Для обеспечения нормальной работы двигателя к силовым корпусам предъявляются следующие требования.

- В штатных условиях работы силовые корпуса должны обладать достаточной жесткостью, т.е. иметь минимальные упругие деформации во время работы. Для большинства силовых корпусов требование достаточной жесткости является основным критерием проектирования.

- Высоконагруженные силовые корпуса должны иметь достаточную прочность, как длительную статическую, так и циклическую. Это требование особенно актуально для наружного корпуса камеры сгорания.

- Конструкция корпусов и подвески двигателя должна обеспечивать свободу тепловых деформаций элементов силовой схемы для предотвращения температурных напряжений.

- В соединениях корпусов и в элементах опор роторов необходимо обеспечить сохранение в эксплуатационных условиях посадок сопрягаемых деталей во всех условиях полета.

а) б) в)

Рисунок 3 Деформации корпусов

- Корпуса авиационных ГТД должны иметь минимально возможную массу.

Помимо перечисленных выше требований, которым должны удовлетворять корпуса в штатных условиях работы двигателя, существует особое требование локализации корпусами фрагментов роторов в маловероятной, но потенциально возможной нештатной ситуации разрушения ротора или его части.

Таким образом, проектирование корпусов по критериям прочности сводится к анализу жесткости, статической прочности, циклического ресурса, а также к проверке непробиваемости корпусов.

Как правило, анализ прочности силовых корпусов проводится отдельно для каждого элемента статора, выделяемого из системы корпусов по фланцевым соединениям. При этом само фланцевое соединение оценивается по критерию нераскрытия стыка. В качестве примера выделения элемента статора для прочностного анализа на Рис. 4, а показана расчетная схема наружного корпуса камеры сгорания. Он нагружен внутренним давлением p, а также приложенных в крайних сечениях силами, со стороны соседних корпусов компрессора и турбины. При расчете на прочность корпус камеры сгорания может быть представлен двумя оболочками: конической и цилиндрической (см. Рис. 4, б).

а)

б)

Рисунок 4 Схема нагружения наружного корпуса камеры сгорания

Каждая из оболочек рассчитывается отдельно по известным в теории оболочек соотношениям. Возникающие на стыке оболочек силы Q и N и момент M определяются из условия совместности деформаций.

Конструктивные элементы статора для расчета напряжений схематизируются в виде различного типа оболочек постоянной или переменной толщины, пластин, колец и стержней.