Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-24 1 серии. Техническое описание (1971 год) - часть 3

Снизу к приливу на шпильках 23 прикреплен поддон, смонтированный вместе со стружкосигнализотором.

Сверху на разделительном корпусе выполнен фланец с шестью шпильками для крепления верхней коробки 1 (см. фиг. 15) приводов агрегатов. На верхней коробке приводов имеются три фланца: нижним фланцем коробка установлена на разделительный корпус; к переднему фланцу прикреплен датчик ДТЭ-1 числа оборотов ротора компрессора низкого давления; задний фланец запасной и закрыт крашкой. В верхней коробке предусмотрен и запасной привод.

Узел центрального привода 4 состоит из корпуса, верхней и нижней шестеренчатых передач. Корпус центрального привода (фиг. 17) — литой из магниевого сплава, центрирующими поясками 9 и 11 установлен в расточках разделительного корпуса и прикреплен к нему 18-ю шпильками фланцем 4.

Фиг. 17. Корпус центрального привода:
а—вид спереди; б—вид сзади; 1—обойма роликоподшипника задней опоры ротора КНД: 2, 12— отверстия подвода огнегасящего состава; 3—отверстия подвода масла к подшипнику передней опоры ротора КНД; 4—фланец крепления корпуса центрального привода к разделительному корпусу; 5, 8, 10, 15—фланцы крепления обойм подшипников шестерен; 6—сливные отверстия; 7—отверстия для облегчения конструкции; 9, //—центрирующие пояски; 13—кольцевая канавка; 14—отверстия подвода масла к форсункам

На передних и заднем центрирующих поясках корпуса выполнены кольцевые канавки под резиновые уплотнительные кольца.

К фланцам 5, 8, 10 и 15 шпильками прикреплены обоймы подшипников шестерен.

В центральной расточке корпуса запрессована и зафиксирована штифтами обойма 1 роликоподшипника задней опоры ротора компрессора низкого давления.

Между поясками 9 имеется литая кольцевая канавка 13, в которую по сверлениям в разделительном корпусе подводится масло от масло-агрегата. Далее масло, пройдя по двум сверлениям в корпусе центрального привода, подводится к отверстиям 3, откуда оно поступает на смазку подшипника передней опоры ротора компрессора низкого давления и к отверстиям 14, где установлены форсунки смазки подшипника передней опоры ротора компрессора высокого давления. Смазка конической пары шестерен, передающей вращение нижнему горизонтальному шестерне-валику, осуществляется через жиклерное отверстие 5 (см. фиг. 15), соединенное с кольцевой канавкой.

Глава IV КАМЕРА СГОРАНИЯ

Камера сгорания предназначена для подвода тепловой энергии сжигаемого топлива к воздуху, сжатому в компрессоре.

Камера сгорания (фиг. 20) состоит из корпуса 21, жаровой трубы 20, разъемного кожуха 7, кожуха второго контура 31, диффузора 5, топливоподводящей системы — топливного коллектора 41, двух воспламенителей 15, 12- и рабочих форсунок 11 и трубопроводов.

Внутри корпуса камеры сгорания расположен задний вал и подшипник задней опоры ротора компрессора высокого давления. Для уменьшения осевой силы, действующей на шарикоподшипник передней опоры ротора компрессора высокого давления, внутренняя полость корпуса камеры сгорания суфлируется во второй контур и отделена от полости высокого давления лабиринтным уплотнением. Внутри заднего вала ротора компрессора высокого давления расположен подшипник передней опоры ротора турбины низкого давления. Радиальные нагрузки от обоих подшипников воспринимаются корпусом камеры сгорания.

Воздушный тракт первого контура выполнен следующим образом: направляющий аппарат VIII ступени компрессора высокого давления плавно переходит в диффузор 5 камеры сгорания, где происходит уменьшение скорости воздушного потока. Резкое (внезапное) увеличение площади проходного сечения на выходе из диффузора обеспечивает стабильность воздушного потока и дальнейшее уменьшение скоростного напора воздуха.

Воздух, имеющий сравнительно небольшую скорость,

распределяется в первичную и вторичную зоны жаровой трубы при помощи отверстий.

Воздушный тракт второго контура на участке камеры сгорания представляет кольцевой канал, образованный разъемным кожухом 7, кожухом второго контура 31 и наружным кожухом 21 корпуса камеры сгорания.

Корпус камеры сгорания (фиг. 21) является силовым узлом двигателя, воспринимающим газодинамические силы, нагрузки от жаровой трубы 20 (см. фиг. 20), передаваемые на корпус через фиксирующие штифты 13, нагрузки от задней опоры ротора компрессора высокого давления и нагрузки от подшипника передней опоры ротора турбины низкого давления.

Наружный кожух 21 корпуса камеры сгорания изготовлен из высокопрочной листовой стали. Передним фланцем 1 корпус камеры сгорания закреплен к статору компрессора высокого давления, а к заднему фланцу 22 прикреплен статор турбины.

В передней части к кожуху приварена диафрагма 2, которая образует полость 8 отбора воздуха для нужд самолета и двигателя. В диафрагме 2 по окружности имеется ряд отверстий, обеспечивающих равномерный отбор воздуха по всему периметру воздушного тракта.

На наружной поверхности кожуха 21 приварены: фланцы 12 крепления рабочих топливных форсунок; фланцы 14 крепления штифтов, фиксирующих жаровую трубу в корпусе; кронштейны 39 для крепления промежуточных упругих опор 37 трубопроводов.

В передней части кожуха под углом 30° к вертикальной оси двигателя приварены четыре ребра отбора воздуха из полости 8. Схема коммуникаций, расположенных в ребрах корпуса камеры сгорания, показана на фиг. 22.

В средней части кожуха под углом 15° вверх от горизонтальной оси приварены две стойки 18 (см. фиг. 20), в которых расположены воспламенители 15.

В нижней части корпуса камеры сгорания приварена коробка дренажа топлива, оканчивающаяся штуцером 29 для слива топлива, накапливающегося в корпусе камеры сгорания при неудавшемся запуске и холодной прокрутке.

К фланцу 26 укреплена втулка переднего уплотнения масляной полости подшипника задней опоры ротора компрессора высокого давления, наружная обойма которого вместе с форсуночным кольцом установлена в стакане 24 подшипника и зафиксирована гайкой.

К фланцу стакана 24 подшипника закреплен внутренний кожух соплового аппарата I ступени турбины и корпус уплотнения, состоящий из двух втулок: втулки уплотнения масляной полости подшипника задней опоры ротора компрессора высокого давления и втулки уплотнения ротора турбины высокого давления. Тонкостенный направляющий кожух 23 является тепловым экраном масляной полости.

Полость между задним уплотнением масляной полости подшипника задней опоры ротора компрессора высокого давления и уплотнением ротора турбины высокого давления через полость 28, отверстия 25, внутреннюю полость конической балки, полые ребра 30 и отверстия в наружном кожухе 21 суфлируется во второй контур двигателя.

Силовая часть корпуса камеры сгорания, сваренная из нержавеющей стали, состоит из конической балки 4 и наружного кожуха 21, силовая связь между которыми осуществляется шестью полыми ребрами 30. Для увеличения жесткости и прочности соединения ребра в местах заделки расширены и приварены к наружному кожуху с применением манжет, увеличивающих площадь заделки.

Коническая балка 4 выполнена из высокопрочной листовой стали

с передним фланцем 3, фланцем 26 крепления уплотнений и включает стакан 24 подшипника и направляющий кожух 23.

К переднему фланцу 3 прикреплены втулка заднего лабиринта ротора компрессора высокого давления и диффузора 5 камеры сгорания вместе с направляющим аппаратом VIII ступени компрессора высокого давления. Против ребер 30 в конической балке имеются вырезы для прокладки трубопроводов и суфлирования залабиринтной полости.

Разъемный кожух 7 — несиловой, изготовлен из алюминиевого сплава. Кожух выполнен разъемным для периодического осмотра топливного коллектора 41, форсунок 11, фиксирующих штифтов 13 и деталей крепления статора компрессора с корпусом камеры сгорания.

В вертикальной плоскости разъемного кожуха имеются продольные фланцы, по которым производится разъем. В нижней части продольные фланцы переходят в поперечный фланец крепления уплотнительной муфты 40, охватывающей через фторопластовое кольцо трубку подвода топлива к коллектору. Уплотнительная муфта служит для уплотнения полости второго контура в месте прохождения трубки подвода топлива к коллектору, фторопластовое кольцо обеспечивает возможность радиального перемещения трубки при температурных расширениях.

Разъемный кожух смонтирован подвижно на фланцах кожуха 31 и кожуха компрессора высокого давления. Герметичность соединения обеспечивается двумя резиновыми кольцами 6 и 10, прижатыми с помощью полуколец к фланцам кожуха 31 и наружного кожуха компрессора.

Наружный кожух 31 второго контура — несиловой. Он сварен из алюминиевого сплава и связан разъемным соединением с силовым корпусом при помощи ребер отбора воздуха, стоек воспламенителей и коробки дренажа топлива.

В передней части к фланцу кожуха прикреплены быстросъемное резиновое уплотнительное кольцо 10 и разъемный кожух 7, а в задней части к кольцу, имеющему канавку для резинового уплотнительного кольца 19, подвижно подсоединен разъемный кожух турбин.

На наружном кожухе расположены четыре фланца отбора воздуха: правый верхний — для отбора воздуха на обогрев входного направляющего аппарата компрессора низкого давления и управление клапанами перепуска воздуха, левый верхний — для отбора воздуха на систему кондиционирования самолета, два нижних — для отбора воздуха на противообледенительную систему самолета; фланец подсоединения трубы подвода масла к роликоподшипнику ротора компрессора высокого давления; фланец подсоединения трубы откачки масла из масляной полости корпуса; фланец подсоединения трубы суфлирования масляной полости; фланец подсоединения трубы подвода огнегасящего состава.

Диффузор 5 предназначен для уменьшения скорости воздуха на входе в жаровую трубу и стабилизации воздушного потока.

Диффузор выполнен из титанового сплава. По конструкции он является продолжением направляющего аппарата VIII ступени компрессора высокого давления. Распределительные кольца диффузора соединены между собой радиальными пластинками. Наружная часть диффузора— два наружных кольца закреплены к направляющему аппарату VIII ступени компрессора.

Внутренняя — два внутренних кольца вместе с направляющим аппаратом VIII ступени КВД прикреплены к переднему фланцу 3 конической балки.

Распределение воздуха по каналам диффузора выбрано из условия распределения скоростей на выходе из направляющего аппарата компрессора.

11 кожухами. Кожухи выполнены составными из отдельных колец, сваренных между собой точечной электросваркой. Для компенсации температурных расширений, возникающих вследствие различных температур колец, в местах соединения выполнены продольные прорези 14 и приварка каждого следующего кольца к предыдущему осуществляется по отдельным лепесткам. Такое сочленение обеспечивает минимальные температурные напряжения в местах сварки.

Стабильная зона горения обеспечивается стабилизаторами 2, приваренными к головкам 1 жаровой трубы, и двумя рядами отверстий 6 и 13, расположенными на наружном и внутреннем кожухах жаровой трубы. Стабилизатор 2 обеспечивает подвод воздуха вдоль поверхности головки жаровой трубы через щель Б, что способствует организации надежной зоны обратных токов, и сдув нагара с поверхностей стабилизатора и форсунки через отверстия 3 и щель В.

В первичную зону подводится примерно половина воздуха, выходящего из компрессора высокого давления, остальной воздух через сопла 8 па наружном кожухе и сопла 12 на внутреннем кожухе смешивается с горячими газами и создает требуемую эпюру температур.

Кожухи жаровой трубы принудительно охлаждаются воздухом. В местах сочленений колец кожухов вдоль всей жаровой трубы выполнен ряд кольцевых охлаждающих щелей, образующих систему подслойного заградительного охлаждения. Воздух из кольцевого канала через отверстия А в гофре проходит в кольцевую щель и, растекаясь по периметру, направляется вдоль стенок, защищая их от горячих газов. Расход охлаждающего воздуха определяется размерами отверстий А, направление— козырьком С, скорость — высотой Н канала. Скорость воздуха на выходе из щели подбирается примерно равной скорости газов в данном сечении жаровой трубы, что обеспечивает наибольший путь охлаждающего воздуха, т. е. наибольшую площадь охлаждения.

Топливный коллектор, предназначенный для подвода топлива, состоит из двух полуколец 1 и 2 (фиг. 26) и закреплен к корпусу камеры сгорания на шести кронштейнах 42 (см. фиг. 20) шестью хомутами 43 с винтами 44. На трубе коллектора под хомутами установлены резиновые прокладки.

К полукольцам коллектора припаяны двенадцать штуцеров 3 (см. фиг. 26) для присоединения труб подвода топлива к рабочим форсункам и один штуцер 4 для подвода топлива из топливного регулятора. Трубы коллектора выполнены из нержавеющей стали.

Рабочие форсунки (фиг. 27) предназначены для распыла и распределения топлива по головкам жаровой трубы. В каждую головку жаровой трубы установлена рабочая форсунка, которая закреплена на корпусе камеры сгорания при помощи фланца 4. Фторопластовое кольцо 2 служит для свободы перемещения корпуса форсунки во время работы и предохраняет его от износа.

Из топливного коллектора по трубе и ниппелю топливо поступает в кольцевое пространство, образованное корпусом форсунки и резьбовым фильтром 3, который представляет цилиндр с резьбовой нарезкой по наружной поверхности. В теле фильтра выполнены продольные фрезерованные пазы: два — для входа топлива в фильтр и два — для выхода топлива в канал корпуса и далее к распыливающему пакету. При перетекании топлива по резьбовым канавкам из одних пазов в другие топливо фильтруется.

Очищенное топливо по каналу поступает к распыливающему пакету, состоящему из штока 11, поджатого пружиной к завихрителю, завихрителя 14 и распылителя 15.

По отверстиям в штоке топливо поступает в кольцевую полость А, а затем по тангенциальным каналам в завихрителе поступает в камеру

завихрения и далее — через выходное сопло в жаровую трубу камеры сгорания двигателя.

Для герметичности распыливающий пакет уплотнен по посадочному диаметру в гнезде корпуса форсунки медной шайбой 12, поставленной в гнездо вслед за распылителем и раздавленной кожухом 9 форсунки при навертывании его на корпус 1. Для более равномерного раздавливания медного кольца между ней и кожухом форсунки поставлена стальная шайба 13.

Кожух форсунки состоит из кожуха 9 и припаянного к нему колпачка 16. В полость между колпачком и кожухом подается воздух для охлаждения носка форсунки и предотвращения нагароотложений на торцах кожуха и распылителя.

Трубопроводы камеры сгорания (см. фиг. 20), выполненные из титанового сплава, имеют компенсационные изгибы и закреплены с одной стороны к фланцу 26 конической балки, с другой стороны — к фланцам 32 наружного кожуха второго контура. Фланцы 32 предназначены также для подсоединения трубопроводов, расположенных на наружной поверхности двигателя.

Для уменьшения температурных напряжений подвеска трубопроводов к фланцам кожуха второго контура выполнена эластичной и состоит из стакана 33, прикрепленного болтами к фланцу 32, трех резиновых колец 34, кольца 36 и гайки 35. Определенная величина сжатия резиновых колец 34 обеспечивает герметичность соединения и возможность радиального перемещения при температурных расширениях элементов узла камеры сгорания.

Для уменьшения вибраций трубопроводов, вызываемых воздушным потоком во втором контуре, каждый трубопровод подкреплен промежуточной упругой опорой 37. Демпфирующими элементами упругой опоры являются резиновые кольца 38. Для изоляции трубопроводов от полости давления они проложены внутри полых ребер 30.

Схема расположения фланцев подсоединения трубопроводов к наружным коммуникациям показана на фиг. 22.

содержание .. 1 2 3 4 ..