Средний корпус компрессора 3 страница

Элементы камер сгорания свариваются роликовой электросваркой, электродуговой или аргонодуговой сваркой. При любом способе сварки сварной шов должен быть прочным, стойким к вибрационным нагрузкам и обеспечивать герметичность.

Так как конструктивные элементы камеры сгорания представляют со­бой тонкостенные оболочки, то к ним предъявляются требования по обеспе­чению устойчивости, предупреждению опасных колебаний и вибраций.

Одним из основных способов повышения устойчивости является при­менение ребер жесткости, отбортовок, зиговок и т.д.

Примеры применения ребер жесткости на деталях цилиндрической и конической формы приведены на рис.12.6.

Элементы жесткости изготавливают из листовых материалов штам­повкой или вальцовкой (рис.12.6, а, в, г, д, ж), а также механической обра­боткой из специальных заготовок (рис.12.6, б, е). Механическая обработка посадочных мест на ребрах жесткости после сварки обеспечивает возмож­ность хорошего центрирования деталей узла при сборке.

Детали, работающие на сжатие, подкрепляются высокими поясами же­сткости (рис.12.7.). При этом они не теряют устойчивости при значительных нагрузках.

На деталях с криволинейным профилем в местах перехода к цилинд­рическим поверхностям применяются пояса жесткости коробчатого профиля (рис.12.8.), которые обеспечивают необходимую жесткость в осевом и ради­альном направлениях.

В случае, когда пояса жесткости образуют замкнутую полость, ее не­обходимо дренировать с помощью небольших отверстий для исключения выпучивания вследствие повышения давления воздуха внутри полости от нагрева или условий эксплуатации (рис12.9).

Увеличения жесткости стенок можно добиться, выполнив на них ради­альные (рис.12.10,а), или продольные (рис12.10,б) выштамповки или зиги.

Края тонкостенных цилиндрических и конических оболочек усилива­ют фланцами, точеными или отбортованными кольцами рис.12.11.

При применении сварки плавлением желательно шов несколько уда­лить от фланца или кольца, что обеспечивает меньшее коробление и преду­преждает образование трещин в месте перехода от меньшей толщины к большей.

Отверстия, выполненные в деталях, отбортовывают или окантовывают (см. рис. 4.12.). Для уменьшения термических напряжений в сварных соедине­ниях деталей жаровых труб широко применяют прорези (см. рис. 4.14).

 

4.7. МАТЕРИАЛЫ ДЕТАЛЕЙ КАМЕР СГОРАНИЯ

Материалы, применяемые для изготовления камер сгорания, должны удовлетворять специфическим условиям работы узлов и обеспечивать рабо­тоспособность конструкции в течение ресурса работы двигателя.

Узлы камер сгорания подвержены воздействию высоких температур и перепадов давления, динамическим и вибрационным нагрузкам, а также пульсациям газового потока, возникающим при сгорании топлива.

Максимальный перепад давления на корпус камеры может достигать 3 МПа, а температура стенок — 650...700 "С. Жаровые трубы работают в условиях агрессивной среды продуктов сгорания топлива, при этом местная температура их элементов достигает 950 °С и более.

Основные требования, предъявляемые к материалам камер сгорания:

— высокая жаропрочность и жаростойкость;

— высокое сопротивление усталости и трещинообразование при низ­кой скорости распространения трещин;

— устойчивость к газовой коррозии;

— удовлетворительные характеристики теплопроводности и пластич­ности;

— удовлетворительные технологические свойства (способность к пла­стической деформации, хорошая обрабатываемость резанием, хорошая сва­риваемость и др.).

Для изготовления корпусных деталей камер сгорания, работающих при низких температурах, используют жаропрочные титановые сплавы, имеющие плотность около 4,5 г/см³. Эти сплавы могут применяться до тем­ператур 450...500 °С (сплавы ВТЗ-1, ВТ-8, ВТ-9). В диапазоне температур 600...750 °С для корпусных деталей используют жаропрочные стали и спла­вы на никелевой основе (1Х12Н2ВМФ; Х15НЗОВМТ; Х12Н20Т2Р; ХН78Т). Плотность этих материалов около 8 г/см³.

Для изготовления жаровых труб применяют жаропрочные сплавы на никелевой и хромистой основе. Плотность этих сплавов 8,3...8,9 г/см³, диа­пазон применения по температурам 900... 1100 °С (ХН75НБТЮ; Х20Н80Т; ХН60В; ХН50ВМТЮБ).

Для повышения стойкости материала к газовой коррозии и окислению поверхности жаровых труб (в основном внутренние поверхности, непосред­ственно контактирующие с газовым потоком) покрывают специальными эма­лями. Коррозионная стойкость эмалированных жаровых труб возрастает в несколько раз.

 

 

4.8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение и основные параметры камер сгорания ГТД.

2. Типы камер сгорания, их достоинства и недостатки.

3. Основные требования к камерам сгорания ГТД.

4. Жаровые трубы, их составные части и назначение.

5. Способы охлаждения стенок жаровых труб.

6. Особенности крепления жаровых труб и основные конструктивные решения.

7. Основные типы фронтовых устройств.

8. Элементы подачи топлива в камеру сгорания.

9. Запуск камер сгорания.

10. Основные дефекты камер сгорания, причины их возникновения.

11. Перспективные камеры сгорания.

 

ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ

Газовая турбина (ГТ) является одним из основных узлов ГТД и предназначена для привода компрессора в ТРД, а в ТВД и для при­вода воздушного винта. Источником полезной работы турбины служит потенциальная энергия газа, полученная при сжатии в ком­прессоре воздуха и последующего его нагрева до высоких темпера­тур в камере сгорания при сжигании топлива. Преобразование по­тенциальной энергии газа в механическую работу на валу турбины происходит в одной из ступеней, состоящей из соплового аппарата (СА) и рабочего колеса (РК). В элементах ступени турбины потен­циальная энергия газа преобразуется в кинетическую энергию, т.е. газ расширяется, его давление и температура падают, а скорость растёт.

По способу получения крутящего момента на РК ступень может быть активной и реактивной. В авиационных ГТД в основном при­меняются реактивные ступени, со степенью реактивности 0,2,..0,5 (на среднем радиусе), что обусловлено их более высоким КПД по сравнению с активными ступенями.

По направлению движения газа в лопатках РК турбины класси­фицируются на радиальные и осевые. Радиальные турбины могут быть центробежными и центростремительными. В ГТД в основном применяются осевые ГТ, которые, хотя и несколько проигрывают в КПД радиальным турбинам, но имеют значительно меньшие габа­ритные размеры и массу. Радиальные центростремительные турби­ны применяются лишь в малоразмерных ГТД.

В зависимости от числа валов в ГТД ода подразделяются на одно-, двух- и трехвальные. В многовальных двигателях турбины подразделяются на турбины высокого, среднего и низкого давления.

Турбина, которая имеет лишь газодинамическую связь с турби­ной компрессора, а мощность её выходного вала используется для привода винта в ТВД или отдельных агрегатов, называется свобод­ной.

Количество ступеней в ГТ определяется общим потребным теплоперепадом, срабатываемым в турбине, из расчета 250...300 Дж/кг в одной ступени, исходя из типа и назначения двигателя с учётом требований технологичности, массы, экономичности и др.

К основным параметрам и признакам ГТ можно отнести:

температуру Т_г* и давление Р_г* на входе в турбину;

количество ступеней (1...20);

КПД турбины (0.9...0.93);

распределение теплоперепада по ступеням;

количество валов (до трёх);

форму проточной части (Д_вн. = const, Д_ср. = const, Д_{н .} = const.);

наличие элементов охлаждения конструкций;

какой элемент ГТД приводится во вращение турбиной;

геометрические соотношения элементов проточной части (отно­сительные удлинения лопаток, относительные втулочные диаметры, осевые и радиальные зазоры и т.д.);

принципиальные конструктивные решения (количество и распо­ложение опор, наличие демпферов в опорах, тип применяемых уп­лотнений, способ соединения и передачи осевых усилий и крутяще­го момента в роторе, особенности конструкции лопаток, дисков, валов и элементов их соединения и т.д.).

5.1. ТРЕБОВАНИЯ К ТУРБИНАМ

В связи с тем, что степень совершенства ГТ в значительной мере определяет экономичность, массу и надежность ГТД в целом, к ним предъявляется ряд требований, основными из которых являются:

1. Высокий КПД на расчетных режимах.

2. Минимальная масса и габариты.

3. Простота и технологичность конструкции.

4. Высокая эксплуатационная надёжность.

Для получения высокого значения КПД необходимо на этапах проектирования и производства обеспечить:

оптимальное количество ступеней и форму проточной части;

оптимальное распределение теплоперепада по ступеням и зна­чения рабочих параметров в элементах проточной части;

рациональное профилирование сопловых и рабочих лопаток, уменьшающих радиальное перетекание газа в осевых зазорах ступе­ней, а также закрутку потока газа за турбиной;

уменьшение перетекания газа в радиальном зазоре по концам рабочих лопаток за счет снижения до минимума величины зазора, применения охлаждения статора, различных периферийных уплот­нений, а также бандажирования рабочих лопаток;

тщательную отделку поверхностей лопаток и других поверхно­стей проточной части для уменьшения потерь на трение; плавное изменение трактовых поверхностей статора и ротора, исключающее внезапное изменение площади проходного сечения;

снижение аэродинамического сопротивления различных стоек и рёбер, находящихся в проточной части.

Минимальная масса и габариты достигаются;

уменьшением числа ступеней за счёт увеличения теплоперепада, срабатываемого в одной ступени;

увеличения окружных скоростей (до 450 м/с и более, на среднем радиусе), ограниченных, в свою очередь, прочностью рабочих лопа­ток и дисков; увеличением температуры газа перед турбиной, что также огра­ничено прочностью рабочих лопаток и дисков и требует введения охлаждения элементов турбины;

проектированием проточной части с большими осевыми скоро­стями (до 500 м/с на выходе);

выбором оптимальной формы проточной части;

правильным выбором силовой схемы турбины;

применением жаропрочных, жаростойких и лёгких конструкци­онных материалов с повышенными механическими свойствами;

снижением, до допустимого уровня, запасов прочности элемен­тов конструкции;

строгим учётом действующих факторов и достоверностью и точностью расчётов на прочность и колебания;

рациональным конструированием отдельных деталей и узлов (равнопрочных дисков, лопаток с удлиненной ножкой, самоконтря­щихся болтовых соединений, сварных роторов и статоров, "гибких" роторов, лопаток больших удлинений, минимальных осевых зазоров между ротором и статором, размещением опор внутри ротора, вве­дением демпферов опасных колебаний).

Требования простоты и технологичности конструкции являются наиболее труднореализуемыми на практике.

Конструкция современных газовых турбин является достаточно сложной, что обусловлено:

высокой температурой газа в проточной части и, как следствие, введением охлаждения элементов турбины;

числом ступеней и каскадов в турбине;

числом и расположением опор;

необходимостью обеспечения минимальных радиальных зазоров в проточной части и их стабильности в течение ресурса при недос­таточной жесткости корпусных и роторных элементов в условиях больших перепадов температур на различных режимах работы;

сложностью подвода и отвода смазки к опорам, особенно межвальным, а также необходимостью теплоизоляции и суфлирования масляных полостей;

сложной системой уплотнений и требованием их высокой на­дежности;

тяжелыми условиями работы практически всех элементов кон­струкции, большими механическими (статическими и динамически­ми) нагрузками при наличии высоких температур, резких теплосмен, многократной повторностью нагружения, газовой коррозией и дру­гими неблагоприятными факторами.

Производственную технологичность конструкции наиболее пол­но определяет её стоимость, отражающая как трудоёмкость по всему комплексу производственного процесса, так и все расходы на мате­риалы, испытания и доводку. По этому показателю технологичность турбин значительно ниже, чем любого другого узла ГТД. Причина­ми этого являются:

высокая стоимость жаропрочных сплавов (стоимость материа­лов составляет 40...50 % стоимости двигателя);

низкая обрабатываемость и плохая свариваемость жаропрочных сплавов;

большое количество лопаток и других деталей сложной формы с высокими требованиями по точности и качеству поверхностей;

значительное число специальных, весьма непроизводительных, технологических операций (упрочняющие виды обработки, много­компонентные термобарьерные покрытия, пайка износостойких пластин, сборка бандажированных рабочих колёс, сопловых аппаратов и др.), а также контрольных операций (составляющих 20...30 % трудоёмкости изготовления).

Новые технологические приёмы (бесприпусковая отливка лопаток, горячий раскат крупногабаритных корпусных деталей, высоко скоростная штамповка, электрохимические и электроэрозионные методы обработки отверстий и деталей сложной формы, электронно-лучевая сварка и др.), высокопроизводительное оборудование, разработка и совершенствование научного конструирования способствуют непрерывному снижению трудоёмкости изготовления турбин.

Эксплуатационная технологичность турбин определяется:

контролепригодностью, т.е. наличием достаточного количества датчиков, обеспечивающих надежное обнаружение отказов (отклонение параметров, критических ситуаций); наличием точек отбора информации об отказах (штуцеров, сливных краников и др.); удобством и возможностью осмотра и др.;

ремонтопригодностью, заключающейся в возможности предупреждения и обнаружения причин отказов и устранения их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания (возможность замены отдельных узлов и деталей без снятия двигателя; взаимозаменяемость без подгонок; исключение возможности неправильной сборки; простой и удобный инструмент; удобство обслуживания и доступность осмотра);

эргономическими показателями (соответствием инструмента, приспособлений и отдельных узлов по весу и усилиям возможностям человека; наличием указателей, сборочных меток, опознавательной окраски, номеров узлов и т.д., обеспечивающих качество обслуживания и ремонта).

Высокая эксплуатационная надёжность закладывается при конс-труировании, обеспечивается в производстве и поддерживается в эксплуатации. Кроме ремонто и контролепригодности надёжность определяется:

безотказностью, т.е. свойством непрерывно сохранять работоспособность в течение ресурса;

долговечностью, т.е. способностью сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе техобслуживания;

сохраняемостью, т.е. способностью непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течении, и после хранения;

прочностными показателями (запасы, связанные со статической и динамической прочностью, с повторной статикой, термостойко­стью, ползучестью, жаростойкостью; максимально допустимые пла­стические и упругие деформации, вибрационные перегрузки; уровни затяжки различных резьбовых соединений; меры по демпфированию колебаний; конструктивные и технологические меры упрочнения деталей и др.).

В свою очередь все эти показатели обеспечиваются высоким ка­чеством конструирования турбин; правильным выбором конструк­тивной и силовой схемы, наиболее полным учётом работы её эле­ментов; правильным выбором материалов, покрытий, термообра­ботки и назначением специальных технологических операций; дос­товерностью статических и динамических расчётов на прочность и колебания; специальными конструктивными мерами (охлаждением и теплоизоляцией отдельных элементов турбины; демпфированием изгибных колебаний роторов; бандажированием рабочих лопаток; надежной системой уплотнений и т.д.).

В процессе эксплуатации надёжность поддерживается строгим соблюдением всех действующих инструкций по эксплуатации, тех­обслуживанию и ремонту. Особое место в повышении надёжности двигателя занимает точный учет всех без исключения происходящих дефектов и отказов. Это позволяет оперативно принимать необхо­димые меры (конструктивные, технологические и др.) и в короткие сроки повысить показатели надёжности.

 

5.2. КОНСТРУКЦИЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН

Роторы турбин

Конструкция элементов ротора, способы соединения их между собой, материал и технология их изготовления должны обеспечи­вать выполнение основных технико-экономических требований, предъявляемых к турбинам.

Основными элементами роторов являются диски ступеней с ло­патками, валы, цапфы, промежуточные кольцевые проставки, со­единительные узлы, детали и др.

В ГТ авиационных ГТД в основном применяются роторы диско­вого и барабанно-дискового типа. В зависимости от способа соединения диска с валом и дисков между собой роторы делятся на разборные и неразборные. Неразборные роторы обладают большей изгибной жесткостью, стабильностью дисбаланса в процессе эксплуатации, более просты и технологичны в изготовлении. Однако при этом (при числе ступеней больше одной) усложняется технология сборки и разборки, появляется необходимость в продольном разъеме корпуса (нарушается симметрия температурных деформаций), поэтому в основном роторы ГТ разборные.

Способы соединения дисков между собой и с валом многооб­разны и определяются в основном конструктивными и технологиче­скими факторами: число ступеней турбины, число валов, величиной внешних нагрузок, способом охлаждения деталей турбины, усло­виями сборки и разборки узла турбины, преемственностью освоен­ной в технологии элементов крепления и т.д. К соединениям элементов ротора предъявляются следующие требования:

- надёжная передача нагрузок действующих на ротор (рис.5.1): oт крутящего момента ; изгибающих усилий от массы дисков с ло­патками G; изгибающих инерционных сил масс ротора, возни­кающих при эволюциях самолёта P _j; гироскопических моментов, изгибающий вал турбины ; растягивающих осевых усилий, возникающих на лопаточном венце турбины и на боковых поверхности дисков Р_о; неуравновешенной радиальной силы Р_ц;

- не раскрытие стыков при действии нагрузок;

 

Рис.5.1. Нагрузки, действующие на узел соединения диска турбины

с ва­лом: 1 - фланец вала; 2 - диск турбины; 3 - болт; 4 – бурт

 

- сохранение за весь период эксплуатации (до ремонта) допустимой величины дисбаланса в условиях повышенных и переменных температур нагрева соединяемых деталей;

- сохранение соосности при обеспечении минимальных зазоров элементах проточной части и уплотнениях;

- технологичность и простота разборки и сборки при ремонтах;

- сохранение за весь период эксплуатации постоянства изгибной
жесткости.

Для снижения массы и повышения надежности и ресурса ротора выполняются неразборными (рис.5.2).

Рис.5.2 Неразборные соединения диска с валом турбин: а - диск с валом выполнены за одно целое; б - вал приварен к фланцу на диске; в - вал соединен сваркой по полотну диска

Ротор (рис.5.2, а) выполнен цельным, из поковки, обладает необходимой жестксостью в месте перехода от диска к валу. В схеме отсутствуют крепежные элементы. Однако при этом вал и диск выполнены из одного материала, что удорожает производство.

В роторе (рис.5.2, б) вал выполнен из малолегированной стали и приварен к диску, изготовленному изжаропрочной стали, а в роторе (рис.5.2, в) сварка выполнена по полотну диска.

К числу неразъёмных соединений относятся и фланцевые со­единения с гладкими радиальными штифтами (рис.5.3).

 

 

Рис.5.3. Соединение деталей ротора радиальными штифтами: а - с цен­тровкой по одной посадочной поверхности; б - вильчатый вариант соедине­ния; в - соединение трех деталей в одном узле

Центрирова­ние соединяемых деталей осуществляется по цилиндрическим поя­скам диаметра D (см. рис.5.3, а). Соединение деталей

на диаметре D выполняется с натягом, величина которого определяется из условия нераскрытия стыка при всех режимах работы двигателя (учитывает­ся разность температур соединяемых деталей, изменение числа обо­ротов ротора, различие в коэффициентах линейного расширения, различие в прогреве и охлаждении и др.).

Радиальные штифты ставятся с натягом 0,01.-0,04 мм в совме­стно обработанные радиальные отверстия соединяемых деталей. Для исключения радиального смешения штифтов края отверстий закерниваются (завальцовываются) (рис.5.3, б), по наружному диаметру устанавливается охватывающая деталь (рис.5.3, а) или стопорятся специальными болтами (рис.5.3, в). Передача крутящего момента и осевой силы в этом соединении осуществляется за счёт сил трения и работы штифтов на срез.

Наиболее простыми разборными соединениями роторов турбин являются фланцевые соединения при помощи черновых болтов(рис.5.4, а), призонных бол­тов (рис.5.4, в), шпилек (рис.5.4, б).

В этих соединениях передача кру­тящего момента осуществляется как за счет сил трения по поверхно­сти контакта, так и за счёт работы на срез призонных втулок или болтов.

При передаче крутящего момента силами трения, торцовые сопрягаемые поверхности размещают на большем радиусе и увеличивают поверхность контакта, что снижает необходимое усилие предварительной затяжки болтов.

Под головки винтов могут уста­навливаться сферические шайбы (рис.5.4, а), которые снижают на­пряжения от изгибающего момента при перекосе осей винтов и от­верстий. Отверстия под болты, особенно в полотне диска, снижают его прочность, что приводит к увеличению толщины диска или вы­полнению в месте расположения отверстий утолщений. Центриро­вание соединяемых деталей производится по центрирующим поя­скам, по которым создается натяг (рис.5.4, а), призонными втулками (рис.5.4, б) или призонными болтами (рис.5.4, в).

Для устранения ос­лабления диска отверстиями на нем выполняется фланец, по кото­рому осуществляется его стыковка, а для приближения опоры к цен­тру тяжести консольных дисков фланец вала делают фасонным (рис.5.4, в). Недостатки таких соединений: большой отвод тепла с диска на вал, ослабление дисков отверстиями, ослабление стыка при вытяжке болтов, большие напряжения среза на призонных втулках и болтах.

Более сложны фланцевые соединения элементов роторов, в которых крутящий момент передается эвольвентными радиальными шлицами, а осевое усилие - работающими на растяжение болтами (Рис.5.5, а).

Центрирование деталей осуществляется по цилиндрическому буртику с натягом. Соединения дисков с валом при помощи шлиц могут выполняться с центровкой по конусам (рис.5.5, б), по цилиндрическим буртикам и кольцам (рис.5.5, в).

 

 

Рис.5.4 Фланцевые соединения дисков с валом и между собой: а - с по­мощью винтов; б - призонных втулок и шпилек; в - призонных болтов; 1 –наружный вал; 2 - внутренний вал; 3 - диски; 4 - призонный болт; 5 –болт; 6 – шпилька; 7- призонная втулка; 8- шайба сферическая; 9- фланец вала

 

Применяются и фланцевые соединения дисков торцовыми шли­цами и стягивающим центральным болтом (рис.5.5, д) или равномерно расположенными болтами, проходящими через полотно диска (рис.5.5, г). Такое соединение обеспечивает центрирование дисков как в холодном, так и горячем состояниях, но стяжные болты нагруже­ны большим осевыми усилиями как предварительной затяжки, так и от передаваемого крутящего момента и термических расширений.

 

д

Рис.5.5 Крепление дисков с валом и между собой с помощью: а - радиальных шлиц, с центровкой по цилиндрическому бурту; б - радиальных шлиц и центровкой по конусам; в - радиальных шлиц и центровкой по цилиндрическому кольцу; г - торцовых шлиц и равномерно расположенных болтов; д - торцовых шлиц и центрального стяжного болта; 1 - диск; 2 - вал; 3 - конические втулки; 4 - гайка; 5 – цилиндрическая шлицевая втулка вала; 6- стяжной болт; 7- втулка

С целью снижения усилий от температурных расширений флан­цы цапф выполняют фасонными (рис.5.4, в) или под головки болтов устанавливают пружинные шайбы (рис.5.6).

 

Рис.5.6.Снижение продольной жесткости в соединении деталей роторов

 

Рис.5.7. Соединение деталей роторов осевыми штифтами: 1, 2- рабочие колеса турбины ВД; 3,5, - рабочие колеса турбины НД; 4- вал турбины НД; 6- штифт; 7- болт призонный; 8 – вал турбины ВД; 9 – резьбовая втулка; 10,11 - опоры валов роторов НД и ВД

 

В настоящее время применяется со­единение элементов ротора турбины осевыми штифтами с центров­кой по цилиндрическим пояскам и стяжкой соединяемых деталей резьбовыми втулками или болтами (рис.5.7). При таком соединении обеспечивается надежная передача крутящего момента работой штифтов на срез и центровка деталей, конструкция проста в произ­водстве и сборке.

Рассмотренные конструктивные схемы не исчерпывают всего многообразия возможных конструктивных решений соединения деталей роторов газовых турбин в конкретных газотурбинных двигателях.

 

Диски

Диски предназначены для размещения на них рабочих лопаток и передачи с них на вал крутящего момента и осевой силы. Обычно диск состоит из обода, полотна, кольцевых и других выступов, фланцев и ступицы (рис.5.8).

г д

Рис.5.8. Сечения турбинных дисков: а - конический диск; б - плоский диск; в - диск с коническими и плоскими участками; г - диск с центральным отверстием и ступицей; д - диск с двухвенечным ободом и хвостовиком

Обод представляет собой уширенную, постоянной или переменной ширины периферийную часть диска, служащую для крепления рабочих лопаток и организации ввода воздуха на их охлаждение. В некоторых конструкциях на ободе диска выполняются буртики лабиринтных уплотнений, либо выступы для крепления других деталей ротора. Ширина обода диска определяется осевой шириной лопаток у корня и способом их закрепления. Для разгрузки диска от изгибающих моментов от газовых сил центр тяжести обода диска может быть смещен относительно оси симметрии диска по направлению потока.

Полотно диска, из условия технологичности, выполняют постоянной толщины, конической или иной пространственной формы с увеличением его толщины к центру. На полотне диска выполняются фланцы для их соединения как между собой, так и с валами и цапфами, буртики крепления колец лабиринтных уплотнений, дефлекторов и др. По условиям компоновки или конструктивным соображениям (двух, трехроторные ГТД, напрессовка диска на вал, подвод воздуха на охлаждение и др.) или из требования повышения жесткости, особенно тонких дисков большого диаметра, диски выполняют с отверстием в центре. При этом, для снижения нап­ряжений у отверстия, диск в этом месте утолщают, выполняют со ступицей (рис.5.8, г). Все переходы на дисках, с целью снижения концентрации напряжений делают плавными, а кромки отверстий скругляют и полируют.

С целью снижения разности температур по радиусу диска, снижения уровня нагрева применяются различные конструктивные приемы охлаждения дисков. Охлаждение дисков позволяет снизить температурные напряжения в дисках, повысить запас прочности и использовать менее дефицитные материалы, обеспечивающие необходимую прочность при более низких температурах.

Для повышения эффективности охлаждения дисков подвод охлаждающего воздуха и его направленное движение обеспечивается дефлекторами и каналами перепуска. Дефлекторы могут быть как неподвижные (Рис.5.35), так и вращающиеся вместе с ротором (рис. 5.3, в). Дефлекторы также обеспечивают направленную подачу воздуха для охлаждения замков и пера рабочих лопаток.