2.6 Форсажная камера

2.6.1 Общая характеристика форсажной камеры

Форсажная камера (ФК) – общая для наружного и внутреннего контуров, с предварительным смешением потоков в смесителе и состоит из (рисунок 2.39) смесителя (1), фронтового устройства (2) и жаровой трубы (3). Топливо в ФК подается через струйные форсунки из пяти топливных коллекторов. Последовательным подключением или отключением коллекторов при перемещении РУД обеспечивается управление степенью форсирования тяги.

Рисунок 2.39 – Форсажная камера Ал-31Ф

Запуск ФК осуществляется методом "огневой дорожки". Топливо, впрыскиваемое струйной форсункой в основную КС, переносится в виде факела пламени за турбину и в районе смесителя ФК воспламеняет топливо, подаваемое центробежной форсункой. Подхваченный факел пламени воспламеняет топливо, подаваемое в ФК через топливный коллектор.

Таблица 2.5 - Материалы деталей форсажной камеры

Деталь	Материал
Наружный корпус смесителя и диффузора	ВТ-20
Смеситель	ВТ-20
Кок-обтекатель	ВТ-20
Стабилизатор пламени	ВЖЛ-98
Корпус жаровой трубы	ВТ-20
Экраны жаровой трубы	ЭП-99

2.6.2. Конструкция форсажной камеры

Смеситель предназначен для перемешивания потоков воздуха наружного контура и газа внутреннего контура двигателя и включён в силовую систему двигателя, осуществляя связь корпусов внутреннего и наружного контуров двигателя. Смеситель состоит из наружного корпуса, собственно смесителя и кока-обтекателя.

Наружный корпус смесителя представляет собой оболочку с передним и задним фланцами. Передним фланцем он с помощью призонных болтов прикреплён к фланцу корпуса наружного контура, к заднему фланцу крепится корпус фронтового устройства. С наружной стороны к корпусу приварен профилированный шпангоут, на котором установлены: восемь термопар, центробежная форсунка системы запуска ФК, приёмник полного давления газа за турбиной и трубопровод слива топлива из сливного бачка двигателя в проточную часть ФК.

Смеситель выполнен в виде конической оболочки с 22 карманами, обеспечивающими подвод воздуха из наружного контура в поток газа внутреннего контура, с фланцем и силовым кольцом в задней части. Для повышения жёсткости стенки карманов в средней части соединены с помощью сварки стержнями.

Кок-обтекатель предназначен для уменьшения потерь энергии на выходе газа из турбины и обеспечения необходимого профиля проточной части в районе диффузора. Для предотвращения вибрационного горения стенки кока перфорированы. Кок с помощью фланца крепится к корпусу опор турбины.

Фронтовое устройство предназначено для образования топливо-воздушной смеси и обеспечения надёжного запуска ФК, а также устойчивого горения по всему сечению жаровой трубы. Фронтовое устройство состоит из диффузора, системы стабилизации пламени и топливных коллекторов с форсунками.

Передним фланцем корпус фронтового устройства крепится к корпусу смесителя, а к заднему его фланцу крепится жаровая труба ФК.

Диффузор ФК предназначен для уменьшения скорости потока газа и представляет собой расширяющийся канал, образованный конической формой корпуса и коком-обтекателем. К наружной поверхности корпуса приварен силовой шпангоут с узлами крепления двигателя к самолёту. К внутренней поверхности корпуса диффузора присоединён двухсекционный гофрированный и перфорированный экран. Экран с корпусом образуют кольцевой канал подвода воздуха из наружного контура на охлаждение ФК. Вторая секция одновременно является антивибрационным экраном.

В задней части диффузора с помощью тяг и кронштейнов крепится блок стабилизаторов пламени. Блок стабилизаторов пламени состоит из кольцевой форкамеры и двух V-образных кольцевых стабилизаторов – наружного и внутреннего, соединённых с форкамерой одиннадцатью V- образными стойками. Форкамера представляет собой V- образный кольцевой стабилизатор, внутри которого расположен “карбюратор”, образованный 11-ю заглушёнными по торцам трубками с отверстиями-форсунками и с заборниками на входе. В каждую трубку через заборник поступает топливо из коллектора и газ из проточной части. Топливо и газ смешиваются в “карбюраторе” и через отверстия в трубке поступают во внутреннюю полость форкамеры. Форкамера закреплена на корпусе одиннадцатью тягами. Шарнирное крепление тяг и стоек обеспечивает свободу взаимных перемещений стабилизаторов относительно форкамеры и форкамеры относительно корпуса при изменении температурных режимов в ФК.

Топливные коллекторы расположены перед форкамерой и закреплены на ней серьгами, которые обеспечивают свободу температурных расширений коллекторов. Первые три коллектора имеют теплозащитные экраны. К наружным и внутренним поверхностям коллекторов приварены форсунки.

Жаровая труба представляет собой сварную конструкцию с передним и задним фланцами и состоит из корпуса и четырёх секций теплозащитных экранов, последовательно расположенных вдоль оси ФК.

Передним фланцем корпус стыкуется с фланцем корпуса фронтового устройства. К заднему фланцу и шпангоуту, расположенному на конической части корпуса, крепятся элементы реактивного сопла. В нижней части корпуса установлен дренажный клапан для слива топлива. На внутренней поверхности корпуса имеются упругие пояса для крепления гофрированных и перфорированных теплозащитных экранов. В зазор между корпусом и экранами поступает охлаждающий воздух.