Внутренние процессы компрессора авиадвигателя: высокая скорость и эффективность

Представьте себе вращение с невероятной скоростью, сопоставимой со скоростью звука. Именно так – в тысячах оборотов в минуту – функционируют роторы компрессоров газотурбинного двигателя.

Основная задача компрессора заключается в эффективном сжатии поступающего воздуха и его подаче под высоким давлением в камеру сгорания. Без этого этапа весь цикл работы двигателя невозможен.

Современные компрессоры состоят не из одного блока, а из двух или трех независимых каскадов, расположенных последовательно:

• вентилятор (первый каскад низкого давления);
• компрессор низкого давления;
• компрессор высокого давления.

Каждый каскад компрессора соединён с турбиной при помощи отдельного вала. Это инновационное решение позволяет каждому блоку работать на наиболее оптимальных скоростях, избегая при этом потерь в эффективности. Каждый каскад состоит из нескольких ступеней, а каждая ступень – это пара из двух компонентов:

• рабочее колесо: вращающиеся лопатки на роторе;
• направляющий аппарат: неподвижные лопатки в корпусе.

Воздух, ускоренный рабочим колесом компрессора, поступает в канал между лопатками направляющего аппарата. Здесь происходит важный физический процесс: скорость потока уменьшается, в то время как давление и температура возрастают. Также направляющий аппарат корректирует поток, задавая ему верный угол для входа в следующую ступень.

Количество и размер ступеней рассчитываются с учетом необходимых параметров двигателя. На выходе из последней ступени компрессора высокого давления воздух уже нагревается и сжимается до давления порядка 50 атмосфер.

Источник: @uecrus_official