ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТВВД И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯ

Разрабатываемые в последние годы турбовинтовентиляторные двигатели(ТВВД) - отличаются от ТВД , в основном, новым типом винта – многолопастным (с широкохордными лопастями) и имеющим два ряда лопастей, вращающихся в противоположные стороны (см. 43.2, а). Помимо этого, учитывая бóльшие скорости полета самолета, получаемые при использовании ТВВД, у них выбираются более высокие расчетные значения скорости истечения газа из сопла с_с, а поэтому увеличивается доля работы цикла, используемая для создания реактивной тяги.

Основными проблемами, связанными с разработкой ТВВД, являются: создание многолопастного высокоэффективного винтовентилятора изменяемого шага, обеспечение приемлемых уровней шума и создание надежного малогабаритного редуктора.

Винтовентилятор (ВВ) ТВВД в отличие от обычных винтов ТВД должен эффективно работать с высоким КПД (не менее 0,8) до чисел М полета, равных 0,8…0,85. С этой целью необходимо улучшить аэродинамические характеристики ВВ при высоких числах М полета, а следовательно, при больших числах М_w по относительной скорости набегающего потока воздуха.

Улучшение аэродинамических характеристик ВВ достигается за счет двух факторов: 1 – использования для лопастей винта тонких суперкритических профилей, имеющих относительную толщину до 0,02; 2 – применения лопастей саблевидной формы, чем обеспечивается угол стреловидности на периферии y до 30° и тем самым достигается увеличение критических чисел М_w.кр при обтекании периферийных сечений лопастей. Помимо этого дополнительное повышение КПД (на 2…3%) обеспечивается применением двухрядных винто-вентиляторов с противоположным вращением лопастей. Первый ряд лопастей создает, помимо тяги, закрутку воздуха, ведущую у обычных винтов дополнительные потери, а второй ряд, врашаясь в противоположную сторону, также создает тягу и при этом ликвидирует эту закрутку. За счет указанных факторов удается обеспечить высокий КПД ВВ – до 0,8…0,82 при М_Н = 0,8.

Кроме того, увеличение (в каждом ряду) количества лопастей (по сравнению с обычным винтом) позволяет получить необходимую тягу при значительно меньшем диаметре ВВ. Это положительно сказывается на его массе.

Ярким примером успешной разработки ТВВД в последние годы может служить двигатель Д-27 Запорожского авиамоторного комплекса «Прогресс»-«Мотор-Сич», общий вид и продольный разрез которого были показаны на рис. 43.2. Двигатель предназначенный для установки на российско-украинском военно-транспортном самолете Ан-70, дальнейшая разработка которого, к сожалению, медленно.