КОМПРЕССОР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЬ

1.1. Общие сведения

1.1.1. Двигатель - двухконтурный, двухвальный, со смешением потоков внутреннего и наружно­го контуров за турбиной, с общей для двух контуров форсажной камерой и регулируемым сверхзвуковым всережимным реактивным соплом.

1.1.2. Двигатель имеет модульную конструкцию, обеспечивающую высокую технологичность сбор­ки и позволяющую производить замену модулей при минимальном объеме регулировок и проверок. В число модулей входят:

компрессор низкого давления;

газогенератор (включает компрессор высокого давления, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбину высокого давления, турбину низкого давления, смеситель);

фронтовое устройство форсажной камеры сгорания;

реактивное сопло с корпусом форсажной камеры сгорания;

коробка приводов двигательных агрегатов с агрегатами.

1.1.3 Двигатель (рис. 1, 2) состоит из следующих основных узлов и систем: компрессора;

основной камеры сгорания;

турбины;

наружного контура;

форсажной камеры сгорания со смесителем и реактивным соплом;

приводов вспомогательных устройств;

масляной системы;

топливной системы;                                                                                                                            

системы противообледенения;

системы запуска.

1.1.4 Ротор низкого давления - четырехопорный. Передняя опора ротора КНД с роликоподшип­ником 1 (рис. 5) расположена в корпусе входного направляющего аппарата, задняя опо­ра с шарикоподшипником 3 - в промежуточном корпусе. Передняя опора роторе ТНД с роликоподшипником 4 размешена в валу ведущей шестерни центральной конической передачи, находящейся в промежуточном корпусе; задняя опора с роликоподшипником 8 - в корпусе опоры турбины.

Ротор высокого давления - двухопорный. Передняя опора РВД с шарикоподшипником 5 размещена в промежуточном корпусе, задняя опора с роликоподшипником 7 смонтирована на валу ТНД.

1.1.5 Силовая схема двигателя изображена на рис. 4.

Основным ее элементом является промежуточный корпус 5

1.2. Описание

1.2.1. Компрессор двигателя - осевой, двухкаскадный, тринадцати ступенчатый. В состав ком­прессора входят:

четырехступенчатый компрессор низкого давления 1 (рис'1) с регулируемым входным направляющим аппаратом;

девяти ступенчетыЙ компрессор высокого давления 4 с тремя регулируемыми направляющи­ми аппаратами - входным и первых двух ступеней;

промежуточный корпус 3.

В состав КНД входят ротор и статор. В состав КВД входят ротор и статор. В состав промежуточного корпуса входят задняя опора ротора КНД, передняя опора ротора КВД и выходной НА КНД.

1.2.2. Основная камера сгорания 6 - кольцевая.

В состав ОКС входят корпус с диффузором и жаровая труба. Топливо поступает в ОКС через двадцать восемь двухкасхадных форсунок 3 (рис. 66).

Воспламенение топливовоздушной смеси при запуске двигателя осуществляется электрической системой зажигания (см. рис. 124-» 135)

1.2.3.Турбина двигателя - осевая, двухступенчатая. В состав узла турбины (рис. 13) входят:

одноступенчатая турбина 6 (рис. 1) высокого давления с охлаждаемыми воздухом диском, сопловыми и рабочими лопатками, а также деталями наружного и внутреннего корпуоов;

одноступенчатая турбина 9 низкого давления с охлаждаемыми воздухом диском и сопловыми лопатками;

опора 15 турбины.

В состав ТВД входят ротор и статор. В состав ТНД входят ротор и статор. В состав опоры турбины входят корпус опоры и корпус подшипника.

1.2.4. Форсажная камера сгорания 13 (рис. 1) - общая для двух контуров, со смешением пото­ков на входе во фронтовое устройство. В состав форсажной камеры входят корпус 1 (рис. 15) смесителя, смеситель 2 и фронтовое устройство 3. Смеситель и фронтовое устройство показаны на рис. 16 и 17 соответственно.

Регулируемое реактивное сопло 14 (рис. 1) с корпусом ФК - сверхзвуковое, всережимное, с внешними створками.

В состав РС входят:

створки сужающейся части;

створки расширяющейся части;

внешние створки;

проставки;

упругие элементы;

стяжное устройство с пневмоприводном.

РС смонтировано на корпусе ФК. Внешние створки обеспечивают плавное обтекание хвостовой части самолета, уменьшая ее сопротивление. Воспламенение топлива в форсажной камере обеспечивает "огневая дорожка" (см. рис. 136).

1.2.5. Воздухо-воздушный теплообменник 7 (рис. 1) предназначен для снижения температуры охлаждавшего турбину воздуха. В состав воздухо-воэдушного теплообменнике (рис. 152) входят корпус, трубчатые теплообменные модули и аппарат отключения охлаждения.

1.2.6. Наружный контур 5 (рис. 1) состоит из двух корпусов - переднего (разъемного) и зад­него.

1.2.7. Узел приводов вспомогательных устройств (см. рис. 20 - 25) состоит: из центральной конической передачи;

из коробки приводов двигательных агрегатов (зубчатые передачи которой приводятся во вращение ротором высокого давления через ЦКП);

из редуктора датчиков РИД (зубчатые передачи которого приводятся во вращение рото­ром низкого давления через привод редуктора датчиков РЯД).

От КДА через гибкий вал осуществляется привод самолетных агрегатов, установленных на ВКА.

1.2.8. Масляная система (см. резд* 12) - автономная, циркуляционная, с двумя топливомасляными теплообменниками. Система обеспечивает подвод масла к узлам трения, отвод его и охлаждение, суфлирование масляных полостей и наддув предмасляных полостей.

1.2.9. Топливная система (см. разд. 16) - гидромеханическая, с применением электронного комплексного регулятора двигателя (см. разд. 38).

1.2.10. Система противообледенения двигателя (см. разд. 54) предназначена для обогрева по­верхностей ВНА и кока компрессора горячим воздухом из КВД в условиях возможного обледенения.

1.2.11. Система управления охлаждением турбины (см. разд. 35) обеспечивает подачу воздуха от КВД на детали турбины.

1.2.12. Система запуска (см. разд. 29) обеспечивает:  

запуск двигателя на земле и в полете;

воспламенение топлива при включении ФК;

прокрутку и ложный запуск двигателя.

Для запуска двигателя на земле служит газотурбинный двигатель, установленный на  ВКА (99.06.49.000.02 ИЭ).

1.2.13. На двигателе установлены датчики и приемники систем контроля (см. разд. 37), пред­назначенные для информации о работе двигателя, представляемой визуально и в записи на носители информации бортовых и наземных регистрирующих сметем.

1.2.14. Выносная коробка агрегатов (РЭ И 10С) с размещенными на ней газотурбинным двигателем, самолетным генератором и гидронасосами установлена в фюзеляже самолета и соединена с КДА гибким валом. ВКА служит для передачи вращательного движения:

на агрегаты самолета от КДА при работе двигателя;

на РВД и агрегаты самолета от ГТДЭ при запуске двигателя на земле.

1.3 Работа

1.3.1. Воздух из самолетного воздухозаборника поступает в КНД. В промежуточном корпусе (за КНД) воздух разделяется на два потока - внутренний и наружный.

1.3.2. Поток воздуха во внутреннем контуре поступает из КВД в основную камеру сгорания, где смешивается с топливом, впрыскиваемым через двухкаскадные форсуний коллектора основной топливной системы. Смесь воспламеняется разрядом полупроводниковых свечей. Топливо, сгорая, повышает температуру смеси. Образовавшийся.газ поступает на турби­ну (ТВД и ТНД), вращающую роторы высокого и низкого давления.

1.3.3. Поток воздуха в наружном контуре обтекает трубчатые модули теплообменнике, снижая температуру воздуха, поступающего на охлаждение элементов турбины.

1.3.4. Смешение потоков газа внутреннего контура и воздуха наружного контура происходит в смесителе.

1.3.5. На форсированных режимах в ФК подается топливо, которое, сгорая, повышает энергию газа. Дополнительная энергия реализуется в РС, в результате чего увеличивается тяга двигателя.

КОМПРЕССОР

2.1. Описание

2.1.1. Компрессор (рис. 5) - осевой, двухкаскадный, с регулируемыми направляющими аппара­тами.

2.1.2. В узел входят компрессор низкого давления (КНД), компрессор высокого давления (КБЛ) и промежуточный корпус.

2.1.3. Управление механизацией компрессора осуществляют система управления поворотными за­крылками ВНА КНД и поворотными лопатками НА КВД (см. разд. 24) и система ликвидации помпажа (см. разд. 25).

КОМПРЕССОР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

3.1. Описание

3.1.1. Компрессор низкого давления предназначен для сжатия воздуха, поступающего в наружный и внутренний контуры двигателя.

3.1.2. КНД состоит из ротора 2 (рис. 5) и статора 3.

В состав статора входят:

входной направляющий аппарат 1;

кок 21;

передняя опора 19;

корпуса первой, второй, третьей и четвертой ступеней;

направляющие аппараты первой, второй и третьей ступеней.

3.1.3 Входной направляющий аппарат - титановый, является силовым элементом двигателя.

В нем смонтированы:

передняя опора 19 КНД;

откачивающий маслонасос 20;

кок 21.

В состав ВНА (рис. 6) входят:

наружное кольцо 35;

ступица З4;

стойки 1 – 23.

Обечайка 36 коллектора с наружным кольцом 33 образует полость, в которую через от­верстия в бобышке 24 подается горячий воздух из-за седьмой ступени КВД (системы противо обледенения двигателя) к стойкам и к коку.

Стойки 1-23 образуют единый аэродинамический профиль с поворотными закрылками 51.

Поворот закрылков осуществляется по команде системы управления ВНА КНД рычагами 42 ;

через приводное кольцо 39 с десятью расположенными по окружности фиксаторами 50.

Через семь стоек проходят трубопроводы:

в стойке №1 суфлирования масляной полости;

в стойке № 5 - подвода масла;

в стойке № 8 - откачки масла;

в стойках № 14, 17, 21 - суфлирования предмасляной полости (стойка № 14 - ре­зервная);

в стойке № 11 - слива масла.

3.1.4. Кок состоит из двух обечаек, образующих полость, в которую поступает горячий воздух из-за седьмой ступени КВД.

3.1.5- Передняя опора ротора - силовой элемент двигателя, закреплена на заднем фланце сту­пицы ВНА. В ее состав входят:

корпус 26 роликоподшипника;

роликоподшипник 29;

узел масляного уплотнения 45;

крышки 43 и 44 лабиринтного уплотнения.

Корпус 28 роликоподшипника состоит из наружного и внутреннего корпусов. Упруго-подвижная передняя часть корпуса связана с неподвижным фланцем ступицы пятьюдесятью упругими перемычками А.

Упругость корпуса, наличие масляной пленки в полости расположения упругого кольца 47 гасят колебания ротора.

Узел масляного уплотнения предотвращает утечки масла в проточную часть компрессора и воздуха - из проточной части в масляные полости.

1.6. Корпуса 5 (рис. 7) первой, 6 второй, в третьей, 10 и 13 четвертой ступеней выполне­ны в виде кольцевых оболочек. Полость Г над рабочими лопатками сообщается с проточ­ной частью компрессора через прорези Б и образует щелевой перепуск, расширяющий диа­пазон режимов устойчивой работы компрессора. В корпусах имеются окна Е для осмотра и текущего ремонта лопаток ротора. Пробка 15 имеет прямоугольный фланец и резьбовое отверстие для ключа. Схема расположения окон осмотра приведена в инструкции 99.01 ИЗ, ч. 8. Соединение корпусов - фланцевое. Передний фланец корпуса 5 соединен с ВНА, задний фланец корпуса 13 - с промежуточным корпусом.

1.7. Направляющие аппараты первой, второй и третьей ступеней состоят соответственно из лопаток 7, 9, 11 с наружными и внутренними полками, а также внутренних полуколец 1, 2 и 3. являющихся неподвижными  элементами воздушных лабиринтных уплотнений;  подвижными элементами служат гребешки на барабане ротора.

1.8. Ротор - барабанно-дисковой конструкции, опирается передней цапфой 1 (рис. 6) на ро­ликовый подшипник, задней цапфой 13 - на шариковый подшипник. Привод откачивающего маслонасоса осуществлен от ротора КНД.

1.9. В диск первой ступени установлены 37 рабочих лопаток, в диск второй ступени - 45, в диск третьей ступени - 57 и в диск четвертой ступени - 43. Болты выполняют функ­цию балансировочных грузов 14, для чего имеют различную высоту головки. В барабане ротора за диском первой ступени имеются отверстия А для подвода воздуха из проточ­ной части компрессора во внутреннюю полость ротора для разгрузки от осевых сил.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОРПУС

4.1. Описание

4.1.1. Промежуточный корпус - основной элемент силовой схемы двигателя.

В промежуточном корпусе воздух, поступающий из КНД, делится не два потока: наружно­го и внутреннего контуров.

4.1.2. В промежуточном корпусе установлены:

выходной НА КНД (поэ. 191 рис. 9);

задняя опора ротора КНД (поэ. 17);

передняя опора ротора КВД (поэ. 25);

центральная коническая передача 24.

Промежуточный корпус - титановый, состоит из обода 21 и опорного обода 16, соединен­ных стойками 1 - 12. К стойкам приварено разделительное кольцо 23.

4.1.3. Обод 21 имеет фланцы: к переднему крепится выходной НА КНД (поэ. 19) и статор КНД, к заднему - передний корпус наружного контура. В пазах обода установлены стой­ки 1 - 12.

На наружной поверхности обода размещены:

два узла 15 крепления двигателя к самолету;

кронштейны привода 14 механизма поворота НА, бобышки крепления клапана переключении наддуве (КПН) и трубопроводы наддува полостей подпора масляных уплотнений опор КНД и КВД (через стойки 8 и 9), бобышка для крепления трубопроводов подвода и откачки масла (на стойке 3), бобышка для крепления трубопроводов суфлирования предмасляных полостей опор роторов КНД и КВД (на стойках 2 и 12), бобышка 22 и две подвески 16 крепления КДА (на стойке 1), бобышка крепления редуктора датчиков Р11Д (на стойке 11), бобышка крепления трубопровода суфлирования масляной полости (на стойке 1).

4.1.4. Стойки промежуточного корпуса - полые. Через стойку 1 проходит вертикальная рессо­ра 20, соединяющая ЦКП с КДА, и осуществляется суфлирование масляной полости проме­жуточного корпуса. Полости стоек 2 и 12 служат для суфлирования предмасляных поло­стей задней опоры КНД и передней опоры КВД.

Внутри стойки 3 проходят: трубопровод подвода масла к подшипникам задней опоры ро­тора КНД, передней опоры ротора КВД и к подшипникам ЦКП, трубопровод откачки масла из полости промежуточного корпуса. Через стойку 7 проходит рессора привода масло-насоса. Полости стоек 8 я 9 служат для наддува уплотнений опор КНД и КВД. Через стойку 11 проходит рессора привода редуктора датчиков РНД.

4.1.5. Разделительное кольцо 23 имеет двенадцать вырезов под стойки корпуса. Внутренним фланцем кольцо 23 присоединено к статору КВД, наружным - к экрану наруж­ного контура.

4.1.6. Выходной НА КНД (поэ. 19) состоит иэ наружного кольца, двух рядов лопаток и внут­реннего кольца. Фланцами на наружном и внутреннем кольцах выходной НА крепится и промежуточному корпусу.

4.1.7. Задняя опора 17 ротора КНД воспринимает суммарную осевую нагрузку от роторов КНД и ТНД, а также радиальную нагрузку от ротора КНД. В ее состав входят: корпус подшип­ника, шариковый подшипник, радиально-контактное масляное уплотнение 28, крышки 51 лабиринтного уплотнения и вал КНД (поз. 42). В задней опоре смонтирован привод ре­дуктора датчиков РНД.

4.1.8. Суфлирование предмасляной полости осуществлено через трубопровод и втулку 43. Под­вод воздуха в полости наддува масляных уплотнений производится через два трубопрово­да 26.

4.1.9. Вал 42 имеет два ряда внутренних шлиц: передний - для зацепления со шлицами задней цапфы 30 ротора КНД; задний - для соединения роторов КНД и ТНД через рессору 40. Роторы КНД и ТНД соединены стяжной трубой 37. На валу закреплена гайкой ведущая ше­стерня 41 привода редуктора датчиков РНД.

4.1.10. Передняя опора 25 ротора КНД воспринимают суммарную осевую и радиальную нагрузки от роторов КНД и ТВД.  

В переднюю опору входят:

корпус подшипника;

шариковый подшипник;

радиально-контактное уплотнение 33.

4.1.11. Демпфирование шарикоподшипника обеспечено упругостью корпуса, деформацией изгиба упругого кольца 39 и сопротивлением колебаниям ротора, которое возникает от выдавливания масляной пленки из полости, в которой размешено упругое кольцо 39.