Описание ПС-90А. 1. Общее описание двигателя. К основным узлам двигателя можно отнести: входное устройство; вентилятор с двумя подпорными ступенями; разделительный корпус с коробкой приводов; тринадцатиступенчатый осевой компрессор высокого давления; комбинированную трубчато-кольцевую камеру сгорания; двухступенчатую турбину высокого давления; четырехступенчатую турбину низкого давления; заднюю опору; реверсивное устройство; камеру смешения и реактивное сопло. Входное устройство представляет собой кольцевой переходник, который обеспечивает крепление воздухозаборника мотогондолы самолета к двигателю и размещение четырех датчиков системы управления и контроля двигателя. Компрессор двигателя двухкаскадный с относительно большой степенью двухконтурности m = 4,7–4,8. Для обеспечения запаса газодинамической устойчивости применена развитая механизация компрессора. Первый каскад представляет собой компрессор низкого давления, который состоит из вентилятора и двух подпорных ступеней. Вентилятор одноступенчатый, трансзвуковой. Из-за большого значения степени двухконтурности лопатки вентилятора имеют большую длину и поэтому выполнены с антивибрационными полками. Так как степень повышения давления в корневой части лопаток вентилятора невелика, то после него установлены две подпорные ступени для поджатия воздуха перед КВД. Они расположены на одном валу с вентилятором и совместно с турбиной низкого давления образуют общий ротор НД. Входной направляющий аппарат подпорных ступеней нерегулируемый. Механизация КНД обеспечивает перепуск воздуха за подпорными ступенями в наружный контур через заслонки перепуска воздуха 1-й группы (9 шт.) и 2-й группы (2 шт.). Разделительный корпус (РК) является силовым элементом двигателя, связывающим корпусы наружного и внутреннего контуров. На нем расположены узлы передней подвески двигателя. По своей длине разделительный корпус образует проточную часть потоков воздуха внутреннего и наружного контуров. В РК размещены передняя опора ротора КВД и задняя опора ротора КНД двигателя, а также центральный привод, который передает крутящий момент от ротора КВД к коробке приводов. Кроме этого, в нем установлены 11 заслонок перепуска воздуха 1 и 2 группы. Коробка приводов расположена в нижней части разделительного корпуса и служит для установки на ней двигательных и самолетных агрегатов и размещения их привода. Тринадцатиступенчатый компрессор высокого давления — осевой с развитой механизацией, имеет регулируемые входной направляющий аппарат, направляющие аппараты первой и второй ступеней и автоматически открываемые клапаны перепуска воздуха из-за шестой и седьмой ступеней. Камера сгорания — комбинированная трубчатокольцевая, состоит из 12 жаровых труб и кольцевого газосборника. В КС устанавливается 12 двухконтурных топливных форсунок и две свечи зажигания. Турбина предназначена для привода компрессоров высокого и низкого давления, вспомогательных агрегатов и состоит из турбины высокого давления и турбины низкого давления. Лопатки сопловых аппаратов и рабочих колес двухступенчатой турбины высокого давления охлаждаемые, а сопловые и рабочие лопатки четырехступенчатой турбины низкого давления не охлаждаемые. Задняя опора является силовым элементом двигателя. К ней подсоединяются кронштейн и тяги задней подвески двигателя. В задней опоре расположены опора роликового подшипника ТНД, коллектор термопар, трубопроводы подвода и отвода масла и суфлирования, трубопроводы подвода охлаждающего воздуха и наддува лабиринтных уплотнений масляных полостей опоры. В наружном контуре расположено реверсивное устройство решетчатого типа, которое служит для создания обратной тяги с целью сокращения длины пробега самолета при посадке. Достигается это поворотом створок, перекрывающих канал наружного контура и направляющих воздух на отклоняющие решетки. В камере смешения и нерегулируемом сужающемся реактивном сопле происходит смешение потоков воздуха наружного и газа внутреннего контуров а также дальнейшее расширение и ускорение газа и его истечение в окружающую атмосферу. 2. Компрессор низкого давления. 2.1. Входное устройство. Входное устройство дозвукового типа предназначено для подвода воздуха к компрессору и преобразования с минимальными потерями кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. Основным элементом входного устройства является самолетный воздухозаборник, крепящийся через переходник к двигателю. Вращающийся обтекатель образует внутреннюю поверхность входного устройства. Обтекатель имеет специальную профилировку, обеспечивающую бессрывной вход потока в межлопаточные каналы вентилятора и предотвращающую попадание посторонних предметов во внутренний контур двигателя, отражая их в наружный контур. Конструкция обтекателя сварная, изготавливается из титанового сплава ОТ4. Поскольку обтекатель вращающийся, он подвергается тщательной балансировке и центрируется относительно рабочего колеса вентилятора по цилиндрическому пояску на переднем кольце. Крепление обтекателя позволяет осуществлять его быстрый демонтаж . Обтекатель крепится к диску рабочего колеса винтами через фланец . Для удобства монтажа винты имеют удлиненную головку. При отвинчивании винта специальным ключом головка винта входит в отверстие кольца. Для предотвращения выпадания самоконтрящиеся гайки приклепаны к фланцу обтекателя с внутренней стороны. С целью защиты носка обтекателя от обледенения производится его обогрев горячим воздухом от противообледенительной системы (ПОС) воздухозаборника. Отбор воздуха для ПОС осуществляется из-за 8 ступени КВД при частоте вращения ротора ВД менее 10000 об/мин или из-за шестой ступени КВД при частоте вращения более 10000об/мин. Горячий воздух по системе трубопроводов подводится к передней опоре вентилятора и далее по каналам в неподвижной опоре и фланце лабиринта подводится в лабиринтную полость, ограниченную неподвижной опорой и вращающимся валом вентилятора. Из лабиринтной полости через отверстия в валу и полости воздух поступает в центральную трубку (вращается вместе с валом и обтекателем), откуда поступает в полость между двойными стенками обтекателя, предотвращая образование льда на его наружной поверхности. Через отверстия в наружной стенке обтекателя воздух выводится в набегающий поток. 2.2. Вентилятор. Вентилятор двигателя трансзвуковой, т.е. относительная скорость воздуха по высоте лопаток изменяется от дозвуковой до сверхзвуковой. Привод вентилятора осуществляется турбиной низкого давления (ТНД). Корпус вентилятора сварной конструкции, изготовлен из титанового сплава ВТ6. Он представляет собой кольцо с приваренными передним и задним фланцами. Оба фланца имеют отверстия под болты крепления (по 150 болтов М6 на каждый фланец). К переднему фланцу корпуса вентилятора крепится переходник двигателя. К заднему фланцу корпуса вентилятора крепится корпус спрямляющего аппарата вентилятора. Центрирование фланцев корпуса вентилятора обеспечивается цилиндрическими поясками. С целью обеспечения непробиваемости при обрыве рабочей лопатки корпус вентилятора, выполняющий функции удерживающего кольца, усилен по наружной поверхности намоткой из органопластика 6НТ — очень вязкого, ударопоглощающего материала, который представляет собой слоистый пластик, получаемый методом «сухой» намотки лент препрега на основе ткани СВМ и связующего компонента ЭДТ-10П с последующим горячим отверждением пакета. Для уменьшения перетекания воздуха, снижения гидравлических потерь и повышения КПД ступени вентилятора его конструкция предусматривает минимально возможную величину радиального зазора между торцами рабочих лопаток и внутренней поверхностью корпуса вентилятора. С этой целью на внутренней поверхности над рабочими лопатками вентилятора нанесено мягкое легкоистираемое покрытие УПК-153 на основе эпоксидной смолы с тальком толщиной 1,5 мм. Для снижения уровня шума в наружной оболочке за рабочим колесом вентилятора установлены девять секций акустических панелей 4 звукопоглощающей конструкции (ЗПК) из стеклопластика. Во внутренней оболочке за спрямляющим аппаратом вентилятора установлен кожух ЗПК 8 сотовой конструкции из титана. Рабочее колесо вентилятора имеет наружный диаметр Dк = 1,9 м, относительный диаметр втулки d = Dвт / Dк = 0,38. Удлинение лопатки по входу h1 = h1 / bср = 2,25. Модуль рабочего колеса состоит из 33-х рабочих лопаток, установленных в диске, крепящихся к диску с помощью болтового соединения. Диск и рабочие лопатки колеса, как одни из наиболее нагруженных деталей двигателя, изготовлены из высокопрочного титанового сплава ВТ8М. Диск имеет утолщенный обод, в котором методом протяжки выполнены двухзубые пазы елочного типа для крепления лопаток. В передней части диска у ступицы выполнен фланец с 24 отверстиями для крепления рабочего колеса совместно с фланцем ротора привода подпорных ступеней к валу вентилятора. Рабочая лопатка вентилятора имеет массу 5,91кг. Для обеспечения прочности соединения выбрано крепление ее в пазу диска с помощью двухзубого хвостовика елочного типа. По сравнению с другими типами креплений такое крепление обладает повышенной несущей способностью и позволяет разместить на диске большее число лопаток, а также обеспечивает оптимальные размеры хвостовика лопатки и межпазовых выступов диска при сравнительно невысоких контактных напряжениях. Посадка лопатки в паз диска осуществляется с зазором 0,214 мм по нерабочим поверхностям. Тугая посадка лопаток при сборке колеса вентилятора объясняется натягом 0,11 — 0,17мм между торцами антивибрационных полок. Для защиты от наклепа, износа при работе и задиров при сборке, хвостовики рабочих лопаток вентилятора покрываются серебром толщиной 3 — 5мкм. Для повышения жесткости лопаток рабочего колеса вентилятора и демпфирования их колебаний на профильной части лопаток выполнены антивибрационные полки, расположенные на 66 % высоты пера. Они имеют угол контакта 35 ° и смещены к выходной кромке лопатки. Толщина полок у торца равна 9,5 мм, при переходе к перу лопатки полки с верхней стороны выполнены с некоторым утолщением. Для повышения износоустойчивости антивибрационных полок в зоне контакта на торцы наносится твердосплавное покрытие на основе карбида вольфрама. Комлевые полки лопаток образуют плавную поверхность проточной части. Лабиринт вентилятора с передним кольцом входного направляющего аппарата образует воздушное уплотнение, которое препятствует перетеканию воздуха из-за ВНА. Также лабиринт удерживает рабочие лопатки от перемещения назад. Кольцо фиксирует рабочие лопатки вентилятора от перемещения вперед. За рабочим колесом вентилятора поток воздуха делится на два: поток наружного контура и поток внутреннего контура. Поток наружного контура поступает в каналы спрямляющего аппарата (СА) вентилятора, в которых восстанавливает свое направление до осевого. При этом статическое давление потока повышается за счет преобразования его кинетической энергии в потенциальную (канал между лопатками СА диффузорный). Наклонное положение лопаток СА позволяет уменьшить нормальную составляющую скорости к передней кромке лопатки. Благодаря этому уменьшаются волновые потери и повышается КПД вентилятора. Увеличенный осевой зазор между лопатками СА и рабочими лопатками вентилятора позволяет снизить уровень шума и повысить эксплуатационную технологичность двигателя за счет размещения смотрового окна. Лопатки спрямляющего аппарата выполнены методом холодного вальцевания из титанового сплава ОТ4. Внутренняя и наружная полки лопаток приклепаны к ее перу. Они образуют проточную часть наружного контура. Наружные полки лопаток СА крепятся винтами к корпусу СА, а внутренние к кожуху 6 с помощью болтов. Кожух с ЗПК образует проточную часть наружного контура. 2.3. Подпорные ступени. Подпорные ступени (ПС) предназначены для увеличения степени повышения давления воздуха в КНД. Степень повышения давления воздуха в КНД составляет около 2,5, температура за подпорными ступенями около 100°С. Устойчивая работа подпорных ступеней на нерасчетных режимах обеспечивается путем перепуска воздуха из-за спрямляющего аппарата при помощи заслонок перепуска, расположенных в разделительном корпусе. Узел подпорных ступеней состоит из ротора, входного направляющего аппарата (ВНА), подпорных ступеней, корпусов первой и второй подпорных ступеней с направляющими аппаратами. Ротор подпорных ступеней и рабочее колесо вентилятора образуют единый ротор КНД. Диски рабочих колес обеих ступеней крепятся к фланцу диска привода ПС с помощью сорока призонных болтов. Центрирование этих деталей производится по цилиндрическим поверхностям. Передний фланец диска привода ПС вместе с рабочим колесом вентилятора крепится к валу двадцатью четырьмя призонными болтами. Соединение рабочих лопаток обеих ступеней с дисками выполнено замком типа «ласточкин хвост». От продольных перемещений лопатки первой ступени удерживаются пластинчатым замком. Крестообразный пластинчатый замок вкладывается в крестообразную выемку, выфрезерованную в подошве хвостовика лопатки, а его выступы загибаются вниз на торцах диска с двух сторон. Лопатки второй ступени фиксируются штифтами. Обод рабочего колеса первой ступени имеет в передней и задней части кольцевые выступы с гребешками лабиринтного уплотнения. Диски подпорных ступеней и вал привода ПС выполнены из титанового сплава ВТ8, рабочие лопатки — из сплава ВТ8М, а вал вентилятора — из стали ЭП517. Входной направляющий аппарат (ВНА) состоит из 77 лопаток, внутреннего кольца 20 и разделительного носка. Лопатки ВНА изготовлены из титанового сплава ВТ8М. Они вставлены в разделительный носок и закреплены в нем болтами. Внутреннее кольцо ВНА с помощью заклепок соединяется с передним кольцом, образующим проточную часть. Цилиндрическая поверхность кольца 20 совместно с передними гребешками диска 19 образует лабиринтное уплотнение. В этом уплотнении цилиндрическая поверхность имеет срабатываемое покрытие с целью уменьшения радиального зазора. В собранном виде ВНА крепится винтами к корпусу первой подпорной ступени. Корпус первой подпорной ступени с направляющим аппаратом состоит из наружного корпуса, кольца с направляющими лопатками и двух фланцев лабиринтов. Корпус изготовлен из титанового сплава ВТ6, на его внутренней поверхности имеется срабатываемое покрытие. Лопатки изготовлены из титанового сплава ВТ8М. Соединение с наружным кольцом выполнено с помощью замка типа «ласточкин хвост». Внутренние полки лопаток образуют проточную часть. К буртикам внутренних полок приклепаны фланцы лабиринтов со срабатываемым покрытием на цилиндрической поверхности. К заднему фланцу корпуса с помощью болтов крепится фланец корпуса второй подпорной ступени. Корпус второй ПС и спрямляющий аппарат образуют проточную часть за ротором подпорных ступеней. Корпус второй ступени выполнен из титанового сплава ВТ6. В спрямляющем аппарате направление потока воздуха восстанавливается до осевого. Спрямляющий аппарат состоит из лопаток наружного и внутреннего колец. Лопатки СА имеют наружные и внутренние полки и изготовлены из титанового сплава ВТ8М. Наклонное положение продольной оси лопаток СА соответствует профилю канала проточной части. Внутренние полки лопаток СА приклепаны к кольцу. Наружные полки лопаток соединяются с фланцами корпусов с помощью болтов, а задние кромки полок входят в проточку наружного корпуса. 2.4. Опоры ротора вентилятора и подпорных ступеней. Передняя опора вентилятора является консольной. Она выполнена из титанового сплава ВТ6 и своим задним фланцем крепится к разделительному корпусу. Внутри полости опоры расположены: вал вентилятора, шарикоподшипник, детали лабиринтного уплотнения, трубка подвода воздуха на обогрев обтекателя, трубка и коллектор подвода воздуха на наддув лабиринтных уплотнений, трубопровод подвода масла к шарикоподшипнику с двумя жиклерами. На цапфу вентилятора посажена втулка, которая своими внутренними шлицами соединяется со шлицами на буртике вала. На втулке расположены внутренняя обойма шарикоподшипника, регулировочное кольцо, два лабиринта. Все эти детали стянуты гайкой-индуктором и зафиксированы чашечным замком. Гайка является одновременно индуктором для трех датчиков ДЧВ-2500 частоты вращения ротора вентилятора. Датчики закреплены на опоре вентилятора в стаканах. За счет изменения толщины регулировочное кольцо позволяет регулировать осевой и радиальный зазоры между рабочими лопатками и корпусом вентилятора. Наружное кольцо подшипника помещено в обойме и прижато фланцем, который крепится к опоре вместе с фланцем обоймы и кольцом при помощи винтов. Изменяя толщину кольца, можно регулировать усилие прижатия наружного кольца подшипника к обойме и таким образом обеспечивать возможность его проворачивания в корпусе при работе двигателя. Это уменьшает износ беговых дорожек подшипника. В передней опоре ротор вентилятора зафиксирован от продольных перемещений. Шарикоподшипник воспринимает осевые усилия, которые представляют собой разность осевых усилий, действующих на ротор вентилятора с подпорными ступенями и на ротор турбины низкого давления, а также радиальные усилия, представляющие собой реакцию действия инерционных сил и гироскопического момента ротора при полете по криволинейной траектории. Подача масла к внутреннему кольцу подшипника осуществляется форсункой через внутреннюю полость гайки-индуктора. Слив масла и суфлирование полости передней опоры происходит через отверстия в разделительном корпусе. Задняя опора вентилятора расположена в корпусе центрального привода. Корпус задней опоры имеет два цилиндрических пояска, которыми он центрируется в передней и задней стенках разделительного корпуса, а своим передним фланцем он крепится к корпусу винтами. На задней цапфе вала вентилятора расположены: втулка, роликовый подшипник, гайка крепления внутреннего кольца подшипника и лабиринтная втулка. Осевое положение ротора ТНД относительно статора регулируется изменением толщины заднего регулировочного кольца, которое является упором для вала ротора ТНД. Гайка фиксируется пластинчатым замком. Задняя опора упруго-демпферного типа. Применение упруго-демпферных опор (УДО) вызвано стремлением понизить критическую частоту вращения ротора ниже оборотов малого газа. Помимо этого, УДО работают как демпферы колебаний ротора вентилятора, в результате чего коэффициент виброперегрузки двигателя понижается. Конструкция УДО состоит из обоймы, наружного и внутреннего упругих элементов (рессор), уплотнительных колец, роликоподшипника, гайки крепления подшипника. Наружное кольцо подшипника зажимается во внутренней рессоре гайкой, которая контрится пластинчатым замком. Наружная и внутренняя рессоры соединены между собой винтами, а наружная рессора вместе с обоймой крепится фланцем к корпусу опоры. Наружная и внутренняя рессоры выполнены из легированной стали 13Х14НВФРА. Трущаяся поверхность цементируется. Передние цилиндрические участки с выфрезерованными в них окнами (так называемые беличьи колеса) являются упругими элементами рессор. Между внутренней рессорой и стаканом с помощью маслоуплотнительных колец образована полость, заполненная маслом. Маслоуплотнительные кольца разрезные, это позволяет установить их в канавки внутренней рессоры. Образованная таким образом масляная прослойка является демпфирующей, а сама полость называется демпферной. При появлении вибраций в демпферной полости возникает так называемый насосный эффект: масло то выталкивается из полости, то засасывается в нее. Работа демпфирования уменьшает амплитуду колебаний. Толщина масляной прослойки составляет 0,1 — 0,165мм. Поэтому УДО является также ограничителем прогибов вала при колебаниях. Масло на смазку подшипника поступает по каналам в разделительном корпусе, корпусе опоры и через жиклер форсунки 6 впрыскивается на беговую дорожку. Из этого же канала через отверстия в обойме масло поступает в демпферную пол ость УДО. 2.5. Вал вентилятора. Соединение валов вентилятора и ТНД. Крутящий момент от турбины низкого давления передается на вал вентилятора через шлицевое соединение эвольвентного типа. Вал ТНД внутренними шлицами на передней части соединен с валом вентилятора и в осевом направлении фиксируется соединительным болтом, гайкой и сферическим кольцом. Соединительный болт вворачивается в гайку. Гайка от отворачивания фиксируется шлицевой втулкой, которая контрится пружинным кольцом. Гайка через сферическое кольцо упирается в выступ вала. Требуемое осевое положение ротора ТНД относительно статора обеспечивается подбором регулировочного кольца. Для устранения теплового распора между торцом вала ТНД и пакетом деталей на валу вентилятора предусмотрен гарантированный зазор, который обеспечивается отворачиванием соединительного болта на определенный угол. Головка соединительного болта через два сферических кольца опирается на выступ вала вентилятора. Благодаря возможности самоустановления сферические кольца исключают возможность изгиба соединительного болта и обеспечивают его работу только на растяжение. Соединительный болт удерживается от отворачивания шлицевой втулкой, которая своими задними наружными шлицами соединена с внутренними шлицами головки соединительного болта, а передними наружными шлицами — с внутренними шлицами втулки. Втулка зафиксирована относительно вала вентилятора цилиндрическими штифтами. Во втулке установлена крышка, которая удерживается в ней с помощью регулировочного кольца и разрезного пружинного кольца. 3. Компрессор высокого давления. 3.1. Общая характеристика. Тринадцатиступенчатый компрессор высокого давления, имеющий на расчетном режиме степень повышения давления * πк = 13,6, приводится во вращение турбиной высокого давления (ТВД). Число ступеней и форма профиля его проточной части являются результатом стремления получить высокие значения * πк и необходимый расход воздуха при возможно меньших габаритах и массе узла. Для обеспечения газодинамической устойчивости на всех эксплуатационных режимах работы двигателя КВД имеет развитую механизацию в виде поворотных лопаток ВНА I и II ступеней, а также клапанов перепуска воздуха из-за VI и VII ступеней, работа которых обеспечивается программой управления двигателем. Тепловое состояние деталей КВД определяется в основном температурой воздуха, которая на взлетном режиме изменяется от 100°С на входе до 570°С на выходе КВД. Повышение температуры в одной ступени в среднем составляет около 35°С. Компрессор высокого давления состоит из статора и ротора, образующих в собранном виде лопаточную машину осевого типа. 3.2. Статор КВД. Статор КВД включает в себя: входной направляющий аппарат (ВНА), рабочее колесо I ступени; корпус с направляющими аппаратами (НА) I ,II , III ступеней, передний корпус, задний корпус, корпус перепуска и отборов воздуха, корпус обдува, спрямляющий аппарат (СА) XIII ступени, кольцо подвески. Собранный статор КВД передним фланцем крепится к разделительному корпусу, а на его задних фланцах монтируется камера сгорания. Входной направляющий аппарат установлен на входе КВД и служит для направления потока воздуха на лопатки рабочего колеса I ступени под углом, задаваемым программой управления двигателем. Для расширения зоны устойчивой работы компрессора на малых, средних и рабочих частотах вращения ВНА, НА первой и второй ступеней выполнены регулируемыми и имеют механизм поворота лопаток. При повороте лопаток изменяется проходное сечение ВНА, НА I и II ступеней, что позволяет изменять расход воздуха через КВД и таким образом избежать помпажа, который мог бы возникнуть при срывном обтекании рабочих лопаток этих ступеней. Поворот лопаток ВНА, НА первой и второй ступеней осуществляется по заданной программе в зависимости от приведенной частоты вращения ротора. При работе двигателя на частоте вращения ниже 8300±100 об/мин лопатки ВНА устанавливаются на угол – 45°, лопатки НА I ступени на угол –33°, лопатки НА II ступени на угол –20°. В диапазоне от 8300 ± 100 до 10500 ± 100 об/мин происходит поворот лопаток на увеличение угла установки: ВНА от –45° до 0°; НА I ступени от –33° до +3°; На II ступени от –20° до +2,5°. ВНА состоит из наружного и внутреннего колец, направляющих лопаток с закрепленными на них рычагами и кольца привода с роликами — деталей механизма поворота направляющих лопаток. Наружное кольцо, изготовленное из титанового сплава, передним фланцем крепится к разделительному корпусу. На наружной поверхности кольца имеются бобышки, в которые запрессованы стальные сферические втулки, служащие опорами для верхних цапф лопаток. На внутренней поверхности наружного кольца имеются два посадочных цилиндрических пояска, по которым центрируется рабочее кольцо II ступени. Внутреннее кольцо ВНА 15 состоит из двух полуколец, стянутых болтами. Между полукольцами устанавливаются сферические втулки, служащие опорами для нижних цапф лопаток. Внутреннее кольцо передним фланцем при помощи шпилек крепится к разделительному корпусу. Лопатки ВНА, изготовленные из титанового сплава, имеют профильную часть (перо) и две цапфы (наружную и внутреннюю). На цапфах лопаток напрессованы стальные втулки. На втулках монтируются сферические кольца, посредством которых лопатки ВНА опираются на сферические втулки опор. Лопатки ВНА закреплены своими цапфами в наружном и внутреннем кольцах в сферических опорах и поворачиваются вокруг своей продольной оси с помощью ведущего кольца, соединенного шарнирно с рычагами на лопатках. Сферические опоры предотвращают защемление цапф при небольшой деформации лопаток, корпуса компрессора, вызываемой эксплуатационными нагрузками и неравномерным изменением температуры стенок корпусов. На верхние цапфы лопаток устанавливаются рычаги, изготовленные из титанового сплава. В рычагах, закрепленных на цапфах штифтами, завальцованы сферические подшипники, через которые эти рычаги соединяются с кольцом привода при помощи пальцев. Пальцы в ведущем кольце закреплены пластинчатыми пружинными замками. Кольцо привода состоит из двух полуколец, соединенными двумя скобами, имеющими проушины для привода кольца. Полукольца и скобы изготовлены из титанового сплава. В кольце привода имеются пазы для установки роликов. Ролики соединяются с кольцом при помощи осей и могут свободно проворачиваться на втулках. Ролики опираются на специально выполненную цилиндрическую поверхность на кольце наружном, имеющую износостойкое покрытие, ограничивающее радиальное смещение ведущего кольца. На обеих скобах, соединяющих полукольца, имеются выступы, на корпусах – упоры, предназначенные для установки лопаток ВНА на определенный угол. Корпус с направляющими аппаратами (НА) I , II , III ступеней состоит из наружного корпуса, имеющего горизонтальный разъем, внутренних колец I и II ступеней, направляющих лопаток I и II ступеней, направляющего аппарата изготовлен из титанового сплава. Передним фланцем наружный корпус крепится к ВНА. На наружной поверхности корпуса имеются бобышки, в которые запрессованы стальные втулки, служащие опорами для верхних цапф лопаток НА I и II ступеней. На наружном корпусе также имеются опорные поверхности под ролики ведущих колец с износостойким покрытием. На нем также находится лючок для осмотра лопаток I и II ступеней. Лопатки НА I и II ступеней изготовлены из титанового сплава, имеют профильную часть (перо) и две цапфы: наружную – большую и внутреннюю – малую. На цапфы лопаток напрессованы стальные втулки. С помощью наружных цапф лопатки НА I и II ступеней устанавливаются в наружном корпусе. Крепление лопаток НА I и II ступеней во внутренних кольцах аналогично креплению лопаток ВНА: цапфы лопаток с напрессованными на них стальными втулками входят в сферические опоры, расположенные во внутренних разъемных кольцах НА I и II ступеней. Лопатки НА III ступени крепятся на полукольцах НА с помощью замков типа «ласточкин хвост». Полукольца крепятся к наружному корпусу при помощи винтов. Лопатки НА III ступени и полукольца изготовлены из титанового сплава. Конструкция внутренних колец НА I и II ступеней аналогична конструкции внутреннего кольца ВНА. Различие заключается в наличии горизонтального разъема у внутренних колец НА I и II ступеней. Внутренние кольца изготовлены из титанового сплава. Конструкция рычагов, колец привода, скоб и их соединение между собой такое же, как на ВНА. Поворот лопаток ВНА, НА I и II ступеней осуществляется рычагами, жестко соединенными с поворотными лопатками и шарнирно закрепленными с кольцами привода ВНА, НА I и II ступеней. Кольца привода поворачиваются посредством тяг, шарнирно соединенных с одной стороны со скобами ведущих колец, с другой стороны — с рычагами ведущих валов. Ведущие валы приводятся в движение двумя гидроцилиндрами, закрепленными на кронштейнах, расположенных диаметрально противоположно на заднем фланце наружного кольца ВНА. Контроль за углами установки лопаток ВНА, НА I и II ступеней осуществляется датчиком ДБСКТ. Каждому определенному углу установки лопаток соответствует определенный угол поворота ротора датчика. Рабочее кольцо I ступени, имеющее щелевую перфорацию для снижения вибронапряжений на рабочих лопатках, устанавливается между ВНА и корпусом с НА I,II, III ступеней. Корпус передний изготовлен из титанового сплава, сварной, не имеет горизонтальных разъемов. Такая конструкция обеспечивает большую жесткость, уменьшает овализацию корпуса при нагреве, что позволяет уменьшить радиальные зазоры и повысить КПД компрессора. В обечайке корпуса имеются отверстия для крепления колец направляющих аппаратов IV–VII ступеней, а также два ряда отверстий для перепуска воздуха из-за VI и VII ступеней и один лючок (в месте установки НА ступени) для осмотра рабочих лопаток V и VI ступеней. На наружной поверхности обечайки приварены ребра, которые вместе с элементами конструкции корпуса перепуска и отборов создают полости перепуска изза VI и VII ступеней, изолированные друг от друга. Направляющие аппараты IV–VII ступеней крепятся к обечайке переднего корпуса винтами. Кольца НА IV–VII ступеней имеют разъемы. Лопатки IV–VII ступеней крепятся на кольцах НА консольно при помощи замков типа «ласточкин хвост». Направляющие лопатки и ступеней изготовлены из титанового сплава ВТ8М, а VI и VII ступеней – из железоникелевого сплава ЭИ787ВД. Кольца НА изготовлены из титанового сплава. Рабочие кольца IV–VII ступеней изготовлены из титанового сплава и имеют истираемое покрытие. На торцевых поверхностях колец НА IV–VII ступеней имеются кольцевые выступы, которые входят в проточки на торцах рабочих колец. Этим достигается взаимное центрирование указанных элементов конструкции. От смещения в окружном направлении кольца фиксируются штифтами. Передним фланцем передний корпус крепится к корпусу с НА I, II, III ступеней, задним фланцем – к корпусу перепуска и отборов воздуха. Задний корпус сварной из стали ЭП-718. Выбор такого материала объясняется более высокой температурой воздуха в последних ступенях. В заднем корпусе также имеются отверстия для крепления направляющих аппаратов VIII–XII ступеней и рабочих колец IX–XIII ступеней. Между передним и задним корпусами КВД образован кольцевой канал, через который отбирается воздух для охлаждения лопаток турбины и для кондиционирования пассажирского салона, а также для противообледенительной системы самолета и других самолетных нужд. Направляющие лопатки VIII–XII ступеней изготовлены из железоникелевого сплава ЭИ787ВД. Лопатки крепятся консольно на кольцах направляющего аппарата замком типа «ласточкин хвост». Кольца НА крепятся к переднему и заднему корпусам винтами. Рабочие кольца VIII–XIII ступеней имеют истираемое покрытие для достижения минимальных зазоров между рабочими кольцами и рабочими лопатками. Для осуществления сборки узла КВД кольца НА VIII–XIII ступеней имеют разъемы. На торцевых поверхностях этих колец имеются кольцевые выступы, которые входят в проточки на торцах рабочих колец. Этим достигается взаимное центрирование указанных элементов конструкции. От смещения в окружном направлении кольца фиксируются штифтами. При сборке ротор вместе с направляющими аппаратами и рабочими кольцами вставляется в корпус, после чего направляющие аппараты крепятся винтами к корпусу. На заднем корпусе имеются лючки для осмотра рабочих лопаток VIII– XIII ступеней при эксплуатационном контроле, на корпусе камеры сгорания имеется лючок для осмотра рабочих лопаток XIII ступени. Корпус перепуска и отборов воздуха сварной конструкции, изготовлен из титанового сплава. Он установлен на переднем корпусе КВД и образует вместе с ним изолированные кольцевые полости. Через две из них осуществляется перепуск воздуха из внутреннего контура (из-за VI и VII ступеней) в наружный через клапаны перепуска, расположенные на фланцах корпуса перепуска (на рисунке клапаны не показаны). Клапаны перепуска воздуха являются вторым элементом механизации компрессора (кроме поворотных лопаток ВНА и НА I и II ступеней). Кроме расширения диапазона устойчивой работы, перепуск воздуха улучшает пусковые характеристики двигателя (облегчает раскрутку ротора КВД при запуске), а также снижает вибронапряжения в лопатках, которые могли бы возникнуть от вибрации на предпомпажных и помпажных режимах. В КВД имеется шесть клапанов перепуска. Через три передних клапана происходит перепуск воздуха из-за VI ступени, а через три задних – из-за VII ступени. В задней части корпуса перепуска имеются фланцы для крепления труб отбора воздуха за VII ступенью на охлаждение турбины, в систему кондиционирования самолета, на обогрев воздухозаборника и др. Корпус обдува — стальной, сварной конструкции, имеет продольный разъем. В этом корпусе образован коллектор (кольцевая полость) с большим количеством отверстий, через которые осуществляется обдув заднего корпуса КВД относительно холодным воздухом, отбираемым за подпорными ступенями. Такой обдув приводит к уменьшению радиальных зазоров между рабочими лопатками IX–XIII ступеней и корпусом. Для выпуска воздуха обдува на корпусе обдува возле фланцев имеется два ряда отверстий. Управление обдувом выполняет система управления радиальными зазорами, которая открывает и закрывает заслонки обдува, расположенные за подпорными ступенями. Система активного управления радиальными зазорами описана в разделе, посвященном системе автоматического управления двигателем. Спрямляющий аппарат (СА) XIII ступени устанавливается за ротором КВД. Он спрямляет закрученный в рабочем колесе воздух до осевого направления перед поступлением его в камеру сгорания. СА XIII ступени состоит из наружного кольца и лопаток. Лопатки закреплены в наружном кольце при помощи замка типа «ласточкин хвост». Внутренние полки лопаток имеют ребра, образующие кольцевой фланец, при помощи которого СА крепится к фланцу корпуса опоры совместно с внутренним кольцом диффузора камеры сгорания. Фланец наружного кольца соединен болтами с фланцами заднего корпуса КВД и корпуса камеры сгорания и с кольцом подвески. Таким образом, лопатки СА XIII ступени входят в силовую схему двигателя, передавая радиальные усилия, возникающие в задней опоре КВД, на кольцо подвески. Лопатки СА XIII ступени изготовлены из жаропрочного сплава ВЖЛ14, наружное кольцо СА – стальное. Кольцо подвески входит в средний силовой пояс, являясь частью силовой схемы двигателя. Это кольцо повышает жесткость корпусов КВД и газогенератора двигателя в целом, уменьшая прогибы корпусов вместе с опорами, а следовательно, и валов ротора. Кольцо подвески – точеное, из железо-никелевого сплава ЭИ787ВД. 3.3. Ротор компрессора высокого давления. Ротор КВД состоит из вала ротора, тринадцати рабочих колес (РК), промежуточных колец, передних и задних лабиринтов и деталей крепления. Ротор КВД –диско-барабанного типа, крутящий момент от вала непосредственно передается рабочим колесам при помощи шлиц. Диски рабочих колес и лабиринт ротора насажены на вал ротора и центрируются на нем прямоугольными шлицами. Такое центрирование не нарушается при деформации дисков под действием нагрузок и при изменении их температуры. Лабиринт ротора крепится к диску XIII ступени замком «пушечного типа». От перемещения в осевом направлении рабочие колеса закреплены на валу гайками; гайки законтрены пластинчатыми замками. Между ступицами дисков I и II ступеней на валу расположено регулировочное кольцо. Подбором его толщины обеспечивают необходимый натяг между ободами дисков и промежуточными кольцами, который необходим для предотвращения расхождения стыков и наклепа их поверхностей при действии на ротор изгибающего момента. Каждое из рабочих колес состоит из диска и рабочих лопаток, закрепленных на дисках замком типа «ласточкин хвост». Для образования плавной проточной части и фиксирования лопаток III– XII ступеней в осевом направлении, а также для повышения изгибной прочности и жесткости ротора между ободами дисков установлены промежуточные кольца. Кольца центрируются своими выступами в ободах дисков. Лопатки – ступеней фиксируются цилиндрическими штифтами, а лопатки XIII ступени пластинчатыми замками. Для предотвращения резонансных колебаний по первой изгибной форме наиболее длинные лопатки I и II ступеней имеют антивибрационные полки. К ребру обода диска I ступени, а также к ребру лабиринта ротора на диске XIII ступени при помощи заклепок крепят грузики, которые используют для динамической балансировки ротора КВД. Рабочие лопатки I–VIII ступеней выполнены из титанового сплава ВТ8М, а IX– XIII ступеней – из стали ЭИ787ВД; диски рабочих колес I–VI ступеней из титанового сплава ВТ18У, диски VII–XIII ступеней – из сплава ЭИ787ВД. Различие в материалах объясняется изменением рабочей температуры деталей от ступени к ступени. Промежуточные кольца – ступеней выполнены из титанового сплава, а XI и XII ступеней – стальные. Вал ротора изготовлен из стали ЭП517. На передней цапфе вала ротора за гайкой монтируются два лабиринта, регулировочное кольцо, внутреннее кольцо роликового подшипника. Все эти детали стянуты на валу гайкой, законтренной пластинчатым замком. Внутри вала нарезаны эвольвентные шлицы, при помощи которых он соединяется с хвостовиком ведущего цилиндрического зубчатого колеса центрального привода. От осевого перемещения зубчатое колесо удерживается штифтами. На задней цапфе вала монтируются детали трехступенчатого лабиринтного уплотнения, регулировочное кольцо, шариковый подшипник и вал привода. Все эти детали стянуты гайкой, навернутой на вал ротора. Регулировочное кольцо служит для корректировки осевого расположения ротора КВД относительно статора, т.е. для регулирования осевых зазоров при сборке. Соединение валов роторов КВД и ТВД осуществляется через вал привода КВД. Это соединение передает крутящий момент с ротора ТВД на ротор КВД, обеспечивает осевую фиксацию ротора ТВД и уравновешивание осевых усилий, действующих на роторы ТВД и КВД. Важными требованиями к этому соединению являются технологичность сборки двигателя и высокая надежность соединения. Разрушение этого соединения может привести к нелокализованному разрушению турбины, частота вращения которой при отсутствии уравновешивающего крутящего момента со стороны КВД резко возрастет. Вал привода своими внутренними шлицами соединяется с наружными шлицами вала ротора и закреплен на нем гайкой. На заднем конце вала привода имеются внутренние шлицы, которыми он соединяется со шлицевой втулкой, а та, в свою очередь, своими внутренними шлицами соединяется с валом ротора ТВД. Все детали, размещенные внутри вала привода, стянуты гайкой, которая жестко связывает их в осевом направлении. Вал привода, в свою очередь, жестко стянут с валом ротора КВД гайкой. Связь вала ротора ТВД с валом привода КВД осуществляется через стяжную втулку, которая вворачивается в резьбу на внутренней поверхности переднего конца вала ТВД. Своим фланцем она стягивает сферическое кольцо, центрирующее кольцо и шлицевую втулку, которая упирается в гайку. Втулка зафиксирована в осевом направлении гайкой, которая своими выступами на внутренней стороне входит во впадины между шлицами на валу ротора ТВД, исключая, таким образом, возможность ее раскручивания. Кольцо фиксирует в осевом направлении кольцо, которое своими выступами через обоймы упирается в гайку, предотвращая ее раскручивание. Стяжная втулка контрится с помощью контровочной втулки, которая своими выступами входит в зацепление с выступами на заднем конце втулки. Сама контровочная втулка зафиксирована от прокручивания шлицевым соединением с валом ротора ТВД, а в осевом направлении – разрезным кольцом. Втулка, находящаяся в обоймах, выполняет роль ограничителя прогибов длинного вала ротора ТНД. Сферическое соединение (кольца) компенсирует небольшой (в пределах допуска) перекос осей валов ТВД и КВД, не устраняемый до конца регулировкой соосности опор. Осевые усилия с ротора ТВД, направленные в сторону сопла, передаются через резьбу на втулке на кольца и втулку. Далее через гайку они передаются на вал привода и через выступ на его внутренней поверхности – на гайку, а через резьбовое соединение – на вал ротора. Далее неуравновешенное осевое усилие через резьбу на гайке и детали лабиринтного уплотнения и кольцо передается на шариковый подшипник. 3.4. Опоры ротора КВД. Передняя опора ротора КВД – упругодемпферная (УДО). Конструкция ее аналогична конструкции задней опоры ротора вентилятора. Наружное кольцо роликового подшипника монтируется в стакане внутренней рессоры и затянуто гайкой, законтренной пластинчатым замком. На внешней поверхности внутренней рессоры проточены две канавки, в которые устанавливаются по два маслоуплотнительных кольца. Наружная рессора своим задним фланцем крепится к корпусу приводов, а передним фланцем соединяется с фланцем внутренней рессоры. Между маслоуплотнительными кольцами в зазорах между наружной и внутренней рессорами образована демпферная полость, в которую подводится масло по каналам в корпусе. Отсюда же по каналам во внутренней рессоре масло поступает на смазку подшипника. Радиальные усилия, возникающие в передней опоре ротора КВД, передаются через УДО, корпус опоры и разделительный корпус на узлы крепления двигателя. Уплотнение масляной полости роликового подшипника лабиринтное, двухступенчатое. Фланцы лабиринтов, сопрягаемые с лабиринтами, установленными на передней цапфе вала ротора КВД, крепятся к корпусу приводов. Внутренняя поверхность фланцев лабиринтов с целью уменьшения радиального зазора имеет истираемое покрытие. Задней опорой ротора КВД является шариковый подшипник, который воспринимает радиальные усилия, а также разность осевых усилий, действующих на роторы КВД и ТВД. Наружное кольцо шарикового подшипника монтируется в стальном стакане, запрессованном в корпус опоры, которая конструктивно входит в сварной узел внутреннего корпуса камеры сгорания. Усилия с шарикового подшипника через опору передаются на спрямляющий аппарат XIII ступени и далее через кольцо подвески и тяги силовой схемы к узлу крепления двигателя. Уплотнение масляной полости шарикового подшипника – лабиринтное, трехступенчатое. Фланцы лабиринтов крепятся к корпусу опоры. Сопрягаемые с лабиринтами поверхности имеют истираемое уплотнительное покрытие. Для уменьшения теплоотдачи в масло стенка переднего фланца лабиринта имеет слой теплоизоляции, удерживаемый кожухом. Между стенками фланцев лабиринтов образована полость, которая обдувается воздухом. Воздух для наддува лабиринтов отбирается из-за подпорных ступеней. Масло для смазки и охлаждения подшипника подводится по внешнему трубопроводу к масляным жиклерам и впрыскивается на беговую дорожку подшипника через жиклеры. 4. Разделительный корпус. Разделительный корпус отлит из магниевого сплава МЛ-5 и конструктивно состоит из двух частей: наружного и внутреннего корпусов, соединенных между собой шпильками. Наружный корпус состоит из наружного обода с передним и задним фланцами, внутренней кольцевой коробки, четырех радиальных и восьми тангенциальных стоек. К переднему фланцу наружного корпуса крепится корпус СА вентилятора, а к заднему фланцу – передний кожух наружного контура. На наружном ободе наружного корпуса расположены фланцы крепления трубы суфлирования, коробки приводов, такелажных подвесок, агрегата зажигания ПВФ-22-6, клеммной коробки, датчиков давления и температуры, приемника осредненного давления, маслобака, теплообменника системы кондиционирования воздуха и транспортировочные фланцы. На задней стенке наружного корпуса имеются отверстия для выхода труб системы активного управления зазорами, а также фланцы для постановки гидроцилиндров заслонок перепуска воздуха и труб наддува лабиринтных уплотнений. В нижней полой стойке проходят шлицевые валики привода КП, а также расположены кожух вала и труба слива масла. Через верхнюю полую стойку проходит труба суфлирования внутренних полостей разделительного корпуса, коробки приводов, кожуха вала, задней опоры турбины и маслобака, а также трубопровод подвода воздуха на обогрев кока. Внутренний корпус состоит из наружного обода с передним и задним фланцами, внутренней кольцевой коробки с передним и заднимфланцами и шести радиальных стоек. Верхняя полуокружность наружного обода внутреннего корпуса охвачена силовым кольцом жесткости коробчатого типа для усиления узла передней подвески двигателя. На наружной обечайке внутреннего корпуса расположен фланец крепления кронштейна горизонтальной тяги, фланец крепления трубы суфлирования кожуха вала и задней опоры, фланец крепления промежуточной опоры валиков привода КП. К переднему фланцу внутреннего корпуса крепится корпус СА КНД, а также корпус передней опоры КНД. К заднему фланцу наружной обечайки внутреннего корпуса крепится силовое кольцо, в котором установлен кронштейн передней подвески двигателя. К заднему фланцу внутренней коробки внутреннего корпуса крепится ВНА КВД. В задней части кольцевой коробки внутреннего корпуса запрессована стальная обойма упруго-демпферной опоры роликоподшипника вала ротора КВД. В полости между наружным и внутренним корпусами расположены 12 окон. Одиннадцать из них предназначены для перепуска воздуха из-за подпорных ступеней КНД в наружный контур двигателя. Окна перепуска закрываются заслонками, управляемыми гидроцилиндрами. К двенадцатому окну крепится труба отбора воздуха системы управления зазорами компрессора и турбины. Корпус приводов центрируется по двум цилиндрическим расточкам во внутреннем корпусе и крепится на шпильках переднего фланца кольцевой коробки. 5. Камера сгорания. 5.1. Общая характеристика камеры сгорания. Камера сгорания расположена между компрессором высокого давления (КВД) и турбиной высокого давления (ТВД) и включена в силовую схему двигателя. Камера сгорания (КС) двигателя ПС-90А выполнена по трубчато-кольцевой схеме, но отличается от традиционной схемы наличием кольцевого газосборника. Такая схема позволяет снизить окружную неравномерность поля температур газа перед турбиной за счет выравнивания температур газа в кольцевом газосборнике и сохранить преимущества трубчато-кольцевых камер сгорания по лучшей согласованности полей течения топлива и воздуха в отдельных жаровых трубах, хорошей механической прочности и меньшим затратам при стендовых испытаниях. Детали камеры сгорания работают в условиях высоких температур, повышенной химической активности газов, а также под воздействием сил газового потока, неравномерного нагрева и вибраций. В связи с этим предъявляются особые требования к конструкции узлов камеры сгорания и к применяемым материалам. 5.2. Конструкция камеры сгорания. Камера сгорания включает в себя узлы и детали, относящиеся непосредственно к ней, а также узлы и детали, входящие в опоры ротора, расположенные во внутренней полости внутреннего кожуха. КС состоит из корпуса, на внешней стороне которого закреплены двенадцать топливных форсунок, две свечи зажигания, десять подвесок жаровых труб, пять штуцеров отбора воздуха в систему регулирования двигателя, восемь перепускных труб, четыре переходные трубы подвода воздуха на охлаждение ТВД. Непосредственно к ТВД охлаждающий воздух поступает по трубопроводам, имеющим телескопическое соединение с переходными трубами и уплотненными разрезными кольцами. В кольцевом канале, образованном корпусом и внутренним кожухом, расположены двенадцать жаровых труб, которые своей передней частью свободно опираются на топливные форсунки, образуют с ними телескопическое соединение. Форсунки удерживают жаровые трубы от перемещения в окружном и радиальном направлениях. Задней частью жаровые трубы вставлены в кольцевой канал газосборника, образованный наружным кольцом и внутренним кольцом и образует с ними также телескопическое соединение. В средней части жаровые трубы соединены между собой пламяперебрасывающими муфтами. Жаровые трубы от осевого перемещения удерживаются подвесками. Свечи зажигания, установленные в третьей и десятой жаровых трубах, одновременно являются подвесками этих жаровых труб. Кольца газосборника на выходной части имеют фланцы, которыми они крепятся к ТВД. Для уменьшения скорости воздуха, поступающего в камеру сгорания, и снижения потерь давления до приемлемого уровня на входе в камеру сгорания установлен ступенчатый диффузор, состоящий их наружного кольца и внутреннего кольца. Внутреннее кольцо диффузора крепится к переднему фланцу внутреннего кожуха, а наружное кольцо — к корпусу КВД. По сравнению с безотрывными ступенчатые диффузоры выгодно отличаются меньшими осевыми габаритами и слабой зависимостью своих характеристик от режима работы двигателя, что положительно сказывается на устойчивости рабочего процесса камеры сгорания. Усилия от опор ротора КВД, ТВД к внешнему корпусу передаются через двенадцать стоек, ввернутых во внутренний кожух и внешним концом закрепленных на корпусе посредством крышек, а также через спрямляющий аппарат тринадцатой ступени КВД. Спрямляющий аппарат крепится к переднему фланцу внутреннего кожуха и к кольцу средней подвески в месте соединения ее с корпусом КВД и наружным кольцом диффузора. К внутреннему кожуху в передней внутренней части крепятся кольцо лабиринта тринадцатой ступени КВД, лабиринтные уплотнения масляной полости и кожух вала. В обойму внутреннего кожуха вставлен шарикоподшипник, который закреплен фланцем. В полости кожуха вала к внутреннему кожуху закреплены два жиклера с трубопроводом подвода масла к подшипникам. На семь перепускных труб с внешней стороны установлены патрубки, направляющие горячий воздух из-за лабиринта тринадцатой ступени КВД вдоль корпуса камеры сгорания. Через патрубки проходят два трубопровода подвода воздуха и четыре трубопровода маслосистемы, обслуживающие полость кожуха вала. Два трубопровода служат для наддува межлабиринтных полостей опор КВД и ТВД. Четыре трубопровода маслосистемы включают в себя трубопровод подвода масла, два трубопровода откачки масла из кожуха вала и трубопровод суфлирования кожуха вала. Для осмотра камеры сгорания и первой ступени ТВД имеются лючки осмотра, которые закрываются шестью крышками и шестью кронштейнами крепления топливных коллекторов. Подвод топлива к форсункам осуществляется по топливным коллекторам первого и второго контура и далее по трубопроводам. К коллекторам топливо подводится через штуцеры. Крепление топливных коллекторов к кронштейнам выполнено с помощью хомутов. Для устранения монтажных и термических напряжений в соединении кронштейнов с хомутами имеются сферические втулки. 5.3. Корпус камеры сгорания. Корпус камеры сгорания (рис.1) нагружен крутящими моментами и осевыми силами со стороны компрессора и турбины. Он работает в условиях высоких давлений и температур. Корпус представляет собой сварную оболочку из никелевого сплава ЭП718, имеющую три пояса боковых фланцев и два кольцевых фланца 1 и 8 для крепления к корпусам КВД и ТВД. Фланцы 2 служат для крепления штуцеров отбора воздуха на систему регулирования двигателя. На фланцы 3 устанавливаются перепускные и переходные трубы. На фланцы 4 монтируются топливные форсунки и подвески жаровых труб. На фланцы 7 устанавливаются свечи зажигания. На фланцы 5 крепятся силовые стойки. Фланцы 6 — лючки осмотра горячей части двигателя. Через патрубки 9, закрепленные на фланцах корпуса, осуществляется отбор воздуха на охлаждение ТВД, систему кондиционирования самолета и систему противообледенения. Рисунок 1 5.4. Кожух внутренний. Кожух внутренний (рис.2) представляет собой сварной узел из кольцевых деталей, в передней части которого имеется коническая стенка, завершающаяся по внутреннему диаметру опорой подшипника 4 КВД. Кожух нагружен реакциями от задней опоры КВД, опоры ТВД и внешним избыточным давлением. Силовые стойки частично разгружают внутренний кожух, повышают жесткость всего узла камеры сгорания, предотвращая возникновение резонансных вибрационных режимов. Силовые стойки установлены между жаровыми трубами. Они обдуваются воздухом из-за компрессора и поэтому не подвержены температурному воздействию горячих газов камеры сгорания. В средней части конической стенки имеется фланец 2 для крепления кольца лабиринта и окна для сброса воздуха из-за лабиринта тринадцатой ступени КВД. По наружному диаметру коническая стенка завершается фланцем 1 для крепления внутреннего кольца диффузора и спрямляющего аппарата тринадцатой ступени КВД. Внутренний кожух имеет пояс с втулками 5 для установки перепускных и переходных труб и пояс с резьбовыми бобышками 6, в которые ввертываются стойки. Задняя часть кожуха завершена фланцем 7 для соединения с узлами ТВД. Рисунок 2 5.5. Жаровая труба. Жаровая труба (рис.3) представляет собой сварную конструкцию, состоящую из секций 10 и гофрированных колец 9, изготовленных холодной штамповкой из листового жаростойкого сплава ЭП648. В передней части жаровая труба имеет головку 4 с приваренной к ней подвеской 2. Сферическая втулка 1 служит для снижения монтажных и термических напряжений. В центральное отверстие головки жаровой трубы установлено фронтовое устройство 5, служащее для подготовки топливовоздушной смеси и распределения ее в первичной зоне жаровой трубы. Фронтовое устройство состоит из осевого 16 и радиального 17 лопаточных завихрителей, из центрального и выходного сопел. Завихрители закручивают поток воздуха, увеличивая интенсивность его турбулентности, обеспечивают лучшее испарение топлива, повышают качество топливовоздушной смеси. Фронтовое устройство вместе с дефлектором 6 крепятся к головке жаровой трубы заклепками 3. Головка 4 жаровой трубы изготовлена холодной штамповкой. В ее стенке выполнены два ряда отверстий для подачи охлаждающего воздуха. Дефлектор 6 направляет воздух вдоль стенки головки, обеспечивая ее охлаждение. В выходной части жаровая труба имеет рамку 12, которой она соединяется с газосборником и соседними жаровыми трубами. Для уплотнения с соседними жаровыми трубами рамка имеет с одной стороны шип, с другой стороны паз. Для осуществления розжига во всех жаровых трубах при запуске двигателя имеются пламяперебрасывающие патрубки 8, к одному из которых приварена соединительная муфта. Для обеспечения в первичной зоне жаровой трубы требуемого соотношения топлива с воздухом служат отверстия 7. Отверстия 11 уменьшают температуру газа, локализуют зону реакции и обеспечивают требуемый профиль поля температур на выходе из камеры сгорания. Температура стенок жаровой трубы достигает значений 900 — 950°С. Поэтому при высоких температурах работоспособность жаровой трубы обеспечивается с помощью охлаждающей воздушной пленки, образуемой воздухом, проходящим через щели в гофрированных кольцах 9 и отверстия в головке жаровой трубы 15, а также воздухом, который обтекает жаровую трубу снаружи. Помимо этого, для уменьшения газовой коррозии внутренние поверхности жаровых труб покрыты жаростойкой эмалью. Рисунок 3 5.6. Газосборник. Кольцевой канал газосборника образован наружным и внутренним кольцами. На входе в ТВД газосборник обеспечивает минимальную окружную неравномерность полей температуры, давления и скорости, и заданную радиальную эпюру температур. Кольца газосборника точеные из жаростойкого сплава ЭП648. В каждом кольце выполнено по семь поясов охлаждения. Первые шесть поясов служат для подвода воздуха, образующего пленочное охлаждение поверхности газосборника, а последний ряд обеспечивает подачу воздуха на охлаждение полок сопловых лопаток первой ступени ТВД. Козырьки напротив отверстий в поясах охлаждения формируют заградительную воздушную пленку, обеспечивая тем самым эффективное охлаждение. Кроме этого, кольца газосборника охлаждаются воздухом, обтекающим их снаружи. Задняя часть наружного кольца газосборника образует корпус соплового аппарата первой ступени ТВД, в который монтируются лопатки. Внутреннее кольцо газосборника заканчивается фланцем, который предназначен для крепления к фланцу опоры соплового аппарата первой ступени. Телескопическое соединение газосборника с жаровыми трубами обеспечивает свободу их теплового расширения друг относительно друга. Внутренние поверхности колец газосборника покрыты жаростойкой эмалью. 5.7. Топливная форсунка. Топливная форсунка предназначена для подачи и распыления топлива в камере сгорания. Форсунка центробежного типа, двухканальная, двухсопловая. Главными деталями форсунки являются распылитель первого контура и распылитель второго контура, которые совместно обеспечивают качественный распыл топлива на всех режимах работы двигателя. Распыл топлива осуществляется за счет центробежных сил, возникающих при течении топлива под высоким давлением через тангенциальные пазы в камеру закручивания и сопло соответствующего распылителя. Топливо к распылителям подводится через штуцеры по двум каналам, образованным отверстиями в корпусе и разделительной трубкой. Непосредственно у распылителей разделение топлива по контурам осуществляется с помощью переходника. Пакет распылителей установлен в стакане, навинчиваемом на корпус форсунки. Для устранения отложений нагара на соплах распылителей форсунка имеет противонагарный обдув, организованный с помощью кожуха, приваренного к стакану. Герметичность форсунки во всем диапазоне рабочих температур обеспечивается благодаря металлическим уплотнительным кольцам, сварным швам, паяным соединениям и упругому уплотнительному кольцу, обжатому втулкой. Для защиты каналов форсунки от засорения в штуцеры установлены топливные фильтры. Кожух и теплоизоляция защищают форсунку от перегрева и коксования топлива в каналах. Малорасходный канал первого контура, проходящий в трубке, дополнительно теплоизолирован топливом второго контура, обтекающим трубку снаружи. Стабилизатор, приваренный к защитному кожуху, предназначен для выравнивания воздушного потока, обтекающего форсунку, и равномерного втекания его в осевой завихритель фронтового устройства жаровой трубы. 5.8. Свеча зажигания. Свеча зажигания с кожухом служит для поджига топлива в жаровых трубах. Свеча зажигания полупроводникового типа имеет два электрода: центральный и боковой, между которыми происходит электрический разряд при подаче на свечу высокого напряжения от агрегата зажигания. При этом из разрядного канала происходит выброс плазмы, поджигающей топливо. Для защиты от воздействия высоких температур свеча зажигания снабжена кожухом с фланцем для крепления к корпусу КС. Защита свечи и самого кожуха осуществляется воздушным потоком, проходящим через воздухозаборное отверстие вдоль свечи и далее вытекающим через отверстия в зазоре между донышком кожуха и отражателем. Для исключения отложений нагара в разрядном канале свечи имеются два продувочных отверстия. 5.9. Кожух вала. Кожух вала сварной конструкции, изготовлен из листовой нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Кожух вала образует масляную полость между задней опорой ротора КВД и опорой роликоподшипника ТВД. Он представляет собой листовую оболочку с передним и задним фланцами и компенсатором в средней части для исключения монтажных и тепловых напряжений. Последнее обеспечивается, в частности, еще и тем, что конструкция кожуха выполнена из двух частей – передней и задней, которые соединены между собой телескопически, что позволяет им перемещаться друг относительно друга, а связывающий их гофрированный компенсатор обеспечивает герметичность полости кожуха вала. У переднего и заднего фланцев имеются кольцевые коллекторы, служащие для подвода воздуха в межлабиринтные полости опор. Полости коллекторов сообщаются с фланцами крепления трубопроводов наддува лабиринтов. Фланцы служат для крепления трубопроводов откачки масла из полости кожуха вала, подвода масла к опорам, и трубопровода суфлирования полости кожуха вала. Для уменьшения теплоподвода к масляной полости кожух вала покрыт теплоизоляцией с кожухом теплоизоляции. 6. Турбина высокого давления. 6.1. Статор ТВД. ТВД состоит из сопловых аппаратов I и II ступеней, опоры роликового подшипника и ротора, включающего рабочие колеса I и II ступеней, вал и подшипник. Сопловой аппарат I ступени состоит из тридцати семи охлаждаемых двухполостных лопаток, расположенных между наружным и внутренним кольцами газосборника камеры сгорания, опоры соплового аппарата, перфорированного кольца, промежуточного и разрезного колец. Между верхними и нижними полками лопаток и секторами разрезного кольца установлены проставки, предотвращающие утечки охлаждающего воздуха. Наружные полки сопловых лопаток с помощью Г-образных выступов крепятся к наружному кольцу газосборника и фиксируются в окружном положении за выступы в кольце, в осевом направлении – промежуточным кольцом. Внутренние полки лопаток своими задними буртиками входят в кольцевую канавку опоры СА, а передними – в канавку, образованную опорой СА и фланцем внутреннего кольца газосборника. Такое крепление лопаток обеспечивает компенсацию теплового расширения в радиальном направлении, в окружном направлении они могут расширяться за счёт зазора между полками. Наружное кольцо газосборника фланцем совместно с промежуточным кольцом (в сборе с разрезным кольцом) крепится к диффузору камеры сгорания с помощью болтов. Внутреннее кольцо газосборника фланцем крепится к опоре СА болтами. Между нижними полками лопаток и опорой СА закреплено перфорированное кольцо, служащее для охлаждения нижних полок лопаток. Опора СА сварной конструкции; конусная часть опоры своим передним фланцем совместно с фланцем опоры роликоподшипника крепится болтами к внутреннему кожуху камеры сгорания. К заднему фланцу опоры крепится крышка, которая своим внутренним фланцем вместе с фланцами лабиринтов крепится к опоре роликового подшипника. Цилиндрическая часть опоры СА имеет П-образный выступ, служащий термокомпенсатором, обеспечивающим свободу теплового расширения нижних полок лопаток СА в осевом направлении. Осевое усилие, действующее на СА I ступени и направленное в сторону сопла, передаётся от наружных полок лопаток через промежуточное кольцо на диффузор камеры сгорания, а от внутренних полок через опору СА на внутренний кожух камеры сгорания. Радиальные усилия от роликового подшипника ТВД передаются на внутренний корпус камеры сгорания и далее на наружный корпус через силовые стержни, установленные между жаровыми трубами в головной части КС. Лопатки СА I ступени изготовлены из жаропрочного сплава ЖС-6У-ВИ методом точного литья по выплавляемым моделям. Для повышения жаростойкости материала наружные поверхности пера и полок и внутренние полости пера алитируются, а во внутренние полости лопаток устанавливаются дефлекторы для обеспечения эффективного охлаждения лопаток. На пере и полках выполнены отверстия малого диаметра для плёночного охлаждения лопаток. Промежуточное кольцо собрано с разрезным кольцом, состоящим из 37 секторов. Зазор между секторами даёт им возможность свободного теплового расширения в окружном направлении и предотвращает их коробление. На внутренней поверхности секторов нарезаны мелкие кольцевые канавки для улучшения приработки торцев рабочих лопаток ступени. Промежуточное и разрезное кольца изготовлены из жаропрочных сплавов соответственно ЭИ437БУ-ВД и ЭИ868. От осевого перемещения разрезное кольцо с передней стороны фиксируется промежуточным кольцом, а с задней стороны – передним торцем наружного кольца СА II. Сопловой аппарат II ступени состоит из наружного кольца, сорока семи охлаждаемых лопаток, ленты, разрезного кольца, состоящего из 36 секторов, проставок между верхними и нижними полками лопаток и секторами, служащими для уплотнения стыков. Наружные полки лопаток с помощью Г-образных выступов крепятся к наружному кольцу и фиксируются в нем штифтами. Нижние полки лопаток фиксируются относительно друг друга выступами и имеют на внутренней поверхности соты, образующие в месте с гребешками промежуточных дисков ротора ТВД лабиринтное уплотнение. Осевое и окружное усилия, действующие на лопатки СА, передаются через болты крепления переднего фланца наружного кольца к промежуточному кольцу и далее на диффузор камеры сгорания. Между полками сопловых лопаток и секторами разрезного кольца имеется зазор, обеспечивающий возможность их теплового расширения в окружном направлении. Консольное крепление лопаток обеспечивает им возможность теплового расширения в радиальном направлении. Разрезное кольцо состоит из 36 секторов, которые крепятся к наружному кольцу штифтами. Лопатки СА изготовлены из жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ методом точного литья по выплавляемым моделям. Для повышения жаростойкости материала наружные поверхности пера и полок и внутренние полости пера алитируются, во внутренние полости лопаток устанавливаются дефлектор для обеспечения эффективного охлаждения пера. Наружное кольцо и разрезное изготовлены из жаропрочного сплава ЭИ437БУ–ВД, лента – из материала ЭИ868, проставки – из материала ЭП199–ВД. В сопловом аппарате имеются лючки для осмотра сопловых и рабочих лопаток, контроля натяга по бандажным полкам рабочих лопаток II ступени, постановки оптических пирометров и подвода воздуха на охлаждение лопаток. Оптические пирометры устанавливаются в СА II ступени для контроля температурного состояния рабочих лопаток ступени, максимально допустимая температура которых не должна превышать 1020°С. 6.2. Ротор ТВД. Ротор турбины высокого давления состоит из вала, диска ступени с дефлектором и 73-мя рабочими лопатками, диска II ступени с дефлектором и 80-ю рабочими лопатками, переднего и заднего промежуточных дисков, роликового подшипника, деталей лабиринтного уплотнения и крепежных деталей. Изготовленный из материала ЭП–517Ш вал ротора ТВД – полый, в передней части имеет наружные шлицы, в задней – Z–образный фланец, в который запрессованы призонные штифты и болты. С передней стороны фланца вала с помощью болтов крепится диск ступени, с задней стороны фланца вала на штифты установлен диск II ступени, который в осевом направлении закреплен гайкой, которая, в свою очередь, болтами крепится к лабиринту, вставленному в вал и зафиксированному в окружном направлении штифтами. Через призонные болты и штифты передается крутящий момент с дисков на вал ротора ТВД. Вал ТВД соединяется с валом КВД шлицевым соединением и стяжной втулкой. Эта стяжная втулка вворачивается в вал ТВД и контрится шлицевым замком, который фиксируется в осевом направлении пружинным кольцом. Компенсация возможного перекоса валов ТВД и КВД при сборке и в работе обеспечивается установкой двух сферических колец. В средней части вала устанавливаются двойной лабиринт, лабиринт, регулировочное кольцо, внутреннее кольцо роликоподшипника. Весь пакет затягивается гайкой, которая от отворачивания контрится пластинчатыми замками. Диск I ступени и диск II ступени изготовлены из жаропрочного сплава ЭП741–НП. Заготовки дисков изготавливаются из гранул путем горячего изотермического прессования. На ободах дисков имеются пятизубые замки «елочного» типа для крепления рабочих лопаток. К переднему фланцу диска I ступени винтами крепится дефлектор, который фиксирует от осевого перемещения двойной лабиринт, установленный на вал. Дефлектор соединен с диском по ободной части «пушечным» замком и удерживает рабочие лопатки I ступени от осевого перемещения. На передней стенке дефлектора имеется выступ с кольцевыми гребешками, который вместе с верхним фланцем лабиринта образует лабиринтное уплотнение. К заднему фланцу диска II ступени крепится винтами дефлектор, который в ободной части соединен с диском «пушечным» замком и удерживает рабочие лопатки II ступени от осевого перемещения. На наружной поверхности ободной части дефлектора имеются гребешки, которые вместе с сотами на внутренней поверхности сопловых лопаток III ступени турбины образуют лабиринтное уплотнение. Дефлекторы служат для снижения температуры дисков и организации подвода воздуха на охлаждение рабочих лопаток и II ступеней. Дефлекторы изготовлены из жаропрочного сплава ЭП742–ИД. Лабиринт 22 в ободной части имеет кольцевую канавку, в которую вставлены два разрезных кольца, которые, центрируясь по дефлектору, образуют уплотнение воздушной полости. На внутреннюю поверхность лабиринта и его кольцевого выступа наносится истираемое покрытие. Указанные поверхности вместе с лабиринтом ротора ТНД образуют лабиринтное уплотнение, которое одновременно является и разгрузочной полостью ротора ТНД. Для организации уплотнения проточной части между дисками I и II ступеней ротора ТВД и охлаждения задней стороны диска ступени, передней стороны диска II ступени и рабочих лопаток II ступени расположены передний и задний промежуточные диски. Промежуточные диски в ободной части центрируются по проточкам в дисках и имеют на наружной поверхности гребешки, которые совместно с сотами на лопатках СА II ступени образуют лабиринтное уплотнение. Одновременно промежуточные диски фиксируют рабочие лопатки I ступени от осевого перемещения назад, а рабочие лопатки II ступени – вперед. В ступичной части промежуточные диски имеют торцевые выступы, в которые входят пазы переднего и заднего фланцев. Фланцы крепятся к фланцу вала ТВД и фиксируют промежуточные диски в окружном направлении. Промежуточные диски изготовлены из жаропрочного сплава ЭП741–НП. Заготовки дисков изготавливаются из гранул путем горячего изотермического прессования. Рабочие лопатки I ступени и II ступени литые, изготавливаются из жаропрочного сплава ЖС26ВСНК методом высокоскоростной направленной кристаллизации, охлаждаемые. Рабочие лопатки I ступени без бандажных полок, полые. Для повышения эффективности охлаждения внутри лопатки имеются цилиндрические перемычки, «штырьки», отлитые за одно целое со стенками – интенсификаторы, расположенные в шахматном порядке, и два ребра вдоль пера лопатки. Охлаждающий воздух из внутренней полости пера выходит через два ряда отверстий на входной кромке и щель на корытце у выходной кромки в проточную часть. Между удлиненными ножками замковой части лопаток устанавливаются демпферы для уменьшения вибронапряжений. Для повышения жаростойкости лопаток наружная и внутренняя поверхности пера подвергаются газовому алитированию. Кроме того, на наружную поверхность пера наносится покрытие СДП–2, а на входную кромку еще и ВСДП–16. Рабочие лопатки II ступени с бандажными полками зигзагообразной формы. При постановке в диск по контрактным граням бандажных полок за счет упругой закрутки пера лопаток создается натяг для снижения вибронапряжений. Наличие натяга по полкам лопаток контролируется в процессе эксплуатации через лючок в СА. Для сохранения натяга по полкам в процессе эксплуатации на контактные грани бандажных полок наносится износостойкое покрытие. На наружной поверхности бандажных полок имеются три гребешка, которые вместе с разрезным кольцом СА II ступени образуют уплотнения, препятствующие перетеканию газа через радиальный зазор. Для повышения эффективности охлаждения во внутренней полости пера лопаток имеются цилиндрические перемычки, «штырьки», отлитые за одно целое со стенками – интенсификаторы, расположенные в шахматном порядке. Во внутреннюю полость пера охлаждающий воздух подводится через три канала в замковой части и выходит в зазор между бандажной полкой и разрезным кольцом СА II ступени. Для повышения жаростойкости лопаток наружная и внутренняя поверхности пера подвергаются газовому алитированию. Количество лопаток в рабочем колесе I ступени – 73 шт., II ступени – 80 шт. Динамическая балансировка ротора ТВД осуществляется за счет постановки грузиков на дефлекторы дисков I и II ступеней. 6.3. Опора ТВД. Опора ТВД расположена перед дисками ротора ТВД и является задней (основной) опорой ротора. Передней опорой ротора служит шариковый подшипник КВД, с которым вал ТВД соединен шлицевыми соединениями, т.е. диски расположены на валу консольно. Шариковый подшипник КВД воспринимает как радиальные, так и осевые усилия от роторов КВД и ТВД. Роликоподшипник ТВД воспринимает только радиальные усилия и через опору передает их на внутренний кожух камеры сгорания. Для снижения критической частоты вращения ротора ниже оборотов малого газа и демпфирования колебаний ротора опора выполнена упруго-демпферной. Упруго-демпферный элемент состоит из наружной рессоры, запрессованной во внутреннюю поверхность среднего фланца опоры, и внутренней рессоры. Между собой рессоры соединены винтами. Упругими элементами рессор являются цилиндрические участки с выполненными в них окнами – «беличьи колеса». Между наружной и внутренней рессорами с помощью маслоуплотнительных колец образована полость, в которую поступает масло. Эта масляная полость является демпфирующей. Передним фланцем опора совместно с эксцентриковым регулировочным кольцом, кожухом и фланцем опоры СА I ступени крепится винтами к внутреннему кожуху камеры сгорания. При сборке двигателя эксцентриковым кольцом регулируется соостность опоры ТВД и ротора КВД. К заднему фланцу опоры крепится винтами кожух, фланцы лабиринтов, крышка, фланец лабиринта верхний. Фланцы одновременно являются «аппаратами закрутки» охлаждающего воздуха за счет применения в них лопаточного канала. Средним фланцем опора вместе с фланцем лабиринта крепится винтами к кожуху вала камеры сгорания. Во внутреннюю рессору устанавливается наружное кольцо роликового подшипника и нижний фланец, которые затягиваются гайкой. В две канавки на наружной поверхности нижнего фланца устанавливаются по два уплотнительных разрезных кольца, препятствующие попаданию горячего воздуха в подшипник, а внутренняя поверхность фланца вместе с лабиринтом образует лабиринтное уплотнение. Для смазки подшипника и в масляный демпфер масло поступает по трубопроводу и далее через два жиклера попадает под сепаратор подшипника с передней стороны, а через два отверстия в нижнем фланце масло из полости масляного демпфера поступает под сепаратор с задней стороны. 7. Турбина низкого давления. Конструкция ТНД состоит из сопловых аппаратов III—VI ступеней, ротора и опоры роликового подшипника. Конструкция сопловых аппаратов ТНД аналогична конструкции соплового аппарата II ступени ТВД. Число лопаток СА III ступени – 67шт., СА IV—VI ступеней по 79шт. Различие заключается в том, что лопатки СА ТНД неохлаждаемые, не пустотелые. СА V и VI ступеней не имеют разрезных колец. Сопловые лопатки ТНД отливаются из жаропрочного сплава ЖС6У методом точного литья по выплавляемым моделям, наружные и разрезные кольца изготовлены из жаропрочного материала ЭИ437БУ-ВД. Окружные и осевые усилия, действующие на СА, передаются через болты их крепления на задний фланец СА II ступени ТВД и далее на диффузор камеры сгорания. 7.1. Ротор ТНД. Ротор ТНД состоит из вала, переходного вала, рабочих колёс III-VI ступеней, заднего роликового подшипника, деталей лабиринтных уплотнений и крепления. Вал ТНД выполнен полым. На передней части вала выполнены внутренние шлицы для соединения с валом вентилятора. В средней части вала имеется фланец и наружные шлицы. С передней части фланца на запрессованные призонные штифты ставится рабочее колесо III ступени и затягивается гайкой. С задней стороны фланца на эти же штифты ставится колесо IV ступени и затягивается гайкой. Вал наружными шлицами соединяется с переходным валом, который фиксируется в осевом направлении гайкой. Переходный вал имеет на наружной поверхности фланец. С передней стороны фланца на призонные штифты устанавливается рабочее колесо V ступени и затягивается гайкой, с задней стороны фланца на эти же штифты крепится рабочее колесо VI ступени и затягивается гайкой, которая контрится лабиринтом. На заднем конце вала смонтированы: лабиринт, регулировочное кольцо, внутреннее кольцо роликоподшипника. Весь пакет стягивается индуктором. Внутри вала установлена труба, между ней и валом из задней опоры поступает воздух для охлаждения ротора ТНД. Внутри этой трубы происходит сброс горячего воздуха из-за ТВД на срез сопла. Рабочие колёса ротора ТНД имеют аналогичную конструкцию. Диски IV, V, VI ступеней взаимозаменяемы. На каждом диске с помощью пятизубых замков типа «ёлочка» закреплены рабочие лопатки: III ступени – 91шт., IV, V, VI – 101шт. Фиксация рабочих лопаток от осевого перемещения осуществляется кольцами и лабиринтами. Лабиринты совместно с сотами на внутренней поверхности сопловых лопаток IV-VI ступеней образуют уплотнение, препятствующее перетеканию газа из проточной части. Кольца и лабиринты крепятся к дискам призонными болтами. Рабочие лопатки всех ступеней ТНД имеют бандажные полки, при сборке ставятся с натягом по зигам бандажных полок для снижения вибронапряжений. В сборе полки образуют кольцевой бандаж с гребешками на наружной поверхности благодаря чему уменьшаются утечки газа через радиальный зазор. Диск III ступени с передней стороны закрыт дефлектором, что снижает тепловые нагрузки этого диска. К дефлектору болтами крепятся гайка и лабиринт. Рабочие лопатки ТНД неохлаждаемые, отлиты из жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ. Диски изготавливаются из жаропрочного сплава ЭИ698-ВД. После затяжки гаек по торцам лабиринтов создаётся натяг, обеспечивающий достаточную жёсткость ротора. Динамическая балансировка ротора ТНД осуществляется за счёт постановки грузиков на диски III—VI ступеней, длинный вал балансируется отдельно перед постановкой в ротор. В соответствии с требованиями НЛГС-3 двигатель ПС-90А имеет систему защиты ротора ТНД от раскрутки в случае нарушения кинематической связи роторов ТНД и вентилятора, например, разрушения валов, что может привести к разрыву дисков и корпусов двигателя. Система защиты ротора от раскрутки служит для предотвращения такой аварийной ситуации. Частота вращения ротора ТНД измеряется индукционными датчиками ДТА-10Е 7 которые находятся над индуктором. Если частота вращения ротора превысит максимально-допустимую величину на I 000 об/мин, то система топливопитания двигателя автоматически в течение 0,2 сек, отсекает подачу топлива. В случае нарушения кинематической связи ротора ТНД с ротором вентилятора ротор ТНД смещается назад на сопловые аппараты и происходит его самоторможение. 7.2. Опоры ротора ТНД. Ротор ТНД двухопорный: передней опорой является роликовый подшипник задней опоры вентилятора, задней — роликовый подшипник, расположенный за турбиной низкого давления. Обе опоры воспринимают только радиальные усилия. Осевые усилия от роторов ТНД и вентиляторов с подпорными ступенями воспринимает шариковый подшипник передней опоры вентилятора. На заднем конце вала ТНД расположены: лабиринт, кольцо регулировочное, внутреннее кольцо роликового подшипника, весь пакет деталей стягивается индуктором, который контрится «чашечным замком». Взаимное монтажное расположение наружного и внутреннего колец роликового подшипника с учётом разного теплового расширения ротора и статора подбирается регулировочным кольцом. На наружной поверхности вала ротора ТНД (в районе переходного вала КВД) имеется кольцевой бурт, который совместно со специальным ограничителем в переходном валу ротора КВД препятствует возможному прогибу длинного вала ТНД в процессе работы двигателя. Задняя опора ротора ТНД упругодемпферная и состоит из опоры, внутренней рессоры, крышки, фланцев лабиринтов, кольца регулировочного (эксцентрикового), труб подач и откачки масла и трубы суфлирования. Наружное кольцо роликового подшипника установлено во внутреннюю рессору, затянуто гайкой, которая закреплена пластичным замком. Внутренняя рессора монтируется в опору с небольшим зазором и соединяется с ней винтами. С помощью маслоуплотнительных колец между опорой и внутренней рессорой образована полость, в которую поступает масло. Эта масляная полость является демпфирующей. Опора и внутренняя рессора имеют с задней стороны упругие элементы типа «беличьи колеса». Кольцом регулировочным (эксцентриковым) при сборке обеспечивается соосность роликового подшипника ТНД с ротором ТВД. Трубы подвода, откачки масла и суфлирования крепятся к крышке роликового подшипника, к ней же крепятся и индукционные датчики частоты вращения ротора ТНД системы защиты от раскрутки. Для смазки подшипника масло подводится через жиклер и подаётся на беговую дорожку. Фланцы лабиринтов вместе с сопряженными деталями образуют уплотнение масляной полости задней опоры ТНД. 8. Охлаждение турбины. Турбина двигателя ПС-90А работает в условиях высокой температуры газов перед турбиной, которая на взлетном режиме при tH= ±30 0С достигает Тса = 1640К. Схема охлаждения турбины выбиралась из условия обеспечения высокой экономичности двигателя, т.е. воздух на охлаждение деталей отбирается как можно более низкого давления и температуры, но достаточный для преодоления гидравлических сопротивлений на пути между входом и выходом. ТВД охлаждается воздухом высокого давления: сопловые и рабочие лопатки ступени – воздухом, отбираемым из-за ХIII ступени КВД, сопловые, рабочие лопатки II ступени и диски – воздухом, отбираемым из-за VII ступени КВД. Ротор ТНД и корпуса сопловых аппаратов турбины охлаждается воздухом низкого давления, отбираемым из-за подпорных ступеней компрессора. Воздух на охлаждение лопаток СА I ступени подводится из-за XIII ступени КВД в полость между диффузором камеры сгорания и наружным кольцом газосборника и далее через отверстия в газосборнике в переднюю и заднюю полости лопаток, в которые вставлены дефлекторы для повышения эффективности охлаждения. Воздух, попадая внутрь переднего дефлектора через пазы на входной кромке и отверстия на спинке и корытце, поступает в зазор между дефлектором и внутренней поверхностью лопатки и выходит через ряд отверстий на входной кромке, спинке и корыте лопаток, создавая пленочное охлаждение пера. Воздух, попадая внутрь заднего дефлектора, вытекает через отверстия в нем в зазор между дефлектором и внутренней поверхностью лопатки и далее в проточную часть через отверстия на корытце пера и щель у выходной кромки лопатки, охлаждая её. Внутри лопатки у выходной щели имеются «штырьки», повышающие эффективность ее охлаждения. Наружная полка СЛ ступени охлаждается воздухом из полости, вытекающим через отверстия в полке, создавая пленочное охлаждение. Нижняя полка лопаток охлаждается воздухом из-за XIII ступени КВД, который проходит между нижним кольцом газосборника и опорой СА через отверстия в газосборнике и пазы во внутреннем кольце в полость над внутренним кольцом и далее через перфорированное кольцо и отверстия в нижней полке лопатки выходит в проточную часть, создавая пленочное охлаждение полки лопатки. Максимальная температура пера лопатки СА ступени достигает 1100 о С. Часть воздуха из полости Б через отверстия во фланце газосборника и в промежуточном кольце проходит в полость между разрезным и промежуточным кольцами, охлаждает разрезное кольцо и вытекает в проточную часть через пазы в Г-образном буртике разрезного кольца. На охлаждение лопаток СА II ступени воздух поступает из-за VII ступени КВД по трубам в полость В между наружным кольцом и лентой. Через 47 отверстий в ленте воздух поступает внутрь дефлекторов, установленных в лопатках, далее через пазы на входной кромке дефлекторов проходит в зазор между внутренней поверхностью лопаток и дефлекторов, и, охлаждая перо лопатки, вытекает в проточную часть через щель в выходной кромке. Максимальная температура пера лопаток СА II ступени достигает 1080 о С. Часть воздуха из полости В через отверстия в наружном кольце и пазы в Г-образном выступе сопловых лопаток II ступени выходит в проточную часть и охлаждает бандажные полки рабочих лопаток II ступени. Для охлаждения передней стороны диска и рабочих лопаток ступени воздух отбирается из-за XIII ступени КВД. При этом часть воздуха по трубопроводам поступает в полость А (другая часть воздуха поступает в полость А через отверстия во фланцах внутреннего кольца газосборника и опоры СА ступени). Из полости А через «аппарат закрутки», в котором происходит снижение температуры охлаждающего воздуха, он поступает в полость Г – разгрузочную полость ТВД и далее, проходя между дефлектором и диском I ступени, через три канала в замковой части поступает во внутреннюю полость рабочей лопатки ступени, охлаждает лопатку и выходит в проточную часть через два ряда отверстий на входной кромке и щель на корытце у выходной кромки. Максимальная температура рабочих лопаток ступени достигает 1050 о C. Часть воздуха из-под подошвы рабочих лопаток по осевым и радиальным отверстиям в ободной части переднего промежуточного диска поступает в радиальный зазор между гребешками диска и сотами СА II ступени, препятствуя перетеканию газов в зазоре. Задняя сторона диска ступени, промежуточные диски и рабочее колесо II ступени охлаждаются воздухом из-за VII ступени КВД. Воздух подводится по трубопроводам в полость, далее через «аппарат закрутки» и отверстия в двойном лабиринте, омывая ступицу диска ступени, охлаждая полотно диска ступени с задней стороны. Из полости через отверстия в ободной части промежуточных дисков и окна во фланцах крепления промежуточных дисков в ступичной части поступает в полость К. Часть воздуха из полости К через отверстия в заднем промежуточном диске поступает во внутреннюю полость рабочих лопаток II ступени. Другая часть воздуха, охлаждая полотно и ступицу диска II ступени, поступает в полость Л, охлаждает детектор II ступени и поступает во внутреннюю полость рабочих лопаток II ступени. По трем каналам в замковой части рабочих лопаток II ступени воздух поступает во внутренние полости лопаток, в которых имеются «штырьки» – интенсификаторы, расположенные в шахматном порядке, охлаждает их и выходит в радиальный зазор между бандажными полками лопаток и секторами разрезного кольца СА II ступени, создавая дополнительное уплотнение против перетекания газа через этот зазор. Максимальная температура пера рабочей лопатки II ступени достигает 1000 оC. Для снижения удельного расхода топлива при наборе высоты и крейсерском полёте самолёта происходит частичное отключение подачи воздуха на охлаждение рабочих лопаток I и II ступеней путём закрытия заслонок в трубопроводах подвода воздуха. Часть воздуха из-под ступичной части диска II ступени через отверстия в гайке и фланце лабиринта поступает в разгрузочную полость ротора ТНД и далее в полость между дефлектором II ступени и диском III ступени, препятствуя затеканию газа за СА III ступени внутрь ротора. Из разгрузочной полости через межвальный лабиринт, отверстия в валу и трубу внутри ротора ТНД часть воздуха выходит на срез сопла. Опора ротора ТВД наддувается воздухом из-за подпорных ступеней, который по трубам через стойки корпуса камеры сгорания, кожух вала и отверстия в опоре и во фланце поступает в полость. Часть воздуха наддувает лабиринт, препятствуя затеканию масла от роликового подшипника, другая часть через отверстия в валу охлаждает межвальное пространство и сбрасывается через отверстие в валу ТНД на срез сопла. Часть воздуха высокого давления, прорвавшегося через лабиринтное уплотнение в полость, через отверстия в опоре ТВД сбрасывается в полость между внутренним кожухом камеры сгорания и кожухом вала и далее через перепускные трубы – в наружный контур. Детали ротора ТНД охлаждаются воздухом из-за подпорных ступеней, который подается по двум трубам к стойкам в задней опоре. Через стойки задней опоры, трубопроводы и отверстия в корпусе задней опоры воздух поступает в полость. Из этой полости воздух через отверстия во фланце лабиринта и в валу, проходя между внутренней полостью вала и трубой, поступает в полость между дефлектором и диском III ступени, охлаждая их. Затем воздух, перетекая через отверстия во фланцах дисков III—VI ступеней, попадает в междисковое пространство, охлаждает диски и лабиринты между ними и вместе с прорвавшимся через лабиринт воздухом из полости О вытекает в газовоздушный тракт за диском VI ступени. Промежуточное кольцо СА I ступени, наружные кольца СА II—IV ступеней и передний фланец наружного кольца СА V ступени имеют снаружи «душевое» охлаждение воздухом, отбираемым из-за подпорных ступеней, который поступает по трубопроводам и коллекторам системы активного управления радиальными зазорами в турбине. Наружные кольца СА V и VI ступеней охлаждаются воздухом наружного контура. Сопловые и рабочие лопатки III—VI ступеней ТНД неохлаждаемые, температура лопаток приблизительно равна температуре газа в соответствующем месте проточной части.
