Способ запуска газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к способам запуска газотурбинного двигателя. Способ запуска газотурбинного двигателя включает подачу рабочего тела от вспомогательной силовой установки на воздушную турбину пускового устройства и последующую раскрутку ротора двигателя пусковым устройством. В качестве рабочего тела используют газ из камеры сгорания вспомогательной силовой установки или смесь газа с воздухом от компрессора вспомогательной силовой установки, подмешиваемый к газу перед его подачей на воздушную турбину пускового устройства. Изобретение позволяет без существенных изменений габаритов и веса исходной вспомогательной силовой установки повысить надежность запуска двигателя, а также сократить его время. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к способам запуска газотурбинного двигателя.

Известен способ запуска газотурбинного двигателя (далее - ГТД), включающий подачу рабочего тела от вспомогательной силовой установки (далее - ВСУ) на воздушную турбину пускового устройства и последующую раскрутку ротора двигателя пусковым устройством (1).

В известном способе в качестве пускового устройства используется воздушный стартер, механически связанный с валом ротора двигателя. Пусковое устройство раскручивает ротор двигателя до того момента, когда турбина начнет развивать мощность, достаточную для самостоятельной раскрутки ротора двигателя с заданным ускорением, после чего оно отключается.

Основным недостатком известного способа является снижение уровня мощности, подводимой к ротору двигателя из-за невысокого уровня энергоотдачи ВСУ, что приводит к увеличению времени запуска двигателя и снижению его надежности. Вместе с тем, для обеспечения требуемых характеристик запуска ГТД приходится повышать мощность ВСУ, увеличивая при этом ее габариты, вес и стоимость.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности запуска двигателя и сокращение времени его запуска без существенных изменений габаритов и веса исходной ВСУ.

Задача решается тем, что в способе запуска ГТД, включающем подачу рабочего тела от ВСУ на воздушную турбину пускового устройства и последующую раскрутку ротора двигателя пусковым устройством, в качестве рабочего тела используют газ из камеры сгорания ВСУ, при этом к газу из камеры сгорания ВСУ перед подачей его на воздушную турбину пускового устройства можно подмешивать воздух от компрессора ВСУ.

Повышение температуры рабочего тела, подаваемого на воздушную турбину, значительно увеличивает ее удельную мощность. Тем самым увеличивается уровень мощности, подводимой к ротору двигателя. Использование в качестве подогретого рабочего тела горячего газа из камеры сгорания ВСУ позволяет более полно использовать потенциальные возможности самой ВСУ. При этом нет необходимости изменять конструкцию ВСУ за счет ввода каких-либо элементов подогрева рабочего тела.

В ряде случаев, когда не требуется большая мощность ВСУ, например при низких температурах окружающего воздуха, для увеличения ресурса и надежности конструктивных элементов ВСУ целесообразно подмешивать к горячему газу из камеры сгорания воздух от компрессора ВСУ, подавая при этом на воздушную турбину пускового устройства рабочее тело с более низкой температурой.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема системы запуска ГТД.

На схеме показаны ВСУ 1 с компрессором 2 и камерой сгорания 3 и воздушная турбина 4 пускового устройства, вал которого механически связан с валом ротора двигателя 5. Турбина 4 трубопроводом 6 связана с компрессором 2 ВСУ 1 и трубопроводом 7 с внутренней полостью камеры сгорания 3. Подмешивание воздуха к газу осуществляется в смесителе 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Для увеличения мощности, передаваемой ротору двигателя 5 от пускового устройства системы запуска двигателя, включают ВСУ 1 и направляют горячий газ из внутренней полости камеры сгорания 3 через внутреннюю полость смесителя 8 по трубопроводу 9 на воздушную турбину 4 пускового устройства.

В тех случаях, когда не требуется увеличенная мощность пускового устройства, от компрессора 2 ВСУ 1 в смеситель 8 подается сжатый воздух, который в нем подмешивается к подаваемому из камеры сгорания 3 горячему газу. Далее смесь газа с воздухом по трубопроводу 9 поступает на воздушную турбину 4 пускового устройства. В этом случае отбор горячего газа из камеры сгорания 3 уменьшается по сравнению с аналогичным отбором в случае подачи на пусковое устройство одного лишь газа. Уменьшение отбора газа из камеры сгорания приводит к уменьшению рабочей температуры перед турбиной ВСУ 1, что в целом снижает теплонапряженность ВСУ.

Изобретение позволяет без существенных изменений габаритов и веса исходной ВСУ повысить надежность запуска двигателя, а также сократить его время.

Источники информации

1. Б.М.Кац, Э.С.Жаров, В.К.Винокуров. Пусковые системы авиационных газотурбинных двигателей, - М.: Машиностроение, 1976 г., с. 7-9.

1. Способ запуска газотурбинного двигателя, включающий подачу рабочего тела от вспомогательной силовой установки на воздушную турбину пускового устройства и последующую раскрутку ротора двигателя пусковым устройством, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют газ из камеры сгорания вспомогательной силовой установки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к газу из камеры сгорания вспомогательной силовой установки перед подачей его на воздушную турбину пускового устройства подмешивают воздух от компрессора вспомогательной силовой установки.