Файл: Пономарев Б.А. Двухконтурные турбореактивные двигатели.pdf

Для истребителя-перехватчика, кроме того, необходимо обеспе­

ДТРДФ, развивающий большую тягу для ведения боя на больших высотах и имеющий пониженный расход топлива при боевых дей­ ствиях на малых высотах и скоростях полета.

При разработке двигателя TF39, предназначенного для тяже­

контуров на крейсерском режиме полета была выбрана в первом; приближении степень повышения давления в вентиляторе, что по­ зволило оценить расход воздуха через вентилятор и размерность двигателя. Затем были проведены экспериментальные работы по-

личины коэффициента сопротивления мотогондолы и возможностьблагоприятной компоновки мотогондолы и крыла.

Исходя из конкретных требований, предъявленных к самолету С-5А, был найден компромисс между величинами удельного рас­ хода топлива, веса двигателя и сопротивления мотогондолы с

66

целью получения оптимального соотношения между общей сте­ пенью повышения давления, температурой газа перед турбиной и степенью двухконтурности. В результате этой работы были опре­ делены зависимости между степенью повышения давления в вен­ тиляторе и степенью двухконтурности и их влияние на дальность полета. Эти зависимости представлены на рис. 31. Для двигателя были выбраны величины т = 8 и я*н = 1,55. Затем выбирались степень повышения давления в компрессоре газогенератора л* , и темпера­ тура газа перед турбиной Г* (рис. 32). Температура газа опреде­ лялась с учетом применения +

компрессора с поворотными направляющими аппаратами.

К двигателям, предназначенным для гражданских самолетов, обычно предъявляют следующие основные требования: малый удельный вес, надежность, экономичность, простота и дешевизна обслуживания.

Рассмотрим конкретные конструкции наиболее распространен­ ных серийных двухконтурных двигателей и перспективных опытных Д Т Р Д и ДТРДФ . При этом следует отметить, что при описании отдельных двигателей их данные, заимствованные из иностранной

печати, могут в зависимости от источника несколько отличаться. Кроме того, они изменяются и по мере развития двигателей.

Двухконтурные двигатели, применяемые на серийных боевых самолетах

Применение двухконтурных двигателей на самолетах военной авиации началось в прошлом десятилетии при модернизации се­ рийных военно-транспортных самолетов, бомбардировщиков и ист­ ребителей. В настоящее время на вооружении стран НАТО нахо­ дится ряд самолетов с двухконтурными двигателями, специально спроектированными для этих самолетов.

Различные модификации ДТРДФ TF30 фирмы «Пратт-Уитни» являются типичными двигателями для истребителей, истребителейбомбардировщиков и прочих военных самолетов подобного назна­ чения. Модификации этого двигателя отличаются величинами тяги, удельного расхода топлива и габаритами, следовательно, парамет­ рами рабочего цикла двигателя — степенью двухконтурности, сте­ пенью повышения давления в вентиляторе, общей степенью повы­ шения давления п температурой газа перед турбиной.

Серийный двигатель TF 30-Р-З используется на сверхзвуковых истребителях-бомбардировщиках «Дженерал Дайнемикс» F-111A (С и К) с крылом изменяемой стреловидности. Каждый из двух та­ ких двигателей, устанавливаемых на самолете F-111, развивает взлетную форсажную тягу 9500 кгс при удельном расходе топлива 1,8 кг/кгс-ч. Двигатель TF 30-Р-З является ДТРДФ с общей фор­ сажной камерой. Он имеет высокую общую степень повышения давления ( л * 2 = 17) и выполнен по двухвальной схеме, в которой вентилятор объединен с компрессором низкого давления. Так как

68

широко используются титановые сплавы. Камера сгорания дви­ гателя трубчато-кольцевого типа с восьмью короткими жаровыми трубами, характерными для двухроторных ГТД фирмы «ПраттУитни». В каждой жаровой трубе установлены по четыре двухканальных топливных форсунки. Турбина двигателя четырехступен­ чатая. Турбина высокого давления одноступенчатая, с сопловыми и рабочими лопатками, охлаждаемыми воздухом. Турбина низкого

турах, причем различное сочетание этих зон дает плавное измене­ ние тяги во всем диапазоне форсирования. Регулируемое реактив­ ное сопло общее для обоих контуров, сверхзвуковое, эжекторного типа.

Для истребителя-бомбардировщика F-111F создана модифика­ ция двигателя TF30-P-100 с увеличенной взлетной тягой (до 12 860 кгс на полном форсаже). Эта модификация имеет увеличен­ ные 7"* =1533° К и л;*s = 2 2 при уменьшенной степени двухконтур­ ности (/п^0,73).

Существует модификация двигателя TF30-P-12, предназначен­ ная для самолета F-111B, с форсажной тягой на взлете примерно 9200 кгс.

Для французских истребителей-бомбардировщиков «Мираж» G и истребителей «Мираж» F-2 разработан усовершенствованный ва­ риант TF 30 — Д Т Р Д Ф SNECMA TF306, снабженный форсажной камерой конструкции фирмы «SNECMA». Эта конструкция обес­ печивает хорошее смешение потоков воздуха внешнего контура и газа внутреннего контура и полное сгорание топлива. Двигатель TF306 имеет несколько увеличенную по сравнению с двигателем TF30-P-3 температуру газа перед турбиной — около 1473° К [22J, [26], [43].

В последнее время на базе двигателя TF30 фирма «ПраттУитни» построила Для двухдвигательного истребителя ВМФ США «Грумман» F-14A ДТРДФ TF30-P-412 со взлетной форсажной тя­ гой 9070 кгс. Некоторые данные этого двигателя, опубликованные в иностранной авиационной литературе, свидетельствуют о том, что двигатель построен по кинематической схеме, аналогичной про­ тотипу. На рис. 34 приведены схемы ДТРДФ TF30-P-12 и TF30-P-412, сравнив которые можно установить различия между этими модификациями. Отличительной особенностью нового дви­ гателя является сверхзвуковое реактивное сопло типа «ирис» с восемнадцатью регулируемыми створками, охлаждаемое воздухом.

69