Нагрузки, действующие на элементы сопла

Основным видом нагрузок на элементы реактивного сопла (РС) являются осевые силы, по своим значениям сравнимые со значением тяги всего двигателя (в зависимости от типа двигателя осевая сила, возникающая на РС – внутренняя тяга сопла, может превосходить тягу двигателя в несколько раз).

Осевое усилие, действующее на реактивное сопло, определяется как сумма осевых составляющих статических сил давлений, действующих на разные элементы сопла, и динамических усилий потока газа (рис.10).

Рис. 10. Схема действия сил на РС двухконтурного двигателя со смешением потоков

В случае двухконтурного двигателя с внутренним смешением потоков осевая сила может быть определена [2]:

, ₍₁₃₎

_{где Ровх – осевая равнодействующая сил статического давления на входе; Роср – осевая равнодействующая сил статического давления на выходе из сопла; Ровн – осевая равнодействующая сил статического давления воздуха на наружную стенку сопла; Росм – осевая составляющая сил статического давления на стенку смесителя; Рок – осевая составляющая сил статического давления на внутренний корпус сопла,} m_{в нар – расход воздуха через наружный контур;} m_{г вн – расход воздуха через внутренний контур;} V_{с – скорость газа на срезе сопла;} V_{нар – скорость воздуха в наружном контуре на входе в сопло;}V_{вн – скорость газа во внутреннем контуре на входе в сопло.}

Детали выходных устройств ГТД работают при температурах 650 – 900 °С. Для РС двигателей с ФК применяют специальные системы охлаждения, специальные покрытия на элементах РС, непосредственно контактирующих с газовым потоком.

Необходимые для работы экспертной системы данные (геометрия проточной части, параметры потока) определяются при помощи термогазодинамического расчёта в СИМ Dvigw на наиболее тяжёлых для конструкции режимах (режимы с максимальными газовыми силами, режимы с максимальными температурами).Выводы

В данной статье приведены некоторые результаты анализа основных нагрузок, действующих на элементы авиационного двигателя. Действующие на элементы нагрузки, условия работы конструкции и влияния этих факторов на работоспособность конструкции позволяет разработать эффективную экспертную систему подбора материала, покрытия и других видов подготовки поверхности основных элементов ГТД по результатам термогазодинамического расчёта. Такая система экспертной оценки может быть использована для принятия решений по выбору материалов на ранних этапах проектирования авиационных двигателей без применения сложных и громоздких пакетов типа ANSYS, которые, в свою очередь, требуют большой производительности компьютера и значительных затрат времени на расчет газодинамических, тепловых и прочностных задач, решаемых при проектировании деталей и узлов ГТД.

_{Литература:}

1. _{Иноземцев А.А. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок: учеб./ А.А. Иноземцев, М.А. Нахимкин, В.Л. Сандрацкий – М.: Машиностроение, 2008. – Т.2}

2. _{Иноземцев А.А. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок: учеб./ А.А. Иноземцев, М.А. Нахимкин, В.Л. Сандрацкий – М.: Машиностроение, 2008. – Т.1}

3. _{Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. М.: Машиностроение, 1969.}

4. _{Ахмедзянов Д.А., Кривошеев И.А., Кишалов А.Е. Система имитационного моделирования DVIG_OTLADKA. Свидетельство об официальной регистрации, Роспатент, №2009610324 Москва. - 2009.}

5. _{Иноземцев А.А. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок: учеб./ А.А. Иноземцев, М.А. Нахимкин, В.Л. Сандрацкий – М.: Машиностроение, 2008. – Т.4}

6. _{Маркина К.В., Кишалов А. Е. Методики получения характеристик осевых компрессоров ГТД // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2012. Т. 8. №7-1. С. 111-117.}

7. _{Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей / под общ. ред. Д.В. Хронина. М.: Машиностроение, 1989.}

Поиск по сайту: