Общие данные двигателя ТВ2-117А (АГ).
Общие сведения о двигателе ТВ2-117А (АГ).
Газотурбинный двигатель ТВ2-117А предназначен для вертолета МИ-8. В силовую установку входят два взаимозаменяемых двигателя ТВ2-117А.
Начиная с 1984 года, двигатели выпускаются с графитовым уплотнением узла 2-й опоры ротора турбокомпрессора вместо контактно-кольцевого и имеют обозначение ТВ2-117АГ.
Управление двигателем производится объединенной системой «Шаг-газ», позволяющей поддерживать нужную частоту вращения несущего винта как автоматически, так и вручную.
Основные характеристики двигателя ТВ2-117А (АГ):
| Тип двигателя | турбовинтовой, со свободной турбиной |
| Направление вращения | левое |
| Частота вращения свободной турбины | 12000 об/мин (100 %) |
| Мощность на выходном валу (взлетный режим) | 1500 л.с. |
| Сухая масса | не более 334 кг + 2% |
| Длина с агрегатами и выхлопным патрубком | не более 2843 мм |
| Ширина | не более 550 мм |
| Высота | не более 748 мм |
Основные системы двигателя ТВ2-117А (АГ)
Для надежной работы на всех режимах полета, на всех эксплуатационных высотах и скоростях, в любых погодных условиях газотурбинный двигатель ТВ2-117А (АГ) оснащен всеми необходимыми системами:
§ топливная система;
§ система смазки и суфлирования;
§ система охлаждения;
§ противообледенительная система;
§ система ограничения температуры газа;
§ система электропитания и запуска;
§ система регулирования и управления.
Основные узлы двигателя ТВ2-117А (АГ)
Входное устройство: плавный канал для подвода воздуха из атмосферы, защищено от обледенения.
Компрессор: осевой десятиступенчатый компрессор.
Камера сгорания: кольцевая с 8 головками для форсунок и двумя воспламенителями.
Турбина компрессора: двухступенчатая, осевая.
Компрессор, камера сгорания и турбина компрессора образуют турбокомпрессор.
Свободная турбина: двухступенчатая, осевая.
Выхлопное устройство: нерегулируемое, расширяющееся.
Главный привод: обеспечивает передачу крутящего момента от ротора свободной турбины на ведущий вал муфты свободного хода главного редуктора вертолета.
Центральный привод и коробка приводов: на коробке приводов размещены основные агрегаты двигателя, имеющие привод от ротора турбины компрессора.
Принцип работы двигателя ТВ2-117А (АГ)
Компрессор
Воздух из атмосферы через входное устройство на вертолете и в корпусе первой опоры роторов двигателя всасывается осевым десятиступенчатым компрессором. Проходя воздушный тракт компрессора, воздух постепенно сжимается и поступает в камеру сгорания.
Камера сгорания
В камеру сгорания непрерывно впрыскивается восемью топливными форсунками топливо. Топливо полностью сгорает при небольшом избытке воздуха, обеспечивает непрерывный факел пламени и высокую температуру в зоне горения. Из камеры сгорания поток газов с высокой температурой и повышенным давлением поступает в турбины двигателя.
Турбина компрессора
На лопатках сопловых аппаратов турбины компрессора энергия потока газа частично преобразуются в кинетическую энергию газов (Ек). На рабочих лопатках турбины компрессора энергия газов преобразуется в механическую работу, передаваемую на вал турбины компрессора в виде крутящего момента и далее на привод ротора компрессора, коробку приводов и нижний масляный агрегат.
Свободная турбина
Оставшаяся часть энергии потока газа аналогичным образом преобразуется на лопатках сопловых аппаратов свободной турбины в кинетическую энергию (Ек). Эта энергия преобразуется в механическую работу и передается на вал, где используется для создания крутящего момента для привода редуктора ВР-8А и вращения валов несущего и хвостового винтов, для привода агрегатов, установленных на редукторе, а также для привода регулятора оборотов свободной турбины.
Совместная работа двух двигателей ТВ2-117А (АГ)
Изменение режима работы производится путем изменения шага винта и одновременной перенастройкой системы регулирования на подачу топлива, соответствующей новому значению мощности двигателя.
Соединение двигателей с редуктором осуществляется посредством специального узла и муфты свободного хода (МСХ), которая обеспечивает самовращение несущего и хвостового винтов при отказе и заклинивании двигателей.
Частота вращения свободной турбины (несущего винта - Nнв) на рабочих режимах поддерживается постоянной регулятором оборотов РО-40М путем изменения подачи топлива в камеру сгорания.
Так, при самопроизвольном увеличении частоты вращения несущего винта регулятор уменьшает подачу топлива, что приводит к уменьшению температуры газа перед турбиной компрессора, уменьшению частоты вращения турбокомпрессора и уменьшению мощности, развиваемой свободной турбиной. При этом частота вращения несущего винта восстанавливается до заданной.
Изменение основных параметров по газовоздушному тракту двигателя ТВ2-117А (АГ)
Изменение параметров по газовоздушному тракту двигателя на взлетном режиме (H=0, V=0)
Дроссельная характеристика двигателя ТВ2-117А (АГ)
Дроссельная характеристика двигателя показывает зависимость эффективной мощности Wе на валу свободной турбины и удельного расхода топлива Ge от частоты вращения ротора турбокомпрессора Nтк.
С увеличением частоты вращения ротора турбокомпрессора мощность двигателя возрастает, а удельный расход топлива уменьшается.
С увеличением частоты вращения Nтк растут массовый расход воздуха, проходящего через компрессор Gв и степень повышения давления воздуха в компрессоре.
Увеличение этих параметров, вместе с увеличением температуры газа Tг, проводит к увеличению мощности Wе. Мощность We не должна превышать максимально допустимой величины и поэтому ограничивается «максимальной величиной расхода топлива» путем соответствующей регулировки топливного агрегата НР-40ВА.
На дроссельной характеристике отмечают следующие основные режимы работы двигателя: режим малого газа, крейсерский режим, номинальный режим и взлетный режим.
Режим малого газа - режим, при котором двигатель работает устойчиво и надежно на минимальной частоте вращения. Режим малого газа используется для прогрева двигателя после запуска; охлаждения двигателя перед остановом; при полете на авторотации без выключения двигателей.
Время непрерывной работы на режиме малого газа - 20 мин.
Крейсерский режим - режим, при котором гарантируется наибольшая мощность при непрерывной и надежной работе двигателя в течение всего срока службы. Этот режим используется при продолжительном полете для получения минимального часового расхода топлива.
Номинальный режим - основной расчетный режим работы двигателя. Номинальный режим применяется в основном при наборе высоты. Кроме того, удельный расход топлива на этом режиме меньше, чем на крейсерском. Поэтому номинальный режим может использоваться для получения минимального километрового расхода топлива при полете вертолета на дальность.
Время непрерывной работы - 60 мин.
На номинальном режиме допускается наработка не более 40% от общего ресурса.
Взлетный (максимальный) режим - режим, при котором двигатель развивает максимальную мощность при непрерывной работе в течение времени, ограниченного по условиям прочности деталей (не более 6 мин). Взлетный режим применяется при взлете и посадке вертолета.
На взлетном режиме допускается наработка не более 5% от общего ресурса.
Высотная характеристика двигателя ТВ2-117А (АГ)
Высотная характеристика показывает зависимость эффективной мощности Wе и удельного расхода топлива Gе от высоты полета Н при заданной программе регулирования.
Взлетная мощность до расчетной высоты Н=1,5 км несколько повышается, а при дальнейшем наборе высоты заметно понижается. Мощность на номинальном и крейсерском режимах более плавно понижается, начиная с земли.
При наборе высоты удельный расход топлива на взлетном режиме до Н=1,5 км понижается, а затем несколько повышается. На номинальном и крейсерском режимах удельный расход топлива непрерывно понижается, начиная с земли.
Характер показанного изменения мощности и удельного расхода топлива обусловлен работой ограничителей, предусмотренных в системе автоматического регулирования и управления двигателем:
· до высоты Н=1,5 км взлетная мощность ограничивается постоянной максимальной величиной расхода топлива Gт=const;
· при дальнейшем наборе высоты взлетная мощность ограничивается по приведенной частоте вращения Nтк.пр=соnst.
Ограничение взлетной мощности по Nтк.пр происходит при достижении этим параметром максимального значения и осуществляется автоматическим уменьшением подачи топлива в двигатель, т.е. уменьшением Gт.
Режимы работы и значения параметров двигателя ТВ2-117А (АГ)
| tн = 15 °С, Рн = 760 мм.рт.ст., V = 0 |
| Параметры | Взлетный режим | Номинальный режим | Крейсерский режим | Малый газ |
| Мощность на выходном валу (л.с.) | 1500 - 30 | 1200 - 24 | 1000 - 20 | - |
| Частота вращения ротора турбокомпрессора, %, не более | 98,5 | 94,5 | 63...66 | |
| Частота вращения несущего винта, % | 93 - 1 | 95 ± 2 | 95 ± 2 | 50...55 |
| Температура газа перед турбиной компрессора, °С, не более | ||||
| Удельный расход топлива, г/л.с.*ч, не более | 100кг/ч | |||
| Время непрерывной работы, мин, не более | не ограничено |
100% числа оборотов турбокомпрессора соответствует 21200 об/мин.
Обороты свободной турбины 12000 об/мин соответствуют Nзам=95,3% по датчику оборотов несущего винта, установленному на главном редукторе.
При работе одного двигателя обороты несущего винта на режиме малого газа Nнв = 35...55%.
В полете обороты несущего винта должны быть в пределах 92...97%.
При работе двигателя в полете на режимах выше малого газа допускаются: кратковременное (до 30 с) повышение оборотов несущего винта до 103%, провал оборотов кратковременно до 89%.
На режиме выше малого газа допускается кратковременное (не более 5 с) повышение оборотов несущего винта до 105%.
При работе одного двигателя допускается кратковременное (с «пиковым» значением) падение оборотов несущего винта до 80% (по указателю).
Максимально допустимые замеренные значения параметров двигателя ТВ2-117А (АГ)
|
Максимально допустимые замеренные значения параметров работы двигателей ТВ2-117А (АГ) на всех высотах и скоростях полета из условия прочности должны быть не выше:
| Параметры | Взлетный режим | Номинальный режим | Крейсерский режим | Малый газ |
| Температура газа перед турбиной компрессора, °С | 880 (при работе на земле - 875) | |||
| Частота вращения ротора турбокомпрессора, % | 96,5 | 63...66 |