Патенты автора Скарякина Регина Юрьевна (RU)

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Вал ротора КНД ГТД выполняют барабанно-дисковым, собирая четырехступенчатую по числу дисков конструкцию. Изготовление вала выполняют в три стадии. На первой стадии изготавливают сборочные единицы - цапфы передней и задней опоры вала, диски и проставки. На второй стадии сборочные единицы собирают в три монтажные секции для последовательного их соединения с образованием вала ротора. Каждую секцию выполняют неразборной. В первую секцию монтируют цапфу передней опоры, диски первой и второй ступеней, проставку. Во вторую секцию включают диск третьей ступени, цапфу задней опоры и проставку. Третья секция - диск четвертой ступени. На третьей стадии секции последовательно соединяют через проставки и завершают монтаж, присоединяя диск четвертой ступени. Диски всех ступеней включают обод, переходящий в кольцевое полотно со ступицей. Радиус Rд2 диска первой ступени от оси вала ротора до внешней поверхности обода диска в средней плоскости полотна составляет (0,54÷0,77) от радиуса Rп.ч. периферийного контура проточной части. Внешнюю поверхность обода дисков выполняют с углом наклона образующей относительно оси вала ротора, совпадающим с углом наклона образующей внутреннего контура проточной части. Количество и частоту размещения пазов для рабочих лопаток увеличивают в направлении потока рабочего тела от первого диска к третьему. Технический результат состоит в улучшении технологических параметров изготовления КНД, необходимых для повышения КПД, и расширении запаса газодинамической устойчивости в полном диапазоне режимов работы компрессора на 2,1% при повышении ресурса вала ротора в 2 раза без увеличения материалоемкости компрессора. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Вал ротора КНД ГТД выполняют барабанно-дисковым, собирая четырехступенчатую по числу дисков конструкцию. Изготовление вала выполняют в три стадии. На первой стадии изготавливают сборочные единицы - цапфы передней и задней опоры вала, диски и проставки. На второй стадии сборочные единицы собирают в три монтажные секции для последовательного их соединения с образованием вала ротора. Каждую секцию выполняют неразборной. В первую секцию монтируют цапфу передней опоры, диски первой и второй ступеней, проставку. Во вторую секцию включают диск третьей ступени, цапфу задней опоры и проставку. Третья секция - диск четвертой ступени. На третьей стадии секции последовательно соединяют через проставки и завершают монтаж, присоединяя диск четвертой ступени. Диски всех ступеней включают обод, переходящий в кольцевое полотно со ступицей. Барабанно-дисковую составляющую вала выполняют с радиальной и угловой конфигурацией внешней поверхности ободов дисков рабочих колес всех ступеней. Диски выполняют с нарастающим по ходу рабочего тела в условной средней плоскости полотна диаметром проточной части, с соотношением величин диаметров (1,0):(1,1÷1,34):(1,18÷1,44):(1,21÷1,48). Внешнюю поверхность обода дисков выполняют с углом наклона образующей относительно оси вала ротора, совпадающим с углом наклона образующей внутреннего контура проточной части. Технический результат состоит в улучшении технологических параметров изготовления КНД, необходимых для повышения КПД и расширения запаса газодинамической устойчивости в полном диапазоне режимов работы компрессора на 2,1% при повышении ресурса вала ротора в 2 раза без увеличения материалоемкости компрессора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области производства и эксплуатации газотурбинных двигателей. Компрессор низкого давления (КНД) двухконтурного двухвального газотурбинного двигателя (ГТД) авиационного типа выполнен осевым четырехступенчатым с входным направляющим аппаратом (ВНА). Корпус статора КНД оснащен лопаточными венцами направляющих аппаратов (НА) лопатки соответственно первой, второй и третьей ступеней и сдвоенного спрямляющего аппарата. КНД имеет переднюю и заднюю опоры вала ротора. Передняя опора закреплена в корпусе ВНА КНД. Задняя опора - в промежуточном корпусе (ПК) двигателя. Вал ротора включает барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие, первая из которых включает рабочие колеса по числу ступеней ротора. Подшипники разделяют опоры на статорную и роторную части. Статорная часть передней опоры включает корпус опоры, соединенный с корпусом подшипника и ступицей ВНА с образованием компактных кольцевых полостей. Одна полость снабжена упругим кольцом, а лента кольца снабжена перфорацией в виде рассредоточенных отверстий. Другая кольцевая полость содержит элемент упругого демпфирования колебаний вала с системой упругих балочек. Задняя опора вала ротора содержит опорно-упорный подшипник и внешний стяжной элемент, снабженный открытым коллектором для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости к подшипнику и подачи жидкости к кольцу лабиринта с выходом в масляную полость. Корпус задней опоры снабжен дополнительным рядом отверстий для перетока масла в масляной полости. Барабанно-дисковая составляющая вала ротора КНД выполнена с радиальной и угловой конфигурацией внешней поверхности ободов дисков рабочих колес всех ступеней, совмещенной с внутренней поверхностью проточной части двигателя на осевом участке обтекания совокупности ободов дисков вала ротора потоком рабочего тела. Лопатки рабочих колес выполнены со спиральной закруткой относительно оси пера, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера между хордой профиля и фронтальной линией решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца. Изобретение позволяет расширить диапазон рабочих режимов устойчивой работы компрессора с демпфированием колебаний вала ротора без вхождения в резонансные частоты, повысить КПД газодинамической устойчивости и ресурс без увеличения материалоемкости компрессора и двигателя в целом. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к области производства и эксплуатации газотурбинных двигателей. Опора вала ротора компрессора низкого давления расположена в промежуточном корпусе двигателя и содержит выполненный опорно-упорным шарикоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части. Статорная часть с внутренней стороны выполнена заодно с внешним кольцом шарикоподшипника, а по внешнему периметру закреплена в промежуточном корпусе двигателя и снабжена держателями крышек лабиринтных уплотнений. Роторная часть включает цапфу барабанно-дисковой составляющей вала ротора, разъемно соединенную с цилиндрической составляющей вала ротора, через которую роторная часть опирается на внутреннее кольцо шарикоподшипника, а также содержит полифункциональный внешний стяжной элемент в виде круглоцилиндрической гайки и соединительный элемент в виде полого болта. Роторная и статорная части опоры находятся в общей для них масляной среде. Корпус опоры снабжен дополнительными отверстиями для маслообмена и удаления масла при необходимости. Изобретение позволяет адаптировать компрессор низкого давления, как части двигателя, к более чувствительной к режиму поступления внешнего воздушного потока интенсивной работе в неподвижных условиях наземного функционирования. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо четвертой ступени вала ротора КНД ТРД содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой. Обод диска соединен с полотном с образованием кольцевых полок, разделенных по периметру обода кольцевым пазом для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса. Ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в 5,5÷7,3 раза. Лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gy.п.=152,3÷218,9 [град/м]. Перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки. Изобретение обеспечивает повышение кпд и увеличение запаса ГДУ на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса рабочего колеса последней четвертой ступени КНД без увеличения материалоемкости. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо второй ступени вала ротора КНД ГТД содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой. Обод диска соединен с полотном с образованием разноплечих кольцевых конических наклонных полок. Внешняя поверхность обода выполнена с углом наклона образующей относительно оси вала ротора, радиус которого монотонно изменяется в сторону потока рабочего тела с градиентом радиального расширения Gоб=(0,22÷0,32) [м/м]. Обод диска снабжен равномерно разнесенной по периметру диска системой пазов для закрепления лопаток. Продольная ось каждого паза образует с осью вала ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(19÷27)°. Лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gy.п=(196,3÷282,2) [град/м]. Кроме того, перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной. Максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gy.т=(1,14÷1,63)⋅10-2 [м/м]. Группа изобретений обеспечивает повышение КПД и увеличение запаса ГДУ на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса рабочего колеса ротора КНД без увеличения материалоемкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Опора вала ротора КНД ТРД снабжена системой упруго-гидравлического демпфирования колебаний вала ротора и содержит роликоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части. Статорная часть включает корпус роликоподшипника, соединенный с корпусом опоры. Корпус опоры охвачен кольцевым элементом внутреннего корпуса ВНА КНД с образованием двух компактных кольцевых полостей. Одна из полостей снабжена упругим кольцом, которое снабжено с внешней и внутренней стороны односторонними выступами, взаимно смещенными по окружности через один с угловой частотой γв.у.к.=(2,2÷4,8) [ед/рад]. Вторая полость содержит элемент типа «беличье колесо», выполненный в корпусе опоры в виде системы продольных упругих балочек, разделенных прорезями, выполненных шириной, в (1,1÷2,4) раза превышающей ширину балочек, и расположенных с угловой частотой γб.б.к., определенной в диапазоне γб.б.к.=(7,2÷14,4) [ед/рад]. Статорная часть включает соединенный с корпусом опоры элемент формообразования полости «беличьего колеса», полостей суфлирования и наддува воздуха с закрепленными на нем крышками лабиринтов. В корпусе роликоподшипника размещен уплотнительный браслет контактного сегментного радиально-торцевого браслетного уплотнения масляной полости. Роторная часть опоры включает цапфу передней опоры вала ротора, переходящую в образующий с ней одно целое диск первой ступени вала ротора. На цапфе размещено внутреннее кольцо роликоподшипника, контактная втулка браслетного уплотнения и кольцо двух многогребешковых лабиринтов, подвижно запирающих с двух сторон полость наддува воздуха. Корпус роликоподшипника выполнен с радиально развитым фланцем для соединения с фронтальным торцевым фланцем корпуса опоры. Фланец наделен четырьмя группами отверстий соответственно для центрирования, крепления, демонтажа корпуса роликоподшипника и отвода масла, ответными одноименным группам отверстий фронтального торцевого фланца корпуса опоры. Технический результат группы изобретений заключается в расширении диапазона рабочих режимов устойчивой работы двигателя с демпфированием колебаний вала ротора без вхождения в резонансные частоты и повышением ресурса компрессора и двигателя в целом. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (КНД ТРД) содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой. Обод диска соединен с полотном с образованием кольцевых конических наклонных полок. Полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу. Ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза. Обод диска снабжен равномерно разнесенных по периметру диска системой пазов для закрепления лопаток. Продольная ось каждого паза образует с осью вала ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°. Лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п=(206,4÷296,8) [град/м]. Кроме того, входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равным Gу.х.=(6,9÷9,9)·10-2 [м/м]. Изобретение позволяет повысить КПД и увеличить запас газодинамической устойчивости на всех режимах работы компрессора, при повышении ресурса рабочего колеса ротора КНД без увеличения материалоемкости. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо четвертой ступени вала ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя (КНД ГТД) содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой. Обод диска соединен с полотном с образованием кольцевых полок. Обод диска снабжен равномерно разнесенных по периметру диска системой пазов для закрепления лопаток. Продольная ось каждого паза образует с осью вала ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(20,1÷29,6)°. Лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п=(217,0÷311,9) [град/м]. Кроме того, перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной. Максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т=(1,82÷2,62)·10-2 [м/м]. Изобретение позволяет повысить КПД и увеличить запас газодинамической устойчивости (ГДУ) на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса рабочего колеса ротора КНД без увеличения материалоемкости. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Передняя опора вала ротора КНД ГТД содержит роликоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части. Статорная часть включает корпус опоры, который соединен с корпусом роликоподшипника и охвачен ступицей ВНА с образованием компактных кольцевых полостей. Одна полость снабжена упругим кольцом. Другая кольцевая полость содержит элемент упругого демпфирования колебаний вала с системой упругих балочек. Статорная часть опоры включает формообразующие кольцевые элементы полостей наддува воздуха, суфлирования и масляной. Роторная часть опоры включает цапфу передней опоры, состоящую из полого цилиндрического участка с установленными на нем внутренним кольцом роликоподшипника и двумя гребешковыми кольцами лабиринтов, разделяющими масляную и суфлирующую полости, а также суфлирующую полость и полость наддува воздуха, объем которой ограничен третьим гребешковым кольцом лабиринта, установленным на конической диафрагме цапфы. Упругое кольцо снабжено односторонними выступами, взаимно смещенными по окружности с внешней и внутренней стороны кольца через один с угловой частотой γв.у.к.=(2,55÷3,82) [ед/рад]. Лента кольца снабжена перфорацией в виде рассредоточенных отверстий. Цапфа снабжена торцевой втулкой. Торцевая втулка содержит герметичную диафрагму, разделяющую объем втулки на масляную и воздушную полости. В диафрагме выполнен выступающий в обе стороны от последней стакан. Изобретение позволяет расширить диапазон рабочих режимов устойчивой работы двигателя с демпфированием колебаний вала ротора без вхождения в резонансные частоты и повышением ресурса компрессора и двигателя в целом. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск третьей ступени выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу с центральным отверстием и снабженную кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала. Диск включает обод, наделенный пазами для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно. Полотно снабжено в верхней части кольцевыми полками с гребнями лабиринтного уплотнения. Полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу. Ступица выполнена с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза. Средний радиус диска от оси вала ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,51÷0,73) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя. Угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°. Пазы разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад]. Продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на плоскость, параллельную оси вала ротора, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении КПД и увеличении запаса ГДУ на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса диска без увеличения материалоемкости. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск выполнен в виде моноэлемента, включающего обод, ступицу с центральным отверстием и полотно с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу. Ступица выполнена как одно целое с цапфой передней опоры вала ротора, односторонне развитой ко входу в КНД. Средний радиус диска от оси ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,37÷0,49) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя. Угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(17÷25)°. Градиент радиального расширения обода Gоб определен в диапазоне Gоб=(0,28÷0,38) [м/м]. Пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(4,6÷6,2) [ед/рад]. Продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(16÷22)°. Боковые грани паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равным β=(63÷78)° и сопряжены с подошвой через скругления радиусом r, равным (0,33÷0,38) ширины устья паза. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении КПД и увеличении запаса ГДУ на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса диска рабочего колеса первой ступени КНД без увеличения материалоемкости диска. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

 


Наверх