Снижение моментов инерции турбокомпрессора представляет сложную задачу, так как наиболее реальный путь — уменьшение числа ступеней компрессора и турбины обычно связан со снижением их КПД. Для уменьшения момента необходимо возможно большее число вспомогательный агрегатов, таких, как вентилятор масляного радиатора, вспомогательные насосы и электрогенераторы, приводить4 от силовой турбины. В некоторых случаях можно пойти на уменьшение среднего диаметра турбины компрессора, допуская известное снижение окружной скорости турбины компрессора и закрутку потока на выходе из нее, с целью уменьшения. Однако допустимые границы снижения этой скорости и угла выхода потока из турбины могут быть установлены только экспериментом, учитывая сложность расчета восстановления полного давления закрученного потока в диффузоре между компрессорной и силовой турбинами, где /тс — момент инерции силовой турбины; — моменты инерции вращающихся масс, связанных с турбиной через редукторы передаточными числами.
Хотя величины моментов инерции масс, связанных с .силовой турбиной, обычно больше УТ0) однако передаточные числа ц много больше единицы, поэтому момент инерции силовой турбины играет значительную роль. Имея это в виду, необходимо стремиться к снижению *^тс путем уменьшения среднего диаметра силовой турбины, уменьшения числа ее ступеней. Для автомобильных ГТД с температурой газа, не превышающей 950—1000°С, целесообразно применение одноступенчатых силовых турбин.
Повышение температуры газа перед турбиной компрессора при разгоне является наиболее эффективным способом повышения приемистости, особенно учитывая, что с ростом температуры увеличивается и температура перед силовой турбиной, где ТГц — отношение температуры газа при разгоне к температуре газа перед турбиной компрессора на номинальном режиме; <*)К1=й)К1/й)Ко; (дК2= = юК2/Ко- Расчеты показывают что^увеличение температуры газа на 5%. при разгоне до*й)к=1 уменьшает ттк (в зависимости от начальной угловой скорости соК1=0,45-г\0,7) на 20—25%. Сильное влияние температуры газа на время разгона объясняется тем, что разность Мтк—Мк мала по сравнению с самими величинами моментов, поэтому незначительное увеличение приводит к сильному росту избыточного момента.
Однако воспользоваться увеличением температуры газа для значительного снижения времени разгона обычно не удается, так как в начальный период разгона Тт ограничивается опасностью помпажа, а на конечных стадиях разгона . большой заброс температуры вызывает рост термических напряжений в лопатках. Если же увеличить запас компрессора по помпажу, то можно существенно увеличить приемистость. Это подтверждают испытания ГТД с двухкаскадными компрессорами, имеющими повышенный запас по помпажу и существенно лучшую приемистость.
Температура рабочих лопаток турбины компрессора Тл при разгоне связана с временем разгона турбокомпрессора уравнением.
Здесь ТЛ() — температура лопатки в начале разгона (т=0); ТЛуСт— температура лопатки после конца разгона на установившемся режиме (т=оо);|8> Т= = ОлРп/агРл — постоянная времени лопатки, де аг — коэффициент теплоотдачи от газа К поверхности лопатки; рл—поверхность лопатки; Ол—масса лопатки; Сл — теплоемкость материала лопатки.
Подставив в это уравнение величину ттк из уравнения (4), можно рассчитать зависимость .между температурой лопатки и температурой газа при разгоне. Расчеты показали, что при обычных для транспортных ГТД отношениях ттк/7,=0,5-т- 1,5, осредненная по сечению температура рабочей лопатки мало зависит от температуры газа при разгоне [6]. Это объясняется тем, что с ростом Тг уменьшается1 время воздействия . высокой температуры, так как разгон ускоряется. Однако большие забросы температуры (более чем на 3—5% по сравнению с расчетной) могут снизить ресурс лопаток из-за появления трещин на кромках, вызванных малоцикловой усталостью материала.
