Km = σ tτ /σΣi ,
де σΣi – додається з пункту 9 для більш напруженої точці профілю;
σ tτ – границя витривалості матеріалу лопатки при температурі розрахункового перерізу, значення якої береться з рисунку 4 для подвійної витривалості розрахункового режиму.
Результати розрахунку додаються до таблиці 4.3. По довжині лопатки будуємо криві σΣ Рис. 4.6., температуру лопатки Рис. 4.7., границю витривалості матеріалу (σ tτ ) Рис. 4.8. та коефіцієнт запасу міцності (Кm ) Рис. 4.9.
Таблиця 4.2. — Згинальні моменти відносно головних центральних осей
№№ перерізів
|
Точка з
σмах,
|
σΣмах
МПа
|
Тл
0С
|
σ tτ
МПа
|
Km
|
18-18
|
А,Б,В
|
0
|
800
|
543,600
|
-
|
17-17
|
А,В
|
9,2350328
|
812,963
|
511,089
|
55,3424
|
16-16
|
А,В
|
18,650118
|
824,0741
|
483,222
|
25,90987
|
15-15
|
А,В
|
28,27753
|
833,3333
|
460,000
|
16,26733
|
14-14
|
А,В
|
38,157813
|
840,7407
|
441,422
|
11,56833
|
13-13
|
А,В
|
48,310514
|
846,2963
|
427,489
|
8,848775
|
12-12
|
А,В
|
58,73475
|
850
|
418,200
|
7,120146
|
11-11
|
А,В
|
69,414098
|
851,8519
|
413,556
|
5,957804
|
10-10
|
А,В
|
80,321117
|
851,8519
|
413,556
|
5,148777
|
9-9
|
А,В
|
91,420861
|
850
|
418,200
|
4,574448
|
8-8
|
А,В
|
102,67343
|
846,2963
|
427,489
|
4,163578
|
7-7
|
А,В
|
114,03582
|
840,7407
|
441,422
|
3,870908
|
6-6
|
А,В
|
125,46319
|
833,3333
|
460,000
|
3,666414
|
5-5
|
А,В
|
136,90972
|
824,0741
|
483,222
|
3,529495
|
4-4
|
А,В
|
148,32916
|
812,963
|
511,089
|
3,44564
|
3-3
|
А,В
|
159,67517
|
800
|
543,600
|
3,404411
|
2-2
|
А,В
|
170,90142
|
785,1852
|
580,756
|
3,39819
|
1-1
|
А,В
|
181,96157
|
768,5185
|
622,556
|
3,421357
|
0-0
|
А,В
|
192,80922
|
750
|
669,000
|
3,469751
|
Рис. 4.6. — Графік зміни від довжини лопатки
Рис. 4.7. — Графік зміни температури від довжини лопатки
Рис. 4.8. — Графік зміни границі витривалості матеріалу (σ tτ )
від довжини лопатки
Рис. 4.9. — Графік зміни коефіцієнту запасу міцності (Кm ) від довжини лопатки
З графічних залежностей ми бачимо:
Нормальні напруження, обумовленні дією відцентрової сили змінюються в межах довжини лопатки майже лінійно і досягають максимального значення =120 МПа у кореневому перерізі. Запас міцності у цьому перерізі дорівнює 5,5, що дає можливість зробити висновок що лопатка переобтяжена.
Згинальний момент, обумовлений дією окружної та радіальної складової швидкості обтікання збільшує величини напружень в носку на 60%, хвостику лопатки на 34%, та зменшує напруження на спинці лопатки на 45%.
Величина запасу міцності на найбільш навантаженій ділянці (від кореневих до середніх перерізів) змінюється в нешироких межах і складає в середньому 3,7.
З аналізу залежності коефіцієнту запасу міцності по довжині лопатки можна зробити висновок що ділянка від середнього до кінцевого перерізів не критична до статичних пошкоджень (запас міцності збільшується від 4,6 до 5,5 на кінці лопатки). Забоїни в межах цієї ділянки не призведуть до її руйнування.
Для ділянки від кореневого до середнього перерізів можлива наявність забоїн, що дають коефіцієнт концентрації напружень до 2 – 2,5 одиниць.
Задана форма температурного поля не призводить до значної зміни запасу міцності лопатки.
Закид частоти обертання ротора на 5% зменшує запас міцності лопатки у критичному перерізі на 5,6%.
Надлишковий запас міцності дає можливість полегшити конструкцію лопатки, зробити її порожнистою та організувати систему конвективного охолодження, що дозволить збільшити ресурс турбіни; або зменшити площі перерізів і зменшити масу турбіни.
5. ВІДОМОСТІ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Таблиця 5.1 — Конструкційні матеріали, що застосовуються
.
Деталі
|
Марка
|
Корпуси агрегатів
|
АМ6
|
Корпус насосу
|
МСРП-12 и МС-61Б
|
Спряпляючі лопатки компресора
|
15Х18Н2, 14Х14Н3В2ФР
|
Робочі лопатки компресора
|
14Х17Н2, ВТ5
|
Лопатки квт
|
1Х12Н2ВМФ
|
Підшипники вала двигуна
|
ШХ7, ШХ9, ШХ15
|
Вхідний пристрій компресора
|
АК4–1, Д20, ВТ3
|
Кільця компресора
|
13Х14Н3В2ФР
|
Корпус компресора
|
АЛ5, МЛ5, ВТ3–1, АК4–1
|
Диски компресора
|
АК4–1, Д20, ОТ4, ВТ4
|
Корпус форсунки
|
ВТ3–1, ВТ–6
|
Зовнішній корпус кз
|
12Х18Н10Т, 20Х23Н18
|
Корпус камери згорання
|
ОМ5
|
Спрямляючі лопатки турбіни
|
20Х23Н18, ЖС6–К
|
Робочі лопатки турбіни
|
40Х15Н7Г7Ф2МС, ЖС6–КП
|
Корпус турбіни
|
12Х18Н9Т, 20Х23Н18
|
Диски турбіни
|
37Х12Н8Г8МФВ, ХН73МВТ
|
Вал турбіни
|
13Х14Н3В2ФР
|
Жарова труба
|
ХН20Н8ОТ,ЭИ894, ХН75МБТЮ
|
Вихідний пристрій
|
12Х18Н10Т, ХН38ВТ
|
Деталі кріплення: гайки, гвинти
|
40Х15Н7Г7Ф2МС, ХН62МВКЮ
|
Трубопроводи систем
|
Д-36
|
Конструктивні матеріали підібрані таким чином, щоб максимально забезпечити роботу кожного елементу двигуна. Це впливає на бойову ефективність, експлуатаційні характеристики літального апарату.
ВИСНОВКИ
В результаті проведених досліджень у даній роботі підтверджена можливість удосконалення двигуна Д-36 легкого військово-транспортного літака Ан-74. Для обгрунтування тактико-технічних вимог до літального апарату цього типу проведено аналіз його бойових задач та технічних можливостей. Розглянуті основні конструктивні і аеродинамічні характеристики літака Ан-74.
Для обґрунтування вимог до параметрів і характеристик робочого процесу двигуна силової установки проведено:
В результаті обґрунтування конструктивно-компонувальної схеми двигуна силової установки проведено:
аналіз конструктивних особливостей двигуна Д-36;
аналіз систем, які забезпечують роботу двигуна;
розрахунок параметрів робочої лопатки компресора на міцність;
визначені напруження, що діють в лопатках (напруження розтягу від відцентрових сил та згинальні моменти від газодинамічних сил).
В результаті виконання кваліфікаційної роботи показані шляхи удосконалення параметрів, що дають змогу покращити льотно-технічні характеристики літака Ан-74. Завдяки збільшенню величини на 17,6 % за рахунок установки профільованих лопаток робочого колеса та направляючих апаратів з титанового сплаву показана можливість зменшення маси газогенератора. При заданих параметрах двигун буде достатньо економічним, матиме задовільну потужність і значення температури газу перед турбіною не буде перевищувати своїх допустимих значень.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
Дмитриев В.Г., Каргопольцев В.А. Проблемы и перспективы развития авиационной техники / В.Г. Дмитриев // Проблемы создания перспективной авиационно-космической техники. – М.: Физматлит. – 2005. – С. 19-45.
Біла книга України - 2009. – К.: Міністерство Оборони України. – 2009. – 101 с.
Перспективи розвитку військово–транспортної авіації // Військо України. – № 7–8. – 2001. – С. 35–37.
Харченко О.В. Тенденції розвитку військової авіації на початку ХХI ст. /О.В. Харченко // Наука і оборона. – 2003. – №3. – С. 37–45.
Флоров И.Ф. Методы оценки эффективности применения двигателей в авиации / И.Ф. Флоров // Труды ЦИАМ № 1099. – 1985. – 260 с.
Мялица А.К. Разработка аванпроекта самолета: учебное пособие /А.К. Мялица, Л.А. Малашенко, А.Г. Гребеников, Е.Т. Василевский, В.Н. Клименко, А.А. Сердюков. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т “ХАИ”. – 2010. –233 с.
Концепция национальной безопасности Украины // Развитие государства. – 1997. – № 4. – С. 3–9.
Проектирование самолетов / Под ред. С.М. Егера. – М.: Машиностроение, 1983.
Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолетов / Э. Торенбик. – М.: Машиностроение, 1983. – 647 с.
Терещенко Ю.М. Інтеграція авіаційних силових установок і літальних апаратів / Терещенко Ю.М., Кулик М.С., Панін В.В. – К.: Нац. авіац. ун-т. – 2009. – 344 с.
Современная авиация России / 3–е доп. издание. – М.: ООО “Военный Парад”, 2007. – 400 с.
Современная военная авиация России /2–е доп. издание. – М.: ООО “Военный Парад”, 2005. – 320 с.
Гражданская авиация России. – М.: ООО “Военный Парад”. 2004. – 336 с.
Военная авиация. Оружие и технологии России. Энциклопедия 21 век. Том 4 / Под общей редакцией С. Иванова. – М.: Издательский дом “Оружие и технологии”, 2002. – 783 с.
Дональд Д. Энциклопедия военной авиации / Дэвид Дональд, Йон Лейк. – Перевод с англ. А. Бердов, И. Мальцев, А. Алексеев. – Изд–во “Омега”, 2003. – 443 с.
Теория и расчет воздушно–реактивных двигателей / Под ред. С.М. Шляхтенко. – М.: Машиностроение, 1987. – 568 с.
Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей / Ю.Н. Нечаев. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1990. – 878 с.
Терещенко Ю.М. Авіаційні газотурбінні двигуни / Ю.М. Терещенко, М.М. Мітрахович. – К.: КВІЦ, 2001. – 312 с.
Терещенко Ю.М., Шевченко А.В., Бондарчук В.А. Проблеми застосування турбогвинтовентиляторних газотурбінних двигунів на транспортних літаках / Ю.М. Терещенко, А.В. Шевченко, В.А. Бондарчук // Наука і оборона, 2003. – № 1. – С. 31–35.
Конструкция летательных аппаратов. Ч. 1 / Под ред. К.Д. Туркина. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского. – 1985.
Авиационный турбовинтовой двигатель АИ-24ВТ. – М.: Транспорт. – 2005. – 187 с.
Руководство по летной эксплуатации военно-транспортного самолета Ан-26Т. – М.: Транспорт. – 1986. – 321 с.
Достарыңызбен бөлісу: |