| |
стенкам, в связи с чем растет число поясов охлаждения и увеличивается
конвективная составляющая охлаждения. Для снижения температуры стенки жаровой
трубы на её внутреннюю поверхность наносятся теплозащитные покрытия. Для
тепловой защиты силового корпуса форсажной камеры от высокотемпературных
продуктов сгорания применяют ненапряжённые (в силовом отношении) проницаемые
экраны. По тракту охлаждения (каналу между корпусом и экраном) протекает газ
(или чистый воздух) с относительно низкой температурой. Вытекающий из тракта
охлаждения через отверстие или щели в экране газ охлаждает экран, а остальной
газ в конце тракта поступает для охлаждения реактивного сопла. В современных
авиационных газотурбинных двигателях температура газа перед турбиной
значительно превышает уровень температур, допустимый по условиям жаростойкости
и жаропрочности применяемых в турбинах материалов. Поэтому требуется
интенсивное охлаждение узлов турбины для обеспечения её работоспособности.
Наиболее теплонапряжёнными элементами являются сопловые и рабочие лопатки,
диски турбин. При умеренном уровне температуры газа перед турбиной (до 1250 К)
применялись простейшие схемы воздушного охлаждения — обдув воздухом дисков,
корпусов и хвостовиков лопаток. более высокие температуры газа перед турбиной
были освоены в результате разработки развитых схем охлаждения турбин и
применения новых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе. Для
охлаждения используется воздух, отбираемый из компрессора двигателя. Для
охлаждения сопловых лопаток первых ступеней турбин чаще всего используется
конвективно-плёночная схема с внутренним дефлектором. В сопловых лопатках
последующих ступеней применяется чисто конвективная схема охлаждения с
внутренним дефлектором. На рис. а показана типичная конвективно-пленочная схема
охлаждения сопловых лопаток. Для охлаждения рабочих лопаток применяются
разнообразные схемы охлаждения, одна из которых показана на рис. б. В некоторых
конструкциях рабочих лопаток применяется такое же конвективно-пленочное
охлаждение, как и в сопловых лопатках. При конвективно-плёночном охлаждении
соплового аппарата первой стукни турбины за расчётную температуру газа,
определяющую работу турбины, принимается температура смеси газа и охлаждающего
воздуха в критическом сечении решётки соплового аппарата.
Тепловое состояние самого соплового аппарата определяется по максимальным
локальным значениям температуры газа на входе, которые заметно больше
среднемассовой температуры газа из-за неравномерности поля температур на выходе
из камеры сгорания. Окружная неравномерность поля температур газа перед
сопловым аппаратом не влияет на температуру рабочих лопаток вследствие
естественного осреднения поля при вращении рабочего колеса. Для теплового
состояния рабочих лопаток и диска большое значение имеет радиальное поле
температур газа, осреднённых в каждом коаксиальном сечении проточной части
турбины. Обычно максимальное значение температуры газа наблюдается в среднем
сечении; в периферийном и корневом сечениях температуры газа снижаются, что
создаёт благоприятные условия для охлаждения корпусов и дисков турбины.
Охлаждение турбины связано с определённым ухудшением параметров двигателя,
которое становится тем большим, чем больше расход воздуха на охлаждение.
Уменьшение расхода охлаждающего воздуха достигается путём снижения его
температуры в теплообменнике промежуточного охлаждения или при отборе его из
промежуточных ступеней компрессора. Повышение эффективности охлаждения,
применение новых жаропрочных и жаростойких материалов и теплозащитных покрытий
также приводит к уменьшению расхода охлаждающего воздуха или даёт возможность
дальнейшего повышения температуры газа перед турбиной. При относительно малых
лучистых потоках теплоты от продуктов сгорания к стенкам реактивного сопла их
тепловая защита сводится только к оттеснению высокотемпературных продуктов
сгорания от стенок, поэтому охлаждение стенок сопла осуществляется с помощью
одной завесы воздуха, организуемой в дозвуковой части сопла.
Совершенствование систем охлаждения узлов авиационных газотурбинных двигателей
является необходимым условием форсирования его параметров и расширения области
применения двигателей по скорости полёта.
К. М. Попов.
Охлаждаемые турбинные лопатки: а — сопловая; б — рабочая; 1 — корпус сопловой
лопатки; 2 — передний дефлектор; 3 — турбулизаторы потока охлаждающего воздуха;
4 — задний дефлектор; 5 — отверстия перфорации; 6 — ребро, направляющее поток
охлаждающего воздуха; 7 — корпус рабочей лопатки.
Павлов Иван Фомич (1922—1950) — советский лётчик, дважды Герой Советского Союза
(1944, 1945), майор. В Советской Армии с 1940. Окончил Чкаловскую военную
авиационную школу пилотов (1942), Военную академию имени М. В. Фрунзе (1949).
Участник Великой Отечественной войны. В ходе войны был лётчиком-штурмовиком,
командиром звена, командиром эскадрильи, штурманом авиаполка. Совершил свыше
200 боевых вылетов. После войны командовал авиаполком. Погиб при исполнении
служебных обязанностей. Награждён 2 орденами Ленина, 2 орденами Красного
Знамени, орденами Александра Невского, Отечественной войны 1й степени,
медалями. Бронзовый бюст в Кустанае.
Лит.: Кириллов П. П., А родом он из Кустаная, в его кн.: Оставшийся в легенде,
М., 1983.
И. Ф. Павлов.
«Пайпер» (Piper Aircraft Corp.) — самолётостроительная фирма США. Основана в
конце 20х гг. под названием «Тейлор эркрафт» (Taylor Aircraft Co.),
современное название с 1937. Выпускает лёгкие самолёты авиации общего
назначения с поршневыми двигателями и турбовиновыми двигателями. Наибольшее
распространение получили: J-3 «Каб» (первый полёт в 1936, построено 14 125),
РА-28 «Супер каб» (1949, построено 5135) и РА-28 «Чероки» (1963, построено
|
|