Компрессор осевой сверхзвуковой

Рис. 7.7. Ротор осевого сверхзвукового компрессора диффузионной ступени

Компоновка диффузионных ступеней в каскаде. Приведем пример компоновки в диффузионном каскаде ступеней большой производительности (рис. 8.7). Для прокачки газа здесь применены мощные многоступенчатые осевые сверхзвуковые компрессоры. Скорость звука в газообразном гексафториде очень мала 80 м/с, т. е. почти в 4 раза ниже скорости звука в воздухе. Поэтому компрессоры должны работать со сверхзвуковыми скоростями газа. [c.271]

Как указывалось ранее, осевые компрессоры могут быть дозвуковыми и сверхзвуковыми. Сверхзвуковой осевой компрессор имеет меньшее число ступеней, чем дозвуковой, для создания одного и того же значения Пк, следовательно, и меньшую массу, но обладает менее благоприятным протеканием характеристик. Поэтому требуется более трудоемкая его отработка для обеспечения необходимой газодинамической устойчивости. Кроме того, лопатки, имеющие сверхзвуковые профили, очень чувствительны к повреждениям посторонними предметами при их попадании в проточную часть. Повреждения лопаток, чаще в виде забоин, являются концентраторами напряжений и приводят к усталостному разрушению лопаток. Таким образом, для уменьшения массы компрессора целесообразно сверхзвуковыми выполнять лишь несколько ступеней. [c.58]

Ниже мы ограничимся рассмотрением решеток со сверхзвуковой относительной скоростью потока на входе, имеющей дозвуковую осевую составляющую. Такое соотношение является наиболее характерным для современных осевых компрессоров. Имеются исследования компрессоров при сверхзвуковой осевой составляющей скорости, однако такие работы пока еще единичны [4.16]. [c.107]

Одновременно с разработкой крупноразмерных двигателей для тяже.лой авиации в Советском Союзе были проведены обширные исследования зависимостей между размерами двигателей, их газодинамическими и термодинамическими параметрами и величинами их удельного веса. На основе этих исследований в 50-х годах была разработана группа высокоэффективных двигателей с силой тяги 2000—4000 кг, имевших тогда наименьший в мировой практике удельный вес (0,22—0,19 кг на 1 кг тягового усилия) и малые внешние диаметры. При разработке двигателей этого класса еще в начале 50-х годов Ю. Н. Васильевым в ЦАГИ и С. И. Гинзбургом и К. А. Ушаковым в ЦИАМ была в основном решена проблема конструирования сверхзвуковых ступеней осевых компрессоров тогда же введением форсажных камер с регулируемым выходным сечением реактивного сопла было достигнуто значите.чь-ное повышение параметров двигателей по расходу воздуха и степени сжатия. Первым двигателем этого класса был двигатель АМ-5 с силой тяги 2000 кг и весом 445 кг, построенный в 1952 г. [c.370]

СВЕРХЗВУКОВАЯ СТУПЕНЬ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА [c.66]

Выше было показано, что в одной дозвуковой осевой ступени компрессора можно повысить давление воздуха в 1,2. .. 1,4 раза, а в сверхзвуковой — в 1,5. .. 2,5 раза. Однако для получения наилучших данных современных газотурбинных двигателей различных типов общая степень повышения давления воздуха в компрессоре должна быть порядка 10. .. 30 и более. В осевых компрессорах последнее можно обеспечить только путем последовательного сжатия воздуха в ступенях многоступенчатого компрессора. На рис. 5.1 показана схема многоступенчатого осевого компрессора и обозначены характерные сечения в — сечение на входе в компрессор к — сечение на выходе из компрессора [c.89]

При увеличении числа оборотов сверх номинальных рассогласование работы крайних ступеней изменяется — теперь уже возникает помпаж на последних ступенях на первых же ступенях с появлением звуковых и сверхзвуковых относительных скоростей течения возникает режим запирания. На рис. 6.10 изображены схемы обтекания лопаток первой (1), средней (т) и последней (z) ступеней осевого компрессора на пониженном числе оборотов, а на рис. 6.11 совмещенные характеристики первой, средней и крайней ступеней компрессора с нанесенными линиями рабочих режимов этих ступеней. [c.157]

Таким образом, даже при отсутствии за колесом спрямляющих поток лопаток, можно организовать торможение воздушного потока, выходящего с большой скоростью из колеса, направив его в пространство между двумя кольцевыми поверхностями (стенками). Поэтому участок между сечениями 2—2 и 2 —2 (см. рис. 2.4) получил название безлопаточный диффузор . (Можно показать, что в таком диффузоре возможен переход от сверхзвуковой скорости к дозвуковой без образования скачка уплотнения). Однако в без-лопаточном диффузоре уменьшение скорости происходит сравнительно медленно (примерно обратно пропорционально радиусу), что приводит к необходимости выполнять его с увеличенными диаметральными габаритными размерами и сопровождается большими потерями на трение воздуха о стенки. Для более эффективного торможения потока, выходящего из колеса, в центробежных ступенях (компрессорах) авиационных ГТД обычно применяют лопаточные диффузоры, работающие аналогично направляющим аппаратам осевых ступеней. В некоторых конструкциях для уменьшения габаритных размеров центробежной ступени канал диффузора выполняется криволинейным с частичным или полным поворотом потока в нем из радиального направления в осевое. [c.47]

Значения i в первых ступенях дозвуковых авиационных осевых компрессоров доходят в условиях взлета до 170—195 м/с, что соответствует 9(А,в)=0,75. .. 0,82 и обеспечивает при йв = 0,45 удельную производительность до 150 кг/(м -с). Если же первая ступень компрессора является транс- или сверхзвуковой, то для увеличения удельной производительности могут быть использованы более высокие осевые скорости, до 210—240 м/с, что позволяет при йв 0,4 получить удельную производительность 170—190 кг/(м -с). Поскольку при этом плотность тока на входе в колесо уже превышает 90% от максимально возможного значения, дальнейшее увеличение Сю даже в сверхзвуковых ступенях нецелесообразно. [c.103]

По величине чисел М потока, набегающего на лопатки рабочего колеса, ступени осевого компрессора подразделяются иа дозвуковые, околозвуковые и сверхзвуковые. [c.249]

В последнее время в связи с повышением рабочих температур паросиловых установок и осевых компрессоров газотурбинных установок сверхзвуковых самолетов возникла необходимость в улучшении жаропрочных свойств нержавеющих 12%-ных хромистых сталей. [c.125]

Руководство ПГУ приняло решение о том, чтобы новые объекты 815 и 816 были оборудованы, в целях ускорения пуска этих заводов, типовым оборудованием, изготовленным для объектов 817 и 813, в плане же предлагается проектирование и разработка для объекта 813 осевого многоступенчатого, сверхзвукового компрессора и т.д. [c.699]

На рис. 3 показаны 2 нормальные схемы, употребляющиеся в настоящее время для сверхзвуковых компрессоров. Передняя часть компрессора несколько увеличена по сравнению с остальной и, следовательно, на внешнем диаметре имеется значительная окружная скорость, обычно порядка больше 400 м/сек. При этом в первом колесе маленькая втулка порядка 0,4, так что можно пропустить количество воздуха такого порядка, о которой я говорил, доводя осевую скорость до 200+230 м/сек. Это первое колесо обычно делается из расчета, что оно полностью используется, т. е. окружная скорость здесь порядка, обычно, больше 400 м/сек, по сравнению с общей окружной скоростью на всей другой части компрессора, которая порядка 360 м/сек. Обычно стараются это колесо использовать полностью, для того чтобы сжатый сколь возможно при помощи этого колеса воздух можно было передать в остальную часть, имеющую меньшую окружную скорость, и фактически дальше иметь ком- [c.118]

Цифры, приведенные на этом рисунке, весьма близки к тем, что можно встретить в одном из современных типов сверхзвукового компрессора. При окружной скорости порядка 420 м/сек и при осевой скорости набегаюш,его потока 230 м/сек число М при встрече воздуха с передней кромкой лопасти близко к 1,5, т.е. больше той цифры, о которой мы говорили, как о допустимой с нашей точки зрения. В ступени степень сжатия воздуха, в данном примере, порядка 1,55. Вот что имеется в современном колесе. Вверху этого колеса происходит столкновение воздуха с лопастью при числе М, равном 1,5, но если опускаться по радиусу ниже, то число М будет все меньше и меньше. [c.119]

Несколько своеобразная конструкция осевого компрессора изображена на рис. 6 это так называемая двухвальная система. Она состоит в том, что основной компрессор состоит из двух частей, приводимых в движение двумя турбинами. Одна турбина враш,ает одну часть компрессора, другая турбина — другую часть компрессора. Это обстоятельство позволяет последнюю ступень, сверхзвуковую, привести во враш,епие с большей скоростью. Окружные скорости первых ступеней порядка 380 м/сек, а последних 420 м/сек, а может быть, и 450 м/сек. В этом случае возможно действительно выполнить хорошую сверхзвуковую ступень и достигнуть степени сжатия воздуха в этой последней ступени значительно больше, чем 2, и в компрессоре с пятью ступенями получить степень сжатия 10. [c.123]

В публикуемых статьях рассматриваются теория сверхзвукового газового эжектора с цилиндрической камерой смешения, процесс перестройки режимов работы ступени в осевом многоступенчатом компрессоре и причины разрыва характеристик ступени компрессора с большим относительным диаметром втулки. [c.2]

Жаропрочные сплавы. Эти сплавы используются для деталей, работающих при температурах до 300° С (поршни, головки цилиндров, крыльчатки, лопатки и диски осевых компрессоров турбореактивных двигателей, обшивка сверхзвуковых самолетов и т. д.). Жаропрочные сплавы имеют более сложный химический состав, чем рассмотренные выше алюминиевые сплавы. Они дополнительно легируются железом, никелем и титаном. [c.355]

Фиг. 310. Схема А ступени сверхзвукового осевого компрессора с дозвуковым относительным потоком в колесе.

Остановимся ещё на трёх схемах сверхзвукового компрессора, полагая осевую скорость постоянной. [c.568]

В ОКБ приняли также ТРД с осевым компрессором и регулируемый воздухозаборник (благодаря регулируемому конусу), что позволило решить проблему восстановления давления на входе в двигатель в широком диапазоне углов атаки и при полете на сверхзвуковой скорости. [c.176]

В случае сверхзвуковых течений для большинства компрессоров и вентиляторов упрощенная решетка плоских пластин близка к действительной. Несмотря на сверхзвуковую относительную скорость потока, трансзвуковые лопаточные венцы компрессоров обычно имеют дозвуковую осевую составляющую скорости. Это приводит к усложнению картины течения перед лопаточным венцом и за ним и к необходимости учета интерференции лопаток. [c.243]

В двух западногерманских лабораториях были исследованы конструкции сверхзвуковых компрессоров с активными рабочими и сверхзвуковыми направляющими лопатками. Испытывались направляющие решетки при М] до 2 [9.24] и свыше 2 [9.25]. Во всех случаях осуществлялся поворот потока от угла на входе в решетку 30—50° до осевого направления, так что нагрузка лопаток была высокой. [c.264]

Привод аэродинамической трубы представляет собой устройство, сообщающее потоку газа необходимую энергию, при которой его скорость в рабочей части достигает заданного значения. В качестве, привода в дозвуковых трубах часто применяются низконапорные осевые вентиляторы, в сверхзвуковых трубах — многоступенчатые компрессоры. Трубы кратковременного действия оснащаются поршневыми компрессорами, накачивающими газ в баллоны под высоким давлением, из которых он затем поступает в трубу. [c.12]

Воздушно-реактивные двигатели. Турбореактивный двигатель (см. рис. 6.2) работает по термодинамическому циклу (рис. 6.3, а). На взлете воздух из атмосферы засасывается в воздухозаборник со скоростью до 150 — 200 м/с. В полете на больщих скоростях воздух подвергается динамическому сжатию в свободной струе и сверхзвуковом диффузоре до параметров, соответствующих точке в. Дальнейщее сжатие воздуха до точки к происходит в компрессоре. (В современных ТРД основным типом компрессора является многоступенчатый осевой.) Общая степень повышения давления в ТРД достигает 100 — 200. [c.259]

Трудности решения сложнейших проблем освоения сверхзвуковых скоростей (изменения аэродинамической схемы самолетов, разработки конструкций мощных турбореактивных двигателей с осевыми компрессорами, конструирования новых автоматизированных систем управления и пр.), потребовавшие значительной затраты времени и сил больших коллективов иссле-дователей-аэродинамиков, конструкторов и технологов авиационного двигателе-и агрегатостроения, не могли не сказаться на темпах возрастания скоростей полета, несколько замедлившихся в мировой и отечественной авиации в начале 50-х годов (рис. 108). Но успехи, достигнутые в практическом решении этих проблем, определили начиная с 1953—1955 гг. новый подъем авиационной техники, равного которому еще никогда до того не отмечала ее история. [c.376]

Первым отечественным серийным сверхзвуковым самолетом был одноместный истребитель МиГ-19 (рис. 112), сконструированный и начатый постройкой в 1952 — 1954 гг. Появление самолетов этого типа стало возможным после практического решения коренных проблем сверхзвуковой авиации, в частности — разработки новых типов турбореактивных двигателей с осевыми компрессорами. В фюзеляже самолета МиГ-19 устанавливались по два двигателя РД-9, сконструированных конструкторским бюро А. А. Мику-лина и обладавших рекордно низкими удельным весом и расходом топлива. Для уменьшения лобового сопротивления и для ограничения изменений продольной устойчивости при превышении скорости звука на самолете МиГ-19 была применена новая конструкция крыла со стреловидностью 55°, разработанная группой научных сотрудников ЦАГИ, возглавляемой В. В. Струминским и Г. С. Бюшгенсом (ныне член-корреспондент АН СССР), а для повышения маневренности при сверхзвуковых скоростях полета взамен руля высоты использовано более мощное средство продольного управления — поворотный стабилизатор. [c.385]

Проектирование вентиляторов и компрессоров низкого и высокого давления современных ГТД сопровождается трудностями, присущими созданию авиационного осевого компрессора с высокой степенью повышения давления в ступени при высоком КПД и необходимом запасе устойчивости при работе в напорной системе двигателя. При этом одним из основных путей снижения массы и габаритных размеров авиационного компрессора является уменьшение его внешнего диаметра и числа ступеней. Применение трансзвуковых и сверхзвуковых ступеней позволяет при увеличенных значениях осевой скорости и относительной скорости потока (Мш1 = набегающего на рабочие лопатки, существенно увеличить удельную производительность, т. е. расход воздуха через площадь проходного сечения колеса, или увеличить степень повышения давления в ступени, т. е. уменьшить число ступеней. Специальным профилированием лопаток и рациональной организацией течения в межлопаточных каналах, а также применением повышенных по сравнению с дозвуковыми ступенями коэффициентов нагрузки можно достигнуть высоких значений КПД таких ступеней. В целом трансзвуковые и сверхзвуковые компрессорные ступени благодаря повышенным значениям коэффициентов нагрузки, специально спроектированным профилям и высоким окружным скоростям при использовании их в качестве первых ступеней вентилятора ДТРД или компрессора низкого давления ТРД могут обеспечить степень повышения давления = 1,4-ь1,8. [c.45]

Двигатель J79 (рис. 48) является одновальным турбореактивным двигателем, развивающим (вариант J79-GE-17) на взлетном режиме с форсажем тягу 79,7 кН, без форсажа — 52,8 кН. Он имеет высокую для однокаскадного компрессора степень повышения давления тг =13,5 и температуру газа перед турбиной Г = 1311 К. Удельная масса двигателя на форсаже л 0,0219 кг/Н. Он имеет семнадцатиступенчатый осевой компрессор, у которого ВНА и направляющие аппараты первых шести ступеней поворотные. Камера сгорания трубчато-кольцевого типа с десятью жаровыми трубами. У трехступенчатой турбины сопловой аппарат первой ступени охлаждаемый. За форсажной камерой двигателя установлено сверхзвуковое регулируемое - реактивное сопло эжекторного типа. [c.92]

Уменьшение числа ступеней вентиляторов и компрессоров дает наибольший эффект при увеличении степени повышения давления в одной ступени и сохранении КПД компрессора. Этого можно достичь применением более высоких по сравнению с современными окружных скоростей ротора при одновременном увеличении тангенциальных и осевых скоростей потока, что повысит подвод энергии к потоку в ступени. Основными препятствиями для увеличения нагрузки на ступень вентилятора или компрессора являются увеличенные гидравлические потери, которые снижают ее КПД. Эти потери возникают при повышенных значениях числа М потока по относительной скорости и несколько уменьшают запас газодинамической устойчивости. Для увеличения нагрузки на ступень необходимо совершенствование методов проектирования профилей лопаток, в частности применение полностью сверхзвуковых по высоте лопаток. Для снижения потерь в скачке уплотнения вместо применяемых сейчас лопаток с профилями, образованными дугами окружности, возможно использование более эффективных лопаток, спрофилированных с помощью других кривых на более благоприятное расположение скачков уплотнения. В последнее время за рубежом ведутся исследования по применению для лопаток компрессора так называемых суперкритических профилей , обладающих улучшенными аэродинамическими характеристиками. [c.216]

Рисунки 7.6— 7.8 дают наглядное представление о наиболе( сложном конструкционном узле диффузионной ступени — компрес сорном агрегате, оборудованном сверхзвуковыми осевыми много ступенчатыми компрессорами и асинхронными электродвигателям большой мощности. [c.228]

Вслед за этим возник технологический феномен чрезвычайной важности. Прогресс в аэродинамической теории привел к изменениям в мышлении конструкторов Англии, Германии и Италии. Они уяснили, что из-за вихревого сопротивления на две трети снижается мощность самолета, летающего на обычной тяге, применили к осевым компрессорам и турбинам прандтлеву теорию крыла ("несущей плоскости") с ее концепцией подъемной силы и поняли, что сверхзвуковые реакции на кончиках пропеллеров не позволят аэропланам двигаться намного быстрее 650 км/ч. В совокупности эти три фактора привели к технологическо]и парадигме — концепции самолета с реактивным двигателем. И это была не эволюция, а революция. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...