Дорогое это удовольствие охлаждение РЛ турбины, Rolls-Royce как-то решил эти проблемы в новых двигателях, вопрос: "как Rolls-Royce решил проблемы прочности РЛ турбыны ВД"?

самый лучший способ что-то охладить - или взять материал, который охлаждать не нужно, или убрать предмет охлаждения :) В случае бандажных полок лопаток ТВД проще убрать их нафиг, что практически все конторы в гражданском секторе на новых движках и сделали. На первой ступени уж точно.

речь идет о рабочих лопатках турбины, сомневаюсь я в том, что без бандажирования можно как-то иначе обеспечить прочность лопаточной решетки - не видно на этой картинке РЛ турбин, но, похоже, что самый задний по потоку венец РЛ турбин бандажирована.
http://avia-simply.ru/wp-conte ...

я говорю про лопатки турбины ВД, где температуры такие, что бандажные полки долго не живут в принципе. В турбинах СД и НД ясен перец нужны полки, это же очевидно.

Ну вот первая попавшаяся картинка с сайта RR
https://www.rolls-royce.com/~/ ...

или вот постер, лучше видно
https://www.rolls-royce.com/~/ ...

все накрыты

На постере увеличил.
Первая ступень РЛ с бандажом, последняя или предпоследняя голые, остальные спрятаны под обечайкой.

я вам таких картинок много нарисую)) вас не смущает, что там в ТВД одни бруски и никакого охлаждения? В презентационных картинках всегда рисуют что угодно. В жизни оно сильно от картинки отличается, вплоть до разного рода конструкций, которые уже с бандажом имеют мало общего. Естественно поручиться сложно, что там есть В РЕАЛЬНОСТИ. Просто последнее время Роллсы много работали над подобными лопатками https://s-media-cache-ak0.pini ...

Ну что я могу возразить? Ничего. Картинка она и есть картинка. Да ещё и в таком разрешении. Это же не модель.
А к движку меня с ключами никто не подпустит. А жаль :-) Прикинь, люстрочку из диска с лопатками полированными... Эх, мечты

Вопрос вклада "бандажирования" рабочих лопаток в ресурс далеко не обнозначен...
С одной стороны, полки совершенно очевидно "грузят" лопатку центробежными силами, причем хорошо грузят.
Поэтому над самыми тепло и прочее напряженными лопатками ТВД вы их как правило не найдёте - хотя именно там они наиболее полезны из других соображений, о которых ниже.
С другой стороны, обеспечить вибрационную прочность последних ступеней турбины с длииииннымииии лопатками тоже без полок весьма проблематично...

Вот и получается, что над лопатками ТВД - где полки дают наибольший прирост КПД (по своему основному назначению:-)) их нет, а над лопатками турбины вентилятора - где их влияние на КПД минимально - они есть!

там дело даже не в центробежных силах, а в тепловых градиентах. Известно, что в лопатках ТВД максимальные напряжения, как правило, термические. Отсюда, кстати, и ориентация кристаллов соответствующая (но отдельная и ОГРОМЕННАЯ тема). Бандажную полку очень сложно охладить, эффективность охлаждения ее низкая. Поэтому полка горячая, что вызывает ее перемещения относительно более холодного пера, что приводит к обрывам. Поэтому при использовании таких полок в ТВД необходимо выливать на них нехилое количество воздуха (опять же описано в той же https://www.forumavia.ru/e/?l= ... В итоге вы теряете в КПД, которое полка по идее должна давать. И чем горячее турбина, тем проблем больше.

Я, к сожалению, кроме патентов еще парочки (типа http://www.google.com/patents/ ... и роллсовских статей, тоже вряд ли что еще найду. Просто раз такие статьи в последнее время возникали, значит они тоже столкнулись с такими проблемами на новых и горячих движках, типа XWB.

пардон, в ссылке надо скобочку убрать :)
http://www.google.com/patents/ ...

пардон, не тот патент :) это GE, вот роллсовский
http://www.google.ch/patents/U ...

Сколько же она стоит одна такая в евро, фунтах, долларах?
Монокристаллом такую можно вырастить?

В советских еще масштабах - одна из первых монокристаллических из рениевого сплава с очень развитым пленочным охлаждением трехмерного профилирования - несколько дороже Газ-24.
Причем это безналичная "МАПовская" валюта, где один рупь был равет примерна десяти зеленым (по моей неофициальной оценке:))
Так что на современном буржуйском - может и не по цене бентли, но где-то с ягуар потянет - если придерживаться строго британского уклону 😄

дорого :) точную цифру не скажу, но если учесть, что их там несколько десятков в роторе ступени, то отпавшие полки в эксплуатации стоят ОЧЕНЬ дорого. Особенно, если падеж массовый.
Из монокристалла их и выращивают, по другому нынче никак, иначе ресурс будет низким. Сейчас чуть проще стало получать сложные литейные стержни, т.к. 3д печать появилась

"дорого", я знаю, что не дешево - что такое дорого для бритов и для нас, к примеру, это разные понятия о дороговизне...
Механической обработке она подвергается или все отверстия, каналы и перегородки образуются при выращивании в вакуумной печи?
Я, правда, видел только вакуумную печь еще советского производства, где, как мне рассказывали, процент брака достигал 70-80% от исходного количества заготовок, - современных печек я не видел.

На самом деле ещё дороже, т.к. выпавшая лопатка первой ступени аккуратно вынесет все остальные.

Мехобработка обычно по замку лопатки идет, также отверстия перфорации (которые на поверхность выходят) для охлаждения электроэрозией или лазером. Тонкие выходные кромки любят "на коленке" дорабатывать (у нас :)) Внутренние каналы - литье. Выход годного 20-30 % по литью это еще ничего, в опытном производстве бывает и 5)))

если только фрагмент полки, там не так страшно - только забоины по тракту, а вот если по замку оторвалась, тогда да, печаль-беда

Не совсем понял Вашу мысль о закладываемой надёжности. Мне кажется, что "заложники" не совсем представляли себе, как будет работать конструкция, если считали, что сепараторы подшипников сателлитов из алюм. сплава будут способны отработать 7500 ч. В советские времена девизом фирмы "НК" было "Качество и надёжность". Но тут авторы девиза выглядели смешно, поскольку надёжность и так является одним из показателей качества продукции. Так что получилось типа "масло масляное".

В разработке обоих редукторов участвовали одни и те же люди. Разрыв поколений произошёл уже позже.

Лозунг выглядит так: "надежность авиационной техники закладывается при проектировании, осуществляется при производстве, поддерживается в эксплуатации", - все, в принципе, правильно, если конструкция неверно проектировалась, то ничего уже не поможет быть ей надёжной.

Вы забыли сказать, что причиной такой низкой надёжности были "самопальные" подшипники. Сам редуктор работал более-менее нормально.

насколько я помню это давнее обсуждение, несамопальных подшипников найти не смогли и пришлось изготавливать самопал...

Cамопальные подшипники потребовались из-за "особых" конструктивных решений по редуктору, которые были неизбежны из-за очень специфических концептуальных решений при завязке по выбору облика двигателя - которые, в свою очередь были обусловленны выбором самой концепции CRISP...
Так что никакого противоречия с "закладкой надежности" на самом раннем этапе "закладки двигателя" я не вижу.
Более того, не раз высказывал предположение, что пойди самарцы по пути geared fan, пожалуй и проскочили бы и, не исключено, что даже преуспели бы...
Я наблюдал, как ряд других организаций примерно в то же время из горячих сторонников схемы CRISP на самом раннем этапе проработок кардинально поменяли мнения. Но денег под свои "концепты" не получили - по крайней мере в СССР :-)
Почему Николай Дмитриевич остался "твёрд", кто ж теперь скажет...
Рискну высказать допущение, что мог просто сказаться "человеческий фактор" - его многолетние дружеские отношения с Сухоросовым.

Концептуально дифференциально-планетарный редуктор соосных воздушных винтов КБ Кузнецов отработало на НК-12 - до сих пор двигатель летает, статистика имеется, - чем принципиально НК-93 отличается от НК-93, кроме передаваемых мощностей?
От чего НК-93 преследуют неудачи? - читал я такое мнение, что замена подшипников скольжения на качения, якобы, позволило достичь стендовой наработки 7500 часов, проблемы то сейчас в чём?

Отличается - желанием перевернуть отношения передаваемых моментов переднего и заднего винта...

Задний винт имеет тягу бОльшую, чем передний, т.к. скорость воздуха на входе в задний винт равна индуктивной скорости отбрасывания переднего винта - мощности (момента крутящего) требуется больше для переднего, для заднего меньше - я так рассуждаю.

не сочтите за личное...
мне ооочень не хочется возвращаться к дискуссиям по НК-93 - как бы "дурная примета" для меня :-(

Вы мне ответьте, пожалуйста" по моим взглядам на тягу винтов соосных, иначе придется мне считать, что "это личное ко мне" - я то как провинился перед Вами лично?

Именно, вместо того, чтобы озадачить профессионалов, стали делать сами на коленке. Думаю, что сам редуктор просчитали грамотно, но без подшипников турбины не живут. Знаю, что паровики ЛМЗ долго мучились с подшипниками в 70-е годы.

Наши ГПЗ не могли предложить готовое решение. Поэтому потребовалось создавать свои подшипники. Вопрос только в причинах, почему не заказали разработку подшипников профессионалам в данной теме.

Немного не про НК-93, но тоже про подшипники :)
http://www.pmz.ru/pr/other/avi ...
Пока немецкие подшипники не стали ставить, с отечественными был жуткий гемор.

У меня, к сожалению, большой опыт по выносам проточной части. Кусочек миллиметров на пять ещё имел какие-то теоретические шансы пройти с забоинами, всё крупнее безнадёжно. Сначала ломает свой венец, а потом вся куча забивается в каналы и цепная реакция.

По механизму: вот отломился кусочек от острого конца (полка по форме паралеллограмма). Процесс не мгновенный, куда кусок отламывается - под действием центробежной силы наружу, на уплотнение. Врезается и клинит свою или следующую полку. Ну и так далее.

Сколько же лет прошло? Они же все глубокие пенсионеры!

здесь пишут, что начало НК-93 это 1988 г.
https://dic.academic.ru/dic.ns ...

Там же указан год создания НК-12: 1952. Тридцать шесть лет, за которые ничего подобного не делалось.

Да за последнее время вроде никак...
Это раньше вроде как старались ущучить :-)

Но если серьезно - соотношение мощностей соосных винтов и относится к "коренной проблеме" 93-го.
Я потратил года три, пытаясь объяснить это здешним и нездешним участникам...
Мне к этому сильно неохота возвращаться!
Однако лично для Вас :-) на выходных постараюсь найти какое-нибудь из прошлых "эссе".

А сейчас все-таки повторю то, что "должен понимать каждый" :-)
1) Схемы редукторов НК-12 и 93 ОТНЮДЬ не тождественны! Противоположное утверждение относится к самому распространенному, а может и даже "искуственно внедряемому" заблуждению.
2) Схема 93-го есть вообще "неведомый зверющка".
3) На эту схему пошли именно из-за распределения мощностей между винтами и из-за того, что Эйлера на кривой козе не объедешь.
4) "Зверюшная" схема потребовала применения чрезвычайно высоконагруженных высокоскоростных опорно-упорных подшипников ВЕСЬМА большого диаметра - совершенно нетипичного для авиадвигательной номенклатуры.
5) Я совершенно не удивлён, что единственный советский ГПЗ, способный выпускать подшипники соответсвующие требованиям двигательной номенклатуры, послал самарцев далеко.
Потому как профессионально понимал всю сложность и сопутствующий гемморой.
6) Полагаю, что на его месте "так поступил бы каждый", или какой германец заломил бы за разработку дороже двигателя.
7) К чему привела попытка быстенько "по-легкому срубить" самопальные подшипники - мы все знаем.
8) И здесь следует опять вернуться к пункту 3) и процитировать - "...потому, что в кузнице не было гвоздя!"

Ну что, нальем пожалуй?

astoronny

Раз Вам не по душе, давайте попробую изложить, как понимаю я.

Попробую пройти по пунктам.
1) Читаемой схемы НК93 не нашёл. Но даже нечитаемая поражает монструозностью. Редукторы НК-12 и Д-27 дифференциальные по одной схеме. Газогенератор крутит солнечное колесо, водило крутит внутренний вал (передний винт), корончатое колесо крутит внешний вал (задний винт). Схема подразумевает довольно умеренный коэффициент редукции, что приводит к другим заморочкам (сейчас не важно). В обоих случаях водило вращается и, стало быть, все проблемы с сепаратором подшипника сателлита, ярко изложенные ispit`ом, уже имеют место. И были решены.
2) Схему не нашёл, но осуждаю (С) неизвестно чей. Выше упомянул, невысокий коэффициент редукции. Причина очевидна: для дифференциального выхода важно обеспечить нужное соотношение частот вращения, что несколько противоречит... Да и вообще, АИ-20 и АИ-24, например, имеет двухступенчатую планетарку. Для НК-12 и Д-27 как-то выкрутились, но для вентилятора НК-93, похоже, выкрутиться не удалось и пришлось ставить дополнительные редуктора, что несусветно раздуло конструкцию.
3) А куда деваться? Предположу, что погнались сразу за несколькими зайцами. Или, скорее, ПРИШЛОСЬ гнаться просто для увязки двигателя.
4) Опять-таки: А шо делать? Скачок мощности закономерно приводит к соответствующему скачку усилий в узлах. Другие пути ничуть не проще. Безредукторная схема дико раздувает силовую турбину и особенно вал, который должен просунуть большой крутящий момент через валы газогенератора. Помнится, мне и товарищу сунули сравнение редукторной и безредукторной схемы. Подсчитали - прослезились: по массе баш на баш. А уж по цене! Турбина всяко дороже.
В общем, перегнали промышленность.
По следующим пунктам комментировать нечего.
Точности не хватало.

Вот с этим я абсолютно согласен.

И что? В редукторе всё было самопальное, кроме нескольких подшипников, выпускаемых промышленностью. "Сам редуктор" как раз-таки и не работал по причине разрушения или недопустимого износа подшипников сателлитов. Правда, был один случай разрушения огромного "несамопального" подшипника, воспринимающего тягу винтовентилятора. Применённый затем "самопальный" подшипник избавил нас от этой проблемы.

Да. Так оно и было.

1.Да принципиально ничем, кроме вдвое большей передаваемой мощности в тех же габаритах и при той же массе.
2. У Вас абсолютно неверные сведения. В единственном испытании с подшипниками скольжения сателлитов редуктора, которое, кстати, вёл я, редуктор был снят со стенда после наработки 15 (!) часов. Правда, причина была не в редукторе, а в разрушении подшипника винтовентилятора (ВВ), производства Ступино. Подшипники скольжения, хотя и имели вкрапления в антифрикционное покрытие стружки от сепаратора подшипника ВВ, были вполне работоспособны. Однако тогдашнее беспринципное руководство фирмы решило не возвращаться к теме подшипников скольжения и тот редуктор был списан.
3. 7500 не наработали все редукторы 10 двигателей НК-93 за всю 18-летнюю историю доводки. Так что здесь Вы что-то путаете. 7500 ч - таков был заявленный межремонтный ресурс двигателя.

Ну, на момент начала разработки НК-93 не все из них были пенсионерами, даже неглубокими.

Здравствуйте!

Согласно либеральной истории, НК-12 полностью сделан немцами и вообще он разработан аж в 44 году. Вот тока недавно читал. Так что же, из Германии вызывали?!!!

Упоминал я и другое обстоятельство, уже без насмешек. Тридцать один год от НК-4 (или 36 лет от НК-12) до НК-93. Если постоянно чем-то не занимаешься, то просто забываешь. В общем, всё очень грустно.

Я уже как-то писал об этом, но приходится повторяться. Тут следует пояснить, что изначально редуктор закладывался с подшипниками скольжения сателлитов редуктора. Первые образцы редукторов имели шипы подшипников из фторопласта, в которые были залиты элементы из т.н. металлорезины или "сойферита" по имени её изобретателя профессора КуАИ А.М. Сойфера. Эта конструкция расплавлялась через считанные минуты работы редуктора на весьма умеренных режимах. Поэтому от подшипников скольжения во-время отказались в пользу подшипников качения, с которыми хлебнули горя выше крыши. Именно поэтому и не состоялся двигатель НК-93. В начале 00-х решили вернуться к подшипникам скольжения, но уже в новом качестве. На стальной щип наносилось многослойное покрытие из разных материалов, включая экзотические. Вот этот-то редуктор и достиг небывалой наработки в 15 ч в одном испытании. Хочу отметить ещё одно обстоятельство. Ну, ладно, мы были вот такие недоумки в своей Самаре. Но напрашивается вопрос: а где же тогда был светоч науки - ЦИАМ? Что же эти мудрецы, в основном, - нетитульной нации, молчали вместо того, чтобы нас одёрнуть? И наоборот, когда они заклинали нас от закладки некоторых параметров, таких как величины контактных напряжений на беговых дорожках роликоподшипников, при наших, более высоких величинах проблем с беговыми дорожками и роликами мы не имели. Поэтому я склонен считать, что эти московские яйцеголовые гуру на самом деле таковыми не являлись. Что до высоконагруженных мощных авиационных редукторов, то, по моему мнению, ЦИАМ не имел в этой области никакого научного задела.

Нет. Это не так. Хоть и был в Германии в 1945 г. построен, но не испытан ТВД значительно меньшей мощности, до НК-12 ему было далеко. Конечно, немецкие конструкторы привезли в Куйбышев свои идеи и наработки, но немцев отправили на родину в 1952 г, тогда как с двигателем ТВ-12 продолжали мучиться до 1954 г.