Типы и схемы компрессоров ГТД

Компрессор предназначен для повышения давления воздуха и подачи его в камеру сгорания. С точки зрения энергетических преобразований компрессор ГТД представляет собой лопаточную машину, в которой за счет внешней механической работы осуществляется сжатие воздуха и его осевое перемещение.

Тяга (мощность) и топливная экономичность ГТД, его ресурс и габариты силовой установки в значительной степени зависят от типа и конструктивных особенностей компрессора. В авиационных ГТД нашли применение компрессоры двух основных типов,- центробежные и осевые.В центробежном компрессоре основное движение воздуха происходит в радиальном направлении, в осевом компрессоре – в осевом направлении. Кроме того, иногда применяют диагональные компрессоры и комбинированные (осецентробежные, диагонально-осевые).

Эффективность работы компрессора, уровень его конструктивного совершенства характеризуются следующими параметрами:

1. Степень повышения давления воздуха в компрессоре, которая, как правило, определяется по полным параметрам (параметрам торможения): π_к*= р₂*/р₁*.В компрессорах современных ГТД π_к*достигает 25-30 и более. Такие высокие значения π_к*применяют для улучшения топливной экономичности двигателей.

    2. Массовый секундный расход воздухаG_В, кг/с; он определяет производительность компрессора.

    3. Коэффициент полезного действияξ_к*, оценивающий газодинамическое совершенство компрессора.

     К компрессорам современных авиационных ГТД предъявляется ряд требований, основными из которых являются: обеспечение заданных величин G_В и π_к*при высоких значениях ξ* на всех режимах работы; устойчивая работа в широком диапазоне изменения режимов работы двигателя, скорости и высоты полета; малые габариты и вес.

В большей степени этим требованиям отвечают осевые компрессоры, у которых при заданном расходе воздуха габариты и вес меньше, а КПД выше, чем у других типов компрессоров. Этим объясняется их преимущественное применение в современных авиационных ГТД. Центробежные и диагональные компрессоры, простые и компактные, получили достаточно широкое применение в ВСУ. Осецентробежные компрессоры чаще применяют в двигателях вертолетов средних мощностей.

Осевые компрессоры (ОК), как правило, выполняют многоступенчатыми (от 5-6 до 15-17 ступеней), так как степень повышения давления в одной ступени π_стсоставляет 1,2-1,4, потребная же степень повышения давления π_к значительно больше.Процесс сжатия воздуха в многоступенчатом ОК состоит из ряда последовательно протекающих процессов сжатия в его ступенях. Поэтому для пояснения принципа работы многоступенчатого ОК достаточно рассмотреть работу одной ступени.