После рекуператора подогретый воздух попадает в охватывающее кольцо, далее он распределяется по камерам сгорания и направляется вдоль жаровых труб в зону смешения с топливным газом.
Участвующий в горении воздух подводится в торец жаровой трубы через осевые отверстия и завихритель. В центре завихрителя установлена форсунка для подачи топлива.
Воспламенение газовоздушной смеси осуществляется свечами зажигания. Поскольку свечи установлены (по две) только в двух верхних камерах сгорания, воспламенение в остальных камерах осуществляется благодаря пламяперекидным трубам. Как только в верхней камере происходит зажигание, а, следовательно, немного повышается в них давление смеси по сравнению с нижними камерами, пламя переносится по трубам в соседние камеры.
После воспламенения смеси во всех камерах, давление выравнивается и горение в зоне пламяперекидных труб прекращается. Поэтому, при нормальной работе, температура пламяперекидных труб не превышает 300 °С при том, что температура в первичной зоне горения достигает 2000 °С. Для охлаждения жаровой трубы и поддержания требуемой формы пламени в ее стенке выполнены жалюзи для подвода вторичного воздуха.
Для снижения температуры продуктов сгорания до требуемого уровня (900 – 915 °С) через жалюзи в конечном участке трубы подводится разбавляющий воздух. На этом же участке в четырех нижних камерах сгорания выполнены отверстия для контроля пламени датчиками, реагирующими на ультрафиолетовое излучение пламени.
С помощью таких датчиков можно не только следить за наличием пламени, но и сигнализировать о появлении пульсационного горения.
После жаровых труб продукты сгорания (рабочее тело) через переходные патрубки распределяются по сектору окружности соплового аппарата ТВД, обеспечивая требуемый профиль температур по окружности и высоте сопловых лопаток.
Рассмотрим подробнее работу свечей зажигания. Если в камере сгорания давление ниже рабочего, то под действием пружины шток с электродом свечи находится в выдвинутом в камеру сгорания положении. При подаче электропитания искровой разряд устанавливается через кольцевой зазор между электродом и корпусом свечи. После воспламенения газовоздушной смеси повышается давление в камере, сжимается пружина под действием поршня и электрод свечи выдвигается из высокотемпературной зоны жаровой трубы, в результате чего продлевается ее срок службы.
Совершенство камеры сгорания определяется равномерностью температурного поля перед турбиной по окружности и созданием заданного профиля температур по высоте лопаток. Последнее требование очень важно для прочности рабочих лопаток. Так, в наиболее напряженном от действия центробежных сил корневом сечении необходимо поддерживать минимальную температуру рабочего тела (865 °С при среднемассовой температуре 900 °С).
Температура продуктов сгорания является важнейшим параметром с точки зрения надежности ГТУ. Поэтому в турбине используются две раздельные системы измерения температуры: первая – термопары в защитных жаропрочных чехлах, используемые в системе регулирования; вторая – малоинерционные термопары повышенной точности, подающие сигналы в систему защиты.
Малая инерция этих термопар достигается за счет их тонкого пленочного исполнения, а точность – благодаря дополнительному цилиндру, установленному вдоль потока и экранирующему спай от теплового излучения окружающих деталей.
