REPÜLŐMÚZEUM  SZOLNOK

Izotov TV-117A gázturbinás helikopter-hajtómű metszet

Szöveg: Nagy Attila

Képek: HS

 

 

Először egy kis személyes kitérővel kezdem. Mindenki legalább is ideális esetben egyszer csak elveszti a szüzességét. Így jártam most én. Hajnal Sándor barátom (remélem mondhatom ezt) hosszú ideje győzködött, hogy írjak már néhány sort az oldalra mint régi szentkirályi repülős. Most elérkezett a pillanat, amikor már nem tudtam nem-et mondani és billentyűzetet ragadtam, hogy megpróbáljam legjobb – bár sajnos egyre halványuló – emlékezetem, egy szenzációs hajtómű oktatómetszet és nem utolsó sorban Sándor kiváló fotói alapján bemutatni az egyik legelterjedtebb helikopter hajtóművet.

Született Klimov TV2-117A de később már Izotov TV2-117A ként vált nagykorúvá.
Tervezését 1959.-ben Klimov kezdte el, de az ő 1962.-es halála után Izotov vette át a tervezőiroda vezetését és fejezték be a hajtómű kifejlesztését. Érdekesség, hogy a VR-8 főreduktor fejlesztése is párhuzamosan folyt a hajtóműével melynek alkalmazási célja a Mi-8 helikopter volt. Történetéről és paramétereiről a web-en van bőven információ pl. http://hu.wikipedia.org/wiki/TV2%E2%80%93117
Ez a hajtómű a világ egyik legnagyobb darabszámban gyártott és elterjedtebb helikopter erőforrása lett az elmúlt közel 50 évben.
 

 

 

A hajtómű jobb nézete:
A levegő a jobb oldalon látható fekete kúp körül lép be és a baloldalon lévő fúvócsövön távozik nem kevés termodinamikai és aerodinamikai tortúra után – ezekről majd később lesz szó részletesen is.

 

 

 

A szívócső szemből.
Látható a segédberendezés ház alsó része valamint a mellső csapágyház – támasz négyirányú merevítése is. Bal oldalon fent a kompresszor tengely fordulatszám távadója az a szürke micsoda elektromos csatlakozóval.

 

 

 

 

Ugyan az a részegység csak közelről, a vékony függőleges tengely a segédberendezés meghajtás ház meghajtó tengelye mely közvetlenül a kompresszor tengelyéről kapja a meghajtó nyomatékot. Ennek a megoldásnak előnye, hogy így a kompresszor tengely fordulatszámával arányos a meghajtás ház fogaskerekeinek a fordulatszáma, vagyis fordulatszám határolást is meg lehet egyszerűen oldani. A jobb oldalon lévő metszett részen látható a mellső csapágyház – támasz fűtésére használt forró levegő bevezető furata. Ennek bizonyos hőmérséklet alatt igen nagy jelentősége van. Gondoljunk csak arra mekkora károsodást tud okozni a felületekre kicsapódó és a hajtómű forgó részei közé bejutó jégdarab.

 

 

A segédberendezés meghajtás ház, fogaskerekek és tengelykapcsolók valamint csapágyak keszekusza halmaza így első ránézésre, de azért itt mindennek fontos szerepe van. Az indító motor-generátor ezen keresztül forgatja meg a kompresszor-tengelyt, innen kapja a hajtást később, mint generátor. Ezen keresztül kap nyomatékot a beszállító és a szabályzó tüzelőanyag szivattyú, az olajszivattyú és a fordulatszám távadó is, hogy csak a legfontosabbakat említsük. A felső részen látható alumínium fedél pedig a kézi hideg átforgatás csatlakozóját zárja le.
Bal oldalon van a tüzelő anyag beszállító szivattyú, mely a kifogyasztó tartályból érkező kerozint juttatja el az NR-40 szabályzó szivattyúhoz ( NR – Naszosz regulator azaz szabályzó szivattyú).

 

 

 

Itt látszik a búvárdugattyús ferdetárcsás szivattyú felépítése, néhány tüzelőanyag vezeték és a már korábban említett kompresszor fordulatszám távadó is. A szivattyú tetején pedig az a kiálló csavaros zárókupakos képződmény a légtelenítő csonk. Ezen keresztül lehet és kell a rendszer megbontása után kiengedni a levegőt mégpedig úgy, hogy üzemelő kifogyasztó tartály szivattyúval nyitni kell az adott hajtómű tűzcsapját majd az összes légtelenítési pontot végig kell ellenőrizni.

 

 

 

Az ínyenceknek egy közeli felvétel magáról a szivattyúról: a középen látható dob forog a meghajtás miatt és a látható dugattyúk pedig egy ferde tárcsán vannak rögzítve. Ebből következik, hogy egy körbefordulás során a dugattyú tengelyirányú oszcilláló mozgást végez. Ezt használjuk ki a közeg szállítására, mégpedig úgy, hogy amikor pályája során a bezárt tér növekszik az a szívó ütem ahol pedig a térrész csökken az a nyomó ütem. Ezeket a tereket pedig a bal oldali részen a dobhoz csatlakozó „vezérlő tárcsa” választja szét.

 

Induljunk tovább a jobb oldalon: jobb fent az olaj szűrő és szivattyú – levegőkiválasztó látszik. Középen a kompresszor metszete a 10 fokozattal melyből az első 4 álló lapátsora állítható. Ennek a hirdomechanizmusa van a képen alul. Az egész rendszert az NR -40 irányítja, mégpedig tüzelőanyag nyomással, tehát itt a kerozin a „hiraulika” folyadék. A kép közepén a bekötő ponttól kicsit jobbra az egyik pompázs szelep szintén tüz.a. nyomással van vezérelve. Ennek szerepe az indítás, gyorsítás vagy üzemmód váltáskor esetleg fellépő u.n. pompázs jelenség megakadályozása.

Erről egy kicsit bővebben:

Az axiál kompresszoron keresztül áramló levegő mennyisége és a kompresszor forgórész fordulatszáma szinkronban kell legyen egymással, egyébként a lapátok valamelyik oldalán (domború vagy homorú oldalon) az áramlás turbulensé válik azaz leválik a lapátról. Ekkor a keresztmetszeti ellenállás megnő ezért a szállított levegőmennyiség pedig lecsökken. Az áramlástan alapján pedig a dinamikus és a statikus nyomások összege egy adott zárt rendszeren belül állandó és konstans. Tehát a megnövekedett statikus nyomást el kell vezetni, mintha kihúznánk a képzeletbeli dugót a hajtóműből. Erre szolgálnak ezek a szelepek. Abba inkább ne is menjünk bele, hogy mi lenne a hajtóművel és közvetve a helikopterrel, ha így hagynánk a rendszert lengeni. Bocsánat a hosszas okfejtésért, de lesz még ilyen később is.

 

 

 

Tovább haladva ezen az oldalon, a kép közepén a membrános eszköz az SzO–40 szinkronizátor melynek feladata a két hajtómű (pl. Mi-8) nyomásviszonyait és ezzel együtt a teljesítményét szinkronizálni. Ettől balra található az egyik gyújtó elektródás indító tüzelőanyag fúvóka. Látszik még a gyűrűs tüzelőtér melynek ugyan olyan zöld hőálló bevonata van mint szinte az összes orosz származású hajtóműnek (ld. a korábbi anyagokat a www.repulomuzeum.hu oldalon). A bal oldalon a barna műanyag fedél alatt vannak a turbina belépő gázhőmérséklet érzékelőinek a csatlakozói valamint ettől kicsit lentebb a forró levegő megcsapolás, amit a jégtelenítéshez és csapágyak fűtéséhez használnak, de csak a hajtóművön.

 

 

A hajtómű külső burkolata és az égőtér fala között kivehető a légrés mely a hűtő levegőáramnak van kialakítva és az üzemi tüzelőanyag fúvókák is.

 

 

 

A hőmérséklet távadók egyike a sokból. Érdekessége, hogy két rendszer van felváltva összefűzve az egyik csak mér és kijelez, míg a másik be is avatkozik ha magas a gázhőmérséklet ez az URT rendszer.

 

 

 

A következő fő részegység a turbina melyből mindjárt kettő van, az első a 2 fokozatú kompresszort hajtó egység a másik a szintén 2 fokozatú tengelyteljesítményt szolgáltató szabadturbina. E két turbina között nincsen mechanikai kapcsolat csakis és kizárólag gázdinamikai. Tisztán kivehető a kompresszor turbina első álló lapátsora és mögötte az ehhez tartozó forgó lapátsor is. A turbinában alakul át mechanikai munkává a forró gázban lévő hőenergia tehát ez a hajtómű egyik legfontosabb és legnagyobb terhelésnek (hő és mechanikai együtt) kitett részegysége. Gondoljunk csak bele abba, hogy az igen magas fordulaton forgó turbinalapátokra gyakorlatilag kerozin láng érkezik. Itt igen fontos az anyag és gyártási minőség. Persze igyekeznek ezt a környezetet az alkatrészeknek elviselhetővé tenni, pl. az álló lapátkoszorúk belső hűtésével. Ezt úgy kell elképzelni, hogy a lapáton belül van egy vékony levegő járat melyen „hideg” levegőt fújnak keresztül.

 

 

 

A munka és a kompresszor turbina közti ú.n. 4-es támasz vagy csapágy látható a képen. Megfigyelhető a forgó turbinalapátok „fenyőfa” illesztéses kialakítása, a labirinttömítések, a különböző hűtő és szellőző járatok az alkatrészekben. A következő képen is ez a rész látható a kenőolaj bevezetéssel és a...

 

 

 

 

...piros színű tűzoltó kollektorral, ennek funkcióját szerintem nem kell részletezni.

 

 

 

 

És elérkeztünk a hajtómű végéhez: itt van a fúvócső, a tengelyteljesítményt átadó tengely és ennek csatlakozó része. Itt álljunk meg egy pillanatra. A bal oldalon lévő piros színű fedél helyére csatlakozik a főreduktor „szférikus” csatlakozója, ezen belül halad a hajtótengely. A két részegység egymáshoz képest elfoglalt pozíciója koránt sem közömbös. Itt kell hajtómű csere és időszakos ellenőrzések alkalmával ellenőrizni a hajtómű és főreduktor egytengelyűséget. Igen szűk a tűrése 0,1 mm nagyságrendű és még az sem mindegy, hogy a bal-jobb és fent–lent irányok átlaga mennyire tér el egymástól. Persze ha visszagondolunk arra, hogy kb. 1500 LE mehet itt át több ezres percenkénti fordulaton akkor ez így van jól. Szerintem ez az egyik nemszeretem tevékenység a kiszolgáló személyzet részéről – főleg nyáron, frissen leállított hajtómű esetén mondjuk 1. repülés utáni ellenőrzés során... Vagyunk egy páran, akik tudjuk ez mit jelent.
A hajtómű tengelye alatt látható kis fekete valami a RO-40 szabad turbina fordulatszám határoló mechanizmus. Ez egyszerűen elengedi a vezérlő nyomást a tüzelőanyag automata (NR-40) felől ha a turbina túlpörög. És nem elég hogy ezt megteszi, de mechanikusan kell visszaállítani. Tehát az a hajtómű a földet érésig állni is fog. Ellenőrizni is kell, ehhez van egy teszt beállítás amikor kb. 80%-os fordulatszám esetén old le a berendezés. Természetesen ezt földön „nyűgözött” hajtómű próba keretében ellenőrzik.

 

 

 

 

Ez a kép jól mutatja a meghajtó tengelyt, csapágyazását, illetve a RO-40 fordulatszám meghajtást a fogaskerekekkel.

 

 

És a bal oldal is sorra kerül végül.

 

 

 

Mindjárt a hajtómű elején egy igen fontos része a tüzelőanyag rendszernek: ez a KA-40 hőmérséklet kompenzátor és kompresszor fordulatszám határoló – visszacsatoló mechanizmus. Minden hőerőgépnek a működéséhez elengedhetetlenül fontos a megfelelő tüzelőanyag – levegő arány pontos beállítása. Egy repülőgép (bocs: helikopter) gázturbinás hajtóműve esetében ez különösen így van. A beszívott levegő hőmérséklete (és persze a tengerszint feletti magasság is) kihatással van annak sűrűségére és az ahhoz keverhető (adagolható) tüzelőanyag-mennyiségre. Ezt a korrekciót végzi el egy egyszerű bimetall-os mechanizmus mely a hőmérsékletváltozás függvényében elmozdít egy adagoló tűt mely hatással van az NR-40 vezérlő nyomására. Ilyen egyszerű. A kompresszor fordulatszám határolás és kompenzáció pedig egy centrifugális (rugó terhelésű) röpsúly rendszer segítségével avatkozik be ugyan úgy a vezérlőnyomásba.

 

 

 

Végül, de nem utolsó sorban a már sokat emlegetett NR–40 tüzelőanyag automata, szabályzó szivattyú, stb. Itt jön létre a fúvókákat tápláló a mindenkori vezérlő utasítás (EVK) és a működési paraméterek alapján korrigált tüzelőanyag nyomás és mennyiség. Arról már volt szó, mennyire fontos a tüzelőanyag pontos mennyisége. Ez az egység a külön található, de hozzá szervesen kapcsolódó külső berendezésekkel (KA-40, CO-40, RO-40, stb.) közösen végzi ezt az igen fontos feladatot. Abba terjedelmi okokból most ne menjünk részletesen bele hogy melyik tolattyú, csavar, rugó mire szolgál – erről teljes könyvet írtak a gyártók "Típusleírás és Üzemeltetési Utasítás" címen. Lényege, hogy szabályoz, mégpedig korát meghazudtolóan egész pontosan, tengerszint feletti magasságra, hőmérsékletre, terhelésre, vezérlő parancsra. Nem lehet kifelejteni a kompresszor 4 álló lapátkoszorúját állító mechanizmust sem, mivel ez is innen kapja a szabályzást. Nézzük most meg részletesen ezt az egységet:

 

 

 

 

A bal oldalon van a tüz.a. nyomás távadó, a jobb oldalán pedig a szög visszajelző skála. Ennek a beállításkor van szerepe.

 

 

 

Ugyanaz közelről.

 

 

 


És a jobb oldalról metszetben is.

 

 

 

És a tényleges lapátállító mechanizmus, azért tudtak valamit a fiatal szovjet mérnökök, mert ugye ezt utána sorozatban gyártani is kellett...

„Röviden” ennyi a leírás, az esetleges pontatlanságokért, hibákért ezúton mindenkitől elnézést kérek.

Üdvözlettel:
Nagy Attila
Ex. sárkány, hajtómű technikus