Способ работы электрической системы зажигания при высотном запуске газотурбинного двигателя

 

(1y) КТ3 (11) (51) 5 F02C7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕЯТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4901833/06 (22) 11.01.91 (46) 30.10.93 Бюл. Йа 39-40 (71) Уфимское агрегатное конструкторское бюро

"Молния" (72) Шарафутдинов Ф.В.; Рыбаков АО. (73) Уфимское агрегатное конструкторское бюро

"Молния" (54) СПОСОБ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ПРИ ВЫСОТНОМ ЗАПУСКЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: в электрической системе зажигания газотурбинного двигателю Сущность изобретения: вторичный воздух из внутреннего контура двигателя отбирают в месте расположения свечи и подают В пОПОсть свечи. flpH этом В полос— ти свечи обеспечивается повышенное давление, равное давлению во внутреннем контуре. 1 ил.

ЬЭ

CO

CO

ЬЭ

CO

2002086

Изобретение относится к электрическим системам зажигания (ЭСЗ) газотурбинных двигателей (ГТД).

Условия работы ЭСЗ при высотном запуске ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т.д.) предполагают одновременное воздействие на элементы высоковольтных соединений высокого электрического напряжения и пониженного атмосферного давления. Понижение атмосферного давления существенно снижает электрическую

10 прочность воздушных изоляционных Flpo межутков, что приводит к электрическим пробоям и перекрытиям между высоковольтными цепями и соединениями в ЭСЗ и ее отказу, В настоящее время для увеличения ресурса ЭСЗ ГТД, а именно для увеличения ресурса запальных свечей зажигания, в системах зажигания широко используются аг- 20 регаты зажигания с повышенным выходным напряжением, что накладывает дополнительные (повышенные) требования к электропрочности высоковольтных цепей и соединений таких систем, особенно при вы- 25 сотных запусках ГТД.

Известен способ работы ЭСЗ при высотном запуске ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т.д.) путем включения ЭСЗ и сохранения нормального атмосферного давления в полости свеча-угольник (за счет герметизации стыков свеча-угольник и угольник-провод, осуществляемой при MGH" таже свечи, угольника и провода на ГТД}, в которой располагается высоковольтное со- З5 единение провода со свечей Щ

Однако такой способ обладает рядом недостатков, заключающихся в следующем: сложность обеспечения требуемой высокой степени герметичности стыков свеча- 40 угольник, угольник-провод на протяжении назначенного ресурса, в условиях эксплуатационных воздействующих факторов (вибрационных нагрузок, циклического изменения температуры и т.д,); 45 высокая вероятность разгерметизации указанных стыков из-за повреждения уплотняющих поверхностей или попадания на эти поверхности посторонних предметов (песка, пыли и пр.) при возможном демонтаже- 50 монтаже свечи или провода; невозможность практически обеспечить контроль герметичности стыков, особенно в процессе эксплуатации ЭСЗ на ГТД.

Опыт эксплуатации и проведенные экс- 55 периментальные работы подтверждают наличие укаэанных недостатков: перестыковки и циклические изменения температуры могут быть причиной разгерметизации стыка свеча-угольник.

Таким образом, описанный способ работы ЭСЗ при высотном запуске ГТД требует особой тщательности и контроля при изготовлении и монтаже элементов и узлов, отвечающих за обеспечение герметичности стыков, и в та же время практически ненадежен в эксплуатации, особенно при применении в ЭСЗ ГТД агрегатов зажигания с повышенным выходным напряжением, В связи с этим ограничивается применение таких агрегатов, что в свою очередь ограничивает возможности по увеличению ресурса запальных свечей и ЭСЗ в целом.

Указанных недостатков лишен принятый за прототип способ работы ЭСЗ при высотном запуске ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т.д.) путем включения ЭСЗ и- наддува полости свеча-угольник воздухом, отбираемым от промежуточной ступени компрессора с помощью подводящей трубки, подсоединенной к угольнику, имеющему специальный штуцер. соединяющий подводящую трубку и полость свеча-угольник (3).

Указанный способ имеет достаточно высокую надежность, не требует обеспечения высокой степени герметизации стыков свеча-угольник, угольник-провод, однако также имеет недостатки, ограничивающие его применение: необходимость применения дополнительных деталей и узлов (специальных подводящих трубок, штуцеров и т,д.), что приводит к увеличению веса и габаритов

ЭСЗ; высокая трудоемкость монтажа и демонтажа ЭСЗ на ГТД из-за наличия дополнительных деталей и необходимости обеспечения уплотнения их стыков; вероятность появления обратного потока газов из камеры сгорания в компрессор (через подводящую трубку. наддува) в случае разгерметизации свечи при работе ГТД.

Целью изобретения является снижение весогабаритных показателей и трудоемкости обслуживания ЭСЗ ГТД при эксплуатации; э также повышение надежности и ресурса ЭСЗ ГТД, в том числе по суммарному количеству включений при высотных запусках ГТД

Указанная цель достигается тем, что наддув полости свечи осуществляют воздухом внутреннего контура ГТД, отобранным в месте расположения свечи, При этом в полости свечи обеспечивается повышенное давление, равное давлению во внутреннем контуре ГТД, за счет чего исключается возможность электрических пробоев и перекрытий между высоковольтными цепями и соединениями ЭСЗ и обес2002086

Формула изобретения

СПОСОБ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ПРИ ВЫСОТНОМ ЗАПУСКЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, путем включения системы зажигания и наддува полости свечи воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышепечивается искрообразование в рабочем искровом промежутке свечи. так как давление в этом промежутке также равно давлению внутреннего контура ГТД, а величина рабочего искрового промежутка свечи конструктивно всегда выполняется меньшей, чем величина остальных изоляционных промежутков ЭСЗ.

Так как наддув полости свечи осуществляют воздухом, отобранным в месте расположения свечи, предложенный способ озволяет исключить необходимость применения специальных подводящих трубок и штуцеров, что дает возможность снизить весогабаритные показатели и трудоемкость обслуживания 3С3 ГТД при эксплуатации, Применение предложенного способа повышает надежность ЭСЗ ГТД. так как снижаются требования к высокой степени герметичности стыков свеча-угольник, угольник-и ровод за счет неп реры вного наддува полости свечи воздухом внутреннего контура, исключается возможность появления обратного потока газов из камеры сгорания в компрессор при разгерметизации свечи за счет исключения подводящей трубки.

Повышение надежности работы ЭСЗ при высотных запусках ГТД позволит применить в ЭСЗ ГТД агрегаты зажигания с повышенным выходным напряжением, что дает возможность увеличивать ресурс запальных свечей и ЭСЗ в целом, в том числе по количеству включений при высотных запусках ГТД.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от известных технических решений тем. что наддув полости свечи осуществляют воздухом внутреннего контура ГТД, отбираемым в месте расположения свечи (2).

Известен способ. когда отбор вторичного воздуха первого контура ГТД (отбор воздуха внутреннего контура) осуществляют в месте расположения свечи и подают в полость воспламенителя, однако по данному способу воздух подается в полость воспламенителя (но не в полость свечи) с целью обеспечения необходимого для воспламенения топлива коэффициента избытка воздуха. В предлагаемом способе воздух подается в полость свечи с целью обеспечения электропрочности соединения высоковольтного провода со свечей и дополнительно всех высоковольтных цепей, находящихся внутри этой полости при вы5 сотном запуске ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т.д.).

На чертеже представлен пример реализации предлагаемого способа работы ЭСЗ при высотном запуске двухконтурного ГТД

10 с кольцевой камерой сгорания и системой зажигания, содержащей агрегат зажигания с повышенным выходным напряжением.

Показан разрез ГТД B;è свечи, на котором изображены: угольник УК-9015 18-18Е 1, высоковольтный провод 2, запальная света СП-87ПА 3, корпус второго контура 4, запальник 5, корпус камеры сгорания 6, стенка жаровой трубы 7, полость свеча-угольник 8, (Р1. Pz, Рз-давление газов

20 в камере сгорания, давление воздуха в первом и втором контуре соответственно, Предлагаемый способ реализуется следующим образом; при высотном запуске

ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т,д.)

25 воздух внутреннего контура (в данном случае вторичный воздух первого контура) подают во внутреннюю полость запальника 5 через отверстие в корпус запальника, расположенное между корпусом камеры сгора30 ния 6 и стенкой жаровой трубы 7, Далее воздух через отверстие в корпусе свечи 3, установленной в запальнике 5, подают в уплотненную полость свеча-угольник 8. Таким образом в уплотненной полости свеча35 угольник 8 поддерживают давление воздуха, достаточное для обеспечения электропрочности высоковольтного соединения свеча-провод, расположенного в указанной полости, во время включений ЭСЗ

40 при высотных запусках ГТД (встречном, дежурном, на выбеге и т.д.), (56) 1. Баграмов С,Е. и Стародубцев С.В.

Электрическое зажигание авиационных

45 двигателей. Л.: Военно-воздушная академия, 1948, с,292. 293.

2, Шляхтенко С.M. Теория ВРД. M.: Машиностроение, 1975, с.152.

3. Баграмов С,Е. и Стародубцев С.В.

50 Электрическое зажигание авиационных двигателей, Л.: Военно-воздушная академия, 1948, с,291.

55 ния ресурса запальных свечей при использовании емкостных элементов зажигания с повышенным выходным напряжением, наддув осуществляют воздухом внутреннего контура, отбираемым в месте расположения свечи.

2002086

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Редактор Н.Цалихина

Заказ 3163

Составитель Ф.Шарафутдинов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М.Петрова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035;.Москва. Ж-35, Раушская наб,. 4/5