Формирование облика турбовинтового двигателя АИ-24

Для современной авиации применение различных типов газотурбинных двигателей (ГТД) объясняется разнообразием типов самих летательных аппаратов и специфическими требованиями, предъявляемыми каждым типом ЛА к его силовой установке.

В сравнении с поршневыми двигателями внутреннего сгорания газотурбинные двигатели имеют меньшую массу и габариты, но характеризуются большим удельным расходом топлива. Целесообразность применения ГТД обуславливается легкостью, удобством обслуживания, относительной дешевизной, меньшими затратами на эксплуатацию.

В настоящее время в современной авиации применяют различные типы газотурбинных двигателей. Это объясняется разнообразием типов самих летательных аппаратов и специфическими требованиями, предъявляемыми каждым типом летательного аппарата к силовой установке.

В данном курсовом проекте проводится проектировочный расчёт двигателя, прототипом которого является ТВД (АИ-24), сконструированный в ЗМКБ ”Прогресс”. В данном проекте необходимо рассчитать газотурбинный двигатель, который максимально бы отвечал современным требованиям и был конкурентоспособен на рынке газотурбинной техники. При этом обеспечить высокий уровень КПД установки, и достаточно длительный ресурс работы установки.

Для достижения этой цели необходимо провести:

- выбор и обоснование основных параметров;

- термогазодинамический расчёт двигателя;

- согласование параметров компрессора и турбин.

Данный этап позволяет обеспечить оптимальные (рекомендуемые) геометрические и газодинамические соотношения в определяющих облик двигателя расчётных сечениях, обеспечить нормальную загрузку ступеней турбины, компрессора и допустимые напряжения в лопатках турбины.

Отличительными чертами двигателя, послужившего прототипом для данного курсового проекта, являются проверенные десятилетиями эксплуатации показатели надежности, экономичности и большой ресурс. Немаловажным показателем является в совершенстве освоенная технология производства данного ГТД.

Целью данного курсового проекта является разработка приводного газотурбинного двигателя на базе существующего прототипа АИ-24. Также необходимо ознакомится с влиянием различных параметров на рабочий процесс в отдельных узлах двигателя, а также двигателя в целом.

Целью термогазодинамического расчета является:

определение параметров потока воздуха (газа) (полного давления и полной температуры) в характерных сечениях по тракту двигателя;

определение основных удельных параметров двигателя (удельной мощности, удельного расхода топлива), а также необходимого суммарного расхода воздуха для обеспечения заданной тяги и часового расхода топлива.

На рисунке 1 показана схема турбовинтового двигателя с маркировкой характерных сечений. Выбор значений параметров произведен в соответствии с рекомендациями [1].

турбина компрессор термогазодинамический расчет

Рисунок 1 - Конструктивная схема двигателя АИ-24

Н – Н – невозмущенный поток, окружающая среда.

Вх – Вх – сечение на входе в двигатель.

В – В – сечение на входе в компрессор.

К – К – сечение за компрессором.

Г – Г – сечение за камерой сгорания, перед турбиной.

Т – Т – сечение на выходе из турбины.

С – C – выходное сечение сопла.

Выбор температуры газа перед турбиной

Увеличение температуры газов перед турбиной, при заданной Nэ, позволяет значительно увеличить удельную мощность двигателя и следовательно, уменьшить габаритные (диаметральные) размеры и массу двигателя. Температура газа перед турбиной TГ* = 1150 К.

Выбор степени повышения полного давления в компрессоре

Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требует увеличения значения степени повышения полного давления (πк*) в компрессоре. Но очень большие значения степени повышения полного давления ограничиваются усложнением конструкции и, следовательно, увеличением массы и габаритов двигателя. Для данного двигателя выбираем πК* = 7,6 с учетом характера изменения Nэуд и Сэ (рисунки 1.1, 1.2)

Другое по теме:

Проверка вала на удельное давление
Удаленное давление на мотылевой шейке Кmax= Предполагается применить тонкостенные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой с толщиной заливки 0,4÷0,6 мм. Значение Kmax≤35МПа следовательно, условие не выживаемости смазки из по ...

Отделение по ремонту сливных, предохранительных и впускных приборов
Отделение по ремонту сливных, предохранительных и впускных приборов предназначено для выполнения проверки технического состояния, ремонта и испытания сливных приборов и предохранительно-впускных клапанов нефтебензиновых цистерн. После сн ...

Построение расчетной индикаторной диаграммы
Принимаем VA=VC+VS=250 мм. Объем камеры сжатия Vc= Vs=250–19=231 мм. Объем конца процесса горения Vz=ρ*Vc=1.41*19=26.79 мм Задаемся масштабом давления 1МПа=15 мм, давление характерных точек диаграммы Pa=0.18*15=2.7 мм, Pc=5.42*15= ...