Способ испытания газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области испытания машин, двигателей, а именно к испытаниям газотурбинных двигателей. Задача - упрощение стендового оборудования, удешевление испытаний. Способ включает постановку и закрепление двигателя на жестком стендовом станке, соединение его вала с помощью промежуточного вала и муфты с валом тормозного устройства, запуск двигателя в работу и испытание его. Устройство содержит тормозное устройство с муфтой на конце вала, входное и выхлопное устройства.

Новым в способе является соединение вала двигателя через промежуточный вал с муфтой с валом компрессора, который используют в качестве пневмотормоза, при этом на вход в компрессор устанавливают лемнискату, а на выход - выхлопное устройство.

Новым в устройстве является выполнение пневмотормозного устройства в виде многоступенчатого двухконтурного компрессора с лемнискатой на входе и выхлопным устройством на выходе с регулируемым сопловым насадком. На входном участке компрессора установлена дополнительная статорная оболочка, образованная сегментными вставками, установленными между лопатками направляющих аппаратов. Сегменты снабжены профильными вырезами, соответствующими по форме профилям лопаток на радиусе установки вставок. Каждое кольцо вставок снабжено фланцевыми выступами, которыми они крепятся на наружной оболочке. 2 н. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области испытаний машин, двигателей, а именно к испытаниям газотурбинных двигателей.

Известен способ и устройство для испытания газотурбинного двигателя, включающий постановку и закрепление двигателя на жестком стендовом станке, соединение его вала с помощью промежуточного вала и муфты с валом тормозного устройства, запуск двигателя в работу и испытания его (см. книгу Г.М.Горбунов, Э.Л.Солохин "Испытания авиационных воздушно-реактивных двигателей", М., Машиностроение, 1967, с.51,52).

Недостатком известного способа и устройства является сложность и громоздкость стендового оборудования, дороговизна испытаний. Испытания двигателей с использованием в качестве тормоза гидротормоза приводят к необходимости оснащения стенда громоздкой, сложной и занимающей большие площади системой водоснабжения с большими затратами электроэнергии на прокачку воды в большом количестве для современных мощных двигателей.

Поставленная задача - уменьшение и упрощение стендового оборудования, удешевление испытаний.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе испытания газотурбинного двигателя, включающем постановку и закрепление двигателя на жестком стендовом станке, соединение его вала с помощью промежуточного вала и муфты с валом тормозного устройства и запуск двигателя в работу, промежуточный вал, соединенный с валом двигателя, через муфту соединяют с валом компрессора, который используют в качестве пневмотормозного устройства, при этом на вход в компрессор устанавливают лемнискату, а на выходе - выхлопное устройство с регулируемым сопловым насадком.

Изобретение относится области испытаний машин, двигателей, а именно к испытаниям газотурбинных двигателей.

Известен способ и устройство для испытания газотурбинного двигателя, включающий постановку и закрепление двигателя на жестком стендовом станке, соединение его вала с помощью промежуточного вала и муфты с валом тормозного устройства, запуск двигателя в работу и испытания его (см. книгу Г.М.Горбунов, Э.Л.Солохин "Испытания авиационных воздушно-реактивных двигателей", М., Машиностроение, 1967, с.51,52).

Недостатком известного способа и устройства является сложность и громоздкость стендового оборудования, дороговизна испытаний. Испытания двигателей с использованием в качестве тормоза гидротормоза приводит к необходимости оснащения стенда громоздкой, сложной и занимающей большие площади системой водоснабжения, с большими затратами электроэнергии на прокачку воды, в большом количестве для современных мощных двигателей.

Поставленная задача - уменьшение и упрощение стендового оборудования, удешевление испытаний.

Поставленная задача решается за счет того, что промежуточный вал, соединенный с валом двигателя, через муфту соединяют с валом компрессора, который используют в качестве пневмотормозного устройства, при этом на вход в компрессор устанавливают лемнискату, а на выходе - выхлопное устройство с регулируемым сопловым насадком.

Пневмотормозное устройство выполнено в виде многоступенчатого осевого двухконтурного компрессора с лемнискатой на входе и выхлопным устройством на выходе с сопловым насадкам со сменными разновеликими соплами, при этом на входном участке компрессора установлена дополнительная статорная оболочка, образованная сегментными вставками, установленными между лопатками направляющих аппаратов, и снабженные профильными вырезами, соответствующими по форме профилям лопаток направляющих аппаратов на радиусе установки вставок, при этом каждое кольцо вставок снабжено кольцевыми выступами, образующими фланцы крепления их к кольцам, закрепленным на внешней оболочке.

Способ испытания газотурбинного двигателя и устройство поясняются чертежами, где:

на фиг.1 представлен схематично испытательный стенд;

на фиг.2,3 - разрез А-А, разрез по пневмотормозному устройству. Для получения цельного изображения фиг.2 и 3 необходимо соединить по линиям В условного разделения;

на фиг.4 - вид Б, вид на кольцо вставок на дополнительной оболочке.

Пневмотормозное устройство 1 (фиг.1) с муфтой 2 на конце вала 3 соединено с промежуточным валом 4, соединенным с валом двигателя 5. Пневмотормозное устройство 1 выполнено в виде многоступенчатого осевого двухконтурного компрессора (фиг.2, 3) с лемнискатой 6 на входе и выхлопным устройством 7 на выходе со сменными разновеликими соплами 8. Компрессор содержит наружную оболочку 9, направляющие аппараты 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и рабочие колеса 17, 18, 19, 20, 21, 22, соединенные проставками 23, 24, 25, 26, 27. Ротор компрессора с валами 28 и 29 установлен на подшипниках 30 и 31, закрепленных в опорах 32 и 33.

Дополнительная статорная оболочка 34 образована сегментными вставками 35, 36, 37 и рабочими кольцами 38, 39, 40.

Сегментные вставки 35, 36, 37 установлены между лопатками направляющих аппаратов и снабжены профильными вырезами Г, соответствующими по форме профилю лопаток на радиусе установки вставок, а по концами профилей вставки разрезаны пазами Д, Е. Суммарно вставки составляют кольцо, снабженное с двух сторон выступами Ж, И, образующими фланцы, которыми они крепятся к наружной оболочке 9 с помощью колец.

Внутренняя оболочка 9 образует внутренний контур с проходным сечением и лопатками рабочих колес 20, 21, 22, обеспечивающими испытания двигателей заданной мощности.

В то же время оболочка 9 и удлиненные лопатки направляющих аппаратов 14, 15, 16 выполнены с образованием второго контура с расчетом на рост мощностей испытуемых двигателей, т.е. на перспективу.

Для испытаний двигателей больших мощностей устанавливаются вставки на больший диаметр, а лопатки колес 20, 21, 22 устанавливаются с большей длиной.

В конечном варианте вставки удаляются совсем, а концы К, Л, М лопаток колес 20, 21, 22 продляются до оболочки 9. При этом лопатки колес делаются заново.

Конструкция пневмотормоза позволяет проводить испытания двигателей в большом диапазоне мощностей, не изменяя основных узлов и деталей пневмотормоза.

Кроме того, наличие в выхлопном устройстве сопла со сменными насадками позволяет для каждого этапа мощностей проводить испытания в расширенном диапазоне.

Во время испытаний газотурбинного двигателя 5 его валом, через промежуточный вал 4 и муфту 2, вращают вал 3 пневмотормозного устройства 1, а валом 29 пневмотормозного устройства вращают рабочие колеса 18...22 осевого компрессора.

Рабочие лопатки колес 18...22, через лемнискату 6, засасывают атмосферный воздух, транспортируют его вдоль всего компрессора и сжимают в каждой ступени, затем выбрасывают в атмосферу через выхлопное устройство 7. На всю эту работу затрачивают мощность испытуемого двигателя.

Устройство позволяет упростить стендовое оборудование (нет гидросистемы), уменьшить его габариты, удешевить испытания.

Опытные образцы пневмотормозов изготовлены, испытаны, подтверждено достижение поставленной цели.

1. Способ испытания газотурбинного двигателя, включающий постановку и закрепление двигателя на жестком стендовом станке, соединение его вала с помощью промежуточного вала и муфты с валом тормозного устройства, запуск двигателя в работу, отличающийся тем, что промежуточный вал, соединенный с валом двигателя, через муфту соединяют с валом компрессора, который используют в качестве пневмотормозного устройства, при этом на вход в компрессор устанавливают лемнискату, а на выходе - выхлопное устройство с регулируемым сопловым насадком.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее тормозное устройство с муфтой на конце вала, отличающееся тем, что пневмотормозное устройство выполнено в виде многоступенчатого двухконтурного компрессора с лемнискатой на входе и выхлопным устройством на выходе, оснащенным сменными разновеликими сопловыми насадками, при этом на входном участке компрессора установлена дополнительная статорная оболочка, образованная сегментными вставками, установленными между лопатками направляющих аппаратов и снабженными профильными вырезами, соответствующими по форме профилям лопаток на радиусе установки вставок, а каждое кольцо вставок снабжено фланцевыми выступами, которыми они закреплены на наружной оболочке.