Двухкаскадный обтекаемый турбореактивный двигатель, соединительное устройство для воздушного потока и группа таких устройств, соединительная система для воздушного потока, а также турбомашина, включающая в себя такую систему
Двухкаскадный обтекаемый турбореактивный двигатель содержит каскад низкого давления, имеющий на его заднем конце турбину низкого давления с ротором (32) низкого давления. Турбореактивный двигатель включает в себя опорную конструкцию (36), соединенную с корпусом и с задним подшипником (34), на котором установлен ротор (32). Задний подшипник расположен в полости (40), включающей в себя средства подачи жидкой смазки. Полость (40) находится при атмосферном давлении посредством трубы (42) для подачи воздуха, соединенной с полостью через соединительные средства (50), обеспечивающие прохождение газа между полостью (40) и трубой (42) для подачи воздуха с обеспечением уплотнения, препятствующего выходу жидкой смазки из полости (40). Турбореактивный двигатель дополнительно содержит генератор (30) электроэнергии, соосный с каскадом и расположенный снаружи полости (40). Генератор (30) установлен и соединен с задним концом (32а) ротора (32) низкого давления, который проходит далее по потоку от соединительных средств (50). Соединительные средства (50) прикреплены к ротору (32) и включают в себя направляющие средства (58) для направления жидкой смазки между средствами подачи (44) и подшипником (34). Соединительное устройство (58) для воздушного потока содержит радиальную подводящую часть для прохождения воздуха. Подводящая часть представляет собой канал с входом вблизи от оси вращения и выходом, отстоящим от оси вращения, и направляющую стенку для жидкой смазки. Направляющая стенка проходит в осевом направлении вокруг подводящей части и отстоит от входа и выхода канала. Поверхность направляющей стенки, которая обращена к входу канала, наклонена относительно канала, так чтобы при центробежном воздействии в течение вращения устройства вокруг оси действовать так, чтобы направлять поток жидкости между верхним по потоку концом и нижним по потоку концом направляющей стенки. Устройство занимает угловой сектор, образуемый в направлении, проходящем поперечно по отношению к осевому направлению. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к двухкаскадному обтекаемому турбореактивному двигателю, содержащему каскад низкого давления, имеющий на его заднем конце турбину низкого давления с ротором низкого давления, при этом турбореактивный двигатель включает в себя опорную конструкцию, соединенную с корпусом и задним подшипником, на котором установлен ротор, причем задний подшипник расположен в полости, имеющей средства для подачи к подшипнику жидкой смазки, при этом полость находится при атмосферном давлении посредством трубы для подачи воздуха, соосной с ротором и соединенной с полостью через соединительные средства, обеспечивающие прохождение газа между полостью и трубой для подачи воздуха с обеспечением уплотнения, препятствующего выходу жидкой смазки из полости.
В обычном двигателе вспомогательная коробка, содержащая топливные насосы, насосы для смазки подшипников, гидравлические насосы для управления различными элементами, генераторы электроэнергии и стартер, расположена снаружи двигателя и получает мощность, забираемую от двигателя, посредством вертикального вала и угловых средств отбора мощности, в частности, соединенных с ротором, в частности, с ротором низкого давления.
На протяжении ряда лет увеличение степеней сжатия и температур на входе в турбину, а также усовершенствование материалов и повышение эффективности приводят к постоянному уменьшению размера двигателей для получения отношения тяги к весу, которое неизменно повышается, предназначено ли это для гражданского применения или военного применения.
Система отбора мощности и вспомогательная коробка создают трудности для соответствующего дальнейшего прогресса в этом отношении, причем они составляют значительную часть объема и веса двигателя, особенно двигателя с низкой тягой, то есть двигателя небольшого размера, в частности, тогда, когда вспомогательная коробка, которая обычно расположена под двигателем или на нем, а иногда с одной его стороны, несет на себе воздушный стартер и генератор электроэнергии, которые установлены по отдельности.
Использование небольших двигателей, которые всегда проще и менее дороги, для приведения в движение тренировочных самолетов, беспилотного выполнения наблюдения или атакующих действий, и для крылатых ракет требует от производителей двигателей выполнения таких двигателей более незаметными. Можно попытаться сделать это посредством значительного уменьшения их фронтальной площади поверхности, при этом также обеспечивая существенное снижение лобового сопротивления и, следовательно, значительно увеличивая время полета или дальность полета самолета или летательных аппаратов с дистанционным управлением, оснащенных такими двигателями. Для уменьшения веса и фронтальной площади поверхности двигателей, вероятно, желательно рассмотреть вопрос о встраивании в двигатель электрогенератора-стартера и исключении использования механических соединений, так чтобы средство сопряжения между двигателем и вспомогательными устройствами было основано на электрической трансмиссии.
В широкофюзеляжном воздушном судне, имеющем даже большее количество электрических или электрогидравлических средств управления полетом, а также в самолетах с радаром средствами дальнего обнаружения и средствами ведения радиотехнической разведки имеются значительные требования к электрической энергии. Двигатели такого воздушного судна снабжены ускорителями или дополнительными генераторами, что приводит к увеличению размера коробок приводов агрегатов, а также их веса для возможности их удерживания. Поэтому, чтобы двигатель имел большой коэффициент обтекания, предпочтительно встроить вспомогательный генератор или обычно генератор-стартер в двигатель для уменьшения размера и веса проходящих под углом средств отбора мощности либо для их фактического исключения и для обеспечения более тонкого обтекателя, с размещением при этом некоторых вспомогательных средств, приводимых в действие электроприводом, в пилоне.
Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности встраивания в турбореактивный двигатель указанного выше типа генератора электроэнергии, расположенного соосно с осью турбомашины, в частности, вблизи заднего подшипника.
Для этой цели турбореактивный двигатель согласно настоящему изобретению дополнительно содержит генератор электроэнергии, соосный с каскадом и расположенный снаружи полости, при этом генератор установлен и соединен с задним концом ротора низкого давления, который проходит далее по потоку от соединительных средств, которые прикреплены к ротору и включают в себя направляющие средства для направления жидкой смазки между средствами подачи и подшипником.
В таком случае будет понятно, что вследствие наличия соединительных средств, несмотря на то, что задний конец ротора низкого давления продлевают далее от соединительных средств до генератора электроэнергии, полость будет находиться при атмосферном давлении, и одновременно жидкая смазка будет направляться между средствами подачи жидкой смазки и подшипником.
Это решение также представляет собой дополнительное преимущество, заключающееся в возможности расположения генератора электроэнергии снаружи полости, содержащей жидкую смазку, то есть среду, в которой затруднительно устанавливать электрическую систему без использования сложных уплотняющих систем.
Кроме того, заднее или нижнее по потоку положение генератора электроэнергии предпочтительно с точки зрения проведения его технического обслуживания.
В общем, посредством решения согласно настоящему изобретению можно добавить функцию генератора электроэнергии с целью приведения в действие ротора низкого давления, в частности, в случаях возникновения аварийной ситуации или в качестве стартера.
Ниже приведены другие компоновки, которые предпочтительны и позволяют получить преимущество, и при этом могут быть выполнены сами по себе или в сочетании, а именно:
турбина низкого давления также имеет множество ступеней, при этом на каждой ступени турбины низкого давления имеется кольцо из неподвижных лопаток, прикрепленных к корпусу, и кольцо из подвижных лопаток, проходящих в радиальном направлении от периферии диска ротора;
соединительные средства выполнены кольцевыми, что позволяет увеличить количество соединительных зон между полостью и трубой для подачи воздуха и одновременно увеличить площадь средств для придания направления жидкой смазке между средствами подачи и подшипником;
соединительные средства включают в себя, по меньшей мере, один радиальный канал, проходящий через ротор и соединенный с трубой для подачи воздуха, и, по меньшей мере, с одной радиально-осевой трубой, прикрепленной к ротору и продлевающей канал в наружном направлении; при такой компоновке на полость будет воздействовать атмосферное давление через внутреннюю часть трубы;
направляющие средства содержат направляющую стенку, проходящую в осевом направлении, при этом, по меньшей мере, поверхность направляющей стенки, которая обращена к оси турбореактивного двигателя, наклонена радиально наружу при прохождении от подающих средств к подшипнику; эта направляющая стенка образует разновидность желоба, позволяющего жидкой смазке течь направленным образом;
соединительные средства содержат, по меньшей мере, одну подводящую часть, представляющую собой канал, соосный с трубой, который проходит радиально наружу от направляющей стенки;
труба представляет собой часть, которая является отдельной от подводящей части, при этом труба установлена в канале, а направляющая стенка расположена у радиально наружного конца канала и, следовательно, подводящей части;
радиально внутренний конец подводящей части включает в себя осевое продолжение, направленное далее по потоку и имеющее радиальный обод, обращенный наружу; этот обод при воздействии центробежных сил служит для направления масла, образующего жидкую смазку, радиально наружу;
радиально внутренний конец подводящей части включает в себя поперечное продолжение, проходящее в радиальном направлении посредством радиальной стенки, идущей к направляющей стенке и взаимодействующей с поперечным продолжением, подводящей частью и направляющей стенкой для образования осевого отверстия, обеспечивающего течение жидкой смазки, в частности, от места выше по потоку к месту ниже по потоку;
во втором варианте осуществления ротор перед радиальным каналом выполнен с открытой в заднем направлении полостью, проходящей под задним подшипником, при этом полость сообщается с задним подшипником через канал, а передняя часть подводящей части и направляющей стенки расположена у местонахождения отверстия полости, причем дальний по потоку конец направляющей стенки проходит внутри полости, предпочтительно, опирающийся на внутреннюю поверхность радиально наружной стенки полости;
генератор электроэнергии содержит первичную магнитную цепь, предназначенную для вращения с ротором, и вторичную магнитную цепь, прикрепленную к корпусу; при этом такую обычную компоновку просто осуществить;
генератор электроэнергии скомпонован для работы в качестве стартера турбореактивного двигателя.
Согласно настоящему изобретению также создано соединительное устройство для воздушного потока, а также соединительная система для воздушного потока, образованная посредством радиальной сборки упомянутых соединительных устройств для воздушного потока, которые служат для одновременного обеспечения:
прохождения газа между кольцевой полостью и осевой трубой для подачи воздуха, при этом полость вмещает в себя задний подшипник между ротором, окружающим трубу для подачи воздуха, и опорной конструкцией корпуса;
направления жидкой смазки между средствами подачи и задним подшипником.
Компоновки согласно изобретению позволяют создать турбореактивный двигатель указанного выше типа, в котором вспомогательное оборудование приводят в действие посредством электрических двигателей, обеспечиваемых энергией генераторами электроэнергии согласно изобретению, что позволяет исключить механические звенья и угловые средства отбора мощности, уменьшить вес двигателя и сделать более тонким обтекатель для получения более высокой степени обтекания турбореактивного двигателя.
Другие характеристики и преимущества изобретения будут очевидны при прочтении приведенного ниже описания примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - схематическое половинчатое сечение двухкаскадного обтекаемого турбореактивного двигателя, иллюстрирующее расположение генератора, согласно изобретению встроенного в задний конец;
фиг.2 - частичный вид в увеличенном масштабе участка II с фиг.1, иллюстрирующий расположение генератора согласно изобретению на заднем конце ротора низкого давления;
фиг.3 - вид, подобный виду с фиг.2, двухкаскадного обтекаемого турбореактивного двигателя согласно известному уровню техники;
фиг.4 - вид, подобный виду с фиг.2, в увеличенном масштабе и более подробно показывающий полость и первый вариант осуществления конструкции соединительных средств согласно настоящему изобретению, в частности, средств направления жидкой смазки;
фиг.5-7 различные виды в перспективе той части, которая образует сектор соединительных средств;
фиг.8 - вид, подобный виду с фиг.4, иллюстрирующий второй вариант осуществления конструкции направляющих средств.
На фиг.1 показан двухкаскадный обтекаемый турбореактивный двигатель 10, имеющий генератор электроэнергии, согласно изобретению установленный на его заднем конце.
Точнее, турбореактивный двигатель 10 с осью Х обычно содержит периферийный обтекатель 12 (показанный частично), имеющий последовательно расположенные в нем слева направо согласно фиг.1 (то есть со стороны выше по потоку к стороне ниже по потоку в направлении потока воздуха или от передней части к задней части): вентилятор 14, компрессор 16 низкого давления, компрессор 18 высокого давления, камеру сгорания 20, турбину 22 высокого давления и турбину 24 низкого давления.
Наконец, в настоящем изобретении турбореактивный двигатель 10 оснащен генератором 30 электроэнергии, расположенным на заднем конце двигателя 10 (справа на фиг.1 и 2).
Точнее, как показано на фиг.2, генератор 30 электроэнергии (в частности, его подвижная часть, которая не показана) соединен с задним концом 32а вала 32, образующего ротор низкого давления, который передает энергию от турбины 24 низкого давления к компрессору 16 низкого давления. На фиг.2 также показан задний подшипник 34, установленный на валу 32, от которого отходит опорная конструкция 36, выполненная за одно целое с задней частью корпуса (не показан) турбины 24 низкого давления.
Для лучшего понимания настоящего изобретения следует обратиться к фиг.3, иллюстрирующей зоны, идентичные зонам, показанным на фиг.2, но для известного турбореактивного двигателя. В этом случае вал 132 низкого давления проходит в заднем направлении (вправо на фиг.3) к концу 132а, на котором установлен задний подшипник 134, сам по себе расположенный на опорной конструкции 136, собранной с корпусом 138 турбины низкого давления.
Задний подшипник 134 находится в полости 140, при этом его смазку осуществляют посредством одного или более сопел (не показаны), подающих струю масла к заднему подшипнику 134. Поэтому понятно, что атмосфера внутри полости 140 содержит туман из смазочного масла, и, следовательно, полость 140 необходимо сохранять в состоянии уплотнения.
Кроме того, вал 132 низкого давления окружает соосную с ним трубу 142 для подачи воздуха, причем эта труба образует центральную вентиляционную трубу вокруг оси Х. Воздух при атмосферном давлении Р0 течет по трубе 142 к полости 140, так чтобы полость также находилась при атмосферном давлении Р0 (см. стрелки 141 и 143).
Для этого вентиляционный воздух, поступающий из трубы 142, должен проходить в полость 140 таким образом, чтобы масло, которое находится в полости 140, не могло проходить в трубу 142.
Эти функции прохождения воздуха и предотвращения течения масла выполняют посредством кольцевой группы подводящих частей 150, прикрепленных к валу 132 низкого давления; под действием центробежной силы и вследствие специальной формы этих подводящих частей воздух из трубы 142, предназначенной для подачи воздуха, может проникать в полость 140 (стрелки 141 и 143), так что масло, находящееся в полости 140, не сможет проникать в трубу 142 для подачи воздуха.
Если исходить из компоновки, представленной на фиг.3, то когда генератор электроэнергии должен быть установлен на заднем конце вала 132 низкого давления, необходимо продление вала в заднем направлении (вправо на фиг.3), так что кольцевая группа подводящих частей 150, обеспечивающих прохождение воздуха под атмосферным давлением Р0, должна быть изменена, но без создания при этом помех смазке заднего подшипника 134.
В этом контексте разработано настоящее изобретение, состоящее в применении решений, представленных в первом и втором предпочтительных вариантах осуществления изобретения, показанных, соответственно, на фиг.2-7 и на фиг.8, которые ниже описаны более подробно.
Согласно фиг.2 вал 32 низкого давления проходит так, что его задний конец 32а находится на некотором расстоянии за задним подшипником 34 (справа на фиг.2). Этот задний конец 32а соединяют с подвижной частью генератора 30 электроэнергии посредством цилиндрического кожуха 31, на котором установлен датчик 33 для измерения скорости вращения вала 32 низкого давления, а также для определения условий его работы.
Точнее, передний конец 31а цилиндрического кожуха 31 имеет канавки, взаимодействующие с задним концом 32а вала 32 низкого давления для образования такого соединения, чтобы цилиндрический кожух 31 вращался с валом 32 низкого давления.
Между задним подшипником 34 и задним концом 32а вала 32 низкого давления расположено, по меньшей мере, одно масляное сопло 44 совместно с системой 46 для возврата масла, находящееся под давлением, превышающим атмосферное давление.
Из указанного выше понятно, что в компоновке согласно изобретению, в которой присутствует генератор 30 электроэнергии, необходимо обеспечить то, чтобы полость 40, содержащая подшипник 34, находилась при атмосферном давлении без создания при этом помех смазыванию подшипника.
Для этой цели созданы кольцевые соединительные средства, обеспечивающие прохождение газа между полостью 40 и трубой 42 для подачи воздуха, а также служащие в качестве направляющих средств для смазывания заднего подшипника 34 из сопла 44.
Через вал 32 низкого давления, образующий ротор, проходит множество радиальных каналов 52, при этом каждый радиальный канал 52 сообщается с трубой 42 для подачи воздуха через соответствующее отверстие 43, проходящее сквозь стенку трубы 42.
Воздух проходит из каждого отверстия 43 к корпусу 40 через кольцевые соединительные средства.
Эти кольцевые соединительные средства лучше видны на фиг.4-7, на которых более подробно показан первый вариант осуществления изобретения.
Как показано на фиг.2 и 4-7, кольцевые соединительные средства 50 согласно первому варианту осуществления конструкции содержат множество частей 58, совместно формирующие кольцо, в котором один угловой сектор образован одной из частей 58, показанной в перспективе на фиг.5-7.
Точнее, каждая часть 58 содержит подводящую часть 60, проходящую в радиальном направлении и образующую внутренний канал 62.
В своей радиально наружной части часть 58 продлена от радиально наружного конца подводящей части 60 посредством направляющей стенки 64, проходящей в осевом направлении между соплом 44 и подшипником 34 (см. фиг.4).
Направляющая стенка 64 наклонена радиально наружу к подшипнику 34, который в радиальном направлении находится дальше, чем сопло 44; при этом под действием центробежной силы, создаваемой вращением вала 32 низкого давления, воздействию которой подвергаются труба 54 и часть 58, масло, выходящее из сопла 44, «поднимается» вдоль поверхности направляющей стенки 64, которая обращена к оси Х (нижняя поверхность направляющей стенки 64), пока оно не достигнет подшипника 34 для его смазки.
Этот путь показан на фиг.4, где он представлен последовательными стрелками 71, 73 и 75.
Таким образом, направляющая стенка 64 образует средство направления жидкой смазки между средствами подачи, образованными одним или более соплами 44, и задним подшипником 34.
Кроме того, имеется наклон верхнего по потоку конца 64а (сзади или справа на фиг.4) и нижнего по потоку конца 64b (спереди или слева на фиг.4) направляющей стенки 64 к оси Х, так чтобы образовать дефлектор, облегчая таким образом циркуляцию и распределение смазочного масла. Термины «верхний по потоку» и «нижний по потоку», которые здесь использованы, относятся к направлению потока смазочного масла.
Части 58 представляют собой другие устройства для облегчения течения масла от места выше по потоку к месту ниже по потоку (от задней части к передней части) между угловыми секторами, а также от места ниже по потоку к месту выше по потоку (от передней части к задней части) с целью возврата масла.
Радиально внутренний конец 60а подводящей части 60 продлен посредством стенки, образующей осевое продолжение 66, направленное назад и имеющее поверхность, которая обращена радиально наружу, имеющую кольцевой обод 66а, облегчающий возврат масла у выходного отверстия из сопла 44, при этом масло будет отброшено радиально наружу к направляющей стенке 64 посредством вышеупомянутых центробежных сил.
Подобным же образом, стенка, продлевающая радиально внутренний конец 60а подводящей части 60, образует поперечное удлинение 68, само по себе продолженное радиально наружу посредством радиальной стенки 70, соединенной с направляющей стенкой 64.
Таким образом, подводящая часть 60, стенка, образованная поперечным удлинением 68, радиальная стенка 70 и направляющая стенка 64 совместно образуют осевое отверстие 72, обеспечивающее возможность течения масла в осевом направлении, в частности, от места выше по потоку к месту ниже по потоку (от задней части к передней части), а также от передней части к задней части для возврата смазочного масла.
Следовательно, масло, проходящее от сопла 44, будет перенесено, в частности, под действием центробежной силы, к нижней поверхности направляющей стенки 64 до уровня верхнего по потоку конца 64а (стрелка 71 на фиг.4). После этого масло продвигается вдоль нижней поверхности направляющей стенки 64 к подшипнику 34, последовательно проходя через осевое отверстие 72 (стрелка 73 на фиг.4) и к нижнему по потоку концу 64b направляющей стенки 64.
Поток масла между всеми из угловых секторов (каждый обеспечен посредством одной из частей 58) угловых соединительных средств становится возможным, в частности, через кольцевое пространство, образованное нижней поверхностью направляющей стенки 64, стенкой подводящей части 60, обращенной к соплу 44, и осевым продолжением 66.
Внутренний канал 62 каждой части 58 предназначен для прохождения воздуха из канала 52 в полость 40. Для этой цели радиально наружный конец каждой подводящей части 60 проходит за направляющую стенку 64 посредством кольцеобразной трубы 54.
Можно заметить, что радиально внутренний конец подводящей части 60 для его вращения совместно с валом 32 низкого давления крепят посредством, по меньшей мере, одного штифта 56, при этом все из частей 58 будут прикреплены друг к другу и к валу 32 низкого давления.
Таким образом, будет понятно, что часть 58 образует соединительное устройство для воздушного потока, содержащее радиальную подводящую часть 60 для прохождения воздуха, которая представляет собой канал 62 с входом вблизи оси вращения ХХ' и выходом, который отстоит от оси вращения, и с направляющей стенкой 64 для жидкой смазки, которая проходит в осевом направлении вокруг подводящей части 60 и отстоит от входа и выхода канала 62, при этом поверхность направляющей стенки 64, которая обращена к входу канала 62, наклонена относительно канала 62, так чтобы посредством центробежного воздействия, когда устройство вращается вокруг оси, обеспечить возможность направления потока жидкости между верхним по потоку концом 64а и нижним по потоку концом 64b направляющей стенки 64, причем устройство занимает угловой сектор, который образован в направлении, проходящем поперечно по отношению к осевому направлению.
Предпочтительно, чтобы в таком соединительном устройстве для потока воздуха радиально внутренний конец подводящей части 60 включал в себя осевое продолжение 66, направленное ниже по потоку и имеющее радиальный обод 66а, обращенный наружу и расположенный в радиальном направлении так, чтобы он был обращен к верхнему по потоку концу 64а направляющей стенки 64; причем это позволяет подхватывать капли масла, которые падают и таким образом накапливаются вдоль направленного наружу осевого обода, при этом будет обеспечена возможность возврата масла в цепь смазки посредством нижней поверхности направляющей стенки 64.
Подобным же образом, в этом соединительном устройстве для воздушного потока радиально внутренний конец подводящей части 60 включает в себя поперечное продолжение 68, проходящее в радиальном направлении посредством радиальной стенки 70, идущей к направляющей стенке 64 и взаимодействующей с поперечным продолжением 68, подводящей частью 60 и направляющей стенкой 64 для образования осевого отверстия 72, обеспечивающего течение жидкой смазки.
Очевидно, что совместно друг с другом эти соединительные устройства для воздушного потока или части 58 расположены по кольцу вокруг оси вращения (ХХ'), при этом каждое из этих устройств образует угловой сектор кольца.
Таким образом, посредством упомянутой группы устройств для воздушного потока между кольцевой полостью 40 и осевой трубой 42 для подачи воздуха будет образована соединительная система для воздушного потока, при этом полость 40 вмещает в себя задний подшипник 34 между ротором 32, окружающим трубу 42 для подачи воздуха, и опорной конструкцией 36 корпуса, причем ротор 32 проходит за задний подшипник 34 с каждой стороны от этого подшипника 34. Эта соединительная система для воздушного потока обеспечивает прохождение газа между полостью 40 и трубой 42 для подачи воздуха через каналы 62 в каждой подводящей части 60, и через радиальные каналы 52, проходящие через ротор 32, а также направляет жидкую смазку между подающими средствами 44 и подшипником 34 вдоль поверхности каждой направляющей стенки 64, которая обращена к входу соответствующего канала 62. В альтернативном варианте (не показан) этого первого варианта осуществления изобретения часть 58 содержит две отдельные части: с одной стороны - первую часть, образуемую трубой 54, которая выполнена во внутреннем канале 62 подводящей части 60, и с другой стороны - вторую часть, образованную подводящей частью 60, стенкой 66, 68, радиальной стенкой 70 и направляющей стенкой 64.
Как показано на фиг.4, в этом альтернативном варианте радиальная длина части 58, в частности, подводящей части 60, короче радиальной длины трубы 54, так что труба представляет собой радиально наружный конец, который выступает за часть 58, в частности, за направляющую стенку 64.
Кроме того, в этом альтернативном варианте каждая вторая часть, образованная подводящей частью 60, стенкой 66, 68, радиальной стенкой 70 и направляющей стенкой 64, прикреплена к соответствующей трубе 54, например, посредством штифта 56 или другого соединительного средства.
На фиг.8 проиллюстрирован второй вариант осуществления изобретения, в котором средства для направления жидкой смазки между подающими средствами, образованными одним или более соплами 44, и задним подшипником 34 являются другими.
При этом на фиг.8 элементы, идентичные элементам первого варианта осуществления изобретения, имеют те же самые ссылочные позиции.
В этом втором варианте осуществления изобретения ротор 32 перед радиальным каналом 52 (слева на фиг.8) выполнен с полостью 321, которая открыта в заднем направлении (справа на фиг.8) и проходит вперед непосредственно под задний подшипник 34.
Полость 321 в роторе 32 выполнена кольцеобразной вокруг оси Х турбореактивного двигателя.
Полость 321 ротора 32 сообщается с пространством, расположенным под задним подшипником 34, посредством радиального канала 322, проходящего через стенку ротора, расположенную между задним подшипником 34 и полостью 321.
Кольцевые соединительные средства 50' согласно второму варианту осуществления изобретения также содержат множество частей 58', каждая из которых образует угловой сектор кольца.
Каждая часть 58' содержит подводящую часть 60', имеющую радиально внутреннюю часть радиального канала 62', проходящую через нее, при этом радиально наружная часть канала проходит через трубу 54'. Подводящая часть 60' короче подводящей части 60 первого варианта конструкции, поскольку ее радиально наружная часть подходит к более низкому уровню, чем задний подшипник 34 (измеряя расстояние от оси Х), в то время как подводящая часть 60 в первом варианте конструкции подходит относительно оси Х к тому же самому уровню, что и задний подшипник 34.
В этом варианте осуществления изобретения, как и в первом варианте, канал 62' сообщается с радиальным каналом 52 вала 32, сообщающимся с трубой 42 для подачи воздуха через отверстие 43.
Подводящая часть 60' в ее радиально наружной части также имеет направляющую стенку 64'. Во втором варианте наружная поверхность направляющей стенки 64' представляет собой плоскость и является по существу параллельной оси Х, а внутренняя поверхность (обращенная к оси Х) направляющей стенки 64 наклонена радиально наружу, проходя к заднему подшипнику 34, так чтобы направлять масло.
В частности, передняя часть подводящей части 60' и направляющей стенки 64' расположена у места расположения выхода в полость 321.
Точнее, нижний по потоку конец 64b' направляющей стенки 64' проходит во внутреннюю часть полости 321, при этом наружная поверхность нижнего по потоку конца 64b' прижимается к внутренней поверхности стенки ротора, отделяющей полость 321 от заднего подшипника 34. В этом случае масло под действием центробежной силы поднимается от сопла вдоль внутренней поверхности направляющей стенки 64' (стрелки 71', 73' и 75') до нижнего по потоку конца 64b' и затем проходит между направляющей стенкой 64' и каналом 322, при этом масло поднимается вдоль внутренней поверхности стенки ротора, отделяющей полость 321 от заднего подшипника 34. После этого масло выходит через канал 322 к заднему подшипнику 34.
Для обеспечения прохода масла от задней части подводящей части 60' (справа на фиг.8) к передней части подводящей части 60' (слева на фиг.8) части 58' выполняют с соответствующими осевыми отверстиями (не показаны), которые могут быть подобны осевому отверстию 75 согласно первому варианту осуществления изобретения.
Верхний по потоку конец 64а' предпочтительно имеет обод, обращенный к оси Х, который облегчает сбор масла, выходящего из сопла 44.
Для возможности удерживания частей 58' относительно вала 32 решение, проиллюстрированное на фиг.8, заключается в использовании винтов 56' в качестве средств крепления, которые крепят в вал 32 ротора позади подводящей части, которая остается в состоянии примыкания к головкам винтов. Переднюю часть (слева на фиг.8) подводящей части 60' удерживают посредством плеча на валу 32. Винты 56' могут быть заменены открытыми круглыми кольцами или штифтами, как и в первом варианте.
Во втором варианте осуществления изобретения часть 58' образует соединительное устройство для воздушного потока, при этом группа таких устройств образует соединительную систему для воздушного потока, в которой ротор 32 перед каждым радиальным каналом 52 обеспечивают открытой в заднем направлении полостью 321, проходящей под задний подшипник 34, при этом полость 321 сообщается с задним подшипником 34 через канал 322. Кроме того, перед подводящей частью 60' и направляющей стенкой 64' у отверстия полости 321 находится нижний по потоку конец 64b направляющей стенки 64', проходящей внутри полости 321. Как и в первом варианте осуществления изобретения, в разновидности второго варианта часть 58' может быть выполнена отдельно от кольцевой трубы 54'.
Настоящее изобретение также относится к турбомашине, включающей в себя соединительную систему описанного выше типа для потока воздуха.
1. Двухкаскадный обтекаемый турбореактивный двигатель, содержащий каскад низкого давления, имеющий на его заднем конце турбину (24) низкого давления с ротором (32) низкого давления, при этом турбореактивный двигатель включает в себя опорную конструкцию (36), соединенную с корпусом и с задним подшипником (34), на котором установлен ротор (32), причем задний подшипник (34) расположен в полости (40), имеющей средства для подачи к подшипнику (34) жидкой смазки, и полость (40) находится при атмосферном давлении посредством трубы (42) для подачи воздуха, соосной с ротором и соединенной с полостью (40) через соединительные средства (50; 50'), обеспечивающие прохождение газа между полостью (40) и трубой (42) для подачи воздуха с обеспечением уплотнения, препятствующего выходу жидкой смазки из полости (40), отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор (30) электроэнергии, соосный с каскадом и расположенный снаружи полости (40), причем генератор (30) установлен и соединен с задним концом (32а) ротора (32) низкого давления, который проходит далее по потоку от соединительных средств (50; 50'), при этом соединительные средства (50;, 50') прикреплены к ротору (32) и включают в себя направляющие средства (58, 64; 58'; 64') для направления жидкой смазки между средствами подачи (44) и подшипником (34).
2. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что турбина (24) низкого давления также имеет множество ступеней, и на каждой ступени турбины низкого давления имеется кольцо из неподвижных лопаток, прикрепленных к корпусу, и кольцо из подвижных лопаток, проходящих в радиальном направлении от периферии диска ротора (32).
3. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что соединительные средства (50; 50') выполнены кольцевыми.
4. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что соединительные средства (50; 50') включают в себя, по меньшей мере, один радиальный канал (52), проходящий через ротор (32) и соединенный с трубой (42) для подачи воздуха и, по меньшей мере, с одной радиально-осевой трубой (54; 54'), прикрепленной к ротору (32) и продлевающей канал (52) в наружном направлении.
5. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что направляющие средства (58; 58') содержат направляющую стенку (64; 64'), проходящую в осевом направлении, при этом, по меньшей мере, поверхность направляющей стенки (64; 64'), которая обращена к оси (X) турбореактивного двигателя, наклонена радиально наружу при прохождении от подающих средств (44) к подшипнику (34).
6. Турбореактивный двигатель по п.4 или 5, отличающийся тем, что соединительные средства (50; 50') содержат, по меньшей мере, одну подводящую часть (60; 60'), представляющую собой канал (62; 62'), соосный с трубой (54; 54'), который проходит радиально наружу от направляющей стенки (64; 64').
7. Турбореактивный двигатель по п.6, отличающийся тем, что труба (54; 54') представляет собой часть, которая выполнена отдельно от подводящей части (60; 60'), при этом труба (54; 54') установлена в канале (62; 62'), и направляющая стенка (64) расположена у радиально наружного конца канала (62; 62').
8. Турбореактивный двигатель по п.6, отличающийся тем, что радиально внутренний конец подводящей части (60) включает в себя осевое продолжение (66), направленное далее по потоку и имеющее радиальный обод (66а), обращенный наружу.
9. Турбореактивный двигатель по п.6, отличающийся тем, что радиально внутренний конец подводящей части (60) включает в себя поперечное продолжение (68), проходящее в радиальном направлении посредством радиальной стенки (70), проходящей к направляющей стенке (64) и взаимодействующей с поперечным продолжением (68), подводящей частью (60) и направляющей стенкой (64) для образования осевого отверстия (72), обеспечивающего течение жидкой смазки.
10. Турбореактивный двигатель по п.6, отличающийся тем, что ротор (32) перед радиальным каналом (52) выполнен с открытой в заднем направлении полостью (321), проходящей под задним подшипником (34), при этом полость (321) сообщается с задним подшипником (34) через канал (322), а передняя часть подводящей части (60') и направляющей стенки (64') расположена у места нахождения отверстия полости (321), причем дальний по потоку конец (64b') направляющей стенки (64') проходит внутри полости (321).
11. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что генератор (30) электроэнергии содержит первичную магнитную цепь, предназначенную для вращения с ротором (32), и вторичную магнитную цепь, прикрепленную к корпусу.
12. Турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что генератор (30) электроэнергии скомпонован для работы в качестве стартера турбореактивного двигателя.
13. Соединительное устройство (58) для воздушного потока, содержащее радиальную подводящую часть (60) для прохождения воздуха, при этом подводящая часть представляет собой канал (62) с входом вблизи от оси вращения (XX') и выходом, отстоящим от оси вращения, и направляющую стенку (64) для жидкой смазки, при этом направляющая стенка проходит в осевом направлении вокруг подводящей части (60) и отстоит от входа и выхода канала (62), причем поверхность направляющей стенки (64), которая обращена к входу канала (62), наклонена относительно канала (62) так, чтобы при центробежном воздействии в течение вращения устройства вокруг оси действовать так, чтобы направлять поток жидкости между верхним по потоку концом (64а) и нижним по потоку концом (64b) направляющей стенки (64), при этом устройство занимает угловой сектор, образуемый в направлении, проходящем поперечно по отношению к осевому направлению.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что радиально внутренний конец подводящей части (60) включает в себя осевое продолжение (66), направленное далее по потоку и имеющее радиальный обод (66а), обращенный наружу и будучи расположенным в радиальном направлении обращенный к верхнему по потоку концу (64а) направляющей стенки (64).
15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что радиально внутренний конец подводящей части (60) включает в себя поперечное продолжение (68), проходящее в радиальном направлении посредством радиальной стенки (70), проходящей к направляющей стенке (64) и взаимодействующей с поперечным продолжением (68), подводящей частью (60) и направляющей стенкой (64) для образования осевого отверстия (72), обеспечивающего возможность течения жидкой смазки.
16. Группа устройств (58) по п.13, расположенных по кольцу вокруг оси вращения (XX'), при этом каждое устройство образует угловой сектор кольца.
17. Соединительная система для воздушного потока между кольцевой полостью (40) и осевой трубой (42) для подачи воздуха, при этом полость (40) вмещает в себя задний подшипник (34) между ротором (32), окружающим трубу (42) для подачи воздуха, и опорной конструкцией (36) корпуса, причем ротор (32) проходит за задний подшипник (34) с каждой стороны заднего подшипника (34), при этом система содержит группу устройств по п.13 для обеспечения прохождения газа между полостью (40) и трубой (42) для подачи воздуха через каналы (62) подводящей части (60), и через радиальные каналы (52), проходящие через ротор (32), а также служащие для направления жидкой смазки между средствами подачи (44) и подшипником (34) по поверхности каждой направляющей стенки (64), которая обращена к входу соответствующего канала (62).
18. Соединительная система для воздушного потока по п.17, отличающаяся тем, что ротор (32) имеет перед каждым радиальным каналом (52) открытую в заднем направлении полость (321), проходящую под задним подшипником (34), причем полость (321) сообщается с задним подшипником (34) через канал (322), при этом перед подводящей частью (60') и направляющей стенкой (64') в месте нахождения отверстия полости (321) расположен нижний по потоку конец (64b') направляющей стенки (64'), проходящий во внутреннюю часть полости (321).
19. Турбомашина, включающая в себя соединительную систему для воздушного потока по п.17 или 18.
