Турбина и компрессор вращаются в противоположных направлениях?

Я слышал, что они вращаются в противоположных направлениях для поддержания равновесия двигателя. То есть результирующая сила, создаваемая вращением, почти равна нулю. Но я не думаю, что сила, создаваемая как компрессором, так и турбиной, абсолютно одинакова и компенсируется. Я прав?

Ф н е т "=" Ф с Ф т 0

Если я прав до этого момента, как соединяются валы компрессора и турбины, чтобы они двигались в противоположном направлении? Какая дополнительная сила создается для поддержания равновесия? По камере сгорания? Картинка была бы очень признательна.

Ответы (1)

Обычно нет, они почти всегда закреплены на одном валу, чтобы турбина приводила в движение компрессор напрямую. То есть в том же направлении.

ТРДД с большим двухконтурным редуктором существует, но он необычен. И даже там вентилятор обеспечивает минимальную компрессию; одна или несколько дополнительных ступеней компрессора все еще установлены на главном валу.

Возможно, вы думаете о двухконтурном ТРДД, в котором за компрессором первой ступени, внутренним валом и турбиной второй ступени следует компрессор второй ступени, внешний (цилиндрический) вал и турбина первой ступени. Две катушки вращаются с разной скоростью.

Но и здесь они обычно поворачиваются одинаково. Некоторые конструкции противоречат этой тенденции и вращают их в противоположные стороны, см. Почему реактивные двигатели с противоположным вращением так редки?

Лопатки турбины сопротивляются воздушному потоку и отклоняют его по касательной, а лопатки компрессора отталкивают его назад и (если они вращаются одинаково) отклоняют его в противоположном тангенциальном направлении. Продольные эффекты частично компенсируются, оставляя ротор в состоянии чистого напряжения (и чистого усилия на лопастях вентилятора / компрессора). При устойчивой работе на постоянных оборотах эффекты крутящего момента (по необходимости) равны и противоположны. Они создают чистый крутящий момент на валу, которому он должен быть достаточно сильным, чтобы противостоять ему. Лопатки статора могут выступать из кожуха, противодействуя тангенциальным потокам газа; опять же, при правильной конструкции это приведет к нулевому тангенциальному потоку, и корпус также будет испытывать некоторое скручивание, но в целом воздух не будет.

Вентилятор, вращающийся в противоположных направлениях, толкает воздух по касательной в том же направлении, что и турбина. Если этому не противодействуют лопасти компрессора, прикрепленные к золотнику турбины, это может привести к расточительному вращению и турбулентности в следе двигателя. Вентилятор передает свой крутящий момент через редуктор на приводную турбину и наоборот. Поскольку коробка передач реверсирует крутящий момент, возможно, как это ни парадоксально, крутящий момент действует в одном и том же смысле на оба вала. Но в целом, какой бы ни была конфигурация, крутящий момент не может передаваться между золотником и корпусом, если обороты двигателя не меняются. Основное отличие состоит в том, что тяга вентилятора отделена от сопротивления турбины. В зависимости от того, где расположены упорные подшипники, это может повлиять на то, будут ли осевые нагрузки восприниматься валом.

@Bianfable Спасибо, что указали на это, я изменил свой ответ.
Если нет, то как разрешается сила в газотурбинном двигателе? Не будут ли высокие нагрузки только в одном направлении на пилон или на весь двигатель?
Можете ли вы объяснить, о каких силах и напряжениях вы спрашиваете? (продольные, поворотные и др.)
@Auberron Хорошо, я добавил несколько общих замечаний по этому поводу. ОК еще?