Lendekonna mootorite kompresoori ja turbiini-discide laadimisega seotud omadused ja arvutusteanne staatus

Lendekonna mootorite kompresoori ja turbiini-discide laadimisega seotud omadused ja arvutusteanne staatus

Kuigi on olemas erinevused kompressorituri ja turbiinaturi funktsioonides ja struktuurides, jõgevuse poolest on nende kaks ratasi umbes samad töötingimused. Kuid turbiinaturi temperatuur on kõrgem, mis tähendab, et turbiinaturi töötubade keskkond on raskem.

Lennukimootori kompressorituril või turbiinaturil on järgmised koormused:

1. Massi sentrifugaalkiirus

Turbiin peab vastama lattede ja endaenda sentrifugaalkiirusele, mida tekitab rotorite kiirendamine. Jõgevusarvutustes tuleb arvesse võtta järgmised kiirused:

Staabne töökiirus jõgevusarvutuse punktis, mis on määratud lendamiskontuuris;

Mudeli spetsifikatsioonis määratletud maksimaalne lubatud staabne töökiirus;

maksimaalse lubatud staabse töökiiruse 115% ja 122%.

Lauad, lukud, segajad, riigid, ponnid ja skruudid, mis on paigaldatud kettale, asetatakse kõik rattakeela ääres. Tavaliselt asub rattakeela välisring ääres kaugemal kuilu pohjast. Kui eeldada, et need koormused jagunevad tasakaalus rattakeela välisringi pinnal, siis tasakaalne koormus on:

Kus F on kõigi väliste koormuste summa, R on rattakeela välisringi raadius ja H on rattakeela välisringi telgipuu laius.

Kui kuilu pohja on risti rattakeela pöörlemisaksel, võetakse välisringi raadiuseks raadius, mis asub kuilu pohja positsioonil; kui kuilu pohja on radiaalses suunas rattakeela pöörlemisakseliga nurga all, võetakse välisringi raadiuseks ligikaudu ees- ja taga-kuilu pohjaradiauside keskmine väärtus.

2. Terminaalkoormus

Rata kett peab tulema vastu termilisele koormusele, mis põhjustatakse ebavõrdsel küünlusel. Kompressorikelle jaoks võib termiline koormus tavaliselt eiratakse. Kuid sõrme kokkupuutepindade üldise surve suurenemise ja lendussurve kiirendumise tõttu on kompressorist läbiva õhu temperatuur jõudnud väga kõrgele tasemele. Seega ei ole kompressori enne ja pärast asetlevate kettade termilist koormust mõnikord eiratav. Turbiinikelle jaoks on termiline stress peamine mõjutav tegur centrifugaalkiire järel. Järgmised temperatuuriväljad tuleks arvesse võtta arvutamisel:

Staatiline temperatuuriväli iga lenduskaubariigis antud tugevusearvutuse jaoks;

Staatiline temperatuuriväli tippsuguses lendusükleses;

Transitiooniline temperatuuriväli tippsuguses lendusükleses.

Hinnangu tegemisel, kui algandmeid ei saa täielikult pakkuda ja mitte oleks mõõdetud temperatuuri referentsina, võib kasutada hinnanguks projektilise oleku ja suurima lämmastuskoormuse oleku õhuparameetreid. Temperatuurivälja hinnangu andmise empiiriline valem kettel on:

Valemis on T temperatuur soovitud raadiuse juures, T0 on temperatuur keti keskpunas, Tb on temperatuur keti ääres, R on suvaline raadius ketil, ning alaindeksid 0 ja b vastavad vastavalt keskpunasele ja äärtele.

m=2 vastab tiitaanligaatidele ja jõudmeteta jäätmetelegaatele;

m=4 vastab jõudmetega nikkelipõhisele ligaatile.

• Kõrgepinge kompressorikett

Staabse temperatuuriväli:

Kui jäätmetoodet puudub, võib eeldada, et temperatuuri erinevust pole.

Kui on jäätisvool, võib Tb võtta ligikaudu kui kanali igal tasandil voolava ilma väljundtemperatuur + 15 ℃ , ja T0 võib võtta ligikaudu kui ilma väljundtemperatuur jäätisvoo ekstraktseerimise tasandil + 15 ℃ .

Ajutine temperatuurväli:

Tb võib võtta ligikaudu kui igal kanali tasandil voolava ilma väljundtemperatuur;

T0 võib võtta ligikaudu 50% rattapõlve temperatuurist, kui jäätisvool puudub; kui on jäätisvool, võib see võtta ligikaudu kui jäätisvoo ekstraktseerimise taseme väljundtemperatuur.

• Turbiiniplokkile

Staabse temperatuuriväli:

Tb0 on lehejuure ristiõhu temperatuur; △ T on tenoni temperatuurivähendus, mida võib ligikaudu võtta järgmiselt: △ T=50-100 ℃ kui tenoon ei jää ära; △ T=250-300 ℃ kui tenoon jääb ära.

Ajutine temperatuurväli:

Diskk jäätmetega võib approksimeerida järgmiselt: ajaliselt muutuv temperatuurigradiент = 1.75 × stabiilse oleku temperatuurigradiент;

Diskk ilma jäätmeteta võib approksimeerida järgmiselt: ajaliselt muutuv temperatuurigradiент = 1.3 × stabiilse oleku temperatuurigradiент.

3. Gaasi jõud (aksiaalne ja ümberringjõud), mis väljastavad lähedad ja gaasipinge impelleri ees- ja tagamustel

• Gaasi jõud, mis väljastavad lähedad

Puhkruslähedade korral on gaasi jõu komponent, mis mõjutab üksiku lähe kõrgusele:

Aksiaalne:

Kus Zm ja Q on keskmine raadius ja teravate arv; ρ 1m ja ρ 2m on õhuvoo tihekus sisemisel ja välisemisel sektsioonil; C1am ja C2am on õhuvoo aksiaalne kiirus keskmise raadiuse juures sisemisel ja välisemisel sektsioonil; p1m ja p2m on õhuvoo staatiline paine keskmise raadiuse juures sisemisel ja välisemisel sektsioonil.

Ümbertõmmisnäide:

• Turbiiniterave jaoks

On gaasi jõudluse suund gaasile vastuolus negatiivse sümbooga ülejäänud kahe valemi korral. Üldiselt on kaheastmelise impordi (eriti kompressorimpordi) vahegaasis ruumis tavaliselt mingi pingestus. Kui naaberruumides on erinevad pinged, tekib impordi kahegaasis vahel pingetunnistus, △ p=p1-p2. Tavaliselt, △ pole p suur mõju impordi staatilisele tugevusele, eriti kui impordi radadel on nupud. △ p saab ignoreerida.

4.Manöüverlenduses toodud giroskoopne moment

Suure läbimõõga fani-discides koos fani-lattuga tuleb arvesse võtta giroskoopsete momentide mõju disci lõikusurale ja deformatsioonile.

5.Dünaamilised koormused, mis tekivad lattade ja diski vibratsioonist

Lattade ja diska vibratsioonist tekkinud stressid tuleb ühendada staatilise stressiga. Tavalised dünaamilised koormused on:

Perioodiline mitte-uniformne gaasijõud lattedel. Rambli ja eraldiseiseva põlevkamari olemasolu tõttu on voog kanalis mitte-uniformne ümber ringi, mis toob kaasa perioodilise ebakaugse gaasi äratäitava jõu lattedel. Selle äratäitava jõu sagedus on: Hf = ω m. Kus ω on mootori rotor kiirus ning m on rambrite või põlevkamari arv.

Perioodiline mitte-uniformne gaasipinge diska pinnal.

Härav jõud, mis edastatakse kettale ühendatud telgude, ühenduskilpkonna või teiste osade kaudu. See põhjustab telgsüsteemi ebavõrdsuse tõttu tera või rotorisüsteemi vibratsioonide tekke, mis omakorda vedab kaasasse ühendatud ketta vibrerimist.

Mitme rotoriga turbiinide lehedel on keerukad häirivad jõud, mis mõjutavad ketast ja plaadisüsteemi vibratsioone.

Ketta sidus vibratsioon. Ketta äärmuska vibratsioon on seotud ketasüsteemi sisekohustega vibratsioonimahjustega. Kui ketasüsteemi hüppiv jõud on lähedal süsteemi mõne järjekorra dünaamilise sageduse juures, siis võib süsteem resonantseks muutuda ja tekkinud vibratsiooniline stress.

6.Montaažstress telg ja ketas ühenduses

Diski ja telje vaheline hõrdevorming loob kogunemisjõu diski peale. Kogunemisjõu suurus sõltub hõrdevormimisest, diski ja telje suurusest ning materjalist ning seostub ka teiste diski koormustega. Näiteks diski keskpunkti avamise suurenemine centrifugaalkoormuse ja temperatuurijõu tõttu vähendab hõrdet ja nii ka kogunemisjõudu.

Nimetatud koormuste seas on massi centrifugaalkoormus ja termikoormus peamised komponendid. Tugevuse arvutamisel tuleb arvesse võtta järgmised kombinatsioonid pöörlemiskiirustest ja temperatuuridest:

Iga tugevuse arvutuspunktiga lenduskaubas määratletud kiirus ja vastav punkt temperatuuri järgi;

Üleminekuhäälestus maksimaalse lämmastikupunktiga või maksimaalse temperatuuri erinevusega lendamisel ja maksimaalne lubatud üleminekuhäälestus töötamissagedus, või vastav üleminekuhäälestus temperatuuriväli, kui maksimaalne lubatud üleminekuhäälestus töötamissagedus on lendamisel jõuetud.

Enamus mootorite puhul on start sageli halvim stressi olek, seega tuleb arvesse võtta kombinatsiooni üleminekuhäälestuse temperatuurivälja ajal, kui startidel (kui maksimaalne temperatuuri erinevus on jõuetud) ja maksimaalne töötamissagedus startidel.