ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Орлов П. И.
Динамика, конструкция и расчет на прочность авиационных двигателей. Книга вторая
Конструкция и расчет деталей авиационных двигателей. Часть I.



Издание: Орлов П. И. Динамика, конструкция и расчет на прочность авиационных двигателей. Книга вторая. Конструкция и расчет деталей авиационных двигателей. Часть I. — М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1940. — 668 с. — Тираж 6000 экз. Цена 20 руб. // Утверждено ГУУЗом НКАП в качестве учебника для авиационных втузов.
Scan: Андрей Мятишкин (amyatishkin@mail.ru)

Аннотация издательства: Настоящий труд является второй книгой обширного курса «Динамики, конструкции и расчета на прочность авиационных двигателей». Первая книга — Нейман И. Ш. «Динамика авиационных двигателей» вышла в свет в 1940 г., третья книга — Орлов и др. «Агрегаты авиационных двигателей» подготовлена к печати. Книга Орлова утверждена Гуузом НКАП в качестве учебника для авиационных втузов, глубина проработки поставленных задач позволяет рекомендовать настоящий труд для инженеров-конструкторов и производственников.
Книга начинается с обзора истории авиационного моторостроения, затем разбираются перспективы развития, материалы, применяемые в моторостроении, вопросы конструкции и расчета на прочность деталей двигателей.
Наиболее важные теоретические выкладки сопровождаются конкретными расчетными примерами. В книге приведены подробные библиографические материалы.

Книга в формате DjVu:
I—III главы раздела «Конструкция двигателей» — 4109 кб
IV—VI главы раздела «Конструкция двигателей» — 3845 кб
I глава раздела «Детали двигателя» — 3707 кб
II—III главы раздела «Детали двигателя» — 2801 кб
IV—V главы раздела «Детали двигателя» — 3749 кб
VI—VIII главы раздела «Детали двигателя» — 3870 кб

Невыправленный текст в формате TXT — 1475 кб


СОДЕРЖАНИЕ
От автора (стр. 3)
Обозначение (стр. 5)
I. Исторический обзор (стр. 7)
Авиамоторостроение в СССР (стр. 52)
Литература (стр. 55)
II. Современное состояние и тенденции развития авиационного моторостроения (стр. 50)
Авиационное моторостроение в Европе и США (стр. 50)
Тенденции развития авиационного моторостроения (стр. 66)
Бесклапанное распределение (стр. 70)
Непосредственный впрыск (стр. 72)
Двухзальные двигатели (стр. 73)
Нагнетатели (стр. 76)
Винты (стр. 79)
Высокотемпературное охлаждение. Туннельные радиаторы (стр. 81)
Использование тепла охлаждения и выхлопа (стр. 84)
Скоростной наддув (стр. 85)
Охлаждение при высоких скоростях полета (стр. 85)
Воздушное и жидкостное охлаждение (стр. 86)
Литература (стр. 87)
III. Авиационные двигатели. Основные понятия. Терминология (стр. 89)
Двигатели легкого и тяжелого топлива (стр. 90)
Классификация двигателей по способу охлаждения (стр. 91)
Рабочий объем. Степень сжатия. Средняя скорость поршня (стр. 91)
Органы распределения. Фазы распределения (стр. 94)
Устройство четырехтактного двигателя легкого топлива (стр. 95)
Нагнетатель (стр. 98)
Редуктор (стр. 99)
Агрегаты (стр. 100)
Винтомоторная установка (стр. 100)
Мощность двигателя (стр. 101)
Литровая мощность (стр. 103)
Типы авиационных двигателей (стр. 105)
Рядные двигатели (стр. 107)
Звездообразные двигатели (стр. 110)
Основные показатели авиационных двигателей (стр. 112)
Вес (стр. 112)
Расход горючего (стр. 114)
Расход масла (стр. 116)
Габариты и воздушное сопротивление (стр. 116)
Надежность (стр. 119)
Долговечность (стр. 119)
Уравновешенность и равномерность хода (стр. 120)
Стоимость производства (стр. 121)
Удобство эксплоатации (стр. 121)
Приемистость (стр. 121)
Литература (стр. 122)
IV. Выбор размерности и проектирование авиационных двигателей (стр. 123)
1. Теория подобия и ее значение для проектирования авиационных двигателей (стр. 123)
Механический коэфициент полезного действия (стр. 128)
Удельная мощность (стр. 128)
Вес (стр. 130)
Конструкционный вес (стр. 134)
2. Проектирование авиационных двигателей (стр. 135)
Выбор размерности (стр. 135)
Пример расчета (стр. 140)
Литература (стр. 144)
Проектирование (стр. 144)
О расчете деталей авиационных двигателей на прочность (стр. 151)
V. Материалы (стр. 159)
Стали (стр. 159)
Углеродистые стали (стр. 159)
Хромистые и никелевые стали (стр. 159)
Хромоникелевые стали (стр. 161)
Азотируемые стали (стр. 163)
Клапанные стали (стр. 163)
Сплавы специального назначения (стр. 163)
Инвар (стр. 163)
Тяжелый сплав (стр. 166)
Магнитные стали (стр. 166)
Инконель (стр. 166)
Стеллиты (стр. 166)
Алюминиевые сплавы (стр. 167)
Литейные сплавы (стр. 167)
Поршневые сплавы (стр. 170)
Алюминиевые сплавы для ковки, штамповки и прессовки (стр. 170)
Магниевые сплавы (стр. 172)
Медные сплавы (стр. 174)
Чугун (стр. 176)
Антифрикционные сплавы (стр. 176)
Баббиты (стр. 176)
Свинцовая бронза (стр. 178)
Новые антифрикционные металлы (стр. 178)
Пластики (стр. 179)
Конструкционная характеристика материалов (стр. 181)
Литература (стр. 187)
Усталостная прочность (стр. 187)
Литература (стр. 193)
Сравнительная весовая оценка авиационных материалов (стр. 193)
VI. Обработка поверхностей (стр. 201)
Способы придания поверхностной твердости (стр. 202)
1. Цементация (стр. 202)
2. Азотирование (стр. 202)
3. Цианирование (стр. 204)
4. Поверхностная закалка (стр. 204)
5. Стеллитирование (стр. 204)
6. Хромирование (стр. 205)
7. Нагартовка (стр. 205)
Способы чистовой отделки (стр. 206)
Литература (стр. 210)
Антикоррозийные покрытия (стр. 210)
Литература (стр. 214)
ДЕТАЛИ ДВИГАТЕЛЯ (стр. 215)
I. Цилиндровая группа (стр. 215)
Головка цилиндров (стр. 215)
Цилиндровая группа двигателей жидкостного охлаждения (стр. 225)
Сварные цилиндры (стр. 227)
Блочная конструкция (стр. 229)
Расположение и привод клапанов (стр. 233)
Гильзы цилиндров (стр. 235)
Литература (стр. 237)
Расчет цилиндров на прочность (стр. 237)
Блок головок и рубашек (стр. 239)
Свечевые втулки (стр. 244)
Стяжные шпильки (стр. 245)
Тепловые напряжения (стр. 258)
Литература (стр. 269)
Исполненные конструкции (стр. 269)
1. Двигатель Кертисс «Конкверор» (стр. 269)
2. Двигатель Испано-Сюиза 12 Ydrs (стр. 269)
3. Двигатель Юнкерс 211 (стр. 274)
4. Двигатель Лоррэн «Петрель» (стр. 276)
5. Двигатель Даймлер-Бенц (стр. 277)
6. Двигатель Роллс-Ройс «Мерлин» (стр. 277)
7. Двигатель АМ-34 (стр. 279)
8. Полублочные конструкции (стр. 282)
Цилиндры двигателей воздушного охлаждения (стр. 287)
Конструктивная эволюция (стр. 287)
Конструкции стакана и головки (стр. 294)
Расчет на прочность (стр. 308)
Расчет охлаждающих ребер (стр. 309)
Некоторые сведения из теории теплопередачи (стр. 309)
Коэфициент теплоотдачи от стенки к воздуху (стр. 315)
Коэфициент теплоотдачи от газов к стенке (стр. 318)
Теплопередача и сопротивление (стр. 319)
Охлаждающие ребра (стр. 320)
Приведенный эффективный коэфициент теплоотдачи (стр. 323)
Методика расчета (стр. 324)
Литература (стр. 332)
II. Поршневая группа (стр. 333)
Поршень (стр. 333)
Конструкция (стр. 333)
Расчет на прочность и удельное давление (стр. 351)
Литература (стр. 352)
Поршневые кольца (стр. 352)
Общие сведения (стр. 352)
Замки поршневых колец (стр. 356)
Число колец (стр. 359)
Форма кольца (стр. 359)
Кольцо равномерного давления (стр. 362)
Расчет на прочность (стр. 365)
Конструкция (стр. 369)
Изготовление (стр. 370)
Литература (стр. 373)
Поршневой палец (стр. 373)
Исполненные конструкции (стр. 379)
III. Клапаны (стр. 385)
Общие сведения (стр. 385)
Теплоотвод от клапанов (стр. 396)
Охлаждение клапанов (стр. 399)
Замки, тарелки и наконечники клапанов (стр. 403)
Особенности клапанов с непосредственным приводом (стр. 406)
Седла клапанов (стр. 407)
Направляющие клапанов — (стр. 411)
Пружины (стр. 413)
Литература (стр. 415)
IV. Механизм распределения (стр. 416)
Механизм распределения рядных двигателей жидкостного охлаждения (стр. 416)
Привод клапанов (стр. 416)
Траверсы, рычаги, коромысла (стр. 416)
Регулировка зазоров (стр. 421)
Ударники (стр. 423)
Исполненные конструкции (стр. 425)
Кулачковый валик (стр. 428)
Привод распределения (стр. 430)
Установка распределения (стр. 436)
Исполненные конструкции (стр. 439)
Привод распределения мотора АМ-34 (стр. 444)
Механизм распределения звездообразных двигателей (стр. 448)
Установка распределения (стр. 453)
Толкатели (стр. 458)
Тяги (стр. 460)
Кожухи тяг (стр. 460)
Коромысла (стр. 461)
Крышки клапанных коробок (стр. 467)
Пружинные затворы (стр. 467)
Изменение зазоров в клапанном механизме двигателя воздушного охлаждения (стр. 468)
Компенсация зазоров (стр. 475)
Расчет клапанного механизма на прочность (стр. 485)
Клапанный механизм с приводом клапана посредством траверс (стр. 486)
Клапанный механизм с непосредственным приводом клапана (стр. 490)
Клапанный механизм с приводом клапана посредством коромысла с роликом (стр. 491)
Кулачковый валик (стр. 495)
Промежуточная передача (стр. 497)
Клапанный механизм звездообразного двигателя (стр. 497)
V. Шатуны (стр. 502)
Шатуны V-образных двигателей (стр. 502)
Шатуны W-образных двигателей (стр. 516)
Шатуны звездообразных двигателей (стр. 516)
Неразъемные шатуны (стр. 518)
Разъемные шатуны (стр. 526)
Изготовление (стр. 528)
Расчет шатуна на прочность (стр. 529)
Литература (стр. 532)
VI. Коленчатые валы (стр. 533)
Коленчатые валы рядных двигателей (стр. 533)
Подшипники коленчатого вала (стр. 544)
Механизм жидкостной смазки (стр. 544)
Расчет подшипника (стр. 553)
Приближенные способы оценки нагруженности подшипников (стр. 558)
Подвод масла в подшипники (стр. 559)
Условия работы, подшипников коленчатого вала (стр. 564)
Диаграмма износа (стр. 566)
Конструкция вкладышей (стр. 567)
Антифрикционные материалы (стр. 570)
Подшипники качения (стр. 571)
Исполненные конструкции (стр. 572)
Коленчатые валы звездообразных двигателей (стр. 576)
Коленчатые валы однорядных звездообразных двигателей (стр. 577)
Коленчатые валы двухрядных звездообразных двигателей (стр. 584)
Изготовление (стр. 587)
Расчет коленчатого вала на прочность (стр. 588)
Шатунные шейки (стр. 590)
Щеки (стр. 591)
Коренные шейки (стр. 593)
Расчет носка вала на жироскопический момент (стр. 594)
Литература (стр. 596)
VII. Втулки винтов фиксированного шага (стр. 597)
VIII. Картеры (стр. 609)
Картеры рядных двигателей (стр. 609)
Изготовление (стр. 620)
Исполненные конструкции (стр. 625)
Картеры звездообразных двигателей (стр. 624)
Картеры однорядных звездообразных двигателей (стр. 627)
Исполненные конструкции (стр. 630)
Картеры двухрядных звездообразных двигателей (стр. 632)
Стальные картеры (стр. 634)
Литература (стр. 635)
Приложения (стр. 637)
Общие виды двигателей (стр. 639)
Расчет подшипников поршневого пальца (стр. 643)
Дополнения (стр. 651)
Предметный указатель (стр. 660)

ОТ АВТОРА

Предлагаемый вниманию читателя труд представляет собой вторую часть курса «Динамика, конструкция и расчет на прочность авиационных двигателей» для авиационных втузов. Первая часть этого курса, принадлежащая перу И. Ш. Неймана и появляющаяся в свет одновременно с настоящей книгой, излагает динамику авиационных двигателей. Настоящая книга посвящена конструкции и расчету на прочность авиационных двигателей.

Автор стремился избежать шаблона, начавшего складываться в литературе о конструкции авиационных двигателей. Изложение предмета в построенных по такому шаблону книгах очень часто сводится к простому перечислению конструктивных особенностей различных двигателей и их деталей. Автор стремился к тому, чтобы читателя ни разу не покидало ощущение исторической перспективы, чтобы читатель ясно понимал взаимодействие технологических, эксплоатационных и других факторов, обусловливающих возникновение одних конструктивных форм и отмирание других. Курс открывается историческим обзором и очерком современного состояния и перспектив развития авиационных двигателей. Описывая конструктивные формы деталей авиационного двигателя, автор указывает их сравнительные достоинства и недостатки, по крайней мере во всех случаях, когда налицо достаточный материал для окончательных выводов.

Авиационный двигатель наших дней нельзя рассматривать изолированно от самолета. Характеристики двигателя в огромной степени влияют на показатели самолета. Самолет в свою очередь предъявляет ряд требований к мотору, его охлаждающей установке, к его весу, габариту и мощностным характеристикам. Все эти требования в настоящее время невозможно охватить элементарным перечнем, открывающимся по традиции рубрикой: «...мотор должен иметь малый удельный вес...» и по традиции же заканчивающийся указанием на желательность малого расхода горючего и масла. Конструктор авиационного двигателя в наши дни должен иметь совершенно отчетливое представление о том, как влияют характеристики двигателя на показатели самолета, каковы специфические требования, предъявляемые самолетами различного назначения к моторам, каковы тенденции развития самолетостроения и чего ожидают самолетостроители от авиационного двигателя завтрашнего дня. По этим причинам автор счел необходимым ввести в курс раздел «Самолет и мотор», в котором читатель мог бы найти ответы на все эти вопросы. Стремясь удовлетворить запросы работников авиационной промышленности, автор расширил объем труда, сознательно выйдя за пределы программы курса, читаемого в авиационных втузах. В книге изложена теория подобия авиационных двигателей, имеющая первостепенное значение для проектирования авиационных двигателей, приведена методика выбора размерности авиационного двигателя, включен ряд справочных данных, в частности сведения о материалах, применяемых в авиационном моторостроении.

Столь широкий замысел поневоле заставил разделить труд на две отдельные книги. Первая, предлагаемая вниманию читателя книга содержит исторический обзор, указания по проектированию авиационных двигателей, сведения о материалах авиамоторостроения и описание конструкции основных деталей авиационного двигателя: цилиндров, поршней, шатунов, коленчатых валов и картеров. Во вторую, подготавливаемую к печати книгу вошли преимущественно разделы, посвященные агрегатам авиационного двигателя: нагнетателям, редукторам, винтам изменяемого шага, системе смазки и охлаждения, зажигания и карбюрации. В нее вошли также разделы «Самолет и мотор», «Винтомоторная установка», «Двигатели гильзового распределения», «Рядные двигатели воздушного охлаждения», «Нормали (крепежные детали и сочленения)», «Допуски и посадки», «Стандарты и справочные данные».

Материал книги расположен по предметному признаку. Книга расчленена на ряд разделов, соответствующих основным деталям авиационного двигателя. Общие для разных разделов вопросы изложены в тех разделах, к которым они имеют наибольшее касательство. Так, например, расчет стяжных шпилек изложен в главе о блоках, хотя с ним приходится сталкиваться почти во всех разделах, вопрос о фрикционной коррозии и наклепе освещен в главе о втулках винтов, у которых фрикционная коррозия и наклеп встречаются чаще всего и причиняют наибольшие затруднения, расчет зубьев шестерен отнесен в раздел редукторов, расчет подшипников скольжения изложен применительно к наиболее напряженным подшипникам авиационного двигателя — к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала. От такого расположения может быть пострадала систематичность изложения, но несомненно выиграла наглядность и облегчилось усвоение материала.

Методика расчета деталей авиационного двигателя изложена в основных чертах в таком виде, как она разработана руководимой И. Ш. Нейманом расчетно-исследовательской группой ЦИАМ'а. Раздел «Расчет коленчатых валов на прочность» написан И. Ш. Нейманом. «Исторический обзор» написан по материалам Н. Фаусека.

Автор выражает признательность Д. Н. Рудину, с которым автор неизменно советовался по всем трудным вопросам, возникавшим в процессе написания курса, и который многим помог созданию курса. Автор выражает также благодарность рецензенту книги В. А. Добрынину за ценные указания, сделанные при просмотре рукописи.

Автор видит, что труд его неполон и не вполне завершен. Оправданием автору служит ограниченность времени, находившегося в его распоряжении, а также то обстоятельство, что труд подобного объема появляется впервые. Дефекты первого издания автор надеется исправить во втором и просит читателей и рецензентов помочь ему в этом. Замечания и отзывы просьба направлять в авиационную редакцию Оборонгиза на имя автора.