Урок №6

1. Урок №6

Тема 1.2.
Входные устройства (ВУ).

2. 1. Назначение ВУ и предъявляемые требования.

Входное устройство ГТД служит для подвода
воздуха в компрессор с наименьшими
гидравлическими потерями и с определенной скоростью. В полете оно частично преобразует
скоростной напор в давление.
Требования:
• малое лобовое сопротивление,
• достаточная прочность, жесткость и герметичность,
• надежностью в работе,
• небольшая масса,
• должно быть простым в изготовлении, сборке и
разборке.

3. 2. Дозвуковые ВУ. Конструктивные элементы

Дозвуковое входное устройство, как
правило, представляет собой диффузор с
внешним сжатием, т. е. основной процесс
торможения воздушного потока происходит
перед входным устройством

4.

Простейшее дозвуковое входное устройство ТРД
состоит из:
внешнего обтекателя 1 (рис. 1),
корпуса 2
внутреннего обтекателя 3.
Рис. 1. Дозвуковое входное устройство ТРД

5.

Внешний обтекатель имеет
профилированную переднюю кромку, что
обеспечивает плавное ее обтекание
воздухом и устраняет срыв потока.
Обтекатель изготовлен из листового
материала АМц и АМг. Для повышения
жесткости к стенке обтекателя приварены
продольные и поперечные
профилированные элементы. Передняя
профилированная кромка изготовлена
глубокой вытяжкой и приварена к
внешнему обтекателю.

6.

Внутренний обтекатель служит для
плавного преобразования воздушного
потока кругового сечения в кольцевой
поток. Он изготовлен посредством глубокой
вытяжки и сварки из листового материала
АМц, АМг или стали 10.

7.

Во входном устройстве ТВД внутренний
обтекатель образуется обтекателями втулки
воздушного винта и корпуса редуктора.
Рис. 2. Входное устройство
ТВД:
1 — обтекатель втулки
воздушного винта; 2 —
внешний обтекатель; 3 —
корпус входного
устройства; 4 —
обтекатель корпуса
редуктора

8.

Дозвуковое входное устройство
применяют и при полетах на небольших
сверхзвуковых скоростях (М = 1,3...1,5), при
которых потери энергии в прямом скачке
уплотнения его незначительны.

9. 3. Сверхзвуковые устройства и их конструктивные элементы

Сверхзвуковые входные устройства
применяют на больших сверхзвуковых
скоростях полета (М > 1,5) для получения
максимальной тяги. Процесс торможения
сверхзвукового потока происходит в
системе косых скачков уплотнения, которые
заканчиваются слабым прямым скачком.

10.

Подразделяются на диффузоры с
внутренним, внешним и смешанным
сжатием (рис.3).
Рис. 3. Схемы сверхзвуковых диффузоров:
а — диффузор с внешним сжатием; б— диффузор с
внутренним сжатием; в — диффузор с смешанным сжатием;
1 — створка; 2 — внешний обтекатель; 3 — центральное тело.

11.

Для обеспечения устойчивой работы
входного устройства в широком диапазоне
чисел М полета применяют регулируемые
диффузоры.
Регулируемый диффузор имеет
подвижное центральное тело (см. рис.3, а),
которое при изменении скорости полета
перемещается в канале, регулируя площадь
диффузора. Кроме того, положение скачков
регулируется и створками.

12.

Рис. 4. Сверхзвуковое регулируемое входное устройство с внешним
сжатием: 1 — ступенчатый конус; 2 — внешний обтекатель; 3 — окна;
4 — сервопоршень
Сверхзвуковое входное устройство для числа М = 2,5
необходимо изготовлять из стали, так как температура
заторможенного потока и элементов входного
устройства достигает при этом 215 °С и более. При
числе М = 3,5 необходимо применять жаропрочную
легированную сталь, так как в этом случае температура
заторможенного потока превышает 475 С.

13. 4. Усилия, воздействующие на элементы ВУ.

На элементы входного устройства действует
статическое и динамическое давление
воздуха. В этом случае появляются
напряжения сжатия при работе двигателя на
земле и растяжения — в полете.
Рис. 6. Определение осевой силы, действующей на
входное устройство ТРД с осевым компрессором