Особенности проектирования эффективных турбин с учетом влияния радиального зазора

Для перспективных авиационных и энергетических высокотемпературных газотурбинных двигателей необходимы высоконагруженные газовые турбины с лопатками малого удлинения, полученного увеличением хорды при неизменной длине лопаток и отношения среднего диаметра турбины к длине лопаток. Увеличение хорд рабочих лопаток в установках с высокой температурой и давлением рабочего тела позволяет резко снизить число лопаток в ступени газовой турбины, а также уменьшить средние по профилю и местные коэффициенты теплоотдачи от газа к лопатке при одновременном снижении напряжения изгиба ступеней турбины и разном относительном удлинении рабочих лопаток. В работе экспериментально исследовано влияние радиального зазора при изменении хорды рабочих лопаток постоянной длины в условиях ступеней турбин на основные показатели эффективности газовых турбин с рабочими лопатками разного относительного удлинения. Полученные результаты рекомендованы к использованию при проектировании газотурбинных двигателей различного назначения.

Литература

[1] Моляков В.Д., Тумашев Р.З. Особенности проектирования проточных частей турбин газотурбинных установок в зависимости от состава и параметров рабочей среды. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2003, № 2(51), с. 52–62.

[2] Бабкин В.И., Цховребов М.М., Солонин В.И., Ланшин А.И. Развитие авиационных ГТД и создание уникальных технологий. Двигатель, 2013, № 2(86), с. 2–7.

[3] Бабкин В.И. Роль науки в решении практических задач авиационного двигателестроения. Двигатель, 2013, № 3(87), с. 2–6.

[4] Харьковский С.В., Масловский А.В., Шатохин А.Г. Проблемы измерения радиальных зазоров высокотемпературных турбин перспективных ГТД. Тр. науч.-техн. конгресса по двигателестроению (НТКД–2014), ч. 1. Москва, АССАД, 2014, с. 72–76.

[5] Ланшин А.И., Палкин В.А., Федякин В.Н. Анализ тенденций развития авиационных двигателей для самолетов гражданской авиации. Двигатель, 2010, № 6, с. 2–5.

[6] Иванов М.Я., ред. Высокотемпературные газовые турбины. Москва, ТОРУС ПРЕСС, 2010. 304 с.

[7] Иванов М.Я., Почуев В.П. Проблемы создания высокотемпературных турбин современных авиационных двигателей. Конверсия в машиностроении, 2000, № 5, с. 34–46.

[8] Хайруллин Д.М., Швырева А.Е. Исследование конструкции торцов рабочих лопаток для минимизации утечек в радиальном зазоре турбины. Авиадвигатели XXI века. Матер. конф. Москва, ЦИАМ, 2010, с. 254–257.

[9] Кравченко И.Ф., Зеленый Ю.А., Климик Р.Р., Резник С.Б. Опыт создания систем управления радиальными зазорами в турбинах ГП «Ивченко прогресс». Авиадвигатели XXI века. Матер. конф. Москва, ЦИАМ, 2010, с. 275–278.

[10] Почуев В.П., Темис Ю.М., Харьковский С.В. Регулирование радиального зазора в ТВД ТРДД. Авиадвигатели XXI века. Матер. конф. Москва, ЦИАМ, 2010, с. 300–302.

[11] Кузменко М.Л., Нагога Г.П., Карелин Д.В. Способы разрешения противоречивых требований при проектировании высокотемпературных газовых турбин. Авиадвигатели XXI века. Матер. конф. Москва, ЦИАМ, 2010, с. 261–266.

[12] Нагога Г.П., Карелин Д.В., Диденко Р.А. Компромиссное решение противоречивых требований как принцип многофакторного проектирования высокотемпературных охлаждаемых турбин. Тр. науч.-техн. конгресса по двигателестроению (НТКД–2012). Москва, АССАД, 2012, с. 55–60.

[13] Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М., Кузьмичев В.С. Проектный термогазодинамический расчет основных параметров авиационных лопаточных машин. Самара, Самар. гос. аэрокосм. ун-т, 2006. 316 с.

[14] Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Пермь, ОАО «Авиадвигатель», 2006. 1204 с.

[15] Lattime S.B., Steinetz B.M. High-Pressure-Turbine Clearance Control Systems: Current Practices and Future Directions. Journal of Propulsion and Power, March-April 2004, vol. 20, no. 2, pp. 300–311.