Рисунок 5.3 – Конструктивно-компоновочная схема ГТДЭ-117
ВСУ представляет собой малоразмерный газотурбинный двигатель-энергоузел ГТДЭ-117 турбовальной схемы с автономными системами топливопитания, смазки и запуска. ВСУ предназначена для раскрутки РВД основных двигателей при запуске (стартерный режим) и привода самолетных агрегатов при неработающих двигателях (режим «Энергоузел»).
Конструктивно ГТДЭ собран из двух сборочных модулей: модуля турбокомпрессора (ТК) и модуля свободной турбины (СТ).
Принудительную смазку всех подшипников и шестерен ГТДЭ обеспечивает автономная масляная система через топливомасляный агрегат 4030 (ТМА). Масляная система ГТДЭ использует маслобак КСА.
Система регулирования подачи топлива в камеру сгорания турбокомпрессора обеспечивает заданный режим работы ГТДЭ, ограничивая частоту вращения ротора свободной турбины (nСТ) в стартерном режиме и стабилизируя ее в режиме «Энергоузла». Переключение режимов происходит по электрической команде посредством ЭМРЭ (электромагнита режима «Энергоузла»). Регулятор nСТ дублируется параллельным ограничителем предельной частоты вращения ротора турбокомпрессора (nТК). Топливный насос-регулятор с шестеренчатым качающим узлом входит в состав ТМА.
Модуль турбокомпрессора представляет собой газогенератор (одновальный турбокомпрессор) с коробкой приводов агрегатов (КПА), на которой смонтированы агрегаты систем ГТДЭ-117 (рис. 5.3).
Компрессор газогенератора центробежный, одноступенчатый с радиальным ВНА. Корпус компрессора изготовлен литьем из магниевого сплава. Остальные элементы изготовлены из нержавеющей стали с широким применением сварки и пайки. Компрессор имеет радиальный кольцевой воздухозаборник с защитной сеткой на входе.
Камера сгорания выполнена кольцевой с радиальным подводом воздуха. На корпусе КС установлен пусковой воспламенитель. Топливо в КС подводится против потока воздуха радиально через вращающуюся форсунку, смонтированную на валу турбокомпрессора.
Рисунок 5.3 – Конструктивно-компоновочная схема ГТДЭ-117
Турбина газогенератора осевая, одноступенчатая, реактивная, неохлаждаемая. Сопловой аппарат (СА) и рабочее колесо (РК) выполнены цельнолитыми из жаропрочной стали. РК припаяно к стальному валу. Ротор турбокомпрессора выполнен по двухопорной схеме. Корпус турбины состоит из наружного кольца СА и корпуса задней опоры, соединенных болтами по фланцам.
Коробка приводов агрегатов (КПА) смонтирована на переднем фланце корпуса компрессора. Она обеспечивает передачу крутящего момента от электростартера (ЭСТ) к ротору турбокомпрессора при запуске ГТДЭ, и от ротора турбокомпрессора к насосам ТМА, насосу откачки масла из КПА и датчику частоты вращения ротора турбокомпрессора. Привод агрегатов представляет собой цилиндрический многоступенчатый редуктор. Вращение роторов агрегатов осуществляется через шлицевые валы-рессоры. ЭСТ соединен с ротором турбокомпрессора через конический редуктор посредством муфты свободного хода. Свободный ход ведущего вала, соединенного с ротором ЭСТ, обеспечивается за счет поворота эксцентриков по часовой стрелке при ускорении обоймы относительно вала после запуска ГТДЭ.
Модуль свободной турбины обеспечивает передачу крутящего момента от свободной турбины на выводной вал посредством редуктора и МСХ, а через трансмиссионный привод (ТП) - в ТМА к регулятору nСТ.
Свободная турбина выполнена осевой, одноступенчатой, реактивной, неохлаждаемой. СА и РК выполнены цельнолитыми из жаропрочной стали. Ротор свободной турбины выполнен двухопорным. Корпус турбины состоит из наружного кольца СА, соединенного по фланцу с корпусом опор и обоймой, покрывающей РК.
Редуктор (цилиндрический, двухступенчатый) обеспечивает снижение частоты вращения выводного вала ГТДЭ. Крутящий момент от вала свободной турбины на МСХ передается посредством шлицев входного и выходного валов редуктора. Корпус редуктора крепится болтами по фланцам к корпусу свободной турбины через выходной патрубок.
МСХ свободной турбины обеспечивает свободный ход ведомого вала (следовательно, и свободной турбины) относительно обоймы, связанной зубчатой передачей с выводным валом ГТДЭ.
Трансмиссионный привод обеспечивает вращение ротора центробежного датчика частоты вращения регулятора свободной турбины в ТМА. Трансмиссионный привод собран из двух валов с промежуточной рессорой и опорами на корпусе турбокомпрессора.