Созданный в середине 1970-х МиГ-29 постепенно сдаёт свои позиции. Машин советского выпуска на крыле в России не осталось, новых было выпущено мало – самолёт такого класса нынче не востребован. Если говорить очень упрощённо, то маневренный воздушный бой по сути ушёл в прошлое, остальное делает высокоточное оружие, а для его размещения нужны машины потяжелее – немолодой уже Су-27 или новый Су-57.
Ещё в конце 1980-х проводились учения, на которых МиГ-29 и Су-27 прорывали заслоны друг друга – Су-27 неизменно выигрывали благодаря более мощной радиолокационной станции, о чём недавно рассказал Геннадий Чергизов. Кроме того, у Су-27 больше практическая дальность... Одни плюсы, в общем. Однако оба самолёта до сих пор стоят на вооружении, а уж упускать возможность сравнить их двигатели с чисто исследовательской точки зрения и вовсе нельзя. Поэтому продолжим начатое в первой части. Перед нами раскинулся на свежесваренной мной подставке РД-33 – двигатель МиГ-29:
Предыдущая статья закончилась беглым взглядом на камеру сгорания, а сейчас она будет рассмотрена подробнее. Камера у климовца кольцевая – жаровая труба, в которой идёт горение, выполнена в виде огромного бублика размером с колесо легковой машины:
На лобовой части жаровой трубы установлен топливный коллектор с 24-мя форсунками, которые вставлены в завихрители жаровой трубы:
Далеко не весь воздух, поданный компрессором, проходит в завихрители и участвует в горении распылённого форсунками топлива – бóльшая его часть обтекает жаровую трубу, охлаждая её, и постепенно подмешивается к горячим газам через отверсия в трубе. Без этого разбавления горячие газы сожгут турбину.
Вид со стороны завихрителей, видны скромные на вид отверстия, через которые поступает воздух на горение, но вы не забывайте, под каким этот воздух давлением – больше десяти атмосфер, намного больше, чем в тормозной магистрали поезда:
Об автоматических тормозах и их главной артерии – тормозной магистрали – рассказано в статье:
У двигателя Су-27 – АЛ-31Ф – тоже кольцевая камера, но форсунок чуть больше – 28, и фронтальное устройство жаровой трубы с завихрителями выглядит иначе:
Топливный коллектор тоже сделан иначе – вынесен из потока сжатого воздуха:
Святая троица газотурбинного двигателя – компрессор, камера сгорания, турбина. Задняя часть жаровой трубы смотрит в турбину, а она у двигателя Архипа Люльки́ просто царская – все ступени охлаждаемые:
СЛ – сопловáя лопатка, ряд которых составляет сопловой аппарат (статор), РЛ – рабочая лопатка, стоящая на колесе ротора. ТВД – турбина высокого давления, приводящая компрессор высокого давления (КВД). Лопатки хитрющим образом отливаются – и внутри получаются полости для охлаждающего воздуха. Воздух на охлаждение сопловых лопаток поступает от компрессора, но не напрямую – сперва он омывает снаружи жаровую трубу, а потом поступает в теплообменник, «высунутый» в холодный контур – во вторичный поток от компрессора низкого давления:
Там воздух, нагревшийся до температуры с полтысячи кельвинов при сжатии в компрессоре и подогретый жаровой трубой, охлаждается, а потом через окна, одно из которых показано жёлтой стрелкой, поступает в лопатки СА ТВД. Через патрубки, один из которых виден слева, воздух идёт и к лопаткам СА ТНД – турбины низкого давления. Выходя через боковые отверстия, он обеспечивает плёночное охлаждение лопатки.
Если рычаг управления двигателем (РУД) стоит на низком режиме, менее 62° – то окна перекрываются на 3/4, ограничивая расход воздуха, поскольку мощное охлаждение на низких режимах не нужно. Охлаждение в теплообменнике тоже экономит ценный сжатый воздух: раз он холоднее – то его нужно меньше. И сам факт охлаждения лопаток тоже экономит воздух – при том же количестве воздуха можно жечь больше топлива, охлаждаемые лопатки выдержат повышенную температуру.
Так процент за процентом экономится топливо, идущее на сжатие воздуха, и набираются километры дальности полёта. А вот на охлаждение роторных лопаток воздух идёт иначе:
Пройдя между внутренней стенкой жаровой трубы и внутренней стенкой корпуса камеры, он проходит через отверстия в корпусе (правая стрелка) и попадает в каналы в диске (левая стрелка), через них попадая в лопатки. Охладив лопатку изнутри, воздух выбрасывается через щель на задней кромке «по шерсти» в поток:
Сопловые лопатки ТНД охлаждаются по тому же принципу, щель хорошо видна:
Причём СЛ ТНД отлиты цельными блоками по три лопатки – из-за трёхкратного уменьшения числа стыков меньше и сопротивление, и перетоки газов. Эти блоки выглядят примерно так:
Рабочие лопатки ТНД тоже охлаждаются, что видно по каналам на дне пазов ёлочных замков:
Само собой, у климовского РД-33 турбина тоже полностью охлаждаемая. Только в сопловой аппарат первой ступени воздух попадает не с внешней стороны камеры, а с внутренней:
Как можно разглядеть, в передней части сопловой лопатки тоже имеются отверстия для выхода воздуха. А на валу ВД вверху по центру снимка видна череда гребешков лабиринтного уплотнения, об этих уплотнениях есть ролик в группе ВК:
С охлаждением роторных лопаток всё ещё веселей – через окна в барабане после 5-й ступени КВД воздух попадает внутрь вала ВД:
А затем через окна в диске и кольцевую полость между рабочим и покрывным дисками подходит к таким же каналам к ёлочным замкам, как на Люлькé:
Линия подвода воздуха к сопловым лопаткам второй ступени буквально лежит на поверхности – воздух отбирается от середины КВД и по трубопроводам поступает с лопаткам:
Как видим, лопатки весьма упитанные и полости в них огромные:
Как видно по просверленному в полость рабочей лопатки ТНД отверстию и по хорошо видимому на чертеже каналу в диске, рабочие лопатки турбины низкого давления тоже охлаждаются:
Нетрудно понять, что наличие сырья для жаропрочных сплавов, умение варить и лить эти сплавы, получая турбинные лопатки – одна из основ превосходства в воздухе. И тут важно всё – и места, и оборудование, и люди. В заключительной третьей части будут показаны форсажные камеры и регулируемые сопла. О других двигателях – и реактивных, и винтовых, и танковых – можно почитать в разделе о газотурбинных двигателях:
По теме железной дороги на днях вышла третья часть отчёта о зимней Караганде:
Обновления и моего канала, и соседних о транспорте дублируются в Телеграме на канале «Всё, что движется»:
Третья часть об АЛ-31Ф и РД-33 выйдет через пару недель! Если вы хотите поддержать канал – то можно сделать перевод:
4276 5400 1933 6647
Иван С. В.
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—