- •1.1 Расчет напряжений растяжения………………….. …..…8
- •1.2 Расчёт изгибающих моментов………………...……… ...13
- •4. Крутильные колебания роторов гтд………...………………..90
- •8.3.2. Планетарные редукторы………………………………..….138
- •8.5.1 Зубчатые цилиндрические и конические колеса……......…146
- •8.6. Измерители крутящего момента……......…..….…....156
- •9.1.1. Конструкция нерегулируемых дозвуковых выходных устройств………………………………………………………………...….......172
- •Введение
- •1.1 Расчет напряжений растяжения
- •1. Расчёт лопаток компрессоров и турбин на прочность
- •1.2 Расчёт изгибающих моментов
- •1.2.1 Определение изгибающих моментов от действия центробежных сил
- •1.2.2 Определение изгибающих моментов от центробежных сил методом конечных разностей
- •1..2.3. Расчёт изгибающих моментов в лопатках от действия газовых сил
- •1.3. Определение напряжений изгиба, суммарных напряжений и запасов прочности
- •1.4. Расчет на прочность замков крепления рабочих лопаток
- •1.4.1. Расчёт крепления лопатки типа «ласточкин хвост»
- •1.4.2 Расчёт крепления лопатки замком типа «ёлочка»
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2. Колебание лопаток
- •2.1 Свободные колебания стержня постоянного поперечного сечения
- •2.2. Расчет первой собственной частоты колебаний лопатки переменного сечения
- •2.3. Определение частоты колебания лопатки в поле центробежных сил
- •2.4. Резонансные режимы и способы борьбы с опасными колебаниями
- •2.5 Контрольные вопросы
- •3. Критические скорости вращения роторов
- •3.1. Расчет критической скорости вращения невесомого вала с диском
- •3.2 Устойчивость быстровращающихся гладких валов
- •3.3. Критические скорости вращения реальных роторов
- •3.4. Влияние гироскопического момента на критические скорости вращеня
- •3.4.1 Расчет критической скорости вращения ротора с учётом гироскопического момента
- •3.5. Расчет крических скоростей вращения многодисковых роторов
- •3.6. Приведение сложных изгибных систем к эквивалентным
- •3.7. Контрольные вопросы
- •4. Крутильные колебания роторов гтд
- •4.1. Свободные крутильные колебания двухмассовой системы
- •4.2. Свободные крутильные колебания многомассовых систем
- •4.3. Приведение реальной крутильной системы к эквивалентной расчетной
- •4.4. Вынуждающие моменты и резонанс
- •4.5. Контрольные вопросы
- •5.Вибрационные перегрузки двигателей
- •5.1. Балансировка роторов гтд
- •5.2. Контрольные вопросы
- •6. Расчёт на прочность дисков роторов гтд
- •6.2 Расчет равнопрочного диска
- •6.3. Расчет на прочность вращающегося диска произвольного профиля
- •6.4. Контрольные вопросы
- •7. Колебания дисков
- •7.1 Контрольные вопросы
- •8. Редукторы гтд
- •8.1. Требование к редукторам
- •8.2. Классификация редукторов
- •8.3. Редукторы для привода одиночного винта
- •8.3.1 Простые редукторы
- •8.3.2. Планетарные редукторы
- •8.3.3. Двухступенчатые редукторы для привода одиночного винта
- •8.3.4. Замкнутые дифференциальные редукторы для привода одиночного винта
- •8.4. Редукторы для привода двух соосных винтов
- •8.5. Конструкция редукторов гтд
- •8.5.1 Зубчатые цилиндрические и конические колеса
- •8.5.2. Водила планетарных передач
- •8.5.3. Корпусы редукторов
- •8.5.4. Валы и их опоры
- •8.5.5. Применяемые материалы
- •8.6. Измерители крутящего момента
- •Контрольные вопросы
- •9. Выходные и ревеверсивные устройства
- •9.1.1. Конструкция нерегулируемых дозвуковых выходных устройств
- •9.3. Сверзвуковые регулируемые выходные устройства
- •9.4. Устройства для реверса и девиации тяги
- •9.5. Методы снижения шума
- •9.5.1 Шумоглушащие сопла
- •9.5.2 Снижение шума компрессора
- •9.5.3 Аэродромные глушители шума
- •Глушители шума выхлопа двигателя
- •Глушители шума на входе в двигатель
- •9.6. Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •660014, Г. Красноярск, просп. Им. Газ. «Красноярский рабочий»,31
- •660028 Г. Красноярск . Ул. Л Кецховели, 75а-223.
8.3.2. Планетарные редукторы………………………………..….138
8.3.3. Двухступенчатые редукторы привода одиночного винта….. ...139
8.4. РЕДУКТОРЫ ДЛЯ ПРИВОДА ДВУХ СООСНЫХ ВИНТОВ………………………………………………….…...……………141
8.5. КОНСТРУКЦИЯ РЕДУКТОРОВ ГТД………………… .….....146
8.5.1 Зубчатые цилиндрические и конические колеса……......…146
8.5.2. Водила планетарных передач………..…………… .……..151
8.5.3. Корпусы редукторов, валы и их опоры ……………..…..153
8.5.5. Применяемые материалы………………..…………..……155
8.6. Измерители крутящего момента……......…..….…....156
8.7. Контрольные вопросы…………………………………………….163
9. ВЫХОДНЫЕ И РЕВЕВЕРСИВНЫЕ УСТРОЙСТВА………..……..............163
9.1 НЕРЕГУЛИРУЕМЫЕ ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА…………..164
9.1.1. Конструкция нерегулируемых дозвуковых выходных устройств………………………………………………………………...….......172
9.2. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ДОЗВУКОВЫЕ ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА 177
9.3. СВЕРЗВУКОВЫЕ РЕГУЛИРУЕМЫЕ ВЫХОДНЫЕ
УСТРОЙСТВА………………………………………………….…………...182
9.4 УСТРОЙСТВА ДЛЯ РЕВЕРСА И ДЕВИАЦИИ ТЯГИ…….……...…..184 9.5. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ШУМА………………..……………..187
9.5.1 Шумоглушащие сопла…………………………..…..….190
9.5.2 Снижение шума компрессора………………...….………194
9.5.3 Аэродромные глушители шума……………………………..200
9.6. Контрольные вопросы…………………………………………….205
Заключение 205
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………….………… …..207
Введение
Курс «Конструкция и прочность авиационных двигателей» (КиПАД), является одним из основных курсов в системе подготовки специалистов для гражданской авиации специальности 160901. Изложение курса ориентировано на студентов получивших достаточную подготовку по общеинженерным дисциплинам и специальным техническим дисциплинам. Данный курс является логическим продолжением курса «Теория авиационных двигателей».
Вопросы конструктивного выполнения основных типов и узлов авиационных двигателей, определения нагрузок действующих на элементы двигателя в процессе эксплуатации подробно рассмотрены в книге 1 учебного пособия.
В книге 2 учебного пособия рассматриваются в основном вопросы прочности деталей ГТД.
При работе газотурбинного двигателя детали проточной части подвержены воздействию статических, динамических и температурных нагрузок. Наиболее нагруженными узлами являются детали роторов - диски, лопатки, валы; детали горячей проточной части – жаровые трубы, лопатки направляющих и сопловых аппаратов, выходные устройства. Поэтому при проектировании двигателей необходимо определять напряжения во всех элементах ГТД с учетом реальных факторов на всех режимах эксплуатации. Напряжения определяются расчетом с последующим уточнением на реальных изделиях. Трудность расчетного определения напряжений обусловлена тем, что детали нагружены центробежными и газовыми силами, нагрузками от неравномерного термического нагрева и усилиями в местах соединения деталей. Аналитических зависимостей для расчета даже статических напряжений не существует.
Расчет напряжений проводится по зависимостям, которые обычно решаются численными методами.
Все детали проточной части двигателя подвержены воздействию динамических нагрузок от газовых и инерционных сил, которые вызывают колебание деталей с определенной частотой. При совпадении частот собственных колебаний с частотами вынуждающих сил наступает резонанс, при этом амплитуда колебаний резко увеличивается, что может привести к поломке. Длительная работа двигателя на резонансных режимах по любой детали недопустима.
Определение прочности двигателя в учебном пособии ограничивается вопросами расчёта самых высоконагруженных узлов газотурбинного двигателя, определяющих надежность его работы: рабочих, спрямляющих (направляющих) и сопловых лопаток турбин и компрессоров, дисков и барабанов роторов, узлов соединения лопаток с дисками, элементов роторов между собой и с валом, стяжные болты, валы, корпусы камер сгорания.
При изложении вопросов колебаний двигателя рассматриваются основные нагрузки, вызывающие колебания в лопатках, дисках, роторах, экспериментальные и теоретические методы их определения. Также рассмотрены вопросы экспериментально и теоретического определения критических скоростей вращения роторов, влияющие факторы и способы борьбы с опасными колебаниями.
Подробно изложены вопросы назначения, требования и конструктивного исполнения редукторов ТВД и выходных устройств ГТД.
Каждый раздел по расчету прочности и динамики содержит расчетную схему, основные допущения, теоретические зависимости с логическим выводом расчетных зависимостей. Проводится краткий анализ полученных результатов, и приводятся рекомендации по исключению опасных режимов эксплуатации.
