Практическая работа №2 Тема: «Схема и принцип действия турбовинтовых, турбовальных двигателей» Цель: изучить схему и принцип действия ТВД, ТВаД По окончании выполнения лабораторной работы студент должен знать классификацию двигателей, их устройство и осуществляемые в них процессы. Основные теоретические положения Турбовинтовые и турбовальные двигатели. Тяга ТВД (АИ-20,АИ24,НК-12) создается в основном за счет ускорения внешними воздушными винтами большой массы воздуха (Рис.2.1). Механическую энергию, необходимую для вращения винта, развивает турбина более мощная, чем это нужно для работы компрессора. Расширение газа в турбине происходит до давления, близкого к атмосферному – вся энергия должна срабатываться на турбине. Выходное устройство служит только для отвода отработавшего газа в атмосферу. Привод воздушного винта турбиной вследствие большой разницы в частотах их вращения осуществляется через редуктор, предназначенный для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента винта. Редуктор утяжеляет конструкцию и усложняет эксплуатацию силовой установки. Рис.2.1. Схема и общий вид турбовинтового двигателя 1 – воздушный винт; 2 – редуктор; 3 – компрессор; 4 – камера, сгорания; 5 – турбина; 6 – выходное устройство В показанной схеме привод компрессора и винта осуществляется одной многоступенчатой турбиной. В некоторых схемах компрессор приводится во вращение одной турбиной , а воздушный винт – другой, так называемой свободной турбиной, расположенной на отдельном валу. Подобные двигатели называются турбовальными (Д25-В, ТВЗ-117, ГТД-3Ф,Д-136). Эти двигатели требуют меньшей мощности пусковых устройств, но отличаются худшей приемистостью. ТВаД (рис.2.2)широко используется в силовых установках современных вертолетов. Турбовинтовые двигатели весьма экономичны и создают достаточно большие тяги на малых и средних дозвуковых скоростях. Но наличие тяжелого редуктора, большие размеры лопастей винтов (вызывающие конструктивные затруднения), ухудшение аэродинамических характеристик, резкое снижение КПД винта с увеличением скорости полета привело к тому, что на замену ТВД пришли почти такие же экономичные двигатели, но в гораздо большем диапазоне скоростей, - двухконтурные двигатели. 7 8 1 2 3 44 5 6 Рис. 2.2. Схема ТВаД 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – турбина компрессора; 5 – свободная турбина; 6 – редуктор; 7 – несущий винт; 8 – выходное устройство
