Размещение воспламенителей

Принцип работы камеры сгорания

Воздух поступает в камеру сгорания двигателя (Р2 = 6,7 кгс/кв.см, Т2=270 °С) с осевой скоростью 100...120 м/с. Так как скорость горения топлива составляет 25...30 м/с, то для обеспечения устойчивости горения необходимо тормозить воздушный поток в расширяющемся диффузоре до 60...80 м/с. Кроме того, первичный воздух, проходя через завихрители, тормозится до скорости 15—25 м/с. Такая скорость воздушного потока, участвующего в горении топлива, способствует стабильности горения.

Для обеспечения устойчивого горения весь поток воздуха, поступающий из компрессора, разделяется на две части: на первичный воздух I и вторичный II. Первичный воздух (25—30% всего воздуха) проходит через завихрители жаровой трубы и используется для сжигания топлива. В завихренный первичный воздух впрыскивается через рабочие форсунки топливо. Стабилизация горения топлива достигается тем, что первичный воздух, проходя по межлопаточным каналам завихрителя, закручивается, и поэтому в жаровой трубе создается вращающийся относительно продольной оси поток.

Температура газа в зоне горения достигает 1900—2000° С. Понижение температуры до допустимой по условиям жаропрочности турбинных лопаток осуществляется подводом во внутрь жаровой трубы вторичного воздуха, поступающего в камеру сгорания. Этот воздух подводится в жаровую трубу через отверстия и щели в ее секциях. Вторичный воздух не только уменьшает температуру газа вследствие перемешивания с продуктами сгорания, но и участвует в догорании продуктов неполного сгорания и частиц несгоревшего топлива, вынесенных из зоны горения, а также обеспечивает охлаждение жаровой трубы и корпуса камеры сгорания.

Общие сведения о турбинах двигателя

Двигатель ТВ2-117АГ имеет две соосные, кинематически не связанные между собой турбины: турбину привода компрессора и свободную турбину (турбину привода несущего винта). Это обеспечивает устойчивую работу двигателя в широком диапазоне изменения режимов полета и работы двигателя и ряд других преимуществ.

Свободная турбина по сравнению с турбиной компрессора выполняется низкооборотной, что уменьшает передаточное число вертолетного редуктора, упрощает его конструкцию и уменьшает массу.

Турбина компрессора

Турбина компрессора двухступенчатая, состоит из ротора, двух сопловых аппаратов и опоры ротора и служит для вращения ротора компрессора и приводов агрегатов двигателя. Ротор турбины состоит из вала, двух рабочих колес, задней шейки, лабиринта и покрывающего диска. Все детали ротора соединены между собой торцовыми шлицами и стянуты стяжными болтами.

Рабочие лопатки имеют бандажные полки и крепятся в дисках замками ёлочного типа и фиксируются с помощью покрывающего диска, лабиринта и разрезного стопорного кольца.

Корпус соплового аппарата (СА) первой ступени крепится к корпусу камеры сгорания и к корпусу СА второй ступени. На корпусе закреплено 17 сдвоенных термопар.

Опорами ротора турбины компрессора служит хвостовик рабочего колеса десятой ступени компрессора и третья опора двигателя. Третья опора является задней опорой ротора.

Для смазки роликоподшипника опоры масло под давлением подводится от верхнего маслоагрегата. Отработанное масло отводится в нижний маслоагрегат.

Свободная турбина

Свободная турбина также двухступенчатая, состоит из ротора, двух сопловых аппаратов и опор ротора и предназначена для создания мощности, передаваемой (через редуктор и трансмиссию) на вращение валов несущего и хвостового винтов и приводов агрегатов главного редуктора.

Ротор свободной турбины состоит из вала, двух рабочих колес, лабиринта и деталей крепления.

Диски и лопатки свободной турбины выполнены аналогично соответствующим деталям турбины компрессора. Сопловые аппараты свободной турбины выполнены аналогично СА II ступени турбины компрессора. Корпуса сопловых аппаратов крепятся между собой и к корпусам третьей и четвертой опор двигателя.

Опорами ротора свободной турбины служат четвертая и пятая опоры двигателя. Шариковый подшипник четвертой опоры монтируется в гнездо через упругий элемент. Роликовый подшипник пятой опоры монтируется в гнездо, закрепленное в промежуточном корпусе.

Масло на смазку подшипников поступает под давлением от верхнего маслоагрегата. Отработанное масло отводится в нижний, откачивающий, маслоагрегат.

В нижней части корпуса опор имеется штуцер для слива конденсата топлива из сопловых аппаратов I и II ступеней свободной турбины в дренажный бачок вертолета.

На верхней части корпуса закреплен транспортировочный узел.

Принцип работы турбин

Работа газовой турбины основана на принципе превращения тепловой энергии и энергии давления рабочих газов в кинетическую и затем - преобразования кинетической энергии газового потока во вращательное движение ротора.

Сочетание соплового аппарата и рабочего колеса называется ступенью газовой турбины. На входе в сопловой аппарат газ имеет давление Р₃, температуру t₃ и абсолютную скорость C₃. Канал, образованный лопатками соплового аппарата, сужается. При проходе газа по сужающемуся каналу соплового аппарата скорость его увеличивается, а давление и температура уменьшаются. Таким образом, в каналах соплового аппарата происходит преобразование части запаса полной энергии газового потока в кинетическую энергию движения.

Газ с увеличившейся кинетической энергией направляется лопатками соплового аппарата на лопатки рабочего колеса турбины.

В реактивной турбине межлопаточный канал рабочего колеса сужается , что приводит к ускорению газового потока. Относительная скорость w на выходе межлопаточного канала увеличивается, а давление и температура уменьшаются. Абсолютная скорость газового потока с на выходе из каналов рабочих лопаток, равная геометрической сумме относительной скорости w и окружной скорости и меньше, чем на входе. Это уменьшение свидетельствует о том, что кинетическая энергия газового потока преобразуется в механическую работу.

Вторичным воздухом охлаждаются:
- корпусы сопловых аппаратов турбины компрессора;
- корпус третьей опоры ротора турбины компрессора;
- корпусы сопловых аппаратов свободной турбины.

Воздухом, забираемым через дросселирующие отверстия втулки задней опоры ротора компрессора, охлаждаются:
- диск первой ступени турбины компрессора;
- замковая часть рабочих лопаток;
- внутренняя обойма корпуса соплового аппарата первой ступени.

Воздухом, забираемым за VIII ступенью компрессора, охлаждаются:
- диски и замковые соединения остальных ступеней турбин;
- гнезда роликового подшипника третьей опоры роторов двигателей.

Выхлопное устройство

Выхлопное устройство предназначено для отвода отработанных газов из турбины за пределы силовой установки с минимальными гидравлическими потерями.

Выхлопное устройство состоит из выхлопного патрубка, разъемного кожуха и стяжной ленты.

Наружным фланцем и винтами патрубок жестко крепится к наружному фланцу корпуса четвертой опоры, а внутренним фланцем свободно устанавливается на внутренней обечайке корпуса опоры. У среза выхлопного патрубка приварен козырек для предотвращения перетекания топлива в полость кожуха и при ложных или неудавшихся запусках. Для плавного огибания потоком газа центральной части патрубка внутри патрубка выполнен конический обтекатель.

Кожух патрубка состоит из двух половин, соединенных винтами или стяжными петлями). Стяжная лента стягивает обе части кожуха и соединяет кожух с наружным фланцем корпуса четвертой опоры.

Выхлопной патрубок при необходимости может быть повернут на фланце крепления в правую или левую сторону на угол 60° к оси двигателя и на 10° к горизонтальной плоскости.

Общие сведения о передачах и приводах двигателя

Привод агрегатов состоит из двух механических не связанных между собой систем:

§ приводов свободной турбины;

§ приводов турбокомпрессора.

Система привода свободной турбины включает в себя главный привод и привод регулятора частоты вращения свободной турбины РО-40М. Вращение от ротора свободной турбины через вал-рессору передается на главный редуктор вертолета ВР-8А, а через шлицевую втулку и зубчатое колесо - на привод регулятора РО-40М.

Система приводов турбокомпрессора включает в себя центральный привод, привод нижнего маслоагрегата и коробку приводов. Вращение от ротора компрессора передается на ведущее зубчатое колесо центрального привода и через зубчатые колеса - на коробку приводов и на нижний привод. Ведущее зубчатое колесо коробки приводов через набор зубчатых колес приводит во вращение:
- привод датчика Д-2 счетчика оборотов ротора турбокомпрессора;
- свободный привод;
- привод гидронасоса ПН-40Р;
- привод верхнего масляного агрегата;
- привод генератора ГС-18МО;
- привод центробежного суфлера;

- привод командного агрегата КА-40;
- привод насоса-регулятора НР-40ВА.

При работе двигателя под действием специальной пружины коническое зубчатое колесо ручного привода турбокомпрессора отжато вверх и не вращается. Ротор турбокомпрессора прокручивается вручную с помощью специальной рукоятки.

Конструкция главного привода

Главный привод предназначен для передачи крутящего момента с вала свободной турбины на вал главного редуктора вертолета, соединяет корпус двигателя с корпусом редуктора и привода регулятора РО-40М. Он состоит из корпуса, узла соединения корпуса двигателя с корпусом редуктора, вала-рессоры и привода регулятора РО-40М.

Корпус главного привода спереди крепится к промежуточному корпусу опор свободной турбины, а сзади - к редуктору ВР-8А. На нижнем фланце корпуса устанавливается привод регулятора оборотов РО-40М.

Вал-рессора передним хвостовиком входит в зацепление с внутренними шлицами вала свободной турбины, а задним - с валом ведущей муфты свободного хода редуктора.

К шлицевому соединению масло подается через форсунку, установленную на внутреннем фланце корпуса привода, и отверстия в заднем хвостовике рессоры.

Сферическое шарнирное крепление корпуса двигателя к корпусу вертолетного редуктора и шлицевое с зазорами сочленение валов выполняют функцию карданного элемента, предотвращающего поломку соединения при несовпадении осей валов двигателя и редуктора.

Регулятор оборотов РО-40М приводится посредством шлицевой втулки, ведущего и промежуточного зубчатых колес. Ведущее зубчатое колесо установлено на подшипниках. Промежуточное зубчатое колесо свободно вращается на шариковых подшипниках, напрессованных на ось.

Регулятор РО-40М крепится к переходнику хомутом.