Размещение и крепление двигателей.

ЗАНЯТИЕ №1

НАЗНАЧЕНИЕ, КОМПОНОВКА, КОНСТРУКЦИЯ МОТОГОНДОЛ.

На современных самолетах для уменьшения лобового сопротивления двигатели заключаются в гондолы. Они дают возможность осуществлять плавный переход от силовой установки к фюзеляжу, или крылу и предохраняют двигатель и его агрегаты от загрязнения. Одновременно гондолы используются для правильного распределения и направления потока воздуха, необходимого для работы двигателя и для его охлаждения.

Гондолы двигателя представляют собой тонкостенные конструкции, аналогичные конструкциям фюзеляжа. Гондола включает в себя капоты – не силовая часть из легко стенных или откидных крышек.

Различают две конструктивно – силовые схемы гондол:

1. Каркасная конструкция гондолы – состоит из мощного каркаса и легких крышек, которые крепятся к каркасу, или тонкой обшивки. В этом случае гондола воспринимает нагрузки от двигателя и передает их на крыло.

2. Панельная конструкция гондолы – состоит из больших, жестких панелей. Панели связаны быстродействующими стягивающими замками и образуют замкнутую жесткую оболочку. Такая конструкция воспринимает воздушные нагрузки. А нагрузки от двигателя через мотораму передаются непосредственно на крыло, или на фюзеляж.

 

Рис. 12.1. Гондола двигателя:

1 –узлы подвески двигателя; 2 –силовой шпангоут; 3 –несиловая часть гондолы;

4 –узлы стыковки гондолы с фюзеляжем; 5 –подкос; 6 –противопожарная перегородка; 7 –воздухозаборник; 8 –носок воздухозаборника;

9 –канал воздухозаборника

 

Гондолы ТВД состоят: обтекатель втулки винта, образуют входной канал,

передний и задний капоты, хвостовую часть гондолы и обтекатель для отвода выхлопных газов.

Передний капот состоит из воздухозаборника, обтекателя редуктора, верхний и двух боковых балок, образуют кольцевую камеру противообледенительного устройства воздухозаборника. В задний капот входят силовые шпангоуты, крышки и рама МР.

Гондолы, расположенные в крыле полностью или частично размещаются внутри крыла. В этих случаях лонжероны крыла в отсеках размещения двигателей имеют кольцевообразную форму и одновременно являются усиленными шпангоутами гондолы.

Гондолы, расположенные под крылом по конструкции аналогичны. Обычно гондола состоит из силовой части, воздухозаборника и капотов.

Силовая часть имеет такие же конструктивные элементы, как и фюзеляж и работают они также. Это шпангоуты, стрингеры и обшивка, балки.

В местах крепления двигателей в гондоле, в конструкции самолета устанавливаются усильные шпангоуты.

 

КРЕПЛЕНИЕ МОТОГОНДОЛ.

 

Гондолы служат для размещения силовой установки и основных опор шасси. Каждая гондола (левая и правая) состоит из передней, средней и задней части (Рис. 12.2.). Технологически гондола разделена пе­редним 16 и задним 9 силовыми шпангоутами. В передней части гондолы размещен двигатель АИ-24, в средней —основные опоры шасси. Кроме того, средняя часть гондолы является зализом между центропланом и гондолой. В задней части правой гондолы установ­лен двигатель РУ19А-300, в задней части левой гондолы — проти­вопожарное оборудование.

Передняя часть гондолы состоит из обтекателя втулки воздушного винта 1, обтекателя 2 редуктора воздушного винта, воздухозаборника 3 двигателя АИ-24, шпангоута 4 воздухозаборни­ка, боковых крышек 5 капота, закрепленных на продольной балке 6 и нижней крышке 16 капота. Балка 6 крепится к шпангоутам 4 и 16.

Средняя часть гондолы состоит из боковых панелей 8, верхней панели — зализа 7, экрана 15, отделяющего выхлопную систему двигателя от отсека шасси и створок отсека шасси задних 12 и 13 и передних 14. Ограничивается средняя часть гондолы по длине силовыми шпангоутами 16 и 9. Центроплан от выхлоп­ной системы двигателя защищен экраном 15 из нержавеющей стали.

Задняя часть правой гондолы состоит из хвостовой части 10 и обтекателя 11. В хвостовой части сверху установлен воздухозаборник двигателя РУ19А-300. Обтекатель 11 представля­ет собой откидной капот, в котором смонтировано реактивное сопло двигателя РУ19А-300.

Рис. 12.2. Гондола

 

Элементы гондолы. Передний силовой шпангоут 16, выполняющий одновременно функции противопожарной перегородки, состоит из наружного и внутреннего ободов (кольцевых профилей) и стенки из титаново­го сплава. Стенка толщиной 0,6 мм подкреплена горизонтальными и вертикальными профилями. В нижней части вертикального про­филя имеется площадка и фитинг для установки замка створок шасси. В нижней части шпангоута имеется резиновая лента (про­филь) герметизации крышек капотов, а также ложементов крепле­ния огнетушителей.

Задний шпангоут 9 состоит из силового пояса и стенки. В левой гондоле стенка дюралюминиевая. Стенки подкреплены дюралюми­ниевыми профилями и имеют выштамповки под механизмы уборки, выпуска и управления створками шасси. Задний шпангоут своей верхней частью приклепан к рамке хвостовой части центроплана, образованной стойками трех хвостовых нервюр и уголками, распо­ложенными по верхней и нижней поверхности центроплана.

Панели 8 состоят из обшивки и стрингеров, которые к обшивке крепятся с помощью клеесварного соединения. Кроме стрингеров, в продольный набор боковых панелей входят клепаные балки, окантовывающие панели снизу. К балкам на трех кронштейнах крепятся створки 14 шасси. Панели приклепываются к силовым шпангоутам и крепятся к крылу винтами. Балки боковых панелей при помощи узловых соединений крепятся к силовым шпангоутам на болтах.

Экран15, отделяющий нишу шасси от коммуникаций двигателя, состоит из каркаса и обшивки, сваренных между собой точечной электросваркой, и крепится к шпангоутам боковых панелей винто­выми замками. Сзади экран имеет люк для подхода к нижним тер­мопарам двигателя.

Рис. 12.3. Капот двигателя

Капот двигателя(рис. 12.3.)состоит из воздухозаборника 8 дви­гателя, верхней балки 17, двух боковых 13 и нижней 20 крышек. Кольцевой воздухозаборник 8 двигателя внутренней частью обра­зует канал подвода воздуха к компрессору двигателя.

Воздухозаборник 8 двигателя — клепаный. Он выполнен как од­но целое с воздухозаборниками 5 и 4 воздухомасляного и воздухо- воздушного радиаторов и состоит из шпангоута 6, диафрагмы, обшивки и стыковочных профилей. Носовые части воздухозаборни­ков имеют общую микроэжекторную систему обогрева. Горячий поздух из кольца-коллектора 7 поступает в полость между обшив­кой воздухозаборника и дефлектором 9, обогревая в условиях обле­денения носовую часть воздухозаборника.

Воздухозаборник 8 крепится к фланцу двигателя двенадцатью шпильками, установленными на внутреннем ободе шпангоута 6.

К шпангоуту 6 воздухозаборника крепятся штампованные из алюминиевого сплава кронштейны 19 с узлами навески нижней крыш­ки 20 капота и верхней балки 17. Герметизация стыков воздухоза­борника двигателя с крышками капота и воздухозаборников радиа­торов с радиаторами обеспечивается резиновыми трубками, обклеенными капроном.

Верхняя балка 17 капота служит для крепления боковых кры­шек 13 и состоит из двух продольных профилей, склепанных с на­ружной и внутренней обшивками. Передним концом балка крепит­ся болтами с амортизаторами к кронштейну на воздухозаборнике 8, задним — к кронштейну 18 на фланце компрессора двигателя. Бо­ковые крышки 13 капота крепятся к стенке балки 17 шарнирно на трех кронштейнах 12 и уплотняются в закрытом положении резино­вой трубкой, оклеенной капроном. Конструктивно каждая боковая крышка выполнена из штампованного каркаса и обшивки, соеди­ненных точечной сваркой. На каждой крышке установлены возду­хозаборники 14 обдува генератора, два патрубка 10 для вентиля­ции отсека двигателя и патрубок 16 для обдува заднего демпфера.

Задние кромки крышек 13 отогнуты наружу и образуют с гон­долой щель для выхода воздуха, обдувающего двигатель. Крышки при техническом обслуживании открываются вверх и поддержива­ются в таком положении подкосами 11. Одним концом подкос 11 шарнирно укреплен на крышке, другим устанавливается в гнездо на шпангоуте воздухозаборника. При закрытых крышках 13 под­косы 11 удерживаются пружинными замками. Крышки капота удерживаются в закрытом положении рычажно-штыревыми замка­ми, которые закрываются и открываются рукояткой 15.

Рис. 12.4. Нижняя крышка капота с установленными на ней агрегатами

 

Нижняя крышка капота (рис. 12.4.) состоит из двух продольных 2 и одной поперечной 4 балок, пяти диафрагм, выходного туннеля воздухо-воздушного радиатора 7. С внутренней стороны крышки на диафрагмах с ложементами установлены кронштейны под стяж­ные ленты крепления маслорадиатора 1. На поперечной балке 4 установлен кронштейн 5. Над туннелем воздухо-воздушного радиа­тора 7 к средней диафрагме и задней балке сверху приклепаны ложементы маслобака 6. В промежутке между туннелями масля­ного 1 и воздухо-воздушного радиатора 6 расположен флюгерный насос. На нижней крышке капота имеются кронштейн 3 для шты­рей замков капота и кронштейны 5 и 8 крепления нижней крышки.

Обтекатель втулки винта (рис. 12.5.) состоит из съемного обте­кателя, диска 7, четырех обтекателей 5 комлей лопастей, четырех козырьков 6 и электрообогревательного элемента. Съемный обтекатель состоит из обечайки 10, передней 11 и задней 2 диафрагм, приклепанных к обечайке. На передней диафрагме установлена опора 1, являющаяся одновременно частью штепсельного разъема системы электрического обтекателя втулки винта 9. По окружности задней диафрагмы 2 расположены штыри 3 для крепления обтекаг теля к диску 7. Диск выполнен из магниевого сплава и имеет четы­ре бобышки с отверстиями, через которые на резиновых амортиза­ционных втулках проходят. шпильки крепления диска к втулке винта. Обтекатель к диску 7 крепится штырями 3 на обтекателе и кольцом-замком 8 на задней поверхности диска. Кольцо-замок 8 стальное и имеет по окружности дугообразные и фигурные отверстия. Через дугообразные отверстия проходят болты креп­ления кольца-замка 8 к диску 7, что дает возможность некоторого углового перемещения кольца-замка относительно диска.

Рис. 12.5. Обтекатель втулки воздушного винта

 

Для установки съемного обтекателя на винт необходимо сов­местить круглую часть фигурных отверстий кольца-замка 8 с от­верстиями на диске 7, вставить в них штыри 3 обтекателя и повер­нуть кольцо-замок специальным ключом. При этом кольцо-замок краями фигурных отверстий войдет под головки штырей 3 и за­крепит обтекатель на диске. Закрытое положение кольца-замка 8 фиксируется пружинным замком, укрепленным на диске 7. Ключ к кольцу-замку подводится через отверстия в обечайке 10. Возле отверстия, с наружной стороны обечайки нанесены надписи «Открыто» и «Закрыто» с указанием направления движения ключа. При вводе ключа штыревой замок отжимается, освобождая кольцо-замок 8.

Обтекатель 5 комля лопасти состоит из двух половин, соединяемых между собой болтами 4. За обтекателями комля лопасти уста­новлены козырьки 6, каждый из которых крепится к обечайке 10 двумя винтовыми замками. За обтекателем втулки винта, являясь как бы его продолжением, установлен обтекатель редуктора, обра­зующий внутренний обвод канала подвода воздуха к компрессору двигателя.

Обтекатель редуктора (рис. 12.6.) состоит из поперечной диа­фрагмы 1 и трех продольных диафрагм 2, заднего 3 и переднего 6 окантовочных профилей, кольцевой окантовки 4 и дюралюминиевой обшивки 5. Обтекатель крепится впереди картера редуктора двига­теля шестью шпильками и центрируется на кольцевой проточке двигателя бобышками.

 

Рис. 12.6. Обтекатель редуктора

 

3. КРЕПЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ:

ПД; ТВД; ТРД.

Для установки двигателя и крепление его к конструкции фюзеляжа, крыла или гондолы, применяются моторные рамы.

Требования к системе крепления двигателей

1. Поглощение вибраций двигателя и винта, чтобы они не передавались на конструкцию самолета.

2. Компенсация температурных расширений корпуса двигателя.

3. Быстрое снятие и установка двигателя и его агрегатов на самолет.

4. Легкий доступ ко всем частям двигателя и его оборудования.

5. Локализация пожара при его возникновении в пределах отсека двигателя. Пожарная перегородка должна надежна защищать каркас самолета от распространения пожара.

6. Иметь минимальный вес при достаточной прочности и жесткости.

Система крепления ПД, ТВД, ТРД.

Моторная рама звездообразного ПД состоит из трубчатого кольца, к нему крепится картер двигателя, и приваренных к кольцу стержней (8 шт.). Кольцо с помощью стержней соединяется с фюзеляжем, или крылом.

ТВД крепится с помощью пространственной стержневой системы соединенной с узлами двигателя.

Рис. 12.7. Крепление турбореактивного (а) и турбовинтового (б) двигателей:

1 –подкосы; 2 –узлы крепления двигателя; 3 –силовые шпангоуты гондолы;

4 –амортизационный узел крепления двигателя; 5 –балка;

6 – амортизационный подкос; 7 –фланец; 8 –резиновые втулки

 

Цапфы крепления двигателя расположены в районе его центра тяжести. Цапфы установлены в узлы рамы через демпферы.

Крепление ТРД с помощью мощных демпферов, они воспринимают тягу двигателя, массовые силы и все моменты. Цапфа располагается в плоскости центра тяжести двигателя, в задней части двигателя дополнительное крепление.

Крепление ТРД выполняется чаще всего в виде шести – восьми стержневой пространственной фермы. Демпферы в конструкции крепления ТРД обычно не ставят, т.к. вибрация незначительна. При размещении ТРД под крылом на пилоне, двигатель можно подвешивать к пилону при помощи вильчатых узлов, расположенных сверху на корпусе двигателя.

Размещать двигатель на крыле нежелательно, т.к. взаимное влияние крыла и гондол двигателя сильно увеличивает лобовое сопротивление.

Размещение двигателя под крылом: - на пилонах обеспечивает в полете разгрузку крыла массой двигателей; - за счет смещения центра тяжести крыла вперед – увеличивается V_КР флаттера; - увеличивается безопасность самолета; снижается шум в кабинах; удобство Т.О. на земле (низко); возможность установки реверсивного устройства.

Но, увеличивается лобовое сопротивление из-за наличия гондол и пилонов; большое удаление гондол от продольной оси самолета оказывает влияние на путевую и поперечную устойчивости при изменении тяги двигателей; низко от земли, опасность попадания посторонних предметов в двигатель при рулении; воздействие на ВПП газовой струей.

Крепление двигателей на фюзеляже (в хвостовой части) –делает крыло аэродинамическим чистым, позволяет размещать механизацию по всему крылу; близкое расположение двигателей от продольной оси самолета создает небольшой разворачивающий момент при отказе одного двигателя; улучшается продольная устойчивость, т.к.пилоны гондол работают как Г.О.; уменьшение вибрации и шума в кабине; -улучшение пожаробезопасности (двигатели далеко от баков в крыле)

Но, увеличивается масса в хвостовой части фюзеляжа из-за размещения двигателей; необходимость размещение Г.О. на киле, это также увеличивает вес; значительное смещение центра тяжести назад осложняет центровку самолета.

ТЕМА №2

ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ.

ЗАНЯТИЕ №1