Двигатель Д-36: история создания и особенности конструкции
Двигатель Д-36 является выдающимся достижением отечественного авиадвигателестроения. Этот турбовентиляторный двигатель большой степени двухконтурности создавался для пассажирских и транспортных самолетов.
Предпосылки создания турбовентиляторного двигателя Д-36
В начале 1970-х годов перед конструкторами стояла задача создать высокоэкономичный двигатель для нового поколения пассажирских самолетов. Для этого нужно было применить прогрессивную схему турбовентиляторного двигателя (ТВД) с высокой степенью двухконтурности.
Двигатель Д-36 оказался настолько удачным, что нашел применение сразу на нескольких летательных аппаратах. Он поднимает в небо такие известные во всем мире самолеты, как пассажирский Як-42, транспортный Ан-72, на котором установлены десятки мировых рекордов, а также многоцелевой Ан-74.
При создании двигателя Д-36 впервые в отечественной практике применили:
- большую степень двухконтурности;
- высокую температуру газа перед турбиной;
- высокую степень повышения давления в компрессоре;
- трехвальную схему;
- широкое применение титана и модульную конструкцию.
Это позволило существенно повысить экономичность, надежность и ресурс работы двигателя.
Основные технические характеристики двигателя Д-36
Двигатель Д-36 имеет следующие описания параметров на взлетном и крейсерском режимах:
| Тяга, кН | 11300 (взлетный режим) | 3000 (крейсерский режим) |
| Удельный расход топлива, кг/(Н*ч) | 0,71 | 0,58 |
Принцип работы авиационного двигателя Д-36 основан на термодинамическом цикле со сжатием воздуха в трехкаскадном компрессоре, подачей топлива и сгоранием в камере сгорания, расширением газов в трехкаскадной турбине.
Конструкция двигателя Д-36
Двигатель Д-36 выполнен по трехвальной схеме, в его конструкцию входят следующие основные компоненты:
- Компрессор: трехкаскадный, состоит из вентилятора, компрессора среднего давления и компрессора высокого давления;
- Камера сгорания кольцевого типа;
- Топливная система с форсунками;
- Трехкаскадная турбина, состоящая из турбины высокого, среднего и низкого давления;
- Системы смазки, управления и контроля рабочих параметров.
Рассмотрим подробнее конструкцию отдельных компонентов этого двигателя.
Компрессор двигателя Д-36
Компрессор двигателя осевой, трехкаскадный. Первый каскад - сверхзвуковой вентилятор, создающий основную часть тяги. За ним следует 6-ступенчатый компрессор среднего давления и 7-ступенчатый компрессор высокого давления.
В конструкции компрессора реализован ряд технических решений:
- Широкое применение титановых сплавов в роторных и статорных лопатках;
- Использование систем регулирования и защиты для повышения устойчивости работы;
- Применение подшипников скольжения и качения;
- Модульная компоновка отдельных секций компрессора.
Это позволило получить высокие параметры компрессора по давлению и расходу воздуха на входе в камеру сгорания.
Камера сгорания двигателя Д-36
Камера сгорания двигателя Д-36 кольцевого типа, прямоточная. Она предназначена для преобразования химической энергии топлива в тепловую и подвода тепла к рабочему телу.
Камера сгорания состоит из корпуса, диффузора, жаровой трубы, 24 одноканальных рабочих форсунок и 2 пусковых воспламенителей. Для обеспечения воспламенения топлива используется система зажигания двигателя 36.
Принцип работы камеры сгорания
Воздух из компрессора высокого давления поступает в диффузор, где снижается его скорость и повышается давление. Затем воздух подается в кольцевой канал между корпусом камеры сгорания и жаровой трубой.
Через форсунки в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое испаряется и смешивается с воздухом. Посредством электрических разрядов системы зажигания происходит воспламенение топливовоздушной смеси.
Продукты сгорания топлива нагревают стенки жаровой трубы, отдают часть тепла рабочему телу, и далее експандируют в турбине, совершая полезную работу.
Топливная система двигателя Д-36
Топливная система двигателя Д-36 обеспечивает подачу и распыл топлива в камере сгорания. Она включает в себя:
- Топливные форсунки;
- Топливные насосы высокого давления;
- Топливные фильтры;
- Трубопроводы и арматуру.
Устройство топливных форсунок
Топливные форсунки двигателя Д-36 - одноконтурные, центробежные. Они предназначены для распыления и впрыска топлива в зону горения.
Конструктивно форсунка состоит из корпуса, соплового аппарата, распылителя, электромагнитного клапана и других деталей. Работа форсунки основана на использовании кинетической энергии топлива.
Принцип работы топливной системы
Топливо из бака поступает в низкопрессурный насос, далее подается в фильтры грубой и тонкой очистки. Затем топливо под высоким давлением подается в форсунки по трубопроводам.
Давление и расход топлива регулируются с помощью дозатора и регулятора, которые управляют производительностью насоса в зависимости от режима работы двигателя.