Как измерить силушку богатырскую у самолёта. Часть I
В предыдущей статье я показал устройство «силомера» самолёта Ил-18 — измерителя крутящего момента двигателя. Но он требует много «лишних» деталей, а чем больше деталей — тем тяжелее #двигатель и тем ниже надёжность. А бывает и так, что силу, с которой редуктор давит на корпус, и вовсе не измерить — потому что редуктор вращается, как это сделано в двигателе самого быстрого в мире турбовинтового самолёта Ту-95.
Но для начала заглянем в двигатель Walter M601 лёгкого самолёта L-410:
Как видим, лопасти стоят во флюгере, а при взгляде в воздухозаборник не видно компрессора — двигатель на Л-410 развёрнут задом наперёд, чтобы максимально укоротить передачу от свободной турбины к винту. Двигатель сверхпрост: одноступенчатый центробежный #компрессор , одноступенчатая турбина компрессора, одноступенчатая #турбина винта (свободная турбина):
Маленький — да приборы как у большого, на приборной доске что новых, что старых «элок» есть манометры измерителей крутящего момента. Вот кабина старой, ИКМ — самые верхние:
Кабина «элки» нового выпуска — той самой RA-67033 авиакомпании «Оренбуржье», возле которой я на снимке выше — выглядит более «игрушечной», но расположение основных приборов не изменилось:
В самом верху — самые важные, ИКМ, потом указатели температуры выходящих газов (ТВГ), ещё ниже — тахометры. Правда, они немного изменились — если на «старушке» стоят 2-стрелочные советские ИТЭ-2, одна стрелка которого показывает обороты турбокомпрессора, вторая стрелка показывает обороты винта, то здесь приборы разделены. Верхний #тахометр показывает обороты ТК, нижний — ВВ (воздушного винта).
Редуктор «Вальтера» — вроде типичный 2-ступенчатый планетарный, да не совсем... Если помните по снимкам НК-4, НК-12, АИ-20 — везде шестерни редуктора прямозубые, на редуктор НК-4 можно посмотреть, например, в статье по СТГ:
А тут внезапно — косозубая первая ступень, вдобавок ещё и «короны» (все вздрогнули) с этой стороны нет:
Вот тут понятнее, что за что цепляется:
Раз шестерни косозубые — то сила передаётся «косо» и в редукторе развиваются осевые силы, то есть солнечная шестерня стремится сдвинуться в сторону турбины, а сателлиты — в сторону винта.
Каждый сателлит 1-й ступени сидит на одном валу с сателлитом 2-й ступени и приводит его, а от сателлитов 2-й ступени уже приводится коронная шестерня, вращающая винт:
Вот такой расщеплённый планетарный #редуктор . Осевые усилия с осей сателлитов передаются на треножник, а с него — на гидроцилиндр ИКМ, он действует так же, как у рассмотренного ранее АИ-20:
То есть чем больше крутящий момент — тем больше сателлиты «жмёт» в сторону винта, тем больше усилие на треножнике и тем выше давление в ИКМ.
Управление двигателями у Л-410 тоже как у больших — на РУДах есть проходная защёлка, есть выключатель автофлюгера:
А справа от РУДов стоят принятые в западном самолётостроении РУВы — рычаги управления винтами, с их помощью можно перестраивать обороты винтов. У нас они есть на поршневых самолётах вроде Ан-2, Ил-14, а на турбовинтовых винтомоторная группа (ВМГ) управляется одним РУДом, обороты винта постоянны.
А АУК (тумблер под красным колпачком) — автоуменьшение крена, при отказе двигателя при выпущенных закрылках со стороны работащего двигателя выскакивает спойлер, уменьшая валёжку самолёта от пропадания обдувки крыла за отказавшим двигателем. После реагирования на отказ двигателя экипаж может убрать спойлер АУК этим тумблером.
Перейдём к большому кораблю — Ту-95, если хотите — к Ту-114, Ан-22 или Ту-142, двигатели у них почти одинаковые — НК-12 разных серий. Редуктор у НК-12 хитрющий — он целиком вращается, опираясь на картер только через подшипники, к винтам выходят один в другом два вала противоположного вращения:
Уплотнительные кольца — наподобие поршневых компрессионных — обеспечивают передачу к винтам управляющего масла — чтобы менять шаг. К каждому винту идут три канала — малого шага (МШ), фиксации шага (ФШ) и большого шага (БШ), стало быть, с картера на вал заднего винта идут 6 каналов (к двум винтам), потом с вала заднего на вал переднего через такие же кольца идут 3 канала. Для чего конкретно каналы — расскажу в другой раз.
Передний винт вращается вправо (по часовой стрелке) со скоростью 735 об/мин, задний — влево с такой же скоростью, стало быть, кольца между валами скользят со скоростью 1470 об/мин. И всё это умудряется работать тысячами часов...
Действия при отказе двигателя строго расписаны:
На козырьке приборных досок пилотов стоят и привычные КФЛ-37 электрофлюгирования, и кнопки пневмофлюгирования, под ними — указатели положения рычагов топлива (УПРТ), по которым ставится режим работы двигателей (РРД):
Со времён распила заморскими друзьями #Ту-95 и Ту-142 в Украине кабина в этих ракурсах не поменялась, так что ничего секретного тут нет.
На верхнем электрощитке стоят выключатели ЭАФ — электроавтофлюгера:
Слева, левее трёх красных колпачков, стоит упомянутая на плакате кнопка «Возврат РП» — руля поворота, он же руль направления (РН). При отказе двигателя РН автоматически «выстреливает» в сторону работающих двигателей, угол отклонения зависит от того, какой двигатель отказал. Кнопкой РН возвращается в нейтраль. Аналог чешского АУК, называется иначе — МП-АФ.
У бортинженера стоят выключатели ГАФ (гидроавтофлюгера), манометры ИКМ, а возле РУДов — вездесущая шкала полётного малого газа в зависимости от температуры воздуха, ниже которого винты начнут тормозить #самолёт :
Механический упор полётного малого газа есть на РУДах командира, я его показывал в предыдущей статье. А где же в двигателе запрятан ИКМ, ведь «лишних» деталей на в редукторе не видно? А он крайне изящно запакован в приводной вал, идущий от двигателя к редуктору. Это общее решение на винтовых двигателях НК:
НК-12 — мотор правого вращения, а на рисунке изображён вал двигателя левого вращения, но не суть, обернуть зеркально всегда можно. В работе этого ИКМ использовано скручивание приводного вала под рабочей нагрузкой — вал скручивает, а установленную внутри него на подшипниках рессору — нет.
Рессора закреплена с одного конца приводного вала, с другого же на ней установлена лопастная втулка, а на приводном валу — две щели, к которым подаётся масло. Когда винты не гребут воздух — нагрузка на двигатель минимальна, приводной вал не скручен, лопастная втулка далеко от щелей, масло свободно струится из системы ИКМ в картер.
По мере роста нагрузки вал начинает скручивать, лопасти втулки приближаются к щелям и постепенно перекрывают выход масла — давление в системе ИКМ растёт. То есть тут ни одной лишней детали, работающей под силовой нагрузкой — ни цилиндров, как в двигателях Ивченко, ни треножника, как в «чехе». Красота!
НК-12 — вообще двигатель во многом уникальный, но уже совсем другая история... Предлагаю подписаться — со временем расскажу о нём. Немного о редукторе — в статье о взвешивании его узлов:
Обновления моего и других транспортных каналов появляются также в Телеграме:
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—
