Метрологія-Том 1. Загальні відомості. Основні параметри та вимоги. Конструктивні та силові схеми - Glava4-4-1-Silovyje_skhemy_GTD

Глава 4 – Силові схеми ВМД

Глава 4 – Силові схеми ВМД

При роботі ВМД усі його деталі та вузли зазнають впливу різноманітних навантажень - газових, відцентрових, інерційних, вібраційних, акустичних, від температурних деформацій, від крутних і згинальних моментів та ін. Зусилля від цих навантажень передаються від деталі до деталі. Через війну зусилля підсумовуються і передаються на зовнішню підвіску двигуна чи взаємно компенсуються («знищуються») без передачі зовнішні елементи ВМД. Деталі та вузли, які сприймають основні внутрішні зусилля і якими здійснюється їх подальша передача, називають силовими. Сукупність силових деталей та вузлів визначає силову схему двигуна.

Для зручності аналізу роботи деталей та вузлів ВМД, що входять до силової схеми, застосовується її спрощене графічне зображення. Зазвичай для таких схем використовують умовні зображення деталей та вузлів, але обов'язково показують їхнє взаємне розташування та наявність усіх існуючих зв'язків між окремими елементами. Силова схема двигуна багато в чому залежить від конструктивних особливостей його вузлів - компресора, камери згоряння та турбіни, сопла, опор ротора, а також від вибору схеми кріплення двигуна до літака або рами (наземні ГТУ). Як правило, при розрахунках міцності силові схеми корпусів і роторів розглядають окремо.

При аналізі роботи деталей, що входять до силової схеми ВМД, необхідно враховувати їх температурний стан. Частина деталей нагріта до високої температури і, отже, температурні деформації цих деталей можуть бути додатковими факторами, що навантажують.

Силова схема ВМД дозволяє уявити загальну картину взаємодії окремих силових елементів двигуна, допомагає визначити зусилля, що діють на конкретну деталь,що необхідно для оцінки міцності та жорсткості конструкції.

4.1 - Зусилля, що діють у ВМД

 ряд випадків зусилля, що діють на деталі ВМД, замикаються всередині деталі і зовні не виявляються. Це насамперед відноситься до деталей, що працюють у полі відцентрових сил (диски, вали, робочі лопатки компресора та турбіни). Такі зусилля називаються внутрішніми.

Зусилля у вузлах ВМД в основному передаються на сусідні елементи силової схеми, частково замикаються всередині двигуна, а частково передаються через деталі системи підвіски на літак. Так сила тяги передається на літак як рівнодіюча осьових складових сил, що діють на елементи силової схеми двигуна. Зусилля, що не замикаються всередині двигуна, називають вільними.

Основні навантаження можна поділити на три групи за природою виникнення:

- газові – обумовлені перепадом тиску

â газовому тракті двигуна та зміною швидкості та напрямки газового потоку;

- масові (сили інерції та інерційні моменти) - виникають при обертанні роторів двигуна, при еволюціях літака, при зльоті та посадці, за наявності статичного та динамічного дисбалансів роторів;

- температурні - виникають нерівномірного нагрівання та/або охолодження деталей, різного коефіцієнта лінійного розширення їх матеріалів, а також при утиску температурних деформацій.

Сили та моменти, що діють на вузли та деталі двигуна, можна розділити на декілька видів за характером деформації:

- розтягувальні або стискаючі сили - виникають внаслідок тиску газів на деталі двигуна і від дії відцентрових сил мас, що обертаються;

- згинальні моменти - виникають від газових сил, мас вузлів та деталей, а також від інерційних сил;

- крутні моменти - виникають уроторах від дії повітря та газів на робочі лопатки компресора та турбіни та в корпусних деталях від дії повітря та газів на напрямні лопатки компресора та соплові лопатки турбіни.

Залежно від напрямку дії навантаження можуть бути розділені на осьові та поперечні, що діють у вертикальній та горизонтальній площинах. Моменти різного походження можуть діяти навколо всіх трьох осей - поздовжньої (збігається з віссю двигуна), вертикальної та горизонтальної.

4.1.1 - Осьові газові сили

Осьове зусилля Ð î , що виникає на елементах конструкції двигуна від газових сил,

ється як сума сил статичних Ð ñ і динамічно

---