Устройство для аварийного запуска двигателя внутреннего сгорания

 

()9) (! l) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 02 N 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ МЗСБРЕтЕНИЯ L"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: авиационные газотурбинные двигатели. Сущность изобретения: для уменьшения постоянной массы двигателя после запуска двигателя с помощью твердотопливного газогенератора, газогенератор автоматически свйнчивается по резьбе с вала двигателя и остается на земле, 2 ил, Ю

1 (21) 4370998/06 . (22) 01,02.88 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Опытно-конструкторское бюро "Темп" и

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) В.А. Рязанцев, Б.Т. Ерохин, С.Ю, Серебренников и В.М. Тюпаев (56) Патент США йв 3120739, 60-3938, опублик. 1971.

Изобретенйе относится к двигателестроению, а также к устройствам для запуска двигателей внутреннего сгорания, преимущественно газотурбинных авиационных двигателей.

Известно устройство для аварийного запуска авиационного газотурбинного двигателя, в котором запуска производится с помощью твердотопливного газогенератора (ТГГ) путем подачи газа на лопатки пусковой турбины, жестко связанной с основной рабочей турбиной двигателя, а газогенератор размещен в центральном теле сопловой части двигателя.

Недостатком известного устройства являются излишняя сложность иэ-за наличия дополнительной пусковой турбины, большие полетные габариты и вес двигателя, так как газогенератор постоянно находится в двигателе, а также низкая безопасность, связанная с тяжелыми условиями работы

ТГГ, который, находясь постоянна в центральном теле, .при штатном запуске и во время работы двигателя омывается BblcoKo температурными газами.

Эти недостатки частично устранены в наиболее близком к предлагаемому устройстве, в котором имеется ТГГ с косопоставленными соплами, закрепленный в опорах вращения, который при аварийном запуске соединяется через муфту с валом двигателя и вращается вместе с ним, В данном устройстве нет пусковой турбины; что упрощает конструкцию пускового (Я устройства, но в то же время остались недо- QQ статки, присущие предыдущему решению (низкая безопасность, большие полетные габариты и вес), так как газогенератор по-, у стоянно находится на двигателе, хотя аварийный. запуск производится довольно редко. Устранение постоянного воздействия выхлопных тазов на ТГГ и повышение безопасности в данном решении возможно путем удаления ТГГ из сопловой части двигателя, однако зто связано с появлением дополнительных кинематических связей между ТГГ и валом двигателя, что усложняет конструкцию и дополнительно повышает полетные габариты и массу.

1758275

20

40

Цель изобретения — уменьшение полетной массы двигателя эа счет отсоединения газогенератора после запуска при расположении его в выхлопном сопле двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем ТГГ с тангенциально расположенными соплами, цапфу, консольно закрепленную на валу двигателя, а на валу двигателя и цапфе газогенератора выполнена нарезка с направлением резьбы, совпадающей с направлением вращения вала двигателя.

Указанные отличия позволяют обеспечить выполнение цели изобретения и получить следующие преимущества; — ТГГ устанавливается на двигатель и закрепляется на валу только при возникновении аварийной ситуации непосредственно перед запуском. В остальное время ТГГ может храниться отдельно от двигателя, например в комплекте аэродромного ЗИП и не подвергаться воздействию горячих выхлопных газов. При аварийном запуске это воздействие (10-15 с) не окажет заметного влияния на параметры ТГГ, так как время запуска недостаточно для прогрева твердотопливйого элемента. Следовательно, в предлагаемом устройстве ТГГ работает в менее теплонапряженных условиях, что повышает безопасность его применения; — предлагаемая конструкция узла крепления ТГГ к валу двигателя позволяет обеспечить после запуска простую и надежную отстыковку ТГГ от вала двигателя и от объекта запуска„что уменьшает полетный вес двигателя и самолета, Кроме этого, в устройстве не требуется стационарного размещения ТГГ s центральном теле сопловой части двигателя, вследствие чего уменьшаются габариты и вес центрального тела и.сопловой части двигателя, а следовательно улучшаются аэродинамические параметрй двигателя и самолета. Дополнительно к этому, уменьшаются габариты, вес и упрощается конструкция самого ТГГ, так как он может бить выполнен без теплозащитных покрытий и без силовых опор для подшипников вращеНа фйг. 1 показан вид сопловой части двигателя до установки ТГГ; на фиг. 2 — то же, после установки ТГГ на вал двигателя.

Устройство содержит газогенератор 1 с косопоставленными соплами 2 и инициирующим устройством 3, навинченный с помощью цапфы 4. на взл двигателя 5 и цейтрируемый по цилиндрическим сопрягаемым поверхностям 6. Вал двигателя расположей внутри центрального тела 7, жестко связанного с сопловой частью двигателя 8, и имеет подпружиненный кожух 9, фиксируемый в выдвинутом положении штоком 10, Между валом 5 и центральным телом 7 установлено уплотнение 11 сальникового типа, а на торце вала и центрального тела выполнены взаимосовмещаемые штифтовые пазы 12.

Устройство работает следующим образом, При возникновении аврийной ситуации в результате отказа штатной системы запуска газогенератор 1 извлекается из комплекта

ЗИП и навинчивается с помощью цапфы 4 на вал двигателя 5,, гжимая подпружиненный кожух 9. Перед навинчиванием ТГГ совмещаются пазы 12 вала 5 и центрального тела 7 и фиксируются быстросьемным штифтом, что препятствует проворачиванию вала при установке ТГГ. Центровка ТГГ с валом двигателя осуществляется по цилиндрическим сопрягаемым поверхностям

6, что препятствует возникновению дисбаланса при их совместном вращении. После навинчивания ТГГ освобождаются пазы 12, стыкуется цепь задействования инициирующего устройства 3 ТГГ, чем заканчивается подготовка двигателя к запуску, Задействование инициирующего устройства ТГГ, электрического или ударного действия, осуществляется дистанционно, бесконтактно или с помощью разъемного электрокабеля или обрывного шпура. После срабатывания инициирующего устройства и воспламенения твердотопливного элемента продукта сгорания начинают истекать из косопоставленных сопел 2 ТГГ, создавая крутящий момент на валудвигателя. Оставленный прй навинчивании зазор между торцом ТГГ и валом двигателя и подйружиненный кожух 9 снимают резкий механический удар с вала двигателя, уменьшая первоначальный пусковой момент устройства.

По окончании работы ТГГ и запуска двигателя, под действием сил инерции, осевого усилия подпружиненного кожуха и реакции струи выхлопных газов двигателя, корпус

ТГГ самопроизвольно свинчивзется с вала и отделяется от сопловой части двигателя 8 и от самолета. Предполагзется, что корпус

ТГГ будет выполнен в виде тонкостенной камеры одноразового использования, не подлежащей восстановлению.

Подпружиненный кожух 9 возвращается на место, в выдвинутом положении фиксируется штоком 10 и закрывает отверстие в центральном теле 7, что препятствует затеканию в отверстие выхлопных газов и созданию газодинамических потерь.

Уплотнение 11 герметизирует подшипник

1758275 качения и зазор медду валом и центральным телом от попадания продуктов сгорания двигателя.

Предлагаемое устройство может дать высокий положительный эффект для осеспечения экстренного или аварийного запуска авиационных двигателей при эксплуатации на необорудованных аэродромах, которые не имеют громоздких систем традиционного запуска и в случае отказа штатного пускового устройства сажного объекта, Такие. ситуации возникают крайне редко, поэтому с экономической точки зрения более целесообразно применение предлагаемого устройства, чем известных устройств, которые предполага от постоянное присутствие на каждом двигателе аварийных ТГГ.

Для повышения экономического эффекта газогенератор целесообразно выполнять в виде простой конструкции камеры сгорания одноразового использования с прочно8 скрепленным с камерой твердотопливным элементом.

В комплекте ЗИП может храниться запас таких простых и дешевых пусковых уст5 ройств, которые в экстренных случаях обеспечат надежный запуск двигателя.

Формула изобретения устройство для аварийного запуска двигателя внутреннего сгорания, преимущест10 венно газотурбинного, содержащее твердотопливный газогенератор с тангенциально расположенными оплами, цапфу, консольно закрепленную на валу двига-еля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

15 уменьшения полетной массы двигателя эа счет отсоединения газогенератора после запуска при расположении его в выхлопном сопле двигателя,, на валу двигателя и цапфе газогенератора выполнена нарезка с на2О правлением резьбы, совглдающим с направлением вращения вала двигателя,