Вимоги, які пред’являються до ОК

Для забезпечення високих значень параметрів компресора на  розрахункових режимах і забезпечення необхідних запасів стійкості, компресор обладнаний вхідним напрямним апаратом з регульованою поворотною частиною лопатки, трьома регулюємими напрямними апаратами перших ступенів КВТ і пристроєм щілинного перепуску повітря над робочими лопатками четвертого ступеня вентилятора.

4.2. Конструктивна  компоновка ОК

Конструкція вентилятора.

Вентилятор  складається з ротора й статора.  Всі ступені вентилятора трансзвукові.

Ротор вентилятора барабанно-дискової конструкції, двохопорний. Диски і проставки ротора об'єднані в три секції.

Перша секція складається з передньої цапфи, диска першої ступені, диска другої ступені і циліндричної проставки із фланцем.

Друга секція складається з диска третьої ступені, задньої цапфи й циліндричної проставки із фланцем.

Третя - диск четвертої ступені.

Передня опора ротора вентилятора пружньогідравлічна. Опорним елементом передньої опори є роликовий підшипник. Внутрішнє кільце підшипника, елементи ущільнень розміщені на передній цапфі. Від осьових переміщень вони фіксуються фланцем втулки. У зазор між корпусом підшипника й маточиною встановлене багатоопорне кільце з каліброваними отворами між виступами. При коливаннях ротора багатоопорне кільце деформується, масло через отвори перетікає з однієї порожнини в іншу, розсіюючи енергію коливань ротора.

Задня опора ротора - кульковий опорно-упорний підшипник. Зовнішнє кільце підшипника  виконане заціло із фланцем, який установлюється в кришці. Кришка з натягом установлюється в перехідному корпусі. Внутрішнє кільце підшипника та елементи ущільнень установлюються на проміжному валу вентилятора й фіксуються гайкою. З'єднання проміжного вала вентилятора із задньою цапфою здійснюється стяжним болтом, а з ротором турбіни низького тиску стяжною трубою.

Повітря , що відбирається із другого контуру, або через сьому ступінь КВТ, надходить на наддування предмасляної порожнини задньої опори та через отвори в задній цапфі надходить через контровочную трубу на наддування предмасляной порожнини передньої опори.

Статор вентилятора складається з:

- вхідного напрямляючий апарат (ВНА);

- корпусів першого, другого, третього й четвертого ступенів;

- напрямних апаратів першого, другого й третього ступенів;

- вихідного спрямляючого апарата.

Вхідний напрямний апарат є силовим елементом двигуна. У ньому змонтовані передня опора ротора, відкачуючий маслонасос, кок.

ВНА складається із  зовнішнього кільця, внутрішнього кільця, двадцяти трьох лопаток, з регульованою поворотною частиною. Зовнішнє кільце переднім фланцем стикується з каналом повітрязабірника, заднім з корпусом першого ступеня. Для кріплення лопаток з регульованою поворотною частиною в зовнішнім кільці  виконані пази й отвори. Зовні до кільця приварена обічайка, що утворює порожнину, у яку надходить гаряче повітря через ступінь КВТ на обігрів лопаток і кока.

Вихідний напрямний апарат вентилятора складається з корпуса, зовнішнього кільця, двох рядів лопаток і внутрішнього кільця. Кожна лопатка має зовнішню й внутрішню полиці з натягом, установлені у вікнах, профрезерованних у зовнішньому і внутрішньому кільці. Фланцями на зовнішньому і внутрішньому кільцях напрямний апарат з'єднаний з перехідним корпусом.