Файл: 1 Краткое описание конструкции проектируемого двигателя.docx

Содержание
Введение………………………………………………………………….…….3

1 Краткое описание конструкции проектируемого двигателя……..……..……...4

2 Определение геометрических размеров проектируемого двигателя…………7

3 Краткое описание систем двигателя…………………………………………...11

3.1 Система смазки двигателя………………………………………………….12

3.2 Пусковая система………………………………………………………..….14

3.3 Система индикации и контроля параметра двигателя……………………16

3.4 Система индикации и контроля параметра двигателя…………………....19

3.5 Противообледенительная система…………………………………………21

3.6 Противопожарная система………………………………………………….22

4 Расчёт на прочность……………………………………………………….…..24

5 Совершенствование выходного устройства двигателя Аи-222-25 в целях уменьшения шума………………………………………………………...………32

Заключение………………….………………………………………….....……37

Список используемой литературы…………………….………………………..38

Приложение А……………………………………………………………..…….39

Приложение Б………………………………………………………………...….42

Введение
Воздушный транспорт используется в народном хозяйстве для перевозки срочных грузов, выполняет работы при строительстве трубопроводов, мостов, ЛЭП, участвует в проведении работ для сельского хозяйства, геологоразведки, рыбного промысла. Особую роль играет воздушный транспорт для слабоосвоенных районов Сибири и Дальнего Востока, где он вместе с сезонным речным транспортом часто является единственным средством сообщения. В силу размеров территории России воздушному транспорту принадлежит особая роль в обеспечении транспортной доступности регионов и населенных пунктов. Основными сферами использования воздушного транспорта являются внутренние и международные перевозки пассажиров на дальние расстояния, доставка срочных и дорогостоящих грузов, а также транспортное обслуживание территорий, лишенных других видов транспорта

К достоинствам турбореактивных силовых агрегатов относятся: Простая конструктивная структура. Мало подвижных элементов. Большая мощность. Высокий КПД.

Недостатками является: Шумы, переносимые с трудом человеческим ухом, Быстрый расход топлива

---

. Летательные аппараты огромные по размерам и массе.

Авиационный шум - это шумовое загрязнение, создаваемое воздушным судном или его компонентами, находящимися на земле при стоянке, такими как вспомогательные силовые агрегаты, при рулении, на разбеге от пропеллера и выхлопных газов реактивных двигателей, при взлете, под и сбоку от траекторий вылета и прибытия, при полете в пути или при посадке.

Поэтому я занимаюсь разработкой мероприятий по совершенствованию выходного устройства двигателя Аи-222-25 в целях уменьшения шума.

1 Краткое описание конструкции проектируемого двигателя

АИ-222-25 — двухконтурный турбореактивный двигатель семейства АИ-222. Применяется на учебно-боевых самолётах Як-130 и Hongdu L-15.

Производится НПЦ газотурбостроения «Салют» (Россия) и «Мотор Сич» (Украина).



Рисунок 1.1 Двигатель АИ-222-25

Данный двигатель устанавливается на самолетах Як-130, которые производятся на Иркутском Авиационном Заводе с 2011 года.

Двухвальный двигатель состоит из 2-ступенчатого КНД, выполненного по технологии блиск, 8-ступенчатого КВД, кольцевой камеры сгорания, одноступенчатой ТВД и одноступенчатой ТНД, сопла. Двигатель имеет нижнее расположение коробки агрегатов.

Технические характеристики двигателя:

- Длина 1960 мм

-Диаметр 896 мм

- Масса сухая 440 кг

- Удельный расход топлива 0,64 кг/кгс ч

- Степень двухконтурности 3,35

- Температура газа перед турбиной 1470 К

- Взлётная тяга 2516 кгс

- Тяга двигателя на крейсерском режиме на высоте 5 км при М = 0,6 равна 950 кгс

- На крейсерском режиме на высоте 10 км и М = 0,6 составляет 300 кгс

Двигатель состоит из вентилятора, разделительного корпуса с коробкой приводов, компрессора высокого давления (КВД), камеры сгорания, турбины высокого давления (ТВД), турбины низкого давления (ТНД), опоры турбины, стекателя и насадка реактивного сопла. В соответствии с двухвальной схемой двигатель имеет два самостоятельных ротора:

- низкого давления (НД), состоящего из ротора вентилятора, который установлен на двух подшипниках, и ротора ТНД, который установлен на одном подшипнике и опирается через эвольвентное шлицевое соединение на ротор вентилятора;

---

- высокого давления (ВД), состоящего из роторов КВД и ТВД, которые жестко соединены друг с другом и установлены на двух подшипниках, один из которых - межвальный, установлен между роторами ТВД и ТНД.

Роторы НД и ВД имеют различные оптимальные для них частоты вращения и связаны между собой только газодинамической связью. При запуске двигателя стартер раскручивает только ротор высокого давления.

Конструкция двигателя выполнена с учетом обеспечения принципа модульной (блочной) сборки. Двигатель разделен на 12 основных модулей (, каждый из которых - законченный конструктивно технологический узел и может быть демонтирован и заменен на двигателе без разборки соседних модулей в условиях авиационно-технических баз, кроме главного модуля.

Модульность конструкции двигателя обеспечивает возможность восстановления его исправности заменой деталей и узлов в условиях эксплуатации.

Кроме того, АИ-222-25 оснащён электронно-цифровой системой автоматического управления и контроля (FADEС — Full Authority Digital Engine Control), которая управляет тягой и в целом обеспечивает оптимальные характеристики работы авиадвигателя. Ещё одно важное преимущество АИ-222-25 — модульный тип конструкции, который упрощает его сервисное обслуживание и ремонт.

АИ-222-25 имеет модульную конструкцию, что помогает нам своевременно устранять те недочеты, которые проявляются в его эксплуатации независимо от того, являются ли они конструктивно-производственными или связаны с нарушением условий эксплуатации.

Рисунок 1.2 – Схема двигателя Аи-222-25
2 Определение геометрических размеров проектируемого двигателя


Рисунок 2.1 – Схема ТРДД АИ-222-25

Для ТРДД:

1. 
   Определение длины КВД
   

Для определения длины двигателя необходимо знать число ступеней лопаточного узла. Выбирают осевую ширину S первой и последней ступеней, задаваясь относительной шириной этих ступеней. Исходя из статических данных, можно принимать следующие значения

---

:

• 
  для первой ступени КВД 0.8-1.0;
  
• 
  для последней ступени КВД 1.3-1.7.
  

Задавшись величиной , находят осевую ширину ступени:

,м (1)

Длину узла, имеющего N ступеней, ориентировочно вычисляют через среднюю ширину ступени:
, м (2)

где – количество ступеней, и – соответственно ширина первой и последней ступени, м.

2. 
   Определение длины разделительного корпуса
   

При построении профиля проточной части в пределах разделительного корпуса между вентилятором и компрессором ТРДД рассчитывают его длину:

, м (3)

Чем больше значение , тем больше значение коэффициента :

Если , то ;

Если , то ;

Если ,2, то .

3. 
   Определение длины камеры сгорания
   

Расчет длины проточной части камеры сгорания производится по формуле:

, м (4)

Чем больше значение , тем больше значение коэффициента

---

:

Если , то ;

Если , то ;

Если , то .

4. 
   Определение длины газовой турбины
   

Аналогично расчету КНД и КВД находим длину узла, имеющего N ступеней, который ориентировочно вычисляют через среднюю ширину ступени по формуле:

, м (5)

где и – соответственно осевая ширина первой и последней ступени, которая находится по формуле (1), – количество ступеней.

Исходя из статических данных относительная ширина ступеней :

• 
  ТВД
  

для первой ступени ТВД 1.2-1.5;

для последней ступени ТВД 0.7-1.0.

• 
  ТНД
  

для первой ступени ТНД 0.7-1.0;

для последней ступени ТНД 0.55-0.8.

5. 
   Сопло
   

Диаметр выходного сечений реактивного сопла определяется с использованием уравнения расхода.

,м (6)

6. 
   Масса двигателя, вычисляется по следующей формуле:
   

, кг

где коэффициент , для ТРДД и ТВД.

Таблица 2.1 - Результаты газодинамического расчета

Элементы ТРДД	Расход G, кг/с	Сечения	Параметры рабочего тела			Размеры сечений
			p*, Па	T*, К	Ca, м/с	D, м	Dвт, м	h, м
Вентилятор (наружный контур)	24,1	Вход Выход	100312 2,6*10^5	288 392	220 200	0,55 0,53	0,19 0,303	0,18
КНД (вентилятор внутреннего контура)	20,4	Вход Выход	100312 144300	288 324,7	220 200	0,397 0,439	0,19 0,303	0,113
КВД	20,4	Вход Выход	144300 1560000	324,7 684	200 110	0,394 0,394	0,182 0,352	0,106 0,021
Турбина высокого давления	19,5	Вход Выход	1530000 495433	1470 1138	120 350	0,479 0,481	0,421 0,419	0,0292 0,031
ТНД	20,87	Вход Выход	490478 274000	1130 1000	350 380	0,542 0,527	0,42 0,42	0,061 0,053
Камера смешения	44,5	Вход Выход	274000 252087	1000 681,3	380		-	-
Сопло	44,5	Вход Выход	252087 252087	681,3 681,3	475	0,39	-	-

---