Назначение и основные требования. Редуктор ТВД служит для передачи избыточной мощности от тур­бокомпрессора на воздушный винт с понижением числа оборотов.

Редуктор ТВД служит для передачи избыточной мощности от тур­бокомпрессора на воздушный винт с понижением числа оборотов.

Для получения достаточно мощных и в то же время компактных и легких газовых турбин их выполняют высокооборотными. Число оборотов роторов газовых турбин современных ТВД лежит в пределах от 6000 до 21 000 об/мин. Такое число оборотов не может быть переда­но на вал воздушного винта непосредственно из условий прочности лопастей воздушного винта и получения максимального к. п. д. Наивыгоднейшие обороты вала винта, при которых к. п. д. достигает пределах 700 — 1500 об/мин, что значительно ниже оптимальных рабочих оборотов роторов газовых турбин.

Окружная скорость концевых сечений лопастей винта может быть определена по формуле

где п_в — число оборотов вала винта;

D_B — диаметр винта.

Относительная скорость W движения воздуха определяется из треугольника скоростей (рис. 61):

При увеличении окружных скоростей концевых сечений при задан­ной скорости полета самолета относительная скорость может превы­сить значение местной скорости звука. В этом случае на лопастях винта возникают скачки уп­лотнения, связанные с волновыми сопротивле­ниями вращению воздушного винта, на преодо­ление которых затрачивается часть подводимой мощности. Вследствие этого снижается к. п. д. винта. Поэтому размеры винта и число оборо­тов его вала выбирают с учетом обеспечения наивыгоднейших условий работы винта, т. е. получение максимального к. п. д.

Размеры и вес редуктора определяются зна­чением передаточного числа редуктора, которое зависит от эффективной мощности двигателя, размеров воздушного винта, скорости и назна­чения самолета.

Передаточным числом редуктора называется отношение числа обо­ротов ротора двигателя п_дв числу оборотов вала воздушного винта:

Величина, обратная передаточному числу, называется степенью редукции:

Рис. 61. Треугольник скоростей сечения ло­пасти воздушного винта

Окружная скорость конца лопасти, выраженная через передаточ­ное число,

В то же время из треугольника скоростей

Если подставить сюда вместо относительной скорости W еезначение, выраженное через число m и скорость звука а, получим

,

где - число М по относительной скорости на конце лопасти винта.

Потребный диаметр винта определяется величиной воспринимаемой им мощности, числом лопастей, типом самолета и расположением двигателя.

Редуктор располагается в передней части ТВД. Поэтому внешние очертания корпуса редуктора должны обеспечить свободный воздуха в компрессор и равномерное поле скоростей воздуха на вход. Этого можно достичь при симметричной форме корпуса редуктора по отношению к оси вала винта, являющейся продолжением оси вала к компрессора. В спаренных двигателях, соединенных общим редуктор условие симметричности входа воздуха в компрессор нарушается существует некоторая неравномерность поля скоростей по окружность входа.