Компрессор ТРДДФсм на базе двигателя РД-33

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

Перечень условных обозначений

 

КНД - компрессор низкого давления;

КВД - компрессор высокого давления;

КПД - коэффициет полезного действия;

ТРДД - турбореактивный двухконтурный двигатель;

ВНА - входной направляющий аппарат;

КПВ - клапан перепуска воздуха;

КС - камера сгорания;

СА - сопловой аппарат;

ТВД - турбина высокого давления;

ТНД - турбина низкого давления;

НА - направляющий аппарат;

РК - рабочее колесо;

РВД - ротор высокого давления;

РНД - ротор низкого давления.

 

 

Введение

 

Среди прочих изделий, выпускаемых предприятиями тяжелого машиностроения, авиационные газотурбинные двигатели практически не имеют себе равных по наукоемкости конструирования, сложности технологических процессов производства, требовательности к качеству в эксплуатации и обслуживании. Специфика их применения на летательных аппаратах диктует повышенные требования к надежности и экономичности.

Несмотря на многочисленные трудности экономического характера, Украина по прежнему входит в число государств - мировых производителей авиационной техники (в том числе - и авиационных ГТД), что, в свою очередь, свидетельствует о мощном научно-техническом потенциале нашего государства.

Надежность силовых установок летательных аппаратов зависит, в первую очередь, от надежности отдельных деталей, узлов и агрегатов авиационного ГТД и его функциональных систем.

Данная работа посвящена проэктированию компрессора и изучению методики расчета его наиболее нагруженных деталей - лопаток и дисков рабочих колес. Компрессор - это лопаточная машина, предназначенная для сжатия рабочего тела (атмосферного воздуха) перед подачей его в камеру сгорания. Характеристики именно этого узла во многом определяют технические и эксплуатационные характеристики ГТД в целом.

Среди прочих эксплуатационных характеристик, напрямую зависящих от качества компрессора, особое место занимает боевая живучесть силовой установки. Компрессор (особенно осевой многоступенчатый) - наиболее уязвимый узел в ГТД. На данный аспект следует обратить особое внимание в связи с тем, что в качестве прототипа выбран ТРДДФсм РД-33, предназначенный для самолета МиГ-29.

Работа состоит из шести разделов. В первой части работы будет краткое описание конструкции узла компрессора и основные сведенич о двигателе.

Во второй части работы будет произведен расчет на прочность пера лопатки рабочего колеса первой ступени компрессора высокого давления. По данным расчетов будут построены графические зависимости, отражающие распределение суммарной нагрузки и запасов прочности по сечениям пера лопатки.

Третий раздел посвящен расчету на прочность диска рабочего колеса первой ступени КВД. По данным расчетов будут построены графические зависимости, отражающие распределение окружной и радиальной нагрузки, а так же прочностных запасов по сечениям исследуемого диска.

В четвертом разделе выполнен прочностной расчет лопаточного замка - замковой части лопатки и диска рабочего колеса. Будут расчитаны основные напряжения, действующие на лопаточный замок в процессе работы ГТД, а затем полученные данные будут сопоставлены с допустимыми нагрузками для материалов, из которых изготовляются детали этого узла .

В пятом разделе выполнен расчет динамической частоты первой формы колебаний пера рабочей лопатки (наиболее опасной с точки зрения амплитуды), для которой ранее был выполнен прочностной расчет. По данным расчета, с учетом влияния частот колебаний возбуждающих сил, построена частотная диаграмма, по которой определены резонансные режимы работы данного узла ГТД .

Шестой раздел посвящен расчету прочности и устойчивости внутреннего и наружного корпусов камеры сгорания. Определены нагрузки, действующие на эти детали, и запасы устойчивости конструкции .

Заключение содержит наиболее важные выводы, полученные в ходе выполнения расчетов и проведенной работы.

 

1. Основные сведения о двигателе и описание конструкции компрессора высокого давления

 

Двигатель РД-33 предназначен для установки на самолеты истребительной авиации. В состав силовой установки самолета входят два двигателя, они взаимозаменяемы и могут работать независимо друг от друга.

По техническим данным двигатель находится на уровне лучших мировых образцов авиадвигателей подобного класса и относится к двигателям 4-го поколения. Газогенератор двигателя разработан в КБ им. В.Я. Климова.

В целях сокращения времени на доводку двигателя разработка узлов вентилятора, форсажной камеры и реактивного сопла была поручена МНПО "Союз". Конструкция двигателя выполнена с учетом принципа модульной (блочной) сборки.

 

Рисунок 1.1 - ТРДДсм РД-33

 

Основные технические данные двигателя

Частота вращения роторов 100%, об/мин:

РНД 11000

РВД 15533

Тяга, кН, на режимах:

Полный форсаж 81.4

Максимал 49.4

Удельный расход топлива, кг/(Нч):

Полный форсаж 0.214

Максимал 0.078

Максимальная температура газов

перед турбиной, К 1620

Расход воздуха, кг/c 76.5

Суммарная степень повышения

давления воздуха в компрессоре 21

Степень повышения давления воздуха

каскадов компрессора:

Вентилятора 3.15

КВД 6.7

Степень двухконтурности 0.475

Масса двигателя, кг 1040

КОМПРЕССОР

Компрессор представляет собой лопаточную машину, в которой осуществляется преобразование мех