Изложены основы методологии конструирования авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок. Рассмотрены условия работы узлов и деталей двигателей, предъявляемые к ним требования, типичные конструкции. Приведены и проанализированы многочисленные примеры разработанных конструкций. Изложение материала ведется с позиций комплексного подхода к решению вопросов конструирования, технологичности, надежности, экономичности газотурбинных двигателей. Предназначен для студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по дисциплине «Основы конструирования АД и ЭУ», научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области проектирования конструкций АД и ЭУ.

• Предисловие к серии «Газотурбинные двигатели»
• Preface to the publication series «Gas Turbine Engines»
• Предисловие к книге «Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок»
• A.A. Inozemtsev, M.A. Nikhamkin, V.L. Sandratsky Gas Turbine EnginesAviadvigatel Open Joint Stock Company, 2007
• Глава 5. Компрессоры ГТД
  • 5.1. Требования, предъявляемые к компрессорам
  • 5.2. Методология создания компрессоров
    • 5.2.1. Типы компрессоров
      • 5.2.1.1. Осевыеком прессоры
      • 5.2.1.2. Центробежные компрессоры
      • 5.2.1.3. Осецентробежные компрессоры
    • 5.2.2. Аэродинамическое проектирование компрессора
      • 5.2.2.1. Общие этапы
      • 5.2.2.2. Расчет компрессора на основе одномерной математической модели
      • 5.2.2.3. Расчет компрессора на основе двумерной осесимметричной математической модели
      • 5.2.2.4. Трехмерныйрасчет вязкого течения в лопаточных венцах компрессора
      • 5.2.2.5. Профилирование лопаточных венцов компрессора
      • 5.2.2.б. Обеспечение аэродинамической устойчивости
      • 5.2.2.7. Интеграция ГТД с воздухозаборником самолета
    • 5.2.3. Тепловое состояние компрессора
      • 5.2.3.1. Расчет теплового состояния деталей компрессора
    • 5.2.4. Выбор радиальных и осевых зазоров
  • 5.3. Конструктивные и силовые схемы осевых компрессоров
  • 5.4. Роторы осевых компрессоров
    • 5.4.1. Типы роторов осевых компрессоров
    • 5.4.2. Конструкция роторов осевых компрессоров
    • 5.4.3. Рабочие лопатки компрессора
      • 5.4.3.1. Требования к рабочим лопаткам
      • 5.4.3.2. Требования, предъявляемые к соединениям
      • 5.4.3.3. Конструкции соединениялопаток с дисками
      • 5.4.3.4. Особенности крупногабаритных рабочих лопаток вентилятора
  • 5.5. Статоры осевых компрессоров
    • 5.5.1. Конструкции корпусов
      • 5.5.1.1. Корпус входной
      • 5.5.1.2. Корпусы с направляющими аппаратами
      • 5.5.1.3. Корпус отборов
      • 5.5.1.4. Корпус задней опоры
    • 5.5.2. Корпус вентилятора. Удержание лопаток при обрыве
    • 5.5.3. Направляющие аппараты (НА)
      • 5.5.3.1. Конструкция НА
  • 5.6. Регулирование компрессоров
    • 5.6.1. Поворот направляющих лопаток компрессора
    • 5.6.2. Перепуск воздуха из проточной части компрессора
  • 5.7. Противообледенительные устройства
  • 5.8. Защита от попадания посторонних предметов
    • 5.8.1. Эксплуатационные мероприятия по предотвращению появления вихревого шнура
    • 5.8.2. Конструктивные мероприятия для защиты внутреннего контура от попадания посторонних предметов
    • 5.8.3. Особенности конструкций систем защиты ГТД наземного применения от попадания посторонних предметов
  • 5.9. Особенности конструкции компрессоров ГТД наземного применения
  • 5.10. Особенности работы компрессора в парогазовом цикле
  • 5.11. Материалы, применяемые для деталей компрессоров
    • 5.11.1. Характеристики применяемых материалов
      • 5.11.1.1. Титановые сплавы
      • 5.11.1.2. Алюминиевые сплавы
      • 5.11.1.3. Сталиижаропрочные никелевые сплавы
      • 5.11.1.4. Полимерные композиционные материалы
  • Контрольные вопросы
  • Англо-русский словарь-минимум
  • Список литературы
• Глава 6. Камеры сгорания ГТД
  • 6.1. Требования к КС
  • 6.2. Схемы КС
    • 6.2.1. Основные схемы КС
    • 6.2.2. Выбор схемы КС
  • 6.3. Проектирование КС
    • 6.3.1. Исходные данныедля проектирования КС
    • 6.3.2. Определение основных размеров КС
      • 6.3.2.1. Объем жаровой трубы
      • 6.3.2.2. Распределение воздуха в жаровой трубе
    • 6.3.3. Расчеттемператур элементов КС
    • 6.3.4. Проектированиена заданную эмиссию
      • б. 3.4.1. Способы снижения эмиссии вредных веществ
  • 6.4. Основные конструктивные элементы КС
    • 6.4.1. Диффузор
      • 6.4.1.1. Расчет диффузора
    • 6.4.2. Жаровая труба
      • 6.4.2.1. Фронтовые устройства
      • 6.4.2.2. Системы охлаждения жаровой трубы
    • 6.4.3. Топливные форсунки
    • 6.4.4. Корпуса КС
      • 6.4.4.1. Наружный корпус КС
      • 6.4.4.2. Внутренний корпус КС
      • 6.4.4.3. Разработка конструкции корпусов
    • 6.4.5. Системы зажигания ГТД
  • 6.5. Экспериментальная доводка КС
  • 6.6. Особенности КС двигателей наземного применения
  • 6.7. Перспективы развития камер сгорания ГТД
  • Контрольные вопросы
  • Англо-русский словарь-минимум
  • Список литературы
• Глава 7. Форсажные камеры
  • 7.1. Характеристики ФК
  • 7.2. Работа ФК
  • 7.3. Требования к ФК
  • 7.4. Схемы ФК
    • 7.4.1. ФК со стабилизацией плохо обтекаемыми телами
    • 7.4.2. Вихревые ФК
    • 7.4.3. ФК с аэродинамической стабилизацией
  • 7.5. Основные элементы ФК
    • 7.5.1. Смеситель
    • 7.5.2. Диффузоры
    • 7.5.3. Фронтовые устройства
    • 7.5.4. Корпусы и экраны
  • 7.6. Управление работой
    • 7.6.1. Розжиг ФК
    • 7.6.2. Управление ФК на режимах приемистости и сброса
    • 7.6.3. Управление ФК на стационарных режимах
  • Контрольные вопросы
  • Англо-русский словарь-минимум
  • Списоклитературы
• Глава 8. Турбины ГТД
  • 8.1. Общие вопросы проектирования турбин
    • 8.1.1. Требования, предъявляемые к конструкции турбин
    • 8.1.2. Конструктивные схемы турбин
      • 8.1.2.1. Классификация газовых турбин
      • 8.1.2.2. Основные факторы, определяющие конструкцию турбины
      • 8.1.2.3. Наиболее успешные конструкции газовых турбин
      • 8.1.2.4. Конструкции газовых турбин с двухступенчатыми ТВД
      • 8.1.2.5. Конструкции газовых турбин с одноступенчатыми ТВД
      • 8.1.2.6. Конструкции газовых турбин трехвальной схемы
      • 8.1.2.7. Конструкции стационарных газовых турбин
    • 8.1.3. Методология проектирования турбин
      • 8.1.3.1. Проектирование на целевую себестоимость турбины
      • 8.1.3.2. Проектированиена целевую стоимость обслуживания турбины
      • 8.1.3.3. Минимизация риска проекта
      • 8.1.3.4. Ключевые технологии в разработке турбины
      • 8.1.3.5. Эффективная организация процесса проектирования
      • Контрольные вопросы
      • Списоклитературы
  • 8.2. Аэродинамическое проектирование турбины
    • 8.2.1. Этапы и ключевые технологииаэродинамического проектирования
    • 8.2.2. Технология одномерного проектирования турбины
    • 8.2.3. Одномерное моделирование потерь в лопаточном венце
    • 8.2.4. 2D/3D-моделирование невязкого потока в проточной части турбины
    • 8.2.5. 2D/3D-моделирование вязкого потока в турбине
    • 8.2.6. Синтез геометриипрофилей и лопаточных венцов
    • 8.2.7. Одномерное проектирование турбины
      • 8.2.7.1. Выбор количества ступеней ТВД
      • 8.2.7.2. Выбор количества ступеней ТНД
      • 8.2.7.3. Аэродинамическое проектирование и КПД турбины
    • 8.2.8. Аэродинамическое проектирование лопаточных венцов
    • 8.2.9. Методы управления пространственным потоком в турбине
    • 8.2.10. Экспериментальное обеспечение аэродинамического проектирования
    • Контрольные вопросы
    • Списоклитературы
  • 8.3. Охлаждение деталей турбины
    • 8.3.1. Тепловое состояние элементов турбин
      • 8.3.1.1. Принципы охлаждения
    • 8.3.2. Конвективное, пленочное и пористое охлаждение
    • 8.3.3. Гидравлический расчет систем охлаждения
    • 8.3.4. Методология расчета температур основных деталей турбин
    • 8.3.5. Расчет полей температур в лопатках
    • Контрольные вопросы
    • Списоклитературы
  • 8.4. Роторы турбин
    • 8.4.1. Конструкции роторов
      • 8.4.1.1. Диски турбин
      • 8.4.1.2. Роторы ТВД
      • 8.4.1.3. Роторы ТНД и СТ
      • 8.4.1.4. Примеры доводкии совершенствования роторов
      • 8.4.1.5. Предотвращение раскрутки и разрушения дисков
    • 8.4.2. Рабочие лопатки турбин
      • 8.4.2.1. Соединение рабочихлопаток с диском
    • 8.4.3. Охлаждение рабочих лопаток
    • Контрольные вопросы
    • Список литературы
  • 8.5. Статоры турбин
    • 8.5.1. Корпусы турбин
    • 8.5.2. Сопловые аппараты
    • 8.5.3. Аппараты закрутки
    • Контрольные вопросы
    • Списоклитературы
  • 8.6. Радиальные зазоры в турбинах
    • 8.6.1. Влияние радиального зазора на КПД турбины
    • 8.6.2. Изменение радиальных зазоров турбины в работе
    • 8.6.3. Управление радиальными зазорами
    • 8.6.4. Выбор радиального зазора при проектировании
    • Список литературы
  • 8.7. Герметизация проточной части
    • 8.7.1. Герметизация ротора и статора от утечек охлаждающего воздуха
    • 8.7.2. Уплотнения между ротором и статором
    • Список литературы
  • 8.8. Материалы основных деталей турбины
    • 8.8.1. Диски и роторные детали турбины
    • 8.8.2. Сопловые и рабочие лопатки
    • 8.8.3. Покрытия лопаток
    • 8.8.4. Корпусы турбин
    • Контрольные вопросы
    • Списоклитературы
  • 8.9. Особенности конструкции турбин двигателей наземного применения
    • Списоклитературы
  • 8.10. Характерные дефекты в турбинах и пути их предотвращения
    • 8.10.1. Прогары и трещины лопаток ТВД
    • 8.10.2. Усталостная поломка рабочих лопаток
    • 8.10.3. Недостаточный циклический ресурс и поломки роторных деталей
    • 8.10.4. Устранение дефектовтурбины в ходе доводки
    • Контрольные вопросы
    • Списоклитературы
  • 8.11. Перспективы развития конструкций и методов проектирования турбин
    • 8.11.1. 2D-аэродинамика: эффективные охлаждаемые лопатки ТВД
    • 8.11.2. 2D-аэродинамика: сокращение количества лопаток
    • 8.11.3. Противоположное вращение роторов ТВД и ТНД
    • 8.11.4. 2D-аэродинамика: эффективные решетки профилей ТНД
    • 8.11.5. 3D-аэродинамика: эффективные формы лопаточных венцов
    • 8.11.6. Новые материалы и покрытия для лопаток и дисков
    • 8.11.7. Совершенствование конструкций охлаждаемых лопаток
    • 8.11.8. Оптимизированные системы управления радиальными зазорами
    • 8.11.9. Развитие средств и методов проектирования
    • Контрольные вопросы
    • Список литературы
    • Англо-русский словарь-минимум
• Глава 9. Выходные устройства ГТД
  • 9.1. Нерегулируемые сопла
  • 9.2. Выходные устройства ТРДД
    • 9.2.1. Выходные устройства со смешением потоков
    • 9.2.2. Выходные устройства ТРДД с раздельным истечением потоков
  • 9.3. Регулируемые сопла
    • 9.3.1. Осесимметричные регулируемые сопла
    • 9.3.2. Плоские сопла
    • 9.3.3. Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги
      • 9.3.3.1. Осесимметричное сопло с поворотным узлом
      • 9.3.3.2. Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги в сверхзвуковой части
    • 9.4. Выходные устройства двигателей самолетов укороченного и вертикального взлета-посадки
    • 9.5. «Малозаметные» выходные устройства
    • 9.6. Реверсивные устройства
      • 9.6.1. Реверсивные устройства ковшового типа
      • 9.6.2. Реверсивные устройства створчатого типа
      • 9.6.3. Реверсивные устройства решетчатого типа
        • 9.6.3.1. Гидравлический привод реверсивного устройства
        • 9.6.3.2. Механизм управления и блокировки реверсивного устройства
    • 9.7. Приводы выходных устройств
      • 9.7.1. Пневмопривод
      • 9.7.2. Пневмомеханический привод
    • 9.8. Выходные устройства диффузорного типа
      • 9.8.1. Конические диффузоры
      • 9.8.2. Осекольцевые диффузоры
      • 9.8.3. Улитки
      • 9.8.4. Соединения с выхлопными шахтами
      • 9.8.5. Выходные устройства вертолетных ГТД
    • 9.9. Приложение 1. Проблемы выходных устройств с широким диапазоном изменения πс*. Обеспечение аэродинамической устойчивости
    • 9.10. Приложение 2. Принцип работы выходных устройств диффузорного типа
    • Контрольные вопросы
    • Англо-русский словарь-минимум
    • Список литературы
• Оглавление