Материал: Мамиконов А.Г. Теория авиационных компрессоров и газовых турбин [учебник]

падению создаваемой ими степени сжатия, то для сохранения прежнего значения общей степени сжатия компрессора одно­ временно необходимо увеличить число оборотов последних сту­ пеней, что только лишь благоприятно скажется на их работе (ввиду наличия высоких осевых скоростей в этих ступенях).

В верхней части кривой /, соответствующей большим приведен­ ным числам оборотов, на чрезмерно низких (по сравнению с и) осе­ вых скоростях работают последние ступени, а на относительно высоких значениях са — первые. Поэтому здесь для предотвра-

Q

щения сильного изменения отношения -ц требуется число обо­

ротов последних ступеней уменьшить, а первых, наоборот, уве­ личить.

Таким образом, приходим к выводу, что в двухроторном осевом компрессоре число оборотов КНД доло/сно изменяться по степени сжатия быстрее, чем КВД (кривые 2 и 3 на рис. 145а). Подобный характер изменения чисел оборотов КНД и КВД обеспечивает боль­ шую одновременность наступления помпажа в отдельных ступенях компрессора и, как следствие, сдвигает границу помпажа на всех числах оборотов, отличных от расчетных, в сторону меньших расхо­ дов (рис. 1456).

Другие способы ликвидации помпажа при эксплуатации авиационных ГТД

свою очередь, обеспечивается изменением режима полета. По­ требный характер изменения ппр может быть различным и зави­ сит от взаимного расположения границы помпажа и характе­ ристики сети.

Если помпаж возникает на малых значениях пкр (рис. 146а), то его устранения добиваются путем простого увеличения числа оборотов п, а также уменьшения температуры Та*, для чего тре­ буется уменьшить скорость или увеличить высоту полета. Пре­ кращение помпажа в случае повышения /г объясняется более быстрым по сравнению с окружной скоростью и возрастанием осевой скорости са на входе в компрессор, благодаря чему коэф­

степени, чем уменьшается, скоррсть звука. В результате осевая

При характеристике сети, пересекающей границу устойчи­ вой работы в области высоких значений ппр (рис. 1466), для ликвидации помпажа требуется уменьшить число оборотов, уве­

и углы атаки уменьшаются.

^компрессора,

Одной, из возможных причин появления шомпажа компрессора при эксплуатации является сильное увеличение сопротивления при­ соединенной к нему сети. На, авиационных ГТД недопустимое воз­ растание сопротивления сети может вызываться, например, быст­ рым увеличением подачи топлива в камеру сгорания, которое при­ водит к резкому повышению температуры перед турбиной и, следо­ вательно, к уменьшению расхода воздуха через компрессор при практически неизменном числе оборотов. Для предотвращения этого явления двигатели снабжаются специальными ограничителями или автоматами, исключающими возможность очень быстрого увеличе­ ния поступления топлива в камеру сгорания. С этой же целью в ин­ струкциях по эксплуатации оговаривается недопустимость резкого перемещения рычага управления подачей топлива в двигатель (сек­ тора газа), быстрого открытия стоп-крана и т. п.

§ 82. С Р Е Д С Т В А Б О Р Ь Б Ы С П О М П А Ж О М Ц Е Н Т Р О Б Е Ж Н О Г О

К О М П Р Е С С О Р А

Средства борьбы с помпажом, имеющие целью воздействие толь­ ко на характеристику сети (уменьшение сопротивления сети, пере-

280

пуск сжатого воздуха за компрессором и т. д.), являются для осе­ вого и центробежного компрессоров едиными. Мероприятия же, ко­ торые изменяют характеристику самого компрессора, имеют для каждого из компрессоров свою специфику.

В основе всех способов устранения помпажа центробежного ком­ прессора, связанных с воздействием на его характеристики, лежит стремление либо сдвинуть момент наступления «безударного» входа воздуха в колесо или лопаточный диффузор на меньшие расходы, либо уменьшить величину «ударных» потерь на нерасчетных режи­ мах. В первом случае напорные характеристики компрессора вместе с границей помпажа просто перемещаются в область меньших рас-

Рис. 147. Средства борьбы со срывом потока при входе в колесо и лопаточ­ ный диффузор центробежного компрессора

ходов воздуха, почти не изменяя своего вида. Во втором случае на­ порные характеристики становятся более пологими, что также при­ водит к расширению диапазона рабочих расходов воздуха: Рассмат­ риваемые мероприятия можно разделить на две группы в зависимо­

борьбы с ним являются: 1) уменьшение входного угла (3]jf лопа­

281

осуществляется путем уменьшения площади входного отверстия

поворотными лопатками, позволяющими изменять предваритель­ ную закрутку в соответствии с изменением расхода воздуха через компрессор и придавать нужное направление скорости w x.

мещению максимума напорной характеристики в область мень­ ших расходов, а ННА с поворотными лопатками, кроме того, придает характеристикам более пологий вид.

Если помпаж является следствием срыва потока с лопаток диффузора, что наиболее характерно для компрессоров ГТД, то

водит при данном расходе к увеличению радиальной составляю­

шой местной диффузорностыо.

Отметим, что использование ННА и лопаточного диффузора с поворотными лопатами целесообразно не только с точки зрения расширения зоны устойчивой работы, но и для получении более вы­ соких показателей компрессора на нерасчетных режимах.

В остальном ликвидация помпажа центробежного компрессора осуществляется теми же способами, что и для осевого компрессора.

§ 83. СРАВНЕНИЕ ОСЕВОГО И ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРОВ

Сравнение осевого и центробежного компрессоров произведем с точки зрения их удовлетворения тем требованиям, которые предъ­ являются к компрессорам авиационных ГТД (см. § 44).

Всвязи с отсутствием резких поворотов потока и совершенной

ваэродинамическом отношении формой лопаток к. п. д. осевого ком­

прессора на расчетном режиме заметно превышает (на 7— 12%) к. п. д. центробежного компрессора. С увеличением числа ступеней к . п. д. осевого компрессора в противоположность центробежному снижается незначительно. Поэтому, несмотря на сравнительно низ­ кую степень сжатия одной ступени, осевой компрессор оказывается

2 8 2