|
и конструктивном отношении турбореактивных двигателей удельная масса
существенно снижается при уменьшении (до определенных пределов) размеров
двигателя. В 1950 в соответствии с результатами этих исследовании спроектирован
турбореативный двигатель АМ-5. Двигатель имел удельную массу 0,0227 кг/Н, что
было в полтора раза ниже, чем у существовавших в то время отечественных и
зарубежных турбореактивных двигателей. На АМ-5 установлены восьмиступенчатый
осевой компрессор, кольцевая камера сгорания, двухступенчатая турбина и
нерегулируемое сопло. Система автоматического регулирования обеспечивала
управление двигателем только путем перестановки основного рычага управления
двигателем. Применена автономная масляная система, состоящая из масляного бака
с маятниковым заборником и топливомасляного радиатора, размешенных на двигателе.
В системе смазки в один агрегат включены нагнетающий насос, фильтр,
предохранительный, обратный и редукционный клапаны, что сократило число
трубопроводов, снизило массу и увеличило надёжность масляной системы.
Использован стартер-генератор. Для электрического запуска разработана
автоматическая двухскоростная передача с двумя обгонными муфтами — роликовой и
кулачковой. В 1952 были начаты работы по созданию турбореактивного двигателя с
форсажной камерой (ТРДФ) РД-9Б (рис. 4) для сверхзвукового истребителя. При его
проектировании использован опыт отработки конструкции отдельных узлов АМ-5.
Двигатель имел трубчато-кольцевую камеру сгорания (девять прямоточных жаровых
труб в общем кожухе), двухступенчатую турбину, форсажную камеру с
трёхпозиционным соплом. Особенностью двигателя был высоконапорный
девятиступенчатый осевой компрессор со сверхзвук, первой ступенью, применение
которой увеличило производительность и напор компрессора. При его доводке
проведены исследования с целью согласования сверхзвуковой ступени с дозвуковой
частью и обеспечения устойчивой работы компрессора на всех режимах. РД-9Б был
первым отечественным двигателем со сверхзвуковой ступенью компрессора,
запущенным в крупносерийное производство. На двигателе установлен регулятор
управления лентой перепуска воздуха из компрессора по приведённой частоте
вращения. Разработана надёжная и простая система дозировки топлива. Установлен
топливомасляный агрегат, состоящий из маслоблока и топливомасляного
теплообменника, что явилось прогрессивным шагом на пути объединения элементов
системы смазки. Применён двухскоростной привод стартера-генератора, что
обеспечило повышение крутящего момента примерно в 4 раза в стартерном режиме и
получение необходимой частоты вращения в генераторном режиме. Обеспечен
карбюраторный розжиг форсажной камеры. В 1956 проведены работы по форсированию
РД-9Б. В модификации РД-9Ф тяга увеличена до 37,3 кН. Анализ путей развития и
работы двигателей, выполненных по одновальной схеме (с учётом необходимости
специального регулирования многоступенчатых высоконапорных компрессоров для
обеспечения их гаэодннамической устойчивости), привёл к принципиально новому в
то время направлению проектирования двигателей по двухвальной схеме. Опыт
создания отдельных сверхзвуковых ступеней компрессора позволил перейти к
решению более сложной задачи — обеспечению их совместной работы в
многоступенчатом компрессоре, что давало возможность сократить число ступеней,
уменьшить массу, габаритные размеры и трудоёмкость изготовления компрессора.
В 1953 начато проектирование турбореактивного двигателя с форсажной камерой
Р11-300 (рис. 5). В 1958 он успешно прошёл государственные стендовые испытания
и был запущен в серийное производство. На двигателе применены шестиступекчатый
осевой компрессор, трубчато-кольцевая камера сгорания, двухступенчатая турбина,
форсажная камера с всережимным реактивным соплом. Компрессор содержит по три
высоконапорных сверхзвуковых (околозвуковых) ступени каскадов низкого и
высокого давления. С помощью компрессора обеспечена устойчивая работа двигателя
на всех режимах (без использования механизации компрессора), расширен диапазон
крейсерских режимов и улучшена экономичность на глубоких (при малой тяге)
крейсерских режимах. В двигателе отсутствуют выносные опоры. Вместо
традиционного переднего корпуса компрессора применено консольное крепление
первой ступени к ротору. Этим сделан шаг к внедрению модульной конструкции (в
случае повреждения в эксплуатации первая ступень легко заменяется), Рабочие
лопатки второй ступени бандажированы с целью исключения резонансных колебаний.
Снижена общая масса двигателя, упрощена противообледенительная система.
При создании двигателя теоретически разработаны и применены основные принципы
регулирования двухзальных турбореактивных двигателей с форсажной камерой, что
обеспечило получение оптимальных высотно-скоростных характеристик, простоту и
надёжность эксплуатации двигателя. Применение ограничителя частоты вращения
ротора высокого давления позволило ограничить для любых режимов работы и
климатических условий максимально допустимую температуру газа перед турбиной.
Система охлаждения масла автономная. Для обеспечения работы масляной системы в
высотных условиях на центробежный суфлёр поставлен баростатический клапан, с
помощью которого поддерживается постоянное давление в масляных полостях
двигателя. Надёжный запуск двигателя на всех высотах и режимах полёта
обеспечивается подпиткой воспламенителя кислородом.
В крупносерийном производстве выпускалось несколько модификаций двигателя
(Р11Ф-300, РПФ2-300 и др.). В ходе модификации его тяга была повышена до 60,
5 кН. Благодаря высоким удельным параметрам, малым удельной массе и габаритам в
сочетании с относительно малой трудоёмкостью изготовления и хорошими
эксплуатационными качествами двигатели типа P11-300 нашли широкое применение.
В 1959—1961 создан малоразмерный турбореактивный двигатель РУ19-300 упрощенной
конструктивной схемы для двухместного учебного и одноместного спортивного
самолётов Як-30 и Як-32. В 1966—1970 проведена доработка двигателя с целью
использования его в качестве вспомогательной силовой установки на самолёте
|
|