Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

550

– ñõåìû ÐÑ íà ðàçëè÷íûõ

ðåæèìàõ.

Ïðîòî÷íàÿ ÷àñòü ñîïëà îáðàçîâàíà ÷åòûðüìÿ

ðÿäàìè ñòâîðîê è óñòàíîâëåííûõ ìåæäó íèìè

ïðîñòàâîê. Â êàæäîì ðÿäó ïî 18 ñòâîðîê è 18 ïðî-

ñòàâîê. Ïëîùàäü êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ñîïëà óñ-

òàíàâëèâàåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ðåæèìà

ðàáîòû

äâèãàòåëÿ ïîâîðîòîì ñòâîðîê ïåðâîãî è âòîðîãî

ðÿäîâ

ñ ïîìîùüþ 18 ãèäðîöèëèíäðîâ. Ðàáî÷åé æèä-

êîñòüþ ÿâëÿåòñÿ òîïëèâî, ïîäàâàåìîå ïîä äàâëåíè-

åì äî 220 êãñ/ñì

. Êàæäûé ãèäðîöèëèíäð ðàçâèâà-

åò óñèëèå äî 4000 êãñ.

Ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ óñòàíàâëèâàåò-

ñÿ ïîä äåéñòâèåì ïåðåïàäà äàâëåíèé ñî ñòîðîíû

ãàçîâîãî ïîòîêà íà ñòâîðêè è ïðîñòàâêè 3 è 4 ðÿ-

äîâ è âíåøíåãî ïîòîêà íà íàðóæíûå ñòâîðêè.

Ïðè çàïóñêå äâèãàòåëÿ ñîïëî íàõîäèòñÿ â

ðàñ-

êðûòîì ïîëîæåíèè, áëèçêîì ê ïîêàçàííîìó íà

Ðèñ. 9.3.1.1_1â. Ïîñëå âûõîäà äâèãàòåëÿ íà ðåæèì

«Ìàëûé ãàç» â ïîðøíåâûå ïîëîñòè ãèäðîöèëèíä-

ðîâ 1 ïîäàåòñÿ òîïëèâî ïîä äàâëåíèåì îò íàñîñà

ñîïëà. Øòîêè 2 ÃÖ âûäâèãàþòñÿ è âðàùàþò êà÷àë-

êè 3, êîòîðûå ñ ïîìîùüþ òÿã 4 ïîâîðà÷èâàþò íà

øàðíèðàõ 5, óñòàíîâëåííûõ íà ôëàíöå 6, ñòâîðêè

7 ïåðâîãî è ïðèñîåäèíåííûå ê íèì øàðíèðíî

ñòâîðêè 8 âòîðîãî ðÿäîâ. Ñòâîðêè 7 è 8 ñîåäèíåíû

ìåæäó ñîáîé òåëåñêîïè÷åñêèìè òÿãàìè («äåìïôå-

ðàìè») 9, áëàãîäàðÿ êîòîðûì íà çàêðûòèå îíè äâè-

æóòñÿ âìåñòå, êàê îäíî öåëîå, ïðåîäîëåâàÿ óñèëèå

îò äàâëåíèÿ ãàçîâûõ ñèë. Â îïðåäåëåííûé ìîìåíò

ñòâîðêè 8 ïðîõîäÿò ïîëîæåíèå ïàðàëëåëüíîå îñè

ñîïëà (îáðàçóþò öèëèíäð) è êðèòè÷åñêîå ñå÷åíèå

ñî ñòâîðîê 7 ïåðâîãî ðÿäà ïåðåõîäèò íà êîíåö ñâî-

ðîê 8 âòîðîãî (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_1à). Äîçâóêîâàÿ

÷àñòü ñîïëà ïðèíèìàåò ôîðìó áèêîíè÷åñêîãî êà-

íàëà. Â òàêîì ïîëîæåíèè ñîïëî îñòàåòñÿ äî ìàê-

ñèìàëüíîãî áåñôîðñàæíîãî ðåæèìà.

Ïðè âêëþ÷åíèè ôîðñàæíîé êàìåðû (ÔÊ) 10

äàâëåíèå â ïîðøíåâîé ïîëîñòè ãèäðîöèëèíäðîâ

óìåíüøàåòñÿ è ñòâîðêè ïîä äàâëåíèåì ãàçîâûõ ñèë

ïîâîðà÷èâàþòñÿ, óâåëè÷èâàÿ êðèòè÷åñêîå ñå÷åíèå

ñîïëà. Äâèãàÿñü äàëüøå, ñòâîðêè 8 îïèðàþòñÿ íà

ñòâîðêè 11 òðåòüåãî ðÿäà. Òåëåñêîïè÷åñêàÿ òÿãà 9

ðàçäâèãàåòñÿ. Ïîä äàâëåíèåì ãàçîâûõ ñèë ñòâîðêè 11

è 12, óñòàíîâëåííûå íà áàëêàõ 13, ïîâîðà÷èâàþòñÿ,

Ðèñóíîê 9.3.1.1_4 – Òåëåñêîïè÷åñêàÿ òÿãà-äåìïôåð

1 – øòîê; 2 – ãèëüçà; 3 - êîëüöî

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

551

óâåëè÷èâàÿ âûõîäíîå ñå÷åíèå ñîïëà. Íà êðåéñåðñ-

êîì ôîðñèðîâàííîì ð

åæèìå (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_1á)

ñîïëî ïðèíèìàåò ôîðìó ñîïëà Ëàâàëÿ.

Ïðè óâåëè÷åíèè ðàñõîäà òîïëèâà â ÔÊ ðåãó-

ëÿòîð ñîïëà óñòàíàâëèâàåò äàâëåíèå â ãèäðîöèëèí-

äðàõ, óðàâíîâåøèâàþùåå óñèëèå ãàçîâûõ ñèë íà

áîëüøåé ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ. Ïðè ìàê-

ñèìàëüíîé ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ñîïëà

ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ òàêæå ìàêñèìàëüíà.

Ýòî óïðîùåííàÿ ñõåìà ðàáîòû. Â äåéñòâèòåëü-

íîñòè âñå íåñêîëüêî ñëîæíåå. Òàê è íà áåñôîðñàæ-

íûõ ðåæèìàõ ñîïëî íàõîäèòñÿ «ïîä ðåãóëÿòîðì»,

ïîçâîëÿþùèì êîìïåíñèðîâàòü äåôîðìàöèè (ðàñ-

êðûòèå êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ) îò äåéñòâèÿ ãàçîâûõ

ñèë; ðàñêðûâàòü ñîïëî ïî ñêîðîñòè ïîëåòà; áîëåå

ñëîæíî óïðàâëåíèå íà ôîðñèðîâàííûõ ðåæèìàõ

äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîñòè êîìïðåññîðà (îïå-

ðåæàþùèå ðàñêðûòèÿ), ïðåäîòâðàùåíèÿ ñðûâà

â ÔÊ è àýðîäèíàìè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè ñàìîãî

ÐÑ. Áîëåå ñëîæíî è âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ðåãó-

ëèðóåìîé è ôëþãåðíîé ÷àñòÿìè.

Ïðè óâåëè÷åíèè ðàñõîäà òîïëèâà â ÔÊ ðåãó-

ëÿòîð ñîïëà óñòàíàâëèâàåò äàâëåíèå â ãèäðîöèëèí-

äðàõ, óðàâíîâåøèâàþùåå óñèëèå ãàçîâûõ ñèë íà

áîëüøåé ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ. Ïðè ìàê-

ñèìàëüíîé ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ñîïëà

ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ òàêæå ìàêñèìàëüíà .

Ðàññìîòðèì êîíñòðóêöèþ ñîïëà è åãî îñíîâ-

íûõ ýëåìåíòîâ.

Îñíîâó ñîïëà, ïîêàçàííîãî íà Ðèñ. 9.3.1_3,

ñîñòàâëÿåò ôåðìà (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_2), îáðàçîâàí-

íàÿ ôëàíöåì 1 ñîïëà è êîëüöîì ñèëîâûì 2, ñîåäè-

íåííûõ ìåæäó ñîáîé ÷åðåç êðîíøòåéíû 3 ñòâîðîê

è êðîíøòåéíû 4 òÿãàìè 5. Íà ôëàíöå óñòàíîâëåíû

êðîíøòåéíû 6 êðåïëåíèÿ ÃÖ, à íà êîëüöå êðîíø-

òåéíû 7 êðåïëåíèÿ áàëîê 2 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_11)

ôëþãåðíîé ÷àñòè (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_12). Íà êðîíø-

òåéíû 4 óñòàíàâëèâàþòñÿ òàêæå êà÷àëêè 5 (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_7) ïðèâîäà.

Íà êðîíøòåéíû 3 ôåðìû (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_2)

Ðèñóíîê 9.3.1.1_5 – Êðåïëåíèå çâåíà ïðîñòàâîê

1 - çâåíî ñòâîðîê; 2, 3 – êîðîìûñëî; 4 - çâåíî ïðîñòàâîê; 5 - ýêðàí ñòâîðêè

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

552

óñòàíàâëèâàþòñÿ ñ ïîìîùüþ êðîíøòåéíîâ 1 (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_3) çâåíüÿ ñòâîðîê, ñîñòîÿùèå èç øàð-

íèðíî ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé ñòâîðîê 2 ïåðâî-

ãî è ñòâîðîê 3 âòîðîãî ðÿäîâ.

Âçàèìíîå ïîëîæåíèå ñòâîðîê ìåæäó ñîáîé îï-

ðåäåëÿåòñÿ óñòàíîâëåííîé ìåæäó íèìè òåëåñêîïè-

÷åñêîé òÿãîé («äåìïôåðîì») 16 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_3):

ïðè ìèíèìàëüíîé äëèíå òÿãè (íà óïîðå) óãîë ìåæ-

äó ñòâîðêàìè ìèíèìàëüíûé. Óãîë óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè

âûäâèæåíèè øòîêà 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_4) èç ãèëüçû

2. Íà øòîêå óñòàíîâëåíû óïðóãèå êîëüöà 3, ñîçäàþ-

ùèå ñóõîå òðåíèå, äåìïôèðóþùåå êîëåáàíèÿ ñòâî-

ðîê âòîðîãî ðÿäà íà ðåæèìàõ àýðîäèíàìè÷åñêîé íå-

óñòîé÷èâîñòè (ïðèëîæåíèå 1). Ìåæäó çâåíüÿìè

ñòâîðîê 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_5) ñ ïîìîùüþ êîðîìû-

ñåë 2 è 3 óñòàíàâëèâàþòñÿ çâåíüÿ ïðîñòàâîê 4.

Âçàèìíîìó ñìåùåíèþ ñòâîðîê â øàðíèðå ïðå-

ïÿòñòâóåò ôèêñàòîð 4, óñòàíîâëåííûé â ïàçû 5 è 6

ñòâîðîê 2 è 3 ñîîòâåòñòâåííî. Íà ñòâîðêàõ âûïîë-

íåíû ãíåçäà-íàïðàâëÿþùèå 7 äëÿ êîðîìûñåë 2 è 3

(ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_5) çâåíüåâ ïðîñòàâîê. Íà êîíöàõ

ñòâîðîê 3 âûïîëíåíû óïîðû 8, îáåñïå÷èâàþùèå

çàçîð ìåæäó ñòâîðêàìè âòîðîãî è òðåòüåãî ðÿäîâ

äëÿ ïîäâîäà îõëàæäàþùåãî âîçäóõà èç ìåæñòâîð-

÷àòîãî ïðîñòðàíñòâà íà ôîðñèðîâàííûõ ðåæèìàõ.

Íà ñòâîðêàõ 2 ñî ñòîðîíû ïðîòî÷íîé ÷àñòè ñ ïîìî-

ùüþ âèíòîâ 9, âòóëîê 10 è ãàåê 11 óñòàíîâëåíû

ýêðàíû 12 äëÿ îõëàæäåíèÿ ñòâîðîê ïåðâîãî è âòî-

ðîãî ðÿäîâ. Ê ñòâîðêàì 2 ïåðâîãî ðÿäà ñ ïîìîùüþ

ñôåðè÷åñêèõ ïîäøèïíèêîâ 13 è îñåé 14 êðåïÿòñÿ

òÿãè 15 ïðèâîäà, êàæäàÿ èç êîòîðûõ äðóãèì êîí-

öîì òàêæå ÷åðåç ñôåðè÷åñêèå ïîäøèïíèêè êðåïèò-

ñÿ ê ñâîåé êà÷àëêå 5 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7).

Çâåíüÿ ïðîñòàâîê àíàëîãè÷íî çâåíüÿì ñòâîðîê

ñîñòîÿò èç ïðîñòàâîê 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_6) è 2, ñî-

îòâåòñòâåííî ïåðâîãî è âòîðîãî ðÿäîâ, ñîåäèíåííûõ

ìåæäó ñîáîé øàðíèðíî îñüþ 3 ñ âîçìîæíîñòüþ âçà-

èìíîãî ïðîäîëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ, íî çàôèêñèðî-

âàííûõ â ïðîäîëüíîì íàïðàâëåíèè îòíîñèòåëüíî

ñîîòâåòñòâóþùèõ ñòâîðîê êîðîìûñëàìè 4 è 5.

Íà ïðîñòàâêàõ 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_6) ïåðâîãî

ðÿäà àíàëîãè÷íî ñòâîðêàì óñòàíîâëåíû ýêðàíû 6,

îáåñïå÷èâàþùèå íåîáõîäèìîå îõëàæäåíèå. Íà

ïðîñòàâêàõ 2 âòîðîãî ðÿäà âûïîëíåíû îòâåðñòèÿ

7, çàêðûâàþùèåñÿ ñî ñòîðîíû ïðîòî÷íîé ÷àñòè

øàðíèðíî çàêðåïëåííûìè êëàïàíàìè 8. Îòâåðñòèÿ

Ðèñóíîê 9.3.1.1_6 – Çâåíî ïðîñòàâîê

1 – ïðîñòàâêà ïåðâîãî ðÿäà; 2 – ïðîñòàâêà âòîðîãî ðÿäà; 3 – îñü; 4, 5 – êîðîìûñëà; 6 – ýê-

ðàí; 7 – îòâåðñòèå; 8 – êëàïàí

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

553

ñ êëàïàíàìè îáåñïå÷èâàþò àýðîäèíàìè÷åñêîå äåì-

ïôèðîâàíèå íà íåðàñ÷åòíûõ ðåæèìàõ (ñì. ïðèëî-

æåíèå 1).

Ïåðåìåùåíèå ñòâîðîê è óäåðæàíèå èõ â îïðå-

äåëåííîì ïîëîæåíèè îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðèâîäîì ñî-

ïëà. Â êîíñòðóêöèè ñîïëà äâèãàòåëÿ Ä30-Ô6 èñ-

ïîëüçîâàí ãèäðàâëè÷åñêèé ïðèâîä.

Îí ñîñòîèò èç âîñåìíàäöàòè ãèäðîöèëèíä-

ðîâ 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7), îáúåäèíåííûõ ïðèâà-

ðåííûìè òðóáîïðîâîäàìè 2 â ãèäðîóïðàâëåíèå

(ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_8à). Òðóáîïðîâîäû èìåþò êîì-

ïåíñàòîðû, îáåñïå÷èâàþùèå äîïóñòèìûé óðî-

âåíü íàïðÿæåíèé ïðè ïåðåìåùåíèè ãèäðîöèëèí-

äðîâ â ðàäèàëüíîé ïëîñêîñòè.

Ãèäðîöèëèíäðû 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7) õâîñ-

òîâèêàìè 3 øòîêîâ 4 ïîðøíåé êðåïÿòñÿ ê êà÷àë-

êàì 5 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7), óñòàíîâëåííûì íà êðîí-

øòåéíàõ 4 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_2) êîëüöà 2 ñèëîâîãî

ôåðìû, à ïðîóøèíàìè 6 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7) êðû-

øåê 7 – ê êðîíøòåéíàì 8, óñòàíîâëåííûì íà

ôëàíöå 9 ñîïëà. Ê êàæäîé êà÷àëêå 5 ïîäñîåäèíå-

íû äâå òÿãè 10 îò ñîñåäíèõ çâåíüåâ ñòâîðîê 11.

Òàêîå ïîñòðîåíèå ïðèâîäà îáåñïå÷èâàåò ñèíõðîí-

íîå ïåðåìåùåíèå âñåõ ýëåìåíòîâ ðåãóëèðóåìîé

÷àñòè ñîïëà, åãî îñåñèììåòðè÷íîñòü è, ñîîòâåò-

ñòâåííî, ñòàáèëüíîñòü âåêòîðà òÿãè.

Ñèíõðîííîìó ïåðåìåùåíèþ ïîðøíåé ÃÖ ñïî-

ñîáñòâóåò îäíîâðåìåííûé ïîäâîä ðàáî÷åé æèäêî-

Ðèñóíîê 9.3.1.1_7 – Ãèäðàâëè÷åñêèé ïðèâîä ÐÑ (êðîíøòåéíû êà÷àëîê, êîëüöî ñèëîâîå, òÿãè ôåðìû, çâåíüÿ

ïðîñòàâîê, òåïëîçàùèòà ÃÖ è òðóáîïðîâîäîâ, à òàêæå êðåï¸æíûå ýëåìåíòû – óñëîâíî

íå ïîêàçàíû)

1 – ãèäðîöèëèíäð; 2 – òðóáîïðîâîäû; 3 – õâîñòîâèê; 4 - øòîê ãèäðîöèëèíäðà; 5 – êà÷àë-

êà; 6 - ïðîóøèíà ãèäðîöèëèíäðà; 7 - êðûøêà ãèäðîöèëèíäðà; 8 - êðîíøòåéí ãèäðîöèëèí-

äðà; 9 - ôëàíåö ñîïëà; 10 - òÿãè ïðèâîäà; 11 - çâåíüÿ ñòâîðîê

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

554

ñòè ïîä âûñîêèì äàâëåíèåì â ïîëîñòè ñî ñòîðîíû

øòîêîâ âñåõ ÃÖ è òàêîé æå ñëèâ èç ïîëîñòåé ñî ñòî-

ðîíû ïîðøíåé.

Ñèëîâîé ÃÖ (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_8) ñîñòîèò èç

ãèëüçû 1 ñ âòóëêîé 2, çàêðåïëåííîé ãàéêîé 3, ïðè-

âàðåííîé ê ãèëüçå êðûøêè 4, ïîðøíÿ 5 ñ õâîñòî-

âèêîì 6. Íà õâîñòîâèêå ðàñïîëîæåíû ãàéêè 7 äëÿ

ðåãóëèðîâêè äëèíû ãèäðîöèëèíäðà è ïåðåìåùåíèÿ

(õîäà) ïîðøíÿ.

Â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî òåëà äëÿ ñèëîâûõ ãèäðî-

öèëèíäðîâ ïðèìåíÿåòñÿ îñíîâíîå òîïëèâî äâèãà-

òåëÿ (êåðîñèí).

Äëÿ óìåíüøåíèÿ åãî ïîäîãðåâà

è îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîé ðàáîòû óïëîòíåíèé 1 (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_9) ãèëüçà ÃÖ çàêðûòà òåïëîèçîëÿöèåé

8 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_8) è ýêðàíîì

9, à øòîê ïîðøíÿ

ñ ðåãóëÿòîðîì ðàñõîäà 10 – êîæóõîì 11. Òàêæå òåï-

ëîèçîëÿöèåé çàêðûòû òðóáîïðîâîäû.

Êåðîñèí ïîä äàâëåíèåì ïîäàåòñÿ â øòóöåð 12

ãèëüçû çàòåì, îìûâàÿ âòóëêó 2 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_9),

ïîïàäàåò â øòîêîâóþ ïîëîñòü 3 è äàëåå, ÷åðåç îò-

âåðñòèÿ 4 – â êàíàë ìåæäó âíóòðåííåé ïðîòî÷êîé

øòîêà è òðóáîé 5 ðåãóëÿòîðà íåïîñðåäñòâåííî â ï-

Ðèñóíîê 9.3.1.1_8 – Ãèäðîóïðàâëåíèå

à) - ãèäðîóïðàâëåíèå â ñáîðå; á) – ÃÖ; â) – ðåãóëÿòîð ðàñõîäà

1 – ãèëüçà; 2 – âòóëêà; 3 – ãàéêà; 4 – êðûøêà; 5 – ïîðøåíü; 6 – õâîñòîâèê; 7 – ãàéêè ðåãó-

ëèðîâî÷íûå; 8 – òåïëîèçîëÿöèÿ; 9 – ýêðàí; 10 – ðåãóëÿòîð ðàñõîäà; 11 – êîæóõ; 12 – øòó-

öåð 13 – ïðîòî÷êè ðåãóëÿòîðà; 14 – äåìïôåð

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

555

Ðèñóíîê 9.3.1.1_9 – Ñõåìà îõëàæäåíèÿ òîïëèâîì ýëåìåíòîâ ÃÖ

1 – óïëîòíåíèÿ; 2 – âòóëêà; 3 – ïîëîñòü øòîêîâàÿ; 4 – îòâåðñòèÿ; 5 – òðóáà

ðîòî÷êè 13 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_8â) ðåãóëÿòîðà ðàñõî-

äà è ÷åðåç äåìïôåð 14 – â ïîðøíåâóþ ïîëîñòü ÃÖ.

Ðàñõîä òîïëèâà ÷åðåç ãèäðîóïðàâëåíèå ïîääåðæè-

âàåòñÿ ïîñòîÿííûì, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ñòàáèëüíóþ

ðàáîòó ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ñîïëîì.

Äàâëåíèå êåðîñèíà â øòîêîâîé ïîëîñòè âñå-

ãäà âûøå, ÷åì â ïîðøíåâîé. Çà ñ÷åò ñèëû îò ïåðå-

ïàäà äàâëåíèé â ïîëîñòÿõ, ïîðøåíü âòÿãèâàåòñÿ

â ãèëüçó, ïðåîäîëåâàÿ óñèëèå îò ãàçîâûõ ñèë, äåé-

ñòâóþùèõ íà ñòâîðêè, ïåðåìåùàåò èõ è óìåíüøà-

åò ïëîùàäü ñîïëà. Ïðè óìåíüøåíèè ïåðåïàäà äàâ-

ëåíèé, êîãäà óñèëèå íà ïîðøíå ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå

óñèëèÿ îò ãàçîâûõ ñèë íà ñòâîðêàõ, ïîðøåíü âûä-

âèãàåòñÿ, è ïëîùàäü ñîïëà óâåëè÷èâàåòñÿ. Ìèíè-

ìàëüíàÿ äëèíà ãèäðîöèëèíäðà, à, ñëåäîâàòåëüíî,

è ìèíèìàëüíàÿ ïëîùàäü ñîïëà, äîñòèãàåòñÿ ïðè

ïîëíîñòüþ âòÿíóòîì ïîðøíå. Ìàêñèìàëüíàÿ äëè-

íà ãèäðîöèëèíäðà è ìàêñèìàëüíàÿ ïëîùàäü ñîïëà

äîñòèãàþòñÿ ïðè âûäâèíóòîì ïîðøíå.

Ðàññìîòðåííûå âûøå ñîñòàâëÿþùèå ýëåìåí-

òû: ôåðìà (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_2), çâåíüÿ ñòâîðîê (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_3) ñ äåìïôåðàìè (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_4),

çâåíüÿ ïðîñòàâîê (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_6), äåòàëè ïðè-

âîäà (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_7) ñ ãèäðîóïðàâëåíèåì (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_8à) – ñîáðàííûå âìåñòå, ñîñòàâëÿþò ðå-

ãóëèðóåìóþ ÷àñòü ñîïëà (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_10).

Íà ñèëîâîì êîëüöå ôåðìû ìîíòèðóåòñÿ òàê-

æå è ôëþãåðíàÿ, àýðîäèíàìè÷åñêè óïðàâëÿåìàÿ,

÷àñòü ñîïëà, îïðåäåëÿþùàÿ åãî âûõîäíîå ñå÷åíèå.

Îñíîâó åå ñîñòàâëÿþò óñòàíîâëåííûå íà êðîíø-

òåéíàõ 1 (ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_11) áàëêè 2, ñèíõðîííîå

ïåðåìåùåíèå êîòîðûõ îáåñïå÷èâàåòñÿ øàðíèðàìè

3 è 4, ñîåäèíåííûìè ìåæäó ñîáîé òåëåñêîïè÷åñ-

êè ÷åðåç ñôåðû 5.

Ê ïðîóøèíå 6 è ÷åðåç ïîäâåñêó ê ïðîóøèíå 7

(ñì. Ðèñ. 9.3.1.1_11) êðåïÿòñÿ ñòâîðêè 1 (ñì.

Ðèñ. 9.3.1.1_12) òðåòüåãî ðÿäà. Ê êðîíøòåéíàì 2,

óñòàíîâëåííûì ñ âíåøíåé ñòîðîíû áàëîê, è ïîä-

âåñêàì 3 êðåïÿòñÿ íàðóæíûå ñòâîðêè 4, îáðàçóþ-

ùèå âíåøíèé îáòåêàòåëü ñîïëà è ÿâëÿþùèåñÿ ïðî-

äîëæåíèåì ìîòîãîíäîëû ñàìîëåòà. Ñòâîðêè

âûïîëíåíû â âèäå îäíîãî óçëà ñ âíóòðåííèìè

ñòâîðêàìè 5 ÷åòâåðòîãî ðÿäà. Òàêàÿ ïîäâåñêà ñòâî-

ðîê êîìïåíñèðóåò ðàçíèöó â òåïëîâûõ ðàñøèðåíè-

ÿõ äåòàëåé. Êàê ìåæäó íàðóæíûìè ñòâîðêàìè, òàê

è ìåæäó ñòâîðêàìè òðåòüåãî è ÷åòâåðòîãî ðÿäîâ

óñòàíîâëåíû óïëîòíèòåëüíûå ïðîñòàâêè 6 è 7, ñî-

îòâåòñòâåííî.

Ðåãóëèðóåìàÿ ÷àñòü ñîïëà â îòëè÷èå îò ôëþ-

ãåðíîé ÿâëÿåòñÿ ìîäóëåì, êîòîðûé ìîæåò èñïîëü-

çîâàòüñÿ äëÿ ñòåíäîâûõ èñïûòàíèé äâèãàòåëÿ. Áåç

âòîðîãî ðÿäà ñòâîðîê òàêîå ñîïëî ïðèìåíÿåòñÿ

íà ñòåíäîâûõ óñòàíîâêàõ, â ÷àñòíîñòè äëÿ ñíÿ-

òèÿ õàðàêòåðèñòèê êîìïðåññîðîâ. Ôëþãåðíàÿ æå

÷àñòü â âèäå, ïîêàçàííîì íà Ðèñ. 9.3.1.1_12, îò-

äåëüíî íå ñîáèðàåòñÿ è íå èñïîëüçóåòñÿ. Îáùèé

âèä ÐÑ

â çàêðûòîì è îòêðûòîì ïîëîæåíèÿõ ïîêà-

çàí íà Ðèñ. 9.3.1_3.

Ðåãóëèðóåìîå ñîïëî ÿâëÿåòñÿ òåïëîíàïðÿæåí-

íûì óçëîì: åãî äåòàëè ðàáîòàþò ïðè òåìïåðàòóðå

ïîðÿäêà 1000?Ñ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ èõ ðàáîòîñïî-

ñîáíîñòè èñïîëüçóþòñÿ æàðîïðî÷íûå ìàòåðèàëû

íà íèêåëåâîé îñíîâå. Áîëüøèíñòâî äåòàëåé èçãî-

òàâëèâàåòñÿ ìåòîäîì ëèòüÿ ïî âûïëàâëÿåìûì ìî-

äåëÿì, ÷òî ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü êðóïíîãàáàðèòíûå

îòëèâêè ñ òîëùèíîé ñòåíîê äî 0,8 ìì ñ ïîñëåäóþ-

ùåé ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêîé òîëüêî ïðèñîåäèíè-

òåëüíûõ ìåñò è, ñîîòâåòñòâåííî, ÐÑ ñ äîñòàòî÷íî

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

556

íèçêîé óäåëüíîé ìàññîé. Íà ïîäâèæíûå äåòàëè äëÿ

ïîâûøåíèÿ èçíîñîñòîéêîñòè íàíîñèòñÿ ìåòîäîì

ïëàçìåííîãî íàïûëåíèÿ òâåðäîå ïîêðûòèå íà îñ-

íîâå êàðáèäîâ âîëüôðàìà è òâåðäàÿ ñìàçêà íà îñ-

íîâå ãðàôèòà. Äåòàëè ïðîòî÷íîé ÷àñòè: ñòâîðêè,

ïðîñòàâêè ïåðâîãî, âòîðîãî è òðåòüåãî ðÿäîâ ïðî-

õîäÿò ïðè èçãîòîâëåíèè îïåðàöèþ òåðìîôèêñàöèè,

÷òî óìåíüøàåò êîðîáëåíèÿ â ðàáîòå ïðè âûñîêîé

òåìïåðàòóðå è ñïîñîáñòâóåò ñîõðàíåíèþ ãåðìåòè÷-

íîñòè.

9.3.2 - Ïëîñêèå ñîïëà

Ïðèìåðíî â ñåðåäèíå ñåìèäåñÿòûõ ãîäîâ ïðî-

øëîãî âåêà àâèàöèîííûå êîíñòðóêòîðû â ñòðåìëåíèè

Ðèñóíîê 9.3.1.1_10 - Ðåãóëèðóåìàÿ ÷àñòü ñîïëà

1-ôåðìà; 2-çâåíî ñòâîðîê; 3-äåìïôåð; 4-çâåíî ïðîñòàâîê; 5-ïðèâîä; 6- ãèäðîóïðàâëåíèå

ïîâûñèòü áîåâóþ ýôôåêòèâíîñòü ñàìîëåòîâ ñôîðìó-

ëèðîâàëè îñíîâíûå ïðèíöèïû åå îñóùåñòâëåíèÿ: 1

– ïîâûøåíèå ìàíåâðåííîñòè êàê íà äîçâóêîâûõ, òàê

è ñâåðõçâóêîâûõ ñêîðîñòÿõ è 2 – ñíèæåíèå ðàäèîëî-

êàöèîííîé è

èíôðàêðàñíîé çàìåòíîñòè.

Ðåàëèçàöèÿ

âòîðîé ÷àñòè ýòèõ ïðèíöèïîâ äëÿ ñàìîëåòîâ â ÑØÀ

ïðîõîäèëà â ðàìêàõ ïðîãðàììû «Stealth».

Â çíà÷è-

òåëüíîé ñòåïåíè è òîò è äðóãîé ïðèíöèïû, êàê ïî-

êàçàëè èññëåäîâàíèÿ, äîñòàòî÷íî ïðîñòî ìîãëè

áûòü ðåàëèçîâàíû â êîíñòðóêöèè ÂÓ: ïîâûøåíèå

ìàíåâðåííîñòè – óïðàâëåíèåì âåêòîðà òÿãè (ÓÂÒ),

âêëþ÷àÿ ïðèìåíåíèå ðåâåðñèâíîãî óñòðîéñòâà

(ÐÓ), à ñíèæåíèå çàìåòíîñòè – çàìåíîé êðóãëîãî

âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ ïðÿìîóãîëüíûì ñ ñîîòíîøåíè-

åì âûñîòû ê øèðèíå 1:2…1:3 è áîëåå, èñêëþ÷åíè-

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

557

Ðèñóíîê 9.3.1.1_11 – Áàëêè ñ ìåõàíèçìîì ñèíõðîíèçàöèè

1 – êðîíøòåéíû; 2 – áàëêè; 3 è 4 – øàðíèðû; 5 – ñôåðà; 6 è 7 - ïðîóøèíû

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

558

åì ïðÿìîé âèäèìîñòè íàèáîëåå íàãðåòûõ ÷àñòåé

äâèãàòåëÿ (ëîïàòîê òóðáèíû) è ñíèæåíèåì òåìïå-

ðàòóðû âûõëîïà. Òàêèå ÂÓ ïîëó÷èëè íàçâàíèå

«ïëîñêèõ ñîïåë». Ïîÿâèëîñü ìíîæåñòâî ñõåì, îäíà

èç êîòîðûõ ïðèâåäåíà íà Ðèñ. 9.3.2_1.

Êîíñòðóêòèâíî óçåë ñîñòîèò èç íåïîäâèæíîé

ðàìû 1, ê êîòîðîé êðåïÿòñÿ âñå îñòàëüíûå ïîäâèæ-

íûå è íåïîäâèæíûå ýëåìåíòû. Ìåõàíèçì óïðàâëå-

íèÿ ñòâîðêàìè ñîñòîèò èç ðû÷àæíîãî óñòðîéñòâà

è ãèäðàâëè÷åñêèõ ïðèâîäîâ. Íà îáåèõ áîêîâûõ ñòåí-

êàõ 2 ñîïëà óñòàíîâëåíî ïî îäíîìó ãèäðîöèëèíäðó

Ðèñóíîê 9.3.1.1_12 – Ôëþãåðíàÿ ÷àñòü ñîïëà

1 - ñòâîðêà òðåòüåãî ðÿäà; 2 - êðîíøòåéí; 3 - ïîäâåñêà; 4 - íàðóæíàÿ ñòâîðêà;

5 - ñòâîðêà ÷åòâ¸ðòîãî ðÿäà; 6 - íàðóæíàÿ ïðîñòàâêà; 7 - ïðîñòàâêà òðåòüåãî ðÿäà

3 äëÿ èçìåíåíèÿ ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ è ïî

äâà ãèäðîöèëèíäðà 4 – äëÿ ïðèâîäà ñâåðõçâóêîâûõ

ñòâîðîê 5. Âåðõíÿÿ è íèæíÿÿ ñòâîðêè äîçâóêîâîé

÷àñòè ñîïëà ñèíõðîíèçèðóþòñÿ äâóìÿ ñèììåòðè÷-

íûìè ðû÷àãàìè 6 è ïðèâîäÿòñÿ äâóìÿ ãèäðîöèëèí-

äðàìè, ïî îäíîìó ñ êàæäîé ñòîðîíû. Ñîïëî ïîçâî-

ëÿåò îñóùåñòâëÿòü îòêëîíåíèå âåêòîðà òÿãè íà óãîë

±20° ïðè óãëîâîé ñêîðîñòè 30 ãðàä/ñåê.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

559

Ðèñóíîê 9.3.2_1 – Ñõåìà ïëîñêîãî ñîïëà ñ ÓÂÒ è ÐÓ

1 – ðàìà; 2 – ñòåíêà; 3– ãèäðîöèëèíäð óïðàâëåíèÿ ñòâîðêàìè äîçâóêîâîé ÷àñòè ñîïëà è

ÐÓ;4 – ãèäðîöèëèíäð óïðàâëåíèÿ ñòâîðêàìè ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè ñîïëà; 5 – ñòâîðêà ñâåðõ-

çâóêîâàÿ; 6 – ðû÷àã; 7 – ñòâîðêà äîçâóêîâàÿ; 8 – «ùåëåâûå» êàíàëû ÐÓ

Ðèñóíîê 9.3.2_2 – Äâèãàòåëü F119-PW-100

1 – ïåðåõîäíûé ó÷àñòîê; 2 – ñòåíêà; 3 – ñòâîðêà

Èçìåíåíèå ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ

îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîâîðîòîì äîçâóêîâûõ ñòâîðîê 7.

Ðåâåðñèðîâàíèå òÿãè îáåñïå÷èâàåòñÿ äàëüíåéøèì

âðàùåíèåì ñòâîðîê äîçâóêîâîé ÷àñòè ñîïëà, êîòî-

ðûå îòêðûâàþò «ùåëåâûå» êàíàëû 8 äëÿ ðåâåðñè-

ðóåìîãî ïîòîêà ãàçîâ è çàêðûâàþò êðèòè÷åñêîå

ñå÷åíèå ñîïëà. Èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ âåêòîðà

òÿãè îñóùåñòâëÿåòñÿ àñèììåòðè÷íûì îòêëîíåíè-

åì ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê.

Ïî ïîäîáíîé ñõåìå ôèðìîé Pratt&Whitney

áûëî ñîçäàíî ÂÓ äëÿ äâèãàòåëÿ F100 ñàìîëåòà F15,

à â äàëüíåéøåì - äëÿ äâèãàòåëÿ F119-PW-100 (ñì.

Ðèñ. 9.3.2._2, 9.3.2_3) ñàìîëåòà F22.

Ñêîðîñòü îòêëîíåíèÿ âåêòîðà òÿãè íà ïîëíîì

ôîðñèðîâàííîì ðåæèìå ââåðõ è âíèç – äî 20 ãðàä/ñåê.

Ñòâîðêè ñîïëà ìîãóò çàíèìàòü ñîãëàñîâàííîå

ñ äðó-

ãèìè êðîìêàìè ñàìîëåòà ïîëîæåíèå ñ öåëüþ

óìåíüøåíèÿ ðàäèîëîêàöèîííîé çàìåòíîñòè è ôîð-

ìèðóþò âûõëîï òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû óìåíüøèòü

åãî òåìïåðàòóðó.

Ïëîñêèå ñîïëà óñòàíîâëåíû òàêæå íà äâèãà-

òåëÿõ General Electric F404-GE-F102 (òàêòè÷åñêèé

óäàðíûé ñàìîëåò F117A), F118-GE-100 (áîìáàðäè-

ðîâùèê Â-2).

Â ÑÑÑÐ òàêæå ïðîâîäèëèñü ýêñïåðèìåíòàëü-

íî-èññëåäîâàòåëüñêèå è îïûòíûå ðàáîòû ïî ïëîñ-