Устройства для глушения шума

Источниками шума ГТД являются все элементы проточной части (вентилятор, ОК, КС, ГТ, РС). Уровень шума каждого источника определяется конструктивной схемой ГТД, уровнем параметров рабочего процесса, степенью двухконтурности, окружной скоростью лопаток, тягой двигателя и т.п.

При малой степени двухконтурности ТРДД основным источником шума является реактивная струя. При большой степени двухконтурности основным источником шума становится одноступенчатый вентилятор.

Отличительная особенность шума реактивной струи состоит в том, что он образуется вне двигателя в процессе турбулентного смешения свободной струи с окружающей средой. Спектр шума струи имеет широкополосный характер и расположен в области низких частот. Акустическая мощность струи связана с ее параметрами в выходном сечении сопла соотношением:

W = kρ_cF_ca₀^-5C_c⁸,

где ρ_с, С_с, F_c – плотность газа, скорость истечения, площадь среза РС; а₀ – скорость звука в окружающей среде; к – коэффициент пропорциональности.

    Наиболее эффективным методом снижения акустической мощности струи является уменьшение ее скорости. В ТРД и ТРДД малой степени двухконтурности такое снижение шума может быть достигнуто при использовании эжекторногоРС или специальных многотрубных глушителей.

Рис. 46. Принципиальные схемы шумоглушителей на выходе ГТД

а – эжекторное сопло; б – многотрубное сопло; 3 – гофрированное сопло

Дробление струи на отдельные мелкие струи приводит к перераспределению звуковой энергии из области низких частот в высокочастотную область. Высокочастотные колебания быстрее затухают в атмосфере.

    В ТРДД большой степени двухконтурности снижение шума газового потока внутреннего контура достигается постановкой смесительных устройств, обеспечивающих интенсивное смешение потоков внутреннего и наружного контуров.

    Для снижения шума вентилятора ТРДД с высокой степенью двухконтурности используются следующие мероприятия:

- увеличение осевого расстояния от входа в двигатель до вентилятора;

- выполнение вентилятора без ВНА;

- снижение окружной скорости на наружном радиусе вентилятора;

- нерадиальное расположение лопаток НА;

- установка в мотогондоле звукопоглощающих конструкций (ЗПК).

    ЗПК применяются также для снижения уровня шума, генерируемого ОК, КС и ГТ. В ЗПК используются два принципа снижения шума: поглощение акустической энергии в материале ЗПК и смещение частотного диапазона акустических колебаний в высокочастотную область, где затухание звука по мере распространения происходит быстрее. С этой целью ЗПК выполняют в виде легкой ячеистой конструкции, каждый из малых объемов (ячеек) которой является резонатором-фильтром, пропускающим звук только собственной высокой частоты колебаний столба воздуха в этом объеме.

Тема 8.Редукторы и воздушные винты ТВД

Общие сведения о редукторах ГТД

Редуктор авиационного ГТД – это механическая зубчатая передача, обеспечивающая согласование частоты вращения ротора двигателя с наивыгоднейшей частотой вращения потребителя мощности. К основным потребителям мощности относятся: воздушные винты ТВД; вентиляторы ТРДД с большой степенью двухконтурности; винтовентиляторы ТВВД.

Редуктор ТВД служит для передачи избыточной мощности от газовой турбины на воздушный винт с понижением частоты вращения.

Для получения достаточно мощных и в то же время компактных и легких газовых турбин их выполняют высокооборотными. Частота вращения роторов современных ТВД составляет от 8000 до 16000 об/мин. Наивыгоднейшие обороты вала винта, при которых КПД винта достигает максимального значения, составляют 1000-1500 об/мин, что значительно ниже оптимальных оборотов роторов газовых турбин. Кинематический эффект редуктора принято оценивать передаточным числом, равным отношению оборотов ротора двигателя и потребителя мощности (вала винта): i = n_д/n_в .

Основными требованиями, предъявляемыми к авиационным редукторам, являются: высокий КПД при малых габаритах и массе; высокая надежность в пределах установленного ресурса; Технологичность в производстве, эксплуатации и ремонте.

  КПД авиационных редукторов очень высоки и составляют ξр=0,98-0,995, однако при большой передаваемой мощности потери на трение достигают значительных величин. Для отвода тепла, выделяющегося вследствие потерь на трение, редукторы ТВД снабжаются мощными маслосистемами, прокачка масла через которые в несколько раз больше, чем в ТРД той же мощности.

    Масса авиационных редукторов составляет значительную часть массы двигателя (для ТВД m_ред= 0,25.М_дв).

    Классификация авиационных редукторов осуществляется по различным признакам:

- по типу кинематической схемы различают редукторы простые, планетарные, дифференциальные, комбинированные;

- по расположению относительно двигателя различают редукторы встроенные, выносные и комбинированные;

- по взаимному расположению осей редуктора и двигателя,- редукторы соосные и с параллельными осями.