А, б, в, г, д, е — различные формы окон в стенке жаровой трубы; ж, з — смесительные патрубки; а — вставка для уменьшения сечения канала патрубка

Охлаждение деталей жаровых труб в целях повышения надеж­ности и долговечности их работы является одной из важнейших задач, разрешаемых при конструировании камеры сгорания. Наиболее разогре­той частью жаровой трубы является ее средняя часть, так как в этом месте заканчивается горение и только начинается смешение газов. Наруж­ное охлаждение стенок трубы осуществляется потоком вторичного воз­духа, проходящим по кольцевой полости между жаровой трубой и кор­пусом (кожухом) камеры сгорания. Нередко внешнее охлаждение оказывается недостаточным и возникает необходимость организации внут­реннего заградительного охлаждения, сущность которого заключается в создании слоя воздуха между стенкой жаровой трубы и потоком газов. Для направления потока воздуха вдоль внутренней стенки жаровой трубы в кольцах 1 (рис. 17 а), соединяющих отдельные секции трубы, имеются отверстия либо наружные щели 2 (рис. 17 б), выполненные штампов­кой в месте соединения секций трубы, либо профильные кольца 4 (рис. 17 в), приваренные изнутри к жаровой трубе 3.

Неравномерность нагрева жаровых труб как по поверхности, так и по толщине стенок приводит к возникновению чрезмерных термических напряжений в трубах или к потере их устойчивости.

Для улучшения эффективности охлаждения жаровые трубы изготов­ляют из жаропрочного листового материала с небольшой толщиной стенки (0,8—1,2 мм).

Наибольшей жесткостью и устойчивостью обладают жаровые трубы с наружными продольными ребрами, выполненными фрезеровкой (рис. 18). Отбортовкой кромок отверстий во внутрь или наружу трубы (см. рис. 16 г и д), а также постановкой колец (см. рис. 16 в) можно увеличить жесткость гладких труб.

Увеличение толщины стенки трубы в местах расположения сварных швов приводит к увеличению термических напряжений, понижения кото­рых можно добиться введением температурных компенсационных прорезей А (рис. 19).

Для повышения жаростойкости жаровых труб их иногда покрывают слоем жаропрочной эмали. Материалом для изготовления жаровых труб обычно служат жаро­прочные хромоникелевые сплавы типа ЭИ435, хорошо сваривающиеся и допускающие большую вытяжку.

Корпусы или кожухи ка­мер сгорания представляют собой цилиндрические или конические оболочки, внутри которых расположены жаро­вые трубы. Корпусы камер сгорания в отличие от кожухов включаются в

Рис. 17. Способы подвода охлаждающего воздуха для осуществления заградительного охлаждения: 1 — кольцо с отверстиями; 2 — щели; 3 — труба; 4 — профильное кольцо; 5 — кожух

силовую систему двигателя и поэтому дополнительно нагружаются силами и моментами, возникающими на других узлах двигателя. Кожухи применяются в отдельных камерах сгорания, а корпусы — в кольцевых и трубчато-кольцевых камерах.

Рис. 18. Жаровая труба с продольными ребрами на наруж­ной поверхности

Рис. 19. Внешний вид жаровой трубы с температурными компенсационными прорезями А

Рис. 20. Схемы крепления кожухов отдельных камер сгорания:

а—с осевой фиксацией заднего конца; б - с осевой фиксацией переднего конца; 1 —кожух; 2 —газосборник; 3 — корпус; 4 — резиновое кольцо; 5 — втулка; 6 — кольцо; 7 — корпус газосборника; 8 — фланец каморы; 9 — фланец патрубка; 10— сферическое кольцо

Кожухи отдельных камер имеют обычно подвижное телескопиче­ское соединение переднего (рис. 20 а) или заднего (рис. 20 б) конца. Уплотнение подвижного соединения передней части кожуха может осу­ществляться при помощи резинового кольца 4, установленного с неболь­шим натягом в расточке корпуса 3 (см. рис. 20 а).

Уплотнение подвижного соединения заднего конца кожуха в наибо­лее горячей части камеры осуществить более сложно. Как видно из рис. 20 б, для этого в конце конической части кожуха приваривается точёное кольцо 6 со сферической хромированной наружной поверхностью. В корпусе 7 газосборника устанавливается втулка 5 с хромированной внутренней поверхностью.

Соединение кольца 6 и втулки 5 осуще­ствляется с небольшим натягом. Хромирование соприкасающихся поверх­ностей уплотняющего устройства повышает износоустойчивость деталей и предотвращает увеличение зазора в процессе работы камеры. Соединение неподвижного переднего конца кожуха выполнено в виде ограничен­ного шарнира (см. узел А на рис. 20 б). Для этого фланец 8 камеры крепится к фланцу 9 патрубка компрессора при помощи двух болтов. Нарушение герметичности соединения при возможном повороте камеры устраняется установкой кольца 10 со сферической поверхностью контакта.

Корпусы камер современных ГТД представляют собой оболочки с приваренными к ним фланцами, предназначенными для соеди­нения корпуса с другими силовыми узлами двигателя. Это соединение, как правило, осуществлено так, что без существенной разборки двига­теля нельзя снять жаровые трубы для их осмотра или замены. Однако некоторые конструкции камер позволяют выполнить фланцевое соедине­ние наружного корпуса 1 камеры с корпусом 2 турбины (рис. 21) так, что смещением корпуса 1 назад представляется возможность не только осмотреть жаровые трубы 3, но и в случае необходимости произвести их замену без дополнительных работ по разборке двигателя.

Рис. 21. Узел соединения корпуса камеры сгорания с корпусом турбины:

1— корпус камеры; 2 — корпус турбины; 3 — жаровая труба; 4 — силовое кольцо

Кожухи и корпусы камер сгорания изготовляются из углеродистой стали Ст10, если температура нагрева их стенок не превышает 300° С, а при большей температуре применяется хромоникелевая сталь Я1Т (1Х18Н9Т).