Двухкаскадный двигатель

двухкаскадный двигатель

Большой англо-русский и русско-английский словарь . 2001 .

• двухкаскадный
• двухкаскадный клапан

Смотреть что такое «двухкаскадный двигатель» в других словарях:

Турбореактивный двигатель — состоит из компрессора, системы сгорания, турбины и сопла, которое представляет собой сужающуюся трубу, помещенную внутри выпускной трубы. Поток горячего сжатого газа, поступающий из турбины, попадая в сопло, преобразуется в высокоскоростную… … Официальная терминология

Р-25-300 — – авиационный турбореактивный двухвальный двухкаскадный двигатель, дальнейшее развитие Р 13 300. Конструкция Двигатель состоит из 3 ступенчатого компрессора низкого давления, 5 ступенчатого компрессора высокого давления, одноступенчатой турбины… … Википедия

Д-136 — Двигатель Д 136 на МАКС 2009 Д 136 авиационный турбовальный двигатель, разработанный в 70 х в … Википедия

ГОСТ 23851-79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23851 79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения оригинал документа: 293. Аварийное выключение ГТД Аварийное выключение Ндп. Аварийное отключение ГТД D. Notausschaltung Е. Emergency shutdown F. Arrêt urgent… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Авиадвигатель (компания) — У этого термина существуют и другие значения, см. Авиадвигатель. ОАО «Авиадвигатель» Тип … Википедия

АШ — Рис. 1. Звездообразный поршневой двигатель воздушного охлаждения АШ 82ФН. АШ — марка авиационных двигателей, созданных в опытном КБ под руководством А. Д. Швецова (см. Пермское моторостроительное конструкторское бюро). Двигатели,… … Энциклопедия «Авиация»

АШ — Рис. 1. Звездообразный поршневой двигатель воздушного охлаждения АШ 82ФН. АШ — марка авиационных двигателей, созданных в опытном КБ под руководством А. Д. Швецова (см. Пермское моторостроительное конструкторское бюро). Двигатели,… … Энциклопедия «Авиация»

АШ — Рис. 1. Звездообразный поршневой двигатель воздушного охлаждения АШ 82ФН. АШ — марка авиационных двигателей, созданных в опытном КБ под руководством А. Д. Швецова (см. Пермское моторостроительное конструкторское бюро). Двигатели,… … Энциклопедия «Авиация»

АШ — Рис. 1. Звездообразный поршневой двигатель воздушного охлаждения АШ 82ФН. АШ — марка авиационных двигателей, созданных в опытном КБ под руководством А. Д. Швецова (см. Пермское моторостроительное конструкторское бюро). Двигатели,… … Энциклопедия «Авиация»

АШ — марка авиационных двигателей, созданных в опытном конструкторском бюро под руководством А. Д. Швецова (см. Пермское моторостроительное конструкторское бюро). Двигатели, разработанные под руководством его преемника П. А. Соловьёва, имеют другие… … Энциклопедия техники

НК — Рис. 1. Турбовинтовой двигатель НК 12. НК — марка авиационных двигателей, созданных под руководством Н. Д. Кузнецова (см. Куйбышевское научно производственное объединение «Труд»). Основные данные некоторых двигателей приведены в… … Энциклопедия «Авиация»

Принципиальная схема двухкаскадного турбореактивного двигателя.

1 – каскад низкого давления;

2 – каскад высокого давления;

Н’-В – входное устройство;

В-К₁ – компрессор низкого давления;

К₁-К – компрессор высокого давления;

К-Г – камера сгорания;

Г-Т₁ – турбина высокого давления;

Т₁-Т – турбина низкого давления;

Т-Т₂ – выходной канал;

Т₂-С – выходное сопло.

Двухкаскадный ТРД образован двумя коаксиально (симметрично относительно одной оси) расположенными кинематически несвязанными турбокомпрессорами – каскадами: каскадом низкого 1 и каскадом высокого 2 давления. В таком двигателе воздух последовательно сжимается в двух компрессорах – сначала низкого (В — К₁), а затем высокого (К₁ — К) давления, каждый из которых вращается своей турбиной – низкого (Т₁ — Т) и высокого (Г — Т₁) давления соответственно. В зависимости от режима работы двигателя соотношение между частотами вращения обоих каскадов автоматически изменяется и обеспечивает достаточную эффективность действия компрессоров.

Требования к повышению располагаемой тяги обусловили создание двигателей с большим расходом воздуха, который в настоящее время доходит в стартовых условиях до 200 кг/с против 20-40 кг/с у первых образцов.

Для получения все более легких и компактных конструкций были разработаны более совершенные приемы конструирования с использованием новых материалов и технологий. В результате современные мощные ТРД развивают в стартовых условиях тягу до 150 кН против 10-20 кН у первых образцов. Их удельный вес снизился от 0,4-0,7 до 0,2 Н/Н тяги. Часовой массовый расход топлива на 1 Н тяги (удельный расход топлива) уменьшился от 0,11-0,135 до 0,085 кг/Н∙ч.

В начальный период своего развития ТРД обеспечивали более высокие скорости полета, но для разгона скоростных самолетов до необходимой для взлета скорости требовалась большая длина взлетно-посадочных полос на аэродромах. Этот недостаток мог быть устранен при возможности хотя бы кратковременного увеличения тяги (на период взлета) без существенного утяжеления двигателя, т. е. путем форсирования тяги.

Основным способом увеличения тяги при неизменном расходе воздуха является повышение температуры газа. Это увеличивает работу расширения, а следовательно, и скорость реактивной газовой струи на выходе. В этом отношении рабочий процесс ТРД обладает большими возможностями, поскольку при полном использовании кислорода воздуха для сжигания топлива температура газа может быть повышена до 2500-2800 К. Однако допускаемая температура намного меньше (

2000 К), поскольку она ограничена конструктивно-технологическими возможностями обеспечения надежной работы турбины. Поэтому в камере сгорания для сжигания топлива используется лишь небольшая часть имеющегося в воздухе кислорода.

Хотя выходное сопло работает при более низкой температуре газа, чем турбина, по своему устройству оно может, наоборот, допускать более высокую температуру, поскольку не имеет вращающихся нагруженных элементов конструкции и по своей конфигурации более доступно для охлаждения. Вместе с тем повышение температуры газа может увеличить работу расширения в сопле, а следовательно, скорость истечения газовой струи и тягу двигателя.

Повышение температуры газа перед соплом при неизменной температуре перед турбиной может быть получено только путем сжигания дополнительного топлива в специальной камере сгорания, расположенной между турбиной и соплом. Подобная камера сгорания получила название форсажная камера. В ней для сжигания топлива служит кислород воздуха, не использованный в основной камере сгорания.

Форсажная камера работает не во время всего полета, а только для выполнения сложных маневров и увеличения скорости, т.е. на форсажных режимах.

Что такое двухкаскадный двигатель

Содержание

• 1 Носители
• 2 Технические характеристики
• 3 Конструкция
• 4 Система управления
• 5 Источники
• 6 Примечания
• 7 Ссылки

Носители [ править ]

Двигатель предназначался для вертолёта Ми-26.

Технические характеристики [ править ]

Конструкция [ править ]

Д-136 — двухкаскадный ГТД с силовой турбиной. Двигатель имеет модульную конструкцию, состоит из модулей:

• компрессор низкого давления (КНД);
• компрессором высокого давления (КВД);
• камера сгорания ;
• турбины высокого давления (ТВД);
• турбины низкого давления (ТНД);
• свободная турбина;
• выходное устройство.

Модули КНД, КС, ТВД, ТНД взаимозаменяемы с аналогичными модулями Д-36. Осевой компрессор имеет 6 и 7 ступеней в каскадах низкого и высокого давлений. Его конструкция аналогична компрессору двигателя Д-36, за исключением промежуточного корпуса между каскадами низкого и высокого давления. Камера сгорания — кольцевая. Турбины компрессора — осевые одноступенчатые, свободная турбина — осевая двухступенчатая. Крутящий момент от ротора силовой турбины через задний вал передаётся на редуктор винта. Вспомогательные агрегаты двигателя установлены на коробках приводов, расположенных сверху и снизу промежуточного корпуса с приводом от вала турбины высокого давления.

Двигатель выполнен по схеме с двухвальным газогенератором и свободной турбиной. Компрессор двигателя осевой, двухкаскадный, тринадцатиступенчатый. Он состоит из 6-ступенчатого компрессора низкого давления (КНД) и 7-ступенчатого компрессора высокого давления (КВД). КНД расположен в передней части двигателя за пылезащитным устройством (ПЗУ), КВД — за промежуточным корпусом. Роторы КНД и КВД приводятся во вращение своими турбинами и связаны между собой только газодинамической связью.

Промежуточный корпус установлен между КНД и КВД, предназначен для установки агрегатов двигателя и их приводов, установки узлов передней подвески двигателя к летательному аппарату и образует воздушный тракт двигателя на своём участке. Промежуточный корпус имеет форму двух усечённых конусов, соединённых восемью стойками — рёбрами. К промежуточному корпусу крепятся спрямляющий аппарат шестой ступени КНД, корпус КНД, корпус КВД, входной направляющий аппарат КВД, корпус передней опоры ротора высокого давления. Четыре стойки выполнены полыми и сообщаются с внутренней полостью промежуточного корпуса. Через две стойки проходят рессоры, передающие вращение к приводам, установленным в верхнем и нижнем коробчатых приливах. Полости ещё двух стоек служат для слива масла из верхнего коробчатого прилива в полость центрального привода.

Турбина двигателя осевая, реактивная, четырёхступенчатая. Она служит для преобразования энергии газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегатов и трансмиссии вертолёта. Расположена турбина за камерой сгорания и состоит из одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и двухступенчатой свободной турбины (СТ), которая состоит из статора, ротора и корпуса опор ротора свободной турбины. Выходное устройство выполнено в виде расширяющегося патрубка и служит для снижения скорости газового потока и отвода его в атмосферу в сторону от оси двигателя. Оно расположено непосредственно за корпусом опор ротора СТ двигателя и передним фланцем крепится к заднему фланцу корпуса опор ротора СТ стяжной лентой, затянутой стяжными болтами, законтренными проволокой. Задним фланцем выхлопное устройство при помощи болтов крепится к разрезному кольцу, которое опирается на коническую балку и фиксируется на ней стяжной лентой, затянутой гайкой, законтренной проволокой.

Выходное устройство состоит из экрана, конической балки и внутреннего кожуха, которые соединены между собой стойками. По наружной поверхности к внутреннему кожуху крепится наружный кожух с выштамповками в форме чашек. Трансмиссия. В данном двигателе каждый из каскадов имеет две опоры — заднюю и переднюю. В роли передней опоры выступает шарикоподшипник, а роли задней — роликоподшипник (КВД, КНД). На валу же свободной турбины роль передней опоры играет роликоподшипник, а задней — шарикоподшипник.

Система управления [ править ]

Так как Д-136 предназначен для установки на вертолёты, где частота вращения винтов постоянна, топливная автоматика двигателя рассчитана на поддержание оборотов свободной турбины (СТ). На двигателе установлены топливный регулятор и регулятор частоты вращения свободной турбины . Регулятор топлива дозирует топливо при запуске, приёмистости и сбросе газа, а на установившемся режиме дозирует топливо по командам от регулятора частоты вращения.

Регулятор управляя топливным регулятором, поддерживает обороты свободной турбины, которые стремятся уменьшиться при увеличении шага несущего винта (взятии рычага «Шаг-газ» на себя) и увеличиться при сбросе шага. Возможно изменение оборотов СТ с помощью рычага перестройки регулятора (РПР). Кроме того, регуляторы установленных на вертолёте двигателей синхронизируют мощности двигателей. Отключается синхронизация при появлении сигнала превышения оборотов СТ от блока предельных регуляторов (БПР).

Источники [ править ]

Турбовальный двигатель Д-136. Руководство по технической эксплуатации. Книга 1 — разделы 70, 72, книга 2 — разделы 73, 75, 77, 80.

Двигатель четвертого поколения: пришествие на землю

Одной из наиболее перспективных разработок пермских моторостроителей сегодня по праву считается газотурбинная установка ГТУ-25П на базе авиадвигателя ПС-90А. Первая серийная машина уже смонтирована на компрессорной станции «Игринская» ООО «Пермтрансгаз» и качает газ в составе газопровода «Ямбург-Тула».

Рассказать об идее создания ГТУ-25П, результатах испытаний, а также перспективах ее использования мы попросили представителей разработчика машины и ее первого заказчика. Нашими собеседниками стали заместитель генерального директора ООО «Пермтрансгаз» Александр Ермолаев и заместитель генерального конструктора — главный конструктор ГТУ для ГПА и объектов их применения ОАО «Авиадвигатель» Михаил Хайруллин.

ГТУ-25П предназначена для применения в качестве привода центробежных нагнетателей природного газа в составе газоперекачивающих агрегатов нового поколения,модернизации действующего (устаревшего) оборудования, а также в качестве привода электрогенератора в составе газотурбинной электростанции для выработки электрической энергии переменного тока.

— Как творческий замысел газотурбинная установка ГТУ-25П появилась в 1999 году, — рассказывает Михаил Хайруллин. — Это принципиально новая разработка нашего КБ. В основе установки — двигатель ПС-90ГП-25, выполненный по схеме одноконтурного двухкаскадного двигателя со свободной силовой турбиной. Одновременно нами была разработана и новая силовая турбина. Необходимо отметить, что на сегодняшний день ГТУ-25П не имеет аналогов по КПД в простом цикле. С 2002 по 2003 год мы провели несколько циклов экспериментальных и доводочных испытаний двигателя.

Первая опытно-промышленная ГТУ-25П отгружена «Пермтрансгазу» в ноябре 2003 года. «Горячие пуски» лидерной ГТУ-25П прошли успешно. После 3 942 часов работы на объекте двигатель прошел цикл специальных испытаний на стенде разработчика с целью отработки мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности. В настоящее время на двигателе выполнены все необходимые конструктивные доработки, он готов к продолжению эксплуатации и ждет введения в строй второго агрегата на КС «Игринская». На первом же агрегате установлена первая серийная ГТУ, изготовленная на «Пермском моторном заводе».

— Еще в 1992 году мы заключили генеральное соглашение с предприятиями пермского региона на создание газоперерабатывающих установок, — вспоминает Александр Ермолаев. — И основательно, шаг за шагом, на базе двигателя ПС-90А работаем по нескольким направлениям: проводим реконструкцию уже работающих ГТУ и создаем блочно-комплексные агрегаты.

Уникальность внедрения новой ГТУ-25П в том, что мы отдали под опытную базу действующую компрессорную станцию. И моторостроители получили возможность опробовать установку по всем параметрам. При выборе поставщика новой ГТУ для нас немаловажен и тот факт, что производитель и поставщик находятся рядом с объектом. Как только у нас возникают вопросы по эксплуатации ГТУ, специалисты «Пермских моторов» могут выехать на станцию, либо мы можем отправить двигатель в ремонт. На сегодняшний день все эти вопросы решаются оперативно.

— Задача форсировать применение ГТУ-25П одинаково актуальна не только для производителей, — считает Михаил Хайруллин. — С каждым годом растут объемы добычи и транспортировки газа, и, в случае положительного опыта эксплуатации установок пермских моторостроителей, «Газпром» будет использовать ГТУ-25П при строительстве новых газопроводов. Пермские турбины предыдущих поколений (ГТУ-12П и ГТУ-16П) уже достойно зарекомендовали себя на экспортных трубопроводах «Ямал-Европа» и «Голубой поток», а также на станциях, обеспечивающих режим транспортировки газа.

— Мы стремимся использовать потенциал отечественных предприятий — продолжает Александр Ермолаев. — На примере ГТУ-25П убедились, что земляки работают не хуже как в плане конструктивных решений, так и непосредственно при производстве установки.

— Некоторые агрегаты отслужили по 25 лет. Но это не значит, что абсолютно все установки пора списывать, некоторые могут обрести вторую жизнь после реконструкции — достаточно заменить, например, двигатель, — уверен Михаил Хайруллин. — Одновременно нужна новая техника. Тот же Северо-Европейский газопровод предполагает строительство большого количества мощных компрессорных станций. Перспективные направления — разработка Штокмановского газоконденсатного месторождения, богатейших газовых залежей полуострова Ямал. Для них нужна новая техника, и здесь самой перспективной я могу назвать ГТУ-25П.

— Можно сказать, что сейчас на Игринской компрессорной станции решается дальнейшая судьба ГТУ-25П, по крайней мере — ее применение в системе «Газпрома», — рассказывает Александр Ермолаев. — На сегодняшний день закончены испытания на соответствие опытного образца установки экологическим и техническим условиям. С февраля 2004 года начата опытная эксплуатация. Установка уже отработала более 7700 часов (это стандартная годовая наработка), а двигатель после плановой замены — 3 750 часов. С учетом наших замечаний «Пермские моторы» осуществили поставку второго комплекта ГТУ-25П. Если первая машина создавалась и компоновалась с единственной целью определить, имеет ли она, говоря высоким слогом, право на жизнь, то вторая — уже скомплектована в таком виде, в каком она впоследствии будет тиражироваться.

— Для оперативной доводки ГТУ-25П в конструкторском бюро была разработана целая программа, — говорит заместитель главного конструктора ОАО «Авиадвигатель» Сергей Тихонов. — Серийная установка снабжена японским компрессорным нагнетателем 7V-2. В конструктив добавлено новое устройство очистки воздуха, основательно переделана система охлаждения кожуха двигателя. Более детально проработаны вопросы компоновки оборудования агреата в укрытии.
Первая (уже серийная) установка ГТУ-25П уже установлена на КС Игринская. В 2006 году машину ждут приемочные испытания, после чего «Пермские моторы» приступят к изготовлению первой опытной партии газотурбинных установок.

— Третью установку мы должны отгрузить до конца 2006 года, — добавил Михаил Хайруллин. — Сейчас в цехах «Пермского моторного завода» полностью собран двигатель для установки. При необходимости пермские моторостроители могут осуществлять полный сервис по обслуживанию установки в течение всего периода эксплуатации.
На мой взгляд, наиболее грамотный и взаимовыгодный способ обслуживания — учет работы в часах эксплуатации ГТУ. За каждый час заказчик отчисляет определенную сумму, при этом изготовитель обязуется проводить текущий ремонт без дополнительной оплаты.
География потенциальных потребителей ГТУ-25П может охватить всю Россию, бывшие страны СССР и даже дальнее зарубежье: разработками наших конструкторов давно интересуются Китай, Тайвань, Турция и другие страны.