В данной выпускной квалификационной работе бакалавра выполнены расчёт и проектирование газотурбинного двигателя, работающего на керосине, который является конверсией авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя General Electric f 404. Данный проект является альтернативной проработкой, его отличает возможность использования узлов базового двигателя General Electric f 404, что делает его экономичным и легким при освоении в производстве. Таким образом, выполненная работа является актуальной и востребованной. Данная работа направлена на обоснование причин необходимости разработки, проектирования и изготовления данного двигателя в силу большой конкуренции между странами. Содержание расчетно-пояснительной записки: 1) Вариантные тепловые расчеты, выбор оптимальных параметров работы; 2) Газодинамические расчеты компрессора, камеры сгорания и турбины; 3) Обоснование ресурса работы: прочностные расчеты первой ступени турбины. В результате расчёта двигателя, мы достигли нужных параметров, почти не изменив диаметральные размеры внутреннего контура, сохранив при этом хороший коэффициент полезного действия и удельный расход. Проведенные расчеты показали, что данный газотурбинный двигатель имеет экономические характеристики, сопоставимые с зарубежными аналогами в данной мощностной категории.

In this graduation qualification work of the bachelor, the calculation and design of a gas turbine engine operating on kerosene, which is a conversion of an aviation turbojet two-contour engine General Electric f 404, was performed. This project is an alternative study it is distinguished by the possibility of using the components of the base engine General Electric f 404, which makes it economical and easy to master in production. Thus, the work done is relevant and in demand. This work is aimed at justifying the reasons for the need to develop, design and manufacture this engine due to the great competition between countries. The contents of the settlement and explanatory notes: 1) Alternative thermal calculations, the choice of optimal operating parameters; 2) Gas-dynamic calculations of the compressor, the combustion chamber and the turbine; 3) Justification of the work resource: strength calculations of the first stage of the turbine. As a result of the calculation of the engine, we have reached the desired parameters, almost without changing the diametrical dimensions of the internal contour, while maintaining a good efficiency and specific consumption. The calculations showed that this gas turbine engine has economic characteristics comparable to foreign analogues in this power category.

• ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
  • Директор ВШЭМ ___________________ П.Н.Броднев
• Аннотация
• 1 Введение
• 2 Тепловой расчёт двигателя
• 2.1 Выбор расчётного режима работы ГТД
• 3 Приближенный расчёт компрессора
• 3.1 Разбиение напора компрессора по каскадам
• 3.2 Вариантный расчет параметров КНД
• 3.2.1 Расчет параметров на входе в КНД
• 3.2.2 Расчет параметров на выходе из КНД
• 3.2.3 Расчет основных конструктивных и газодинамических параметров КНД
• 3.3 Вариантный расчет КВД
• 3.3.1 Расчет параметров на входе в КВД
• 3.3.2 Расчет параметров на выходе из КВД
• 3.3.3 Расчет основных конструктивных и газодинамических параметров КВД
• 3.3.4 Предварительный поступенчатый расчет КНД на среднем радиусе
• 3.4 Уточненный поступенчатый расчет КНД на среднем радиусе
• 3.5 Определение геометрических параметров направляющего аппарата КНД
• 3.5.1 Расчет спрямляющего аппарата и определение параметров за компрессором
• 3.6 Предварительный поступенчатый расчёт КВД на среднем радиусе
  • Уточненный поступенчатый расчёт КВД на среднем радиусе.
• 3.7 Расчёт выхода из компрессоров КПД, мощности компрессора
• 4 Расчет прямоточной камеры сгорания
• 4.1 Исходные данные
• 4.2 Параметры двигателя на режиме малого газа
• 4.3 Расчет кольцевой прямоточной камеры сгорания
• 5 Газодинамический расчет турбины
• 5.1 Предварительный расчет турбины высокого давления
• 5.2 Профилирование меридианных обводов проточной части ТВД
• 5.3 Расчет турбины по среднему диаметру
• 5.4 Расчет закрутки потока ТВД
• 5.5 Определение КПД и мощности ступеней и турбины
• 6 Расчет на прочнсть
• 6.1 Расчет на прочность профильной части рабочей лопатки
• 6.1.1 Расчет напряжения растяжения в корневом сечении рабочей лопатки
• 6.1.2 Расчет напряжения растяжения рабочей лопатки с помощью Ansys 19.2
• 6.2 Расчет изгибающего момента в корневом сечении рабочей лопатки
• 6.3 Выбор материала рабочих лопаток
• 6.4 Расчет на прочность диска
• 6.5 Выбор материала диска
• 6.6 Расчет собственных частот рабочей лопатки и построение вибрационной диаграммы
• 6.7 Расчет собственных частот ротора
• 7 Специальная часть
• 7.1 Технология изготовления дисков первой ступени турбины
• 7.1.1 Маршрутная технология изготовления дисков первой ступени турбины
• 7.2 Основные этапы механической обработки диска
• 7.2.1 Первый этап механической обработки
• 7.2.2 Второй этап механической обработки
• 7.2.3 Третий этап механической обработки
• 7.2.4 Четвертый этап механической обработки
• 7.3 Заключение исследовательской работы
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ