|
13 Рис. 1.2. Относительные втулочные диаметры входа и выхода КВД ТРДД (кривые ориентировочная расчетная оценка в зависимости от степени повышения полного давления в газогенераторе и формы проточной части КВД) В то же время, турбина вентилятора ТРДД имеет невысокие окружные скорости, причем, с увеличением степени двухконтурности окружная ско-а * рость резко уменьшается, а следовательно, существенно возрастает потребное число ступеней турбины вентилятора. Таким образом, для обеспечения массовой и газодинамической эффективности лопаточных машин каскада низкого давления в ряде случаев увеличивают средний диаметр проточной части турбины вентилятора по сравнению с турбиной газогенератора. Это достигается с помощью переходного диффузорного канала, как, например, у двигателей С¥6, У2500, Р\^4000 или посредством широкого соплового аппарата первой ступени турбины вентилятора с увеличивающимся средним диаметром, как у двигателей Ю3211, РМУ2037. В результате в конструкции двигателя появились специальные элементы газодинамические переходники, соединяющие проточные части каскадов высокого и низкого давления как на участке сжатия рабочего тела, так и на участке его расширения (рис. 1.3). |
6 С самого начала развитие газотурбинных двигателей шло по пути повышения степени сжатия и максимальной температуры рабочего тела в цикле. В последние полторагдва десятилетия эта тенденция привела к некоторым качественным изменениям в конструктивном облике газовоздушного тракта двигателя. В частности, уменьшение высоты* проточной части, как следствие высокой плотности и энергонасыщенности рабочего тела, вынуждало разработчиков двигателей максимально понижать относительные диаметральные размеры турбокомпрессора каскада высокого давления с тем, чтобы предотвратить чрезмерный рост потерь по причине радиальных зазоров и вторичных течений, усиливающих свое негативное влияние по мере уменьшения высоты проточной части, то есть длины лопаток компрессора и турбины высокого давления. В то же время необходимость обеспечения достаточно высокой массовой и газодинамической эффективности лопаточных машин каскада низкого давления требовала реализации относительно больших диаметральных размеров вентилятора и турбины низкого давления. В результате в конструкции двигателя появились специальные элементы — I газодинамические переходники соединяющие проточные части каскадов высокого и низкого давления как на участке сжатия рабочего тела, так и на 4 участке его расширения. I Однако, опыт разработки двигателей вскоре показал, что наличие газодинамических переходников, особенно межтурбинных, где скорость ■ движения газа достаточно высока, приводит к существенному снижению •* эффективности двигателя вследствие больших потерь напора в этихV переходниках. В процессе доводки двигателей с межтурбинным переходником разработчикам пришлось пойти на компромисс, то есть в 13 Кроме того, увеличение энергонасыщенности и плотности рабочего тела, как и увеличение относительных диаметральных размеров газогенератора, приводит к уменьшению высоты проточной части газовоздушного тракта двигателя. Это в свою очередь заставляет уменьшать относительные диаметры турбокомпрессора каскада высокого давления с тем, чтобы предотвратить чрезмерный рост потерь по причине радиальных зазоров и вторичных течений, устанавливающих свое негативное влияние по мере уменьшения высоты проточной части, то есть длины лопатки4 компрессора и турбины высокого давления. В то же время, турбина вентилятора ТРДД имеет невысокие окружные скорости, причем, с увеличением степени двухконтурности окружная скорость резко уменьшается, а, следовательно, существенно возрастает потребное число ступеней турбины вентйлятора. Таким образом, для обеспечения массовой и газодинамической эффективности лопаточных машин каскада низкого давления в ряде случаев увеличивают средний диаметр проточной части турбины вентилятора по сравнению с турбиной газогенератора. Это достигается с помощью переходного диффузорного ■Ч канала, как например, у двигателей СБ6, У2500, Р\У4000 или посредством широкого соплового аппарата первой ступени турбины вентилятора сI увеличивающимся средним диаметром, как у двигателей Б1В211, PW2037. В результате в конструкции двигателя появились специальные элементы —4 газодинамические переходники, соединяющие проточные части каскадов высокого и низкого давления как на участке сжатия рабочего тела, так и на участке его расширения (рис. 1.5). « Основная задача межтурбинного переходника это соединение * Ш проточных частей турбин низкого и высокого давления, имеющих различные диаметральные размеры. Это подтверждается статистическими данными, представленными на рисЛ.6 об относительных размерах переходного |