Серия «Авиадвигатели»

Первая часть – здесь: Двигатель регионального лайнера СССР – Як-40

Там мы добрались до турбины высокого давления (ТВД). Это первое, что встречают горячие газы на выходе из камеры сгорания. Чтобы они влетали в лопатки ротора под нужным углом – перед роторными лопатками стоят статорные, они же направляющие, они же сопловой аппарат. Вот они, показаны стрелкой:

Они охлаждаемые – продуваются изнутри воздухом. Надо раскромсать одну:

Статорные лопатки ТВД уложены, по краям поставлены распиленные, теперь можно ставить и рабочее колесо:

За турбиной высокого давления стоит турбина низкого (ТНД). Она 2-ступенчатая – два ряда статорных лопаток (рыжие) и два диска ротора с рабочими лопатками (синие):

Вот корпус ТНД со статорными лопатками и одним колесом, которое не вынуть, пока не разобран статор:

От ТНД через полдвигателя тянется длинный соединительный вал вперёд, к компрессору высокого давления:

Его тоже надо прорезать в нескольких местах, чтобы было видно, что он полый и внутри проходит стяжной болт. А вал титановый, режется весело, даже от диска по нержавейке быстро остаются «одни шпангоуты»:

Вот он в сборе с валом ТНД, в окне по центру видны шлицы вала ТНД, через которые крутящий момент передаётся соединительному валу:

К корпусу ТНД сзади крепится задняя опора турбины, плавно переходящая в сопло:

На заднем торце вала ТНД стоят 2/3 роликоподшипника – внутренняя обойма с роликами в сепараторе:

А ближе к переднему концу стоит межвальный подшипник (МВП), через него на турбину низкого давления опирается турбина высокого. Смазка к нему подаётся через трубку внутри вала. Чтобы показать её – режу вад, вот он уже разрезанный и вставленный в опору, стрелкой показано отверстие подачи масла к МВП:

А вот на вал уже натянуты графитовые уплотнения, внутренняя обойма МВП и всё это стянуто гайкой (медного цвета, слева на валу):

Все части двигателя порезаны и готовы к сборке, вот слева стоит ротор низкого давления, справа – ротор высокого с разделительным корпусом и камерой сгорания:

На разделительный корпус ставится компрессор низкого давления:

Следом на ротор КНД ступень за ступенью ставится статор:

КНД и ТНД стягиваются тем самым длиннющим болтом:

Теперь можно поставить приводы агрегатов:

Коробка приводов отлита в разделительном корпусе снизу:

Надо сделать вырезы и на корпусе, и на крышках, вот одна из крышек с валиками, уже порезанная, как видим:

А это один из агрегатов – воздушный стартёр СВ-25:

Он работает на сжатом воздухе от вспомогательного турбоагрегата, от компрессора другого уже работающего двигателя или от установки воздушного запуска (УВЗ):

Обороты этой маленькой алюминиевой турбины огромные, поэтому в стартёр встроен планетарный редуктор, как в шуруповёрте. Стартёр порезан и собран:

Как устроены топливные и масляные агрегаты, как поэтапно собирались роторы и подшипники, как закреплены лопатки в колёсах – в полном цикле на Дзене, там 17 статей:

https://dzen.ru/a/ZLgQROfDfUBx9J65

А здесь напоследок: компрессор высокого давления с горящей подсветкой ресиверов перепуска воздуха:

И сам Як-40, на котором стоят такие двигатели:

Кто летал в Советском Союзе – наверняка помнит небольшой реактивный самолёт Як-40:

На нём стоят три реактивных двигателя АИ-25 производства Запорожского завода, хотя по факту двигатель собирал весь Союз – титановые заготовки поставляла Верхняя Салдá (Урал), подшипники делал 4-й государственный подшипниковый завод в Куйбышеве (Самара), ныне застроенный жильём... Несколько Як-40 летают и сегодня. Более мощная модификация двигателя – АИ-25ТЛ – стоит на учебно-тренировочном Л-39:

Вот продольный разрез двигателя:

Светло-синие лопатки слева – компрессор низкого давления (КНД), вот он же, снятый и разрезанный, без статора (направляющих лопаток):

2/3 воздуха, поданного КНД, просто идёт на выход из двигателя и создаёт тягу, 1/3 идёт в компрессор высокого давления (КВД, 8 рядов тёмно-синих лопаток на разрезе). Вот стопка роторных дисков КВД:

Сбоку хорошо видно, что у каждого следующего диска лопатки короче и короче – воздух по мере прохождения КВД сжимается:

Ротор здесь работает в паре со статором – собранными на «полумесяцах» направляющими лопатками:

Весь компрессор сделан из титанового сплава, что видно по характернейшему бенгальскому огню при резке:

Вот как выглядит собранный после разрезки компрессор:

Ротор КВД на взлётном режиме делает около 16 тысяч об/мин, КНД – чуть меньше 11 тысяч. Вот один из обеспечивающих это подшипников 4-го ГПЗ:

Здесь видно место подшипника в хитрющем разделительном корпусе, состоящем из основной магниевой детали (покрашена жёлтым) и десятков стальных и титановых:

Передний торец компрессора стоит на шарикоподшипнике, а задний – на роликовом:

Это сделано для свободы расширения – статор снаружи омывается воздухом и расширяется слабее, а работающий в горячем потоке ротор расширяется сильнее и удлиняется. Внутренняя обойма роликоподшипника дорожки не имеет и может «ездить» вперёд-назад в роликах на несколько миллиметров.

КВД подаёт воздух в камеру сгорания:

Там стоят форсунки, распыляющие топливо под давлением до 65 кгс/см²:

На выходе из камеры горячие газы вращают турбину, это лопатки справа на чертеже:

Турбина через валы приводит компрессор, а газы, всё ещё сохранившие много энергии, выбрасываются из двигателя, за счёт чего создаётся реактивная тяга. Как устроены турбина, валы и вспомогательные агрегаты двигателя – будет показано во второй части, а целиком процесс разборки, разрезки и сборки учебного двигателя показан в цикле статей на Дзене, там около 300 фотографий:

https://dzen.ru/a/ZLgQROfDfUBx9J65