4.3 – Силовые схемы статоров

Ãëàâà 4 - Ñèëîâûå ñõåìû ÃÒÄ
ñ ìåæâàëüíûì ðàñïîëîæåíèåì øàðèêîïîäøèïíèêà, òðåõîïîðíûì ðîòîðîì ÑÄ è äâóõîïîðíûì ðîòîðîì ÂÄ.
Ñèëîâûå ñõåìû ðîòîðîâ ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ çíà÷èòåëüíî ïðîùå. Êàê ïðàâèëî, îíè
âêëþ÷àþò â ñåáÿ îäíîâàëüíûé ðîòîð ÂÄ áàçîâîãî
àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ (ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ óíèôèêàöèè êîíñòðóêòèâíûõ ðåøåíèé) èëè íîâûé ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûé ðîòîð.
4.3 – Ñèëîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ
Ñèëîâûå êîðïóñà äâèãàòåëåé ïðåäíàçíà÷åíû
äëÿ âîñïðèÿòèÿ è ñóììèðîâàíèÿ óñèëèé, äåéñòâóþùèõ â ÃÒÄ, è ÷àñòè÷íîé ïåðåäà÷è èõ â âèäå ñèëû
òÿãè (äâèãàòåëè âîçäóøíûõ ñóäîâ) íà ñèëîâûå ýëå-
Ðèñóíîê 4.16 – Òèïîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ
îäíîêîíòóðíûõ àâèàöèîííûõ
äâèãàòåëåé
à) ñ «âíóòðåííåé» ñâÿçüþ; á) ñ «íàðóæíîé» ñâÿçüþ; â) ñ êîìáèíèðîâàííîé ñâÿçüþ
1 – êîðïóñ êîìïðåññîðà; 2 – êîðïóñ
ïåðåäíåãî ïîäøèïíèêà; 3 – êîðïóñ
ñðåäíåãî ïîäøèïíèêà; 4 – êîðïóñ
òóðáèíû; 5 – êîðïóñ çàäíåãî ïîäøèïíèêà; 6 – êîðïóñ ãàçîñáîðíèêà;
7 – êîðïóñ çàäíåãî ïîäøèïíèêà;
8 – êîðïóñ êàìåðû ñãîðàíèÿ
158
ìåíòû ñàìîëåòà èëè êðóòÿùåãî ìîìåíòà (äâèãàòåëè, êàê ïðèâîäû ê äðóãèì àãðåãàòàì) íà ïîäìîòîðíóþ ðàìó.
Ê ñèëîâûì êîðïóñàì ÃÒÄ îòíîñÿò êîðïóñà
êîìïðåññîðà, êàìåðû ñãîðàíèÿ, òóðáèíû, à òàêæå
êîðïóñà îïîð. Âñå ýòè êîðïóñà ñîáèðàþòñÿ â åäèíóþ êîíñòðóêöèþ - ñòàòîð ñ ïîìîùüþ ôëàíöåâ, êîòîðûå ñîåäèíÿþòñÿ áîëòàìè, øïèëüêàìè, øòèôòàìè. Ê ñèëîâûì êîðïóñàì êðåïÿòñÿ âõîäíûå
è âûõîäíûå óñòðîéñòâà äâèãàòåëÿ, êîðîáêè ïðèâîäîâ, êîðïóñà íàðóæíîãî êîíòóðà, óñòðîéñòâà ôîðñèðîâàíèÿ è ðåâåðñà òÿãè. Íà ñèëîâûõ êîðïóñàõ
ðàçìåùàþòñÿ óçëû êðåïëåíèÿ äâèãàòåëÿ ê ñàìîëåòó èëè ê ïîäìîòîðíîé ðàìå.
Ñèëîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ îäíîêîíòóðíûõ
äâèãàòåëåé ðàçëè÷àþòñÿ, â îñíîâíîì, ïî âèäó
ñâÿçè êîðïóñîâ êîìïðåññîðà, êàìåðû ñãîðàíèÿ,
òóðáèíû è îïîðû çàäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà. Íà
Ðèñ. 4.16 ïðèâåäåíû òðè òèïîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ îäíîêîíòóðíîãî äâèãàòåëÿ ñ òðåõîïîðíûì ðîòîðîì.
Íà âñåõ ñõåìàõ êîðïóñ 1 êîìïðåññîðà íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàí ñ êîðïóñîì 2 ïåðåäíåãî ïîäøèïíèêà è êîðïóñîì 3 ñðåäíåãî ïîäøèïíèêîâ ðîòîðà.
Íà ñõåìå à êîðïóñ òóðáèíû 4 ñâÿçàí ñ êîðïóñîì
ñðåäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà ÷åðåç êîðïóñ 5 çàäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà è êîðïóñ 6 ãàçîñáîðíèêà.
Íà ñõåìå á çàäíèé ïîäøèïíèê ðàñïîëîæåí çà òóðáèíîé è åãî êîðïóñ 7 ÷åðåç êîðïóñ òóðáèíû è êîðïóñ 8 êàìåðû ñãîðàíèÿ ñâÿçàí ñ êîðïóñîì ñðåäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà. Íà ñõåìå â èçîáðàæåíà
ðàçâåòâëåííàÿ ñâÿçü êîðïóñîâ, ïðè êîòîðîé ê êîðïóñó ñðåäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà íåçàâèñèìî êðåïÿò êîðïóñ çàäíåãî ïîäøèïíèêà ðîòîðà, à ÷åðåç
êîðïóñ êàìåðû ñãîðàíèÿ êîðïóñ òóðáèíû.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ íàøëè øèðîêîå ïðèìåíåíèå ñèëîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ òèïà á è â. Ñèëîâàÿ
ñõåìà òèïà à øèðîêî íå ðàñïðîñòðàíåíà íà äâèãàòåëÿõ ñ ïðÿìûì ïîòîêîì ãàçà ââèäó îòíîñèòåëüíî
íåáîëüøîé æåñòêîñòè è ñëîæíîñòè êîíñòðóêòèâíîãî âûïîëíåíèÿ. Îäíàêî, îíà ïðèìåíÿåòñÿ íà äâèãàòåëÿõ ñ ïåòëåâûì ïîòîêîì ãàçà, ê ïðèìåðó, íà
ïðîìûøëåííûõ ÃÒÄ èëè äâèãàòåëÿõ ìàëîé ìîùíîñòè.
Ñèëîâûå ñõåìû ñòàòîðîâ äâóõêîíòóðíûõ äâèãàòåëåé, â îñíîâíîì, ÿâëÿþòñÿ ðàçâèòèåì êàêîéëèáî èç âûøåïåðå÷èñëåííûõ ñõåì ñ âêëþ÷åíèåì
â íåå ñèëîâîãî êîðïóñà íàðóæíîãî êîíòóðà. Ðàññìîòðèì îäíó èç òàêèõ ñõåì ñòàòîðîâ íà ïðèìåðå
àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ ÏÑ –90À.
 ñèëîâóþ ñõåìó ñòàòîðîâ ãàçîãåíåðàòîðà äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À (ñì. Ðèñ. 4.17) âõîäÿò ðàçäåëèòåëüíûé êîðïóñ 1, êîðïóñ 2 ÊÂÄ, íàðóæíûé êîðïóñ 3
è âíóòðåííèé êîðïóñ 4 êàìåðû ñãîðàíèÿ, êîðïóñ 5
Ãëàâà 4 - Ñèëîâûå ñõåìû ÃÒÄ
Ðèñóíîê 4.17 – Ñèëîâàÿ ñõåìà ñòàòîðà äâèãàòåëÿ ÏÑ - 90À
1 – ðàçäåëèòåëüíûé êîðïóñ; 2 – êîðïóñ ÊÂÄ; 3 – íàðóæíûé êîðïóñ êàìåðû ñãîðàíèÿ;
4 – âíóòðåííèé êîðïóñ êàìåðû ñãîðàíèÿ; 5 – êîðïóñ òóðáèíû; 6 – çàäíÿÿ îïîðà; 7 – ñòîéêè
(øòûðè) êàìåðû ñãîðàíèÿ; 8 – îïîðà øàðèêîïîäøèïíèêà ðîòîðà íèçêîãî äàâëåíèÿ;
9 – íàðóæíûé êîðïóñ âåíòèëÿòîðà; 10 – íàðóæíûé êîðïóñ; 11, 12, 13 – îïîðû ðîòîðà íèçêîãî
äàâëåíèÿ; 14, 15, 16 – îïîðû ðîòîðà âûñîêîãî äàâëåíèÿ
òóðáèíû, çàäíÿÿ îïîðà 6. Íàðóæíûé êîðïóñ è âíóòðåííèé êîðïóñ êàìåðû ñãîðàíèÿ æåñòêî ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé ñòîéêàìè (øòûðÿìè) 7. Ê ñèëîâîé ñõåìå ãàçîãåíåðàòîðà ÷åðåç ðàçäåëèòåëüíûé
êîðïóñ æåñòêî ïðèñîåäèíåíû ñèëîâûå ýëåìåíòû
íàðóæíîãî êîíòóðà – îïîðà 8 øàðèêîïîäøèïíèêà
ðîòîðà íèçêîãî äàâëåíèÿ, íàðóæíûé êîðïóñ 9 âåíòèëÿòîðà, íàðóæíûé êîðïóñ 10.
 äâèãàòåëå ïðèìåíåíû òðåõîïîðíàÿ ñõåìà
ðîòîðà ÂÄ è òðåõîïîðíàÿ ñõåìà ðîòîðà ÍÄ. Îïîðû 11, 12, 13 – îïîðû ðîòîðà ÍÄ, ïðè÷åì îïîðà
11 ñëóæèò äëÿ âîñïðèÿòèÿ îñåâîãî óñèëèÿ è ïåðåäà÷è åãî íà êîðïóñ ãàçîãåíåðàòîðà. Îïîðû 14,
15, 16 – îïîðû ðîòîðà ÂÄ, ïðè÷åì îïîðà 15 ñëóæèò äëÿ âîñïðèÿòèÿ îñåâîãî óñèëèÿ è ïåðåäà÷è
åãî íà êîðïóñ ãàçîãåíåðàòîðà. Â îïîðàõ 11 è 15 óñòàíîâëåíû ðàäèàëüíî-óïîðíûå øàðèêîïîäøèïíèêè, â îñòàëüíûõ îïîðàõ – ðîëèêîâûå ïîäøèïíèêè.
Êðåïëåíèå äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À ê ïèëîíó ñàìîëåòà, ïåðåäà÷à ñèëû òÿãè ê ñèëîâûì ýëåìåíòàì
ïèëîíà îñóùåñòâëåíû äåòàëÿìè ñèñòåìû ïîäâåñêè (áîëåå ïîäðîáíî ñì. ðàçäåë 4.5).
4.4 – Îïîðû ðîòîðîâ ÃÒÄ
Îïîðû ÃÒÄ ñëóæàò äëÿ ïåðåäà÷è óñèëèÿ îò
âðàùàþùèõñÿ ðîòîðîâ ê êîðïóñàì. Îïîðû âîñïðèíèìàþò çíà÷èòåëüíûå ñòàòè÷åñêèå è äèíàìè÷åñêèå
óñèëèÿ îò âàëîâ äâèãàòåëÿ. Îíè äîëæíû îáåñïå÷èâàòü äîñòàòî÷íóþ æåñòêîñòü ñèëîâîé ñõåìû äâè-
ãàòåëÿ è íåîáõîäèìîå öåíòðèðîâàíèå âàëîâ âî âñåì
äèàïàçîíå ðåàëèçóåìûõ íàãðóçîê.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîëó÷èëè ðàñïðîñòðàíåíèå ñëåäóþùèå òèïû îïîð:
- îïîðû æåñòêîãî òèïà, âîñïðèíèìàþùèå óñèëèÿ âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ;
- óïðóãî-äåìïôåðíûå îïîðû, óñòàíàâëèâàåìûå
ïðåèìóùåñòâåííî íà ðàäèàëüíûå ïîäøèïíèêè;
- îïîðû ìåæðîòîðíîãî òèïà.
Ê ïðåèìóùåñòâàì îïîð ïåðâîãî òèïà ìîæíî
îòíåñòè äîñòàòî÷íî ïðîñòóþ êîíñòðóêöèþ, âîçìîæíîñòü ïåðåäà÷è çíà÷èòåëüíûõ îñåâûõ è ðàäèàëüíûõ
óñèëèé. Íåäîñòàòêîì æåñòêèõ îïîð ÿâëÿåòñÿ èõ
áîëüøàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê òåìïåðàòóðíîìó ãðàäèåíòó, ÷òî ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó èçìåíåíèþ
ïîñàäêè íàðóæíûõ êîëåö ïîäøèïíèêîâ. Ê îïîðàì
æåñòêîãî òèïà ïðåäúÿâëÿþòñÿ âûñîêèå òðåáîâàíèÿ
ïî òî÷íîñòè ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè ïîñàäî÷íûõ
ìåñò ïîä ïîäøèïíèêè.
Ê ïðåèìóùåñòâàì îïîð âòîðîãî òèïà ìîæíî
îòíåñòè âîçìîæíîñòü ñàìîóñòàíîâêè îïîðû â ïðîöåññå ðàáîòû, ìåíüøóþ ìàññó, ÷åì ó îïîð ïåðâîãî
òèïà, âîçìîæíîñòü íåêîòîðîãî äåìïôèðîâàíèÿ ïåðåäàâàåìûõ óñèëèé, ìåíüøóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü
ê òåìïåðàòóðíûì ãðàäèåíòàì. Íåäîñòàòêè îïîð äàííîãî òèïà — îòíîñèòåëüíàÿ ñëîæíîñòü êîíñòðóêöèè, îãðàíè÷åíèå èñïîëüçîâàíèÿ èç-çà ãèáêîñòè.
Ïðîÿâëåíèå äèíàìè÷åñêèõ ÿâëåíèé â òàêèõ îïîðàõ
òðåáóåò èõ äîâîäêè â ïðîöåññå ðàçðàáîòêè.
Îïîðû ìåæðîòîðíîãî òèïà íå íóæäàþòñÿ
â ïðÿìîé ñâÿçè ñ êîðïóñàìè äâèãàòåëÿ. Îíè ïåðåäàþò íàãðóçêó íà ñèëîâûå êîðïóñà ÷åðåç òîò ðî-
159