Турбореактивный двигатель

Общая характеристика конструкции двигателя

Малоразмерный турбореактивный двигатель для модели самолёта с тягой 15 кгс, расходом воздуха на входе 0,34 кг/с. Конструктивно двигатель состоит из входного обтекателя, центробежного компрессора со степенью повышения давления 3,25, кольцевой камеры сгорания с вращающейся форсункой, одноступенчатой центростремительной турбины и реактивного сопла. На передней части вала расположен электрический бесщёточный высокооборотный стартёр-генератор на постоянных магнитах. Ротор опирается на два газовых подшипника: упорный и радиальный. Подшипники расположены между компрессором и турбиной и перед компрессором. Охлаждение подшипников осуществляется воздухом.

II.Конструкция узлов

Входная часть

Обтекатель и входная часть двигателя изготавливаются из композиционного материала - стеклопластика методом литьевого прессования. Конструкция радиальной входной части включает в себя внутреннюю и наружную оболочки, соединённые профилированными аэродинамическими стойками. На заднем конце наружной оболочки расположен фланец крепления к корпусу компрессора, на переднем конце — фланец крепления воздухозаборного устройства(на чертеже не показано), и фланец стартёра. Крепление входного обтекателя осуществляется с помощью болтов и самоконтрящихся гаек.

Компрессор

Ротор компрессора представляет собой центробежное колесо, которое выполняется методом порошковой технологии. Центробежное колесо сидит на валу, а крутящий момент передаётся посредством штифтового соединения между ними. В статоре над крыльчаткой компрессора установлен кольцевой элемент из алюминия, покрытый материалом АЛК500 для минимизации повреждения крыльчатки при задевании ею о корпус. Лопатки диффузора компрессора отлиты заодно с поворотным каналом. Сам поворотный канал выполнен из листового материала. Все детали компрессора выполняются из алюминия.

Камера сгорания

Камера сгорания состоит из трёх частей: внутренней и наружной стенок жаровой трубы и распылителя топлива (вращающейся топливной форсунки). Наружная стенка приварена к наружному кожуху соплового аппарата турбины и крепится к корпусу посредством упругого конуса с фланцем. В два отверстия в наружной стенке устанавливаются свечи зажигания. Внутренняя стенка жаровой трубы приварена к сопловому аппарату турбины. Элементы жаровой трубы выполнены из материала ЭП648, а кожух камеры сгорания — из титана. Вращающаяся топливная форсунка, выполненная из материала ЭИ961, выполнена в валу. Крутящий момент от крыльчатки передаётся посредством штифтового соединения. На валу в зоне вращающейся форсунки находятся лабиринтные уплотнения, над которыми в статоре сделаны кольцевые вставки с нанесенным напылением материала АЛК500.

Турбина

Центростремительная турбина состоит из соплового аппарата, отлитого из материала ВХ4Л и рабочего колеса, изготовленного из сплава ВЖЛ12, диск и лопатки которого выполнены как единое целое. Сопловой аппарат приваривается к жаровой трубе, а к кожуху камеры сгорания он прикреплён посредством упругого конуса. Крутящий момент от турбины на вал передается через штифтовое соединение. Вал полый внутри, выполнен из трубы из материала ЭИ961. В турбине используем уплотнения из керамики (карбид кремния).

Реактивное сопло

Реактивное сопло выполнено отдельным кольцевым элементом и легко может быть заменено при сдаточных испытаниях для обеспечения заданной величины тяги.

Топливная система

Топливо подаётся по трубопроводу через переднюю часть вала. Оно поступает внутрь полого вала, под давлением 3 атм. топливо доходит до заглушки. Заглушки крепится к валу посредством штифтового соединения. Затем под действием центробежной силы топливо подаётся к вращающейся форсунке. Для того чтобы топливо не уходило в заднюю часть вала, внутри него устанавливается заглушка, а в передней части на стенке вала выполнен буртик.

Запуск

На передней части вала установлен электрический бесщёточный высокооборотный стартёр-генератор на постоянных магнитах. Материал магнитов неодиум+железо+бор (NeFeBr). Правой частью он упирается в буртик вала, а слева поджимается самоконтрящейся гайкой, навинчивающейся на вал. Стартёр-генератор служит как для запуска двигателя, так и для выработки электрического тока для питания агрегатов двигателя. Так, например, генератор вырабатывает ток для электродвигателя, который приводит в действие топливный насос и агрегаты самолета.

Аналитическое исследование выполненных конструкций

В данном курсовом проекте я использовал материалы для изучения конструкции следующих двигателей: Microturbo TR6020, NPT 171 ENGINE DESCRIPTION, NPT 754 TURBOFAN, NPT 051 ENGINE DESCRIPTION, NPT 100, NPT 301 Turbojet.

ТРД.cdw