АИ-25 — мотор Яка и «Альбатроса». Оглавление
Приветствую всех, кто летал на Л-39, Як-40 или просто интересуется газотурбинными двигателями! Сегодня начинаем разборку-сборку АИ-25. Кто вообще не в курсе, как устроен двухконтурный двухвальный двигатель — тому лучше начать со вводной статьи, где разбираются ещё и приборы контроля в кабине:
Итак, святая святых любого 2-вального двигателя — средняя опора, мощный литой корпус, на котором стоят задняя часть компрессора низкого давления (КНД) и передняя часть компрессора высокого давления (КВД), за который двигатель подвешивается к самолёту. У двигателей Кузнецова — к примеру, НК-8 — он так и называется, средняя опора:
У двигателей Соловьёва вроде Д-30 средняя опора зовётся разделительным корпусом, так как он ещё и разделяет потоки на «горячий» (первого контура) и «холодный» (второго контура):
У АИ-25 этот узел тоже называется разделительным корпусом, но причин на это аж две. У НК-8 или Д-30 КНД стоит между опор — передней опорой, спрятанной под коком (обтекателем), и средней опорой, а у АИ-25 под коком никакой опоры нет — КНД целиком «висит» перед разделительным корпусом, опираясь лишь на него.
В сопромате это называется консольной установкой, ниже глянем, как это сделано. А раз передней опоры на входе в двигатель нет — то и разделительный корпус средней опорой не является.
Вот разделительный корпус, с которого уже снят КНД:
Как видим, корпус отлит заодно с коробкой приводов, что снизу двигателя (по фото слева) — это экономит несколько килограммов массы.
И снятый КНД:
Сразу выбиваю часть лопаток, чтобы вырезать из ступицы четверть:
Лопатки шарнирно стоят на штифтах и при работе сами устанавливаются как надо под действием центробежных и других сил. Из-за этого при прокручивании двигателя лопатки стучат. Соединения эти малоподвижные и потому не смазываются. Штифт с обратной стороны просто расклёпан и удаляется легко — выбиванием.
Для упрощения дальнейшего понимания — разрез двигателя с цветной заливкой того, что будет разобрано сегодня:
А это вид на КНД сзади:
Компрессор низкого давления стоит на двух подшипниках — переднем шариковом и заднем роликовом, на фото прекрасно видны сепаратор с роликами заднего подшипника. А передний стоит в конусообразной опоре, которая закреплена на разделительном корпусе и «затащена» поглубже в ступицу КНД — чтобы обеспечть точное положение центра ротора.
Взглянем поближе на посадочное место КНД в разделительном корпусе:
В центре корпуса установлен центральный привод (1), передающий крутящий момент с роторов на коробку приводов и датчик оборотов КНД. В него же запрессовано внешнее кольцо роликоподшипника КНД (2). Так как роторы вращаются с огромными скоростями, больше 10 тысяч оборотов в минуту — подшипники требуют мощных смазки и охлаждения. Полминуты без масла — и подшипник превращается в огненное кольцо плавленой стали.
Циркуляцию масла в переднем подшипнике КНД обеспечивают две трубки, одну из которых мы видим (3), вторая осталась в снятой опоре. А 4 — первая ступень статора КВД, поворотные направляющие лопатки, компрессор высокого давления ещё с разделительного корпуса не снят.
Теперь заглянем внутрь передней опоры:
Если задний подшипник — роликовый, воспринимает лишь радиальные (боковые) силы, то этот, как видим — шариковый, он радиально-упорный или опорно-упорный, воспринимает как радиальные нагрузки, так и аксиальные, то есть направленные вдоль оси.
Именно шарикоподшипник фиксирует положение КНД и обеспечивает выдерживание зазоров между роторными и статорными (направляющими) лопатками — если эти зазоры «уплывут», то неизбежен помпаж, то есть обратное течение воздуха. А роликиподшипник даёт валу КНД некоторую свободу при тепловом расширении деталей двигателя.
Чтобы вынуть вал из опоры — нужно прежде всего снять ведущую шестерню центрального привода и роликоподшипник:
Стопорная втулка своими внутренними зубьями держится за вал, а двумя выступами удерживает за корону от отворачивания гайку, держащую шестерню и подшипник. С помощью молотка и выколотки отворачиваю гайку, а сепаратор со внутреннего кольца подшипника снять совсем просто — продёргав по кругу ролики:
Теперь отгибаю края стопорной чашки и с помощью молотка, выколотки и местных идиоматических выражений отворачиваю гайку шарикоподшипника:
Этот подшипник очень хитёр — его внутреннее кольцо состоит из двух половин, за счёт этого подшипник собирается и регулируется. Рву на себя корпус опоры — полукольца расходятся, выпускают шарики на волю, опора снимается:
Переднее полукольцо остаётся на валу, чтобы его снять — нужно сперва вынуть вал из ступицы, для чего надо расконтрить и отвернуть гайки. Гайки защищены от отворачивания «очками» — сдвоенными отгибными шайбами:
После отворачивания гаек снимается ступица 2-й и 3-й ступеней КНД (она монолитная), потом вынимается вал, на столе остаётся ступица 1-й ступени:
С вала теперь можно снять полукольцо и графитовое уплотнение, которое не даёт маслу вытекать из опоры в проточную часть:
Кольцо уплотнения вырезано из цельного куска графита, то есть графитовое месторождение — одно из слагаемых успеха авиационного моторостроения. Такое, например, есть в Кировоградской области. А кто-то ещё гадает, за что идёт операция... Там и графит, и уголь, и полиметаллы, и любимый одной большой заморской страной сланцевый газ...
Теперь можно разметить на корпусе опоры четвертной вырез и разобрать её. Резать надо без повреждения резьбы, иначе корпус поведёт и собрать мотор так, чтобы он ещё и вращался, будет практически невозможно:
Теперь с помощью всё тех же выражений выкручивается гайка, крепящая внешнее кольцо шарикоподшипника (она с левой резьбой) и вынимается кольцо со свитой:
Кольцо с отверстиями равномерно распределяет масло по подшипнику. Теперь самое интересное — нужно вырезать у кольца чуть меньше 1/8, чтобы шарики были видны, но в то же время бежали, удерживаемые сепаратором и остатками кольца. Короче — чтобы распиленный подшипник вращался.
Как говорит один из героев Джима Керри — дымится!
Лучше всего разделить этот сектор надвое, выломать два куска по отдельности да потом зачистить место слома — так выйдет аккуратнее:
Как видим, шарики держатся:
Что ж, КНД разобран полностью и даже частично распилен, теперь осталось разобрать самую сложную часть мотора — КВД, пильнуть и собирать двигатель в обратном порядке.