Обвязка авиационных ГТД

Обвязка – это совокупность конструктивных элементов систем двигателя, расположенных на наружных корпусах его основных узлов. В состав обвязки входят агрегаты, датчики, трубопроводные (ТК) и электрические (ЭК) коммуникации, механи­ческая проводка и другие элементы.

Конфигурация шлангов, труб

ТК входят в состав топливной, масляной, гид­равлической, воздушной и других систем двигате­ля и предназначены для транспортирования рабо­чих жидкостей и газов или передачи импульсов давления. Конструктивно ТК включают трубопро­воды, гибкие рукава, соединительную арматуру и узлы крепления.

Трубопровод (см. Рис. 11.6) является основ­ным элементом ТК и представляет собой, как пра­вило, неразборный узел, состоящий из трубы и кон­цевой арматуры (ниппелей, накидных гаек, штуцеров, фланцев). Кроме того, трубопроводы могут содержать патрубки, компенсаторы и другие детали.

Рис. 11.6 Пример конструкции трубопровода

В ТК используются неразъемные и разъемные соединения.

Неразъемные соединения выполняются свар­кой, пайкой или за счет механического деформи­рования соединяемых деталей (раскатки, обжим­ки, напрессовки и т.д.), образуя неразборные узлы.

Примеры соединений представлены на Рис. 11.7.

Разъемные соединения обеспечивают возмож­ность многократной сборки и разборки соединяе­мых деталей.

Рисунок 11.7– Примеры неразъемных соеди­нений ТК

а) сварка встык; б) пайка; в) раскатка трубы в ниппель; 1 и 2 – трубы; 3 – фланец; 4 – ниппель

Компенсирующие устрой­ства

Каждый трубопровод является замыкающим звеном в размерной цепи между двумя штуцерами (фланцами), расположенными на агрегатах, корпус­ных деталях или других трубопроводах, и при его монтаже неизбежно возникают погрешности (см. Рис. 11.9): недотяг (∆ ₁); несоосность (∆ ₂) и пере­кос (∆ ₃). С другой стороны, при работе двигателя трубопроводы и корпусные детали нагреваются и подвергаются тепловому расширению, величи­на которого различна. Чтобы избежать передачи недопустимых нагрузок на трубопроводы осуще­ствляется компенсация монтажных погрешностей и тепловых расширений за счет упругих деформа­ций трубы (самокомпенсация), либо за счет при­менения в ТК специальных компенсирующих уст­ройств.

Самокомпенсация применяется при относи­тельно небольших величинах монтажных погреш­ностей и тепловых расширений, обычно, для тру­бопроводов наружным диаметром 6…20 мм. При больших диаметрах трубопроводов и величинах потребной компенсации используют резьбовые, сильфонные, карданные или сферотелескопические компенсаторы в сочетании с применением разъемных соединений, позволяющих компенсиро­вать отдельные виды погрешностей.

Рисунок 11.8 – Примеры разъемных соединений ТК

а – по наружному конусу; б и в – по внутреннему конусу; г и д – фланцевое; е – телескопичес­кое; 1 и 12 – трубы; 2 – ниппель; 3 – гайка накидная; 4 – штуцер; 5 – кольцо упорное; 6 и 9 – фланцы; 7 и 10 – винты; 8 и 19 – кольца уплотнительные резиновые; 11 и 15 – шайбы контровочные; 13 и 14 – половинки хомута; 16 – кольца регулировочные ме­таллические; 17 и 18 – шайбы защитные фторопластовые

Рисунок 11.9 – К пояснению монтажных неточностей

1 и 3 – агрегаты; 2 – трубопровод; 4 и 6 – кронштейны; 5– корпус двигателя

Рисунок 11.10 – Резьбовой компенсатор Рисунок 11.11 – Сильфонный компенсатор

1 и 5 – штуцеры; 2 и 3 – кольца уплотнительные 1 и 6 – ниппели;

резиновые; 4 – контргайка 2 и 5 – стаканы; 3 – оплетка; 4 – сильфон

Рисунок 11.12 – Карданный компенсатор

1 и 7 – стаканы; 2 и 5 – кольца; 3 и 8 – втулки; 4 – сильфон; 6 - крес­товина

Рисунок 11.13 – Сферотелескопический ком­пенсатор

1 – штуцер; 2 – кольцо сферическое; 3 – ниппель

Соединительная арматура

Подсоединение трубопровода к штуцерам (фланцам) на агрегатах, датчиках, других трубопро­водах может осуществляться непосредственно или через элементы соединительной арматуры, к кото­рым относятся (см. Рис. 11.14) проходники, пере­ходники, угольники, тройники, крестовины и др. детали.

Рисунок 11.14– Элементы соединительной арматуры

а) проходник; б) угольник; в) тройник; г) крестовина

Рисунок 11.15 – Примеры крепления трубопроводов

1 – шайба контровочная; 2 и 9 – винты; 3 и 10 – прокладки; 4 и 6 – колодки; 5 и 11 – трубо­проводы; 7 – корпус; 8 – кронштейн со сферической головкой; 12 - хомут пластинчатый; 13 – гайка самоконтрящаяся; 14 – кронштейн; 15 и 17 – половинки хомута-кронштейна; 16 – кольцо сферическое

Узлы крепления

Для снижения статических и динамических нагрузок на трубопроводы осуществляется их крепление к корпусам основных узлов двигателя, к агрегатам или к другим трубопроводам.

Конфигурация фидеров, соединителей, оплетки

Общие сведения

Современные ГТД имеют в своем составе сложные системы автоматического управления, контроля и диагностики, включающие в себя зна­чительное количество электрических агрегатов и датчиков, расположенных на двигателе.

Для обеспечения электрических связей этих агрегатов, датчиков и систем между собой, а так­же с источниками питания и органами управления двигателя, предназначены электрические коммуни­кации (ЭК).

Электрические жгуты

Основными элементами ЭК являются элект­рожгуты, состоящие из электропроводов, электри­ческих соединителей и т.п.

Жгутом называется изделие, состоящее из двух или более проводников (проводов, кабелей), скрепляемых в пучок сплетением, связыванием или каким-либо другим способом, и других со­ставных частей (электрических соединителей, клемм, наконечников и т.п.).

Электрические провода

Электрические связи между элементами электрических систем двигателя осуществляют­ся с помощью различных типов электропроводов. В настоящее время в ЭК двигателя, в основном, применяются медные провода. Они обладают вы­сокой электропроводностью, хорошей механичес­кой прочностью, легко соединяются с электричес­кими соединителями, наконечниками, клеммами и т.п.

Электрические соединители

Электрические соединители – это электротех­нические изделия, которые предназначены для со­единения и рассоединения электрических цепей в обесточенном состоянии. Электрические соеди­нители получили широкое распространение в ЭК современных двигателей. Они позволяют быстро и одновременно соединять или рассоединять мно­гопроводные жгуты в местах конструктивных и технологических разъемов двигателя, обеспечи­вают надежный электрический контакт, достаточ­ную механическую прочность электрического со­единения.

Комплект электрического соединителя состо­ит из вилки и розетки.

Узлы крепления агрегатов и датчиков

Агрегаты и датчики (далее агрегаты) подраз­деляются на приводные и неприводные. Привод­ные агрегаты имеют кинематическую связь коленвалом двигателя и устанавливаются на коробках приводов. Неприводные агрегаты могут размещать­ся корпусах двигателя.

Крепление приводных агрегатов к коробке приводов осуществляется с помощью фланцев, один из которых выполняется на коробке или на устанавливаемом на коробку переходнике, а дру­гой – на корпусе агрегата. Стяжка фланцев произ­водится с помощью винтов, колодочных или лен­точных хомутов. Неприводные агрегаты устанавливаются не­посредственно на корпусные детали двигателя или крепятся через промежуточные узлы, именуемые кронштейнами.

Рисунок 11.16 – Кронштейны крепления агрегатов а) плоский; б) Г-образный; в) Т-образный; г) П-образный; 1 – отверстия для крепления агрега­тов; 2 – отверстия для крепления кронштейнов к корпусу

В конструкции агрегатов для обес­печения их крепления предусматривают специаль­ные элементы: чаще всего это резьбовые бобышки или фланцы с крепежными отверстиями.

Рисунок 16.13 – Схема крепления воздушного клапана: 1 - воздушный клапан; 2 – винты;

3 – шайбы контровочные;

4 – прокладка; 5 – фланец на корпу­се компрессора

Примеры крепления агрегатов приведены на Рис. 19.14…19.16.

Рисунок 16.15 – Схема крепления электронного блока

1 – винты; 2 – электронный блок с амортизаторами; 3 – кронштей­ны; 4 – фланцы на корпусах двигателя

Конфигурация тросов управления и тяг системы управления

Механическая проводка, установленная на дви­гателе, является частью самолетной механической проводки управления силовой установкой, обеспе­чивающей кинематическую связь рычага управле­ния двигателем с дроссельным краном топливного регулятора. Усилие, прилагаемое к рычагу управле­ния в кабине пилота, через элементы механической проводки передается на рычаг дроссельного крана, вызывая изменение его положения и, тем самым, изменение режима работы двигателя.

На двигателях с реверсивным устройством механическая проводка управления обеспечивает также включение и выключение реверса и управ­ление режимом работы двигателя на обратной тяге. Кроме этого, механическая проводка может исполь­зоваться и в других целях, например, для осуще­ствления обратной связи в системах аналогового управления ВНА или регулируемым соплом.

Различают гибкую, жесткую и смешанную механическую проводку. Гибкую проводку выпол­няют в виде тросов (канатов), опирающихся на ролики. Поскольку тросы могут работать только на растяжение, то гибкая проводка выполняется по двухпроводной схеме. Жесткая проводка состоит из тяг и качалок (при поступательном движении элементов), либо из карданных валов (при переда­че вращательного движения). Смешанная провод­ка сочетает в себе гибкую и жесткую проводки. Преимуществами гибкой проводки являются ма­лая масса и возможность размещения в «тесных» местах, преимуществами жесткой проводки – ма­лые силы трения и более высокая точность пози­ционирования. Последнее объясняется тем, что в отличие от тросов у элементов жесткой провод­ки отсутствует вытяжка, ведущая к образованию люфтов.

На практике чаще всего применяется сме­шанная механическая проводка.

Конфигурация точек подъема и стоков

Должен быть предусмотрен эффективный дренаж каждой установленной пожароопасной зоны, чтобы свести к минимуму опасность возникновения пожара в случае отказа или неправильной работы любых компонентов, содержащих воспламеняющиеся жидкости. Средства дренажа должны быть:

- эффективными в условиях, которые будут чаще всего встречаться, когда дренаж необходим;

- расположены так, чтобы вытекающая из дренажа жидкость не создавала дополнительной опасности возникновения пожара.

Каждая установленная пожароопасная зона должна вентилироваться, чтобы предотвратить скопление воспламеняющихся паров.

Вентиляционные отверстия не должны располагаться в местах, где это создавало бы возможность проникновения воспламеняющихся жидкостей, паров или пламени из других зон.

Каждое вентиляционное устройство должно быть расположено так, чтобы выходящие пары не создавали дополнительной опасности возникновения пожара.

Если запас и расход огнегасящего вещества не рассчитаны на максимальный расход воздуха через пожароопасную зону, то должны быть предусмотрены устройства, позволяющие экипажу отключать источники принудительной вентиляции любой пожароопасной зоны.