Преподаватель цикла Эксплуатации и ремонта техники и вооружения

НАО «КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.САТПАЕВА»

ВОЕННАЯ КАФЕДРА

 

Экземпляров___

Экземпляр №___

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

По дисциплине

«Конструкция авиационного двигателя»

 

 

ВУС-461000

 

ТЕМА 22.

Турбина и выходное устройство ТВ3-117ВМ

 

Обсуждена на заседании цикла Э и РТВ Протокол _____________ От «___» _________2014г. Уточнена: «___» ____________201_г.

«___» ____________201_г. «___» ____________201_г.

 

АЛМАТЫ

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Начальник военной кафедры

При НАО «КазНТУ им. К.И. Сатпаева»

Полковник юстиции Т.Сагымбеков

«___» ________20__ г.

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

по дисциплине«Конструкция авиационного двигателя»

 

 

ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Цели и задачи обучения

Авиационные двигатели играют большую роль в гражданской и военной авиации.

Важнейшим элементом любого летательного аппарата является двигатель данные и конструктивное исполнение которого в значительной степени определяют возможность достижения больших скоростей, дальности полета и высот полета.

Поэтому непременными условиями успешной эксплуатации авиационных двигателей является глубокое знание физических основ их устройства и работы, эксплуатационных характеристик и обусловленности их ограничения, а также знание правил эксплуатации авиационной техники и их точное выполнение.

В результате изучения дисциплины студенты должны

знать:

- основные сведения о развитии гражданской авиации как отрасли государственного хозяйства;

- основные части авиационных двигателей;

- основы аэродинамики;

Уметь:

- определять и отличать основные технические данные авиационных

двигателей;

- производить простейшие расчеты по определению параметров

двигателей;

- иметь представление об основных конструктивных узлах двигателя и

их работе.

Выработать навыки:

- по демонтажу и установке основных агрегатов двигателя, а также иметь практические навыки по регулировке основных узлов и агрегатов двигателей АИ-24 и ТВ3-117 ВМ

Методические указания

При изучении дисциплины «Конструкция авиационного двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ» является важнейшим этапом в подготовке специалистов, умеющих выполнять работы по техническому обслуживанию двигателей и их систем.

Это обучение позволяет закрепить и углубить знания, наиболее сложных вопросов касающихся газотурбинных двигателей, а также взаимодействие всех систем двигателей.

На занятиях учебный материал излагать применительно к практическим навыкам встречающимся при технической эксплуатации АД.

Большое внимание уделять знаю конкретных агрегатов двигателя, а также знанию основных систем двигателя.

Основной формой проведения практических занятий считать осмотр агрегатов той или иной системы на стендах, на макете двигателя.

Эти занятия проводить в специально оборудованных аудиториях, в классе оборудованном компьютерами, а также на учебных сборах в ангарах, где производиться техническое обслуживание авиадвигателей.

В процессе обучения на лекциях и практических занятиях использовать учебные кинофильмы, специальные программы на ПЭВМ по соответствующей тематике авиационного двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ.

Главное внимание уделять на практические навыки по замене агрегатов различных систем двигателя, регулировки агрегатов двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ.

В ходе проведения занятий широко использовать программный опрос обучающихся, проекционную аппаратуру, средства интерактивного обучения, а также использовать оборудование специальных классов.

В ходе занятий студенты приобретают навыки по замене агрегатов турбовинтового двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ, определение характерных неисправностей двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ,

а также способы их устранения, либо заменой агрегата либо регулировкой, что производиться на стендах или на макете турбовинтового двигателя АИ-24 и двигателя ТВ3-117ВМ.

ЗАНЯТИЕ – 1. Назначение, основные элементы и технические данные.

 

УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ:

- Знание назначениия, основных элементов и технические данные.

ВРЕМЯ: 2 часа (90 минут).

ВИД ЗАНЯТИЯ: групповое занятие

МЕСТО: специализированный класс.

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

Мультимидийные средства обучения.

 

Литература:

1. Руководство по технической эксплуатации турбовального двигателя ТВ3-117.

2. Авиационный турбовальный двигатель ТВ3-117, учебник Крейса.

3. Мурко П.Д. Авиационный турбовальный двигатель ТВ3-117.

 

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ И РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ

№ пп	Вопросы занятий	Время (мин)
I	Организация занятия
II	Учебные вопросы:
	1. Назначение, основные элементы и технические данные турбины.
2. Конструктивное выполнение корпуса турбины, сопловых лопаток и рабочих лопаток турбины.
3. Опоры свободной турбины: назначение, смазка и суфлирование опор.
4. Назначение и конструкция выхлопного устройства.
III	Заключительная часть

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

Проверка подготовки студентов к занятию:

Принять доклад дежурного по взводу.

Проверить наличие студентов.

Проверить готовность взвода к занятию.бъявить тему и учебные цели занятия.

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1-й учебный вопрос.Назначение, основные элементы и технические данные турбины.

 

Двигатель ТВ3-117ВМ имеет две соосные, кинематически не связанные между собой турбины: турбину привода компрессора и свободную турбину (турбину привода несущего винта). Это обеспечивает устойчивую работу двигателя в широком диапазоне изменения режимов полета и работы двигателя и ряд других преимуществ.

 

Турбина компрессора

Турбина компрессора (осевая, реактивная, двухступенчатая) служит для вращения ротора компрессора и приводов агрегатов двигателя.

Основные технические данные турбины
1 Максимальная температурагазов навходев турбину..........................990°С
2.Максимальная температура газов на выходе из турбины.................640°С
3.Степень понижения давления в турбине.............................................3,64
4-Коэфициент полезного действия.........................……………………0,9
З.Осевая скорость газа на входе в турбину............................................158 м/сек.
6. Осевая скорость газа на выходе изтурбины.........................………..169 м/сек
7. Окружная скорость ротора на среднем радиусе................................341 м/сек.
8. Удельная мощность .............................................................................352 (кВт:с)кг.

 

 

 

 

 

Турбина компрессора состоит из: ротора, статора, двух сопловых аппаратов и роликоподшипниковой опоры двигателя.

 

Свободная турбина

 

 

Двухступенчатая осевая свободная турбина предназначена для создания мощности, передаваемой (через редуктор и трансмиссию) на вращение валов несущего и хвостового винтов и приводов агрегатов главного редуктора.

Свободная турбина состоит из ротора, двух сопловых аппаратов и двух опор ротора (четвертой и пятой опор двигателя).

 

Основные технические данные турбины (при расчетном режиме)
1.Максимальная температура газа на входе в турбину.................640°С
2. Температура газа на выходе из турбины....................................440°С.
3.Степень понижения давления в турбине............……………….2,4
4.Коэффициент полезного действия....................................... ......0,9
5.Осевая скорость газа на входе в турбину...................................160м/с,
6.Осевая скорость ротора на среднем радиусе........................... .154м/с
7.Окружная скорость ротора на среднем радиусе…………… 262м/с
8.Удельная мощность......................................................................254 кВт-с/кг.

 

 

Свободная турбина по сравнению с турбиной компрессора выполняется низкооборотной, что уменьшает передаточное число вертолетного редуктора, упрощает его конструкцию и уменьшает массу.

 

 

2-й учебный вопрос. Конструктивное выполнение корпуса турбины, сопловых лопаток и рабочих лопаток турбины.

 

Корпус сопловых аппаратов турбины компрессора, общий для сопловых аппаратов первой и второй ступени, - сварной и крепится своим передним фланцем к фланцу корпуса камеры сгорания, а задним фланцем - к корпусу соплового аппарата свободной турбины. На наружной поверхности корпуса имеются четырнадцать опорных фланцев для крепления термопар.

Сопловой аппарат первой ступени состоит из наружной обоймы, набора сопловых лопаток, внутренней обоймы и фланца. В наружной обойме имеются прорези для установки сопловых лопаток и четырнадцать отверстий под термопары.

Внутренняя обойма соединена болтами с фланцем, которым она крепится к внутреннему корпусу диффузора камеры сгорания. На внутренней обойме имеются профильные прорези для установки сопловых лопаток. Сопловые лопатки - литые, полые.

Сопловой аппарат второй ступени - цельнолитой с полыми сопловыми лопатками.

Рабочие лопатки также размещаются на двух дисках -первой и второй ступени. Вал и диски первой и второй ступеней сцентрированы и сцеплены друг с другом торцевыми шлицами и стянуты стяжными болтами. Крепление лопаток в дисках осуществляется с помощью замка "елочного" типа.

На концах рабочих лопаток имеются полки, которые образуют кольцевой бандаж на периферии рабочего колеса. На наружной поверхности полок выполнены гребешки, которые на периферии рабочего колеса образуют кольцевой газовый лабиринт.

 

 

Корпус сопловых аппаратов свободной турбины фланцем крепится к корпусу сопловых аппаратов турбины компрессора, а задним фланцем крепится к фланцу корпуса соплового аппарата второй ступени. Разъемный стык между корпусами сопловых аппаратов первой и второй ступеней обеспечивает модульность узла свободной турбины.

Сопловой аппарат - цельнолитой, состоит из наружного и внутренних ободов, скрепленных между собой тремя стойками и сопловыми лопатками. К внутреннему ободу соплового аппарата приварены задняя стенка, передняя стенка и гнездо третьей опоры, которые в совокупности с тремя стойками и сопловыми лопатками создают жесткую опору для подшипника третьей опоры двигателя.

Корпус соплового аппарата второй ступени свободной турбины передним фланцем крепится к заднему фланцу корпуса соплового аппарата первой ступени свободной турбины, а задним фланцем крепится к переднему фланцу корпуса четвертой и пятой опор двигателя. В корпусе монтируется сопловой аппарат.

Конструкция и крепление рабочих лопаток в диске выполнены аналогично рабочим лопаткам турбины компрессора.

 

3-й учебный вопрос. Опоры свободной турбины: назначение, смазка и суфлирование опор.

Передняя опора свободной турбины (четвертая опора двигателя) крепится к внутреннему фланцу корпуса четвертой и пятой опор двигателя и состоит из гнезда подшипника корпуса с уплотнением, корпуса лабиринта), деталей демпфера, радиально-упорного шарикоподшипника с внутренними разъемными полукольцами, который монтируется на втулке.

Для снижения вибронапряжённости двигателя между наружным кольцом шарикоподшипника и посадочной поверхностью корпуса четвертой и пятой опор установлен демпфер.

Задняя опора свободной турбины (пятая опора двигателя) крепится к внутреннему заднему фланцу корпуса четвертой и пятой опор и включает в себя гнездо пятой опоры с уплотнением, корпус датчиков с лабиринтом, втулку уплотнения и роликовый подшипник.

Масляная полость четвертой и пятой опор - общая. Внутри масляной полости располагается привод регулятора частоты вращения свободной турбины, который представляет собой двухступенчатый редуктор для передачи вращения от ротора свободной турбины.

Смазка подшипников, а также охлаждение втулок и графитовых уплотнений осуществляется через коллектор форсунок, закрепленный на корпусе четвертой и пятой опор, и систему подводящих каналов.

Откачка масла осуществляется через трубку в нижней стойке и штуцер.

Уплотнение масляной полости опор и привода обеспечивается графитовыми
радиально торцевыми уплотнениями и воздушными лабиринтами. Наддув
предмасляных полостей уплотнений производится воздухом, отбираемым из-за 5
ступени компрессора через штуцер и трубку, расположенную внутри левой нижней стойки корпуса опор. Суфлирование масляной полости осуществляется с откачкой масла.

Суфлирование масляных полостей опор осуществляется за счет откачки масляно-воздушной эмульсии откачивающими насосами в маслобак, который через расширительный бачок суфлируется в атмосферу.

Для предотвращения вытекания масла из полости опор и проникновения в опору горячих газов в воздушные полости Б и В через систему отверстий в корпусе четвертой и пятой опор поступает воздух из-за седьмой ступени компрессора.

 

1.Корпус лабиринта 2.Корпус с уплотнением 3.Гнездо подшипника 4.Шарикоподшипник 5.Демпфер 6.Стакан подшипника 7.Ведомая шестерня 8.Шарикоподшипники привода 9.Крышка 10.Ведущая шестерня 11.Шарикоподшипники привода 12.Шестерня 13Корпус привода регулятора частоты вращения свободной турбины 14.Гайка 15.Корпусдатчиков 16.Гнездо опоры с уплотнением 17.Втулка уплотнения 18.Роликовый подшипник пятой опоры двигателя 19.Ведущая шестерня 20.Втулка.

4-й учебный вопрос.Назначение и конструкция выхлопного устройства.

Выхлопное устройство предназначено для отвода отработанных газов из турбины за пределы силовой установки с минимальными гидравлическими потерями в правую или левую сторону в зависимости от сборки двигателя в правом или левом варианте.

Выхлопное устройство состоит из диффузора, выхлопного патрубка и соединительного хомута. Диффузор состоит наружного корпуса, корпуса трансмиссии и четырех стоек. Наружный корпус и корпус трансмиссии соединены между собой четырьмя полыми стойками. Выхлопной патрубок выполнен из двух фланцев и профилированной стенки. Патрубок заканчивается штампованным фланцем, к которому соединительным хомутом крепится вертолетный насадок. Эжектор выхлопного патрубка создает разряжение в полостях между коробкой приводов и агрегатами топливной системы, обеспечивая дренаж этих полостей. Соединительный хомут, состоящий из двух половин служит для крепления вертолетного насадка к фланцу выхлопного патрубка. Половины соединительного хомута стягиваются винтом.

 

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

1. Подвести итоги занятия, сделать вывод по достижению цели занятия.

2. Ответить на вопросы студентов.

3.Дать задание на самоподготовку.

 

ЗАДАНИЕ НА САМОПОДГОТОВКУ:

1. Руководство по технической эксплуатации турбовального двигателя ТВ3-117. Книга 1. Раздел Двигатель.

2. Авиационный турбовальный двигатель ТВ3-117, учебник Крейса.

3. Мурко П.Д. Авиационный турбовальный двигатель ТВ3-117.

 

 

Преподаватель цикла Эксплуатации и ремонта техники и вооружения