Это продолжение рассказа о двигателе АИ-25 для самолёта Як-40. Первая часть доступна по ссылке.
Сердце турбины: от ТВД к ТНД
В первой части мы остановились на турбине высокого давления (ТВД). Это первый узел, который принимает на себя раскалённую газовую струю из камеры сгорания. Чтобы поток газов попадал на лопатки вращающегося ротора под оптимальным углом, перед ними установлен неподвижный сопловой аппарат из статорных лопаток (на фото они указаны стрелкой). Эти лопатки имеют внутренние каналы для охлаждения воздухом.
Для наглядности одну из таких направляющих лопаток пришлось аккуратно разрезать, чтобы показать её внутреннее строение.
После установки статорных лопаток ТВД (включая распиленные по краям для фиксации) можно монтировать и само рабочее колесо турбины.
Двухступенчатая турбина низкого давления
Сразу за ТВД расположена турбина низкого давления (ТНД).
Кстати, о музеях: Музей Aeroscopia - авиационная сокровищница. Часть 2.
Конструктивно она двухступенчатая: включает два ряда неподвижных статорных лопаток (на схеме — рыжие) и два диска ротора с рабочими лопатками (синие).
На фотографии — корпус ТНД с установленными статорными лопатками и одним из роторных колёс. Чтобы извлечь это колесо, необходимо сначала разобрать статор.
Длинный вал и система опор
От турбины низкого давления через половину двигателя вперёд, к компрессору высокого давления, тянется длинный соединительный вал.
Чтобы показать его устройство, вал также пришлось прорезать в нескольких местах. Стало видно, что он полый, а внутри проходит мощный стяжной болт. Интересно, что вал изготовлен из титана, и его резка — процесс весьма эффектный.
На этом снимке соединительный вал собран с валом ТНД. В центральном окне хорошо видны шлицы, через которые крутящий момент от ТНД передаётся на этот длинный вал.
К корпусу ТНД сзади крепится задняя опора турбины, которая конструктивно объединена с реактивным соплом двигателя.
Подшипниковые узлы и система смазки
На заднем торце вала ТНД установлены две трети роликового подшипника — внутренняя обойма с роликами в сепараторе.
Ближе к передней части вала расположен критически важный узел — межвальный подшипник (МВП). Именно через него вал турбины высокого давления опирается на вал турбины низкого давления. Подача масла для его смазки организована через специальную трубку внутри вала. Чтобы её продемонстрировать, вал был разрезан и установлен в опору. Стрелкой отмечено отверстие для подачи масла к МВП.
На следующем фото на вал уже надеты графитовые уплотнения, внутренняя обойма межвального подшипника, и вся эта сборка стянута медного цвета гайкой (слева).
Сборка двигателя
После всех подготовительных работ все части двигателя готовы к финальной сборке. На фото слева — собранный ротор низкого давления, справа — ротор высокого давления вместе с разделительным корпусом и камерой сгорания.
На разделительный корпус устанавливается компрессор низкого давления (КНД).
Затем, ступень за ступенью, на ротор КНД монтируется его статор.
Роторы компрессора и турбины низкого давления соединяются в единый валяг с помощью того самого длинного стяжного болта.
Приводы агрегатов и система запуска
Следующий этап — установка приводов вспомогательных агрегатов: генераторов, насосов и др.
Коробка приводов является частью конструкции и отлита непосредственно в нижней части разделительного корпуса.
Для демонстрации её устройства были сделаны аккуратные вырезы как в корпусе, так и в крышках. На фото — одна из таких крышек с системой валиков.
Отдельного внимания заслуживает воздушный стартёр СВ-25 — агрегат, запускающий двигатель.
Он работает на сжатом воздухе, который может поступать от вспомогательной силовой установки (ВСУ), от компрессора уже работающего двигателя или от наземной установки воздушного запуска.
Обороты маленькой алюминиевой турбины внутри стартёра чрезвычайно высоки, поэтому в его конструкцию встроен планетарный редуктор, подобный тем, что используются в электроинструментах. На фото стартёр представлен в разрезе и собранном виде.
Эпилог
Более детально об устройстве топливной и масляной систем, о тонкостях сборки роторов и креплении лопаток можно прочитать в полном цикле статей на Дзене, который включает 17 материалов.
https://dzen.ru/a/ZLgQROfDfUBx9J65
В завершение — эффектный кадр компрессора высокого давления с подсветкой, имитирующей работу системы перепуска воздуха.
И, конечно, легендарный самолёт Як-40, на котором и устанавливались три таких двигателя АИ-25.
Другие материалы по теме: Наука и техника.
Источник статьи: Двигатель регионального лайнера СССР – Як-40. Вторая часть.