Конструкция лопатки

Лопатка состоит из профильной части, которая обтекается потоком воздуха или газов и замковой части, с помощью которой она крепится к ротору.

По высоте перо лопатки имеет геометрическую закрутку в соответствии с законом изменения скоростей: чем дальше от центра вращения, тем больше линейная скорость при одной и той же угловой частоте вращения ротора.

Рис. 13. Рекомендуемый угол обтекания лопатки

Условием эффективной работы лопаток является режим безотрывного обтекания их профиля набегающим потоком воздуха. Максимальная эффективность достигается при направлении потока воздуха по касательной к профилю лопатки – на номинальном режиме работы двигателя. Номинальный режим является расчетным режимом работы двигателя.

Безотрывное обтекание обеспечивается в узком диапазоне угол обтекания 10⁰-15⁰, за пределами которого начинается срыв потока с профиля лопаток, вызывающий помпажные явления.

Помпаж: нерасчетный режим работы, вызванный срывом потока воздуха с профиля лопаток и возникновением вихреобразных процессов «запирающих» проточную часть компрессора. Внешние проявления помпажа:

– нехарактерный гул;

– повышенная вибрация;

– хлопки, удары;

– обратный выброс воздуха на вход и т. п.

Помпаж характеризуется нерасчетными знакопеременными нагрузками на все узлы и детали компрессора вплоть до их разрушения.

К лопаткам предъявляются самые жесткие требования по аэродинамическим качествам, механической прочности и высокой точности изготовления.

Способы крепления лопаток (типы замковой части):

Осевой компрессор:

– замок типа «ласточкин хвост»;

– замок зубчикового типа;

– трацевидные;

– т-образные.

Турбина:

– замки елочного типа.

По сравнению с компрессорными, лопатки турбины толще, массивнее, имеют большие радиусы скругления, что объясняется тяжелыми высокотемпературными условиями их работы.