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