«технические науки»

Д.т.н. ЗРЕЛОВ В.А., к.т.н. ПРОДАНОВ М.Е.,

аспирант АРДАКОВ А.Ю., аспирант ОСИПОВ А.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет (национальный исследовательский университет), Россия

Анализ конструктивно-силовых схем трёхроторных ТРДД

Одним из важнейших факторов, определяющих эффективность авиационных ГТД, является выбор их конструктивно-силовых схем (КСС).

В настоящее время проектирование КСС осуществляется в основном на основе опыта, навыков и знаний проектировщика, который не всегда способен увидеть все возможные варианты, поэтому актуальным является создание компьютерной информационной системы обработки, хранения и поиска информации по авиационным ГТД, включающей в себя базы данных по КСС авиационных двигателей. Наличие такой системы позволит создать методики автоматизированного выбора двигателя-прототипа для проектирования расположения опор в КСС ГТД путем формализации процессов описания его структуры.

На этапе формирования КСС будущего двигателя большое значение имеет использование принципа преемственности, т.е. применение проверенных, хорошо зарекомендовавших себя проектных, конструкторских, технологических решений.Недостаточное количество исходной информации на данном этапе обуславливает интерактивный характер проектирования и обязательное использование накопленного опыта.

Рассмотрим механизм проектирования КСС ГТД по количеству и расположению опор для трехроторных ТРДД и ТВВД. На схеме (рисунок 1) представлены все возможные варианты расположения опор роторов турбокомпрессоров трехроторных ГТД, а на рисунке 2 изображена конструкция одного из современных трехроторных ГТД [1].

Рисунок 1 - Обобщенная схема возможного расположения опор роторов турбокомпрессоров трехроторных ГТД

Рисунок 2 - Современный ГТД реализованный по трехроторной схеме

Проанализируем конструктивные схемы каскадов турбокомпрессоров существующих трёхроторных ТРДД и ТВВД.

Каскад высокого давления двигателей Д-36, Д-18Т, Д-27, Д-436,НК-56, НК-64,НК-93, НК-110, RB-211 (всех модификаций) выполнен по схеме . Каскад среднего давления двигателей Д-27, НК-93, НК-110, НК-56, НК-64 выполнен по схеме , а двигателей Д-36, Д-18Т, Д-27, Д-436, RB-211 (всех модификаций) - по схеме . Каскад вентилятора двигателей Д-36, Д-18Т, Д-436, Ошибка! Ошибка связи.выполнен по схеме , а двигателей НК-93, НК-110, НК-56, НК-64 - по схеме .

Каскады высокого давления во всех трёхроторных двигателях выполнены по одной схеме. Каскады низкого давления трехроторных ТРДД сконструированы с использованием только двух схем. Каскады вентиляторов в трехроторных ТРДД выполнены по двум схемам, причем вентиляторы во всех схемах расположены консольно относительно опоры.

Во всех схемах современных ГТД видно стремление к уменьшению количества опор и силовых поясов посредством введения межвальных опор и объединения нескольких опор в единый силовой пояс.

Представленный анализ позволяет компоновать объемные модели проектируемых двигателей, которые описывается основной конфигурацией элементов-примитивов с заданными значениями параметров и стыковочными элементами соединения и центрирования. Алгоритм сборки и компоновки при работе с элементами реализуется на языке написания приложений к системам компьютерной поддержки проектирования (САD) и работает в среде интегрированных САD/САМ/РDМ систем, что способствует сокращению времени проектирования и повышению качества обучения проектированию.

Литература:

1. Зрелов В.А., Миронов А.С., Проданов М.Е. Выбор расположения опор при проектировании двухопорных роторов ГТД // Изв. вузов: Авиационная техника. - Казань, 2010. № 1.- С. 20-22.