Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя



Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя

 


Владельцы патента RU 2406855:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя содержит корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры. Торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана. Высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения. Изобретение способствует увеличению длины зоны смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя и повышению эффективности их смешения без снижения эффективности охлаждения корпуса, что позволяет повысить эффективность работы камеры и двигателя в целом. 1 ил.

 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции элементов форсажных камер турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД).

Известна форсажная камера ТРДД, содержащая корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры (см. патент RU №33617, кл. F02K 3/10, опубл. в 2003 г.).

Недостатком известной форсажной камеры является низкая эффективность смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, что приводит к неравномерности поля параметров в камере. Повышение эффективности смесеобразования требует увеличения длины смесителя, что приведет к повышению температуры воздуха в канале охлаждения, а также к увеличению массы смесителя.

Задачей изобретения является улучшение смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя без снижения эффективности охлаждения корпуса форсажной камеры.

Указанная задача достигается тем, что в известной форсажной камере сгорания ТРДД, содержащей корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры, согласно изобретению торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана, причем высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения.

Такое выполнение устройства приводит к увеличению длины зоны смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя и повышению эффективности их смешения. Кроме того, наличие козырька препятствует попаданию в тракт охлаждения высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.

На чертеже показан продольный разрез форсажной камеры ТРДД.

Форсажная камера содержит корпус 1, теплозащитный экран 2, образующий с корпусом канал охлаждения 3, смеситель 4 с козырьком 5, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана 2, и затурбинный обтекатель 6, образующий с теплозащитным экраном 2 диффузор 7, в котором установлено фронтовое устройство 8.

Высота h козырька 5 составляет 0,5-3,0 высоты Н канала охлаждения. При высоте козырька h, меньшей 0,5Н значительно снижается его прочность, а также возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения, а при высоте h, большей 3Н, значительно увеличивается масса козырька и снижается эффективность смешения в окружном направлении.

Длина козырька должна составлять 2,5-7,0 высоты Н канала охлаждения. При выполнении длины козырька менее 2,5Н снижается эффективность смешения из-за уменьшения длины зоны, смешения до фронтового устройства, а при выполнении >7,0 Н возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения и снижается эффективность смешения из-за уменьшения радиальной глубины проникновения струй воздуха в карманы смесителя.

Во время работы двигателя потоки наружного и внутреннего контуров на входе в форсажную камеру объединяются.

Форма каналов лепесткового смесителя обеспечивает дробление потоков каждого контура на радиальные струи и их взаимное проникновение, чем достигается увеличение площади взаимодействия и интенсификации смешения потоков контуров за торцем смесителя 4 и соответственно повышение равномерности потока перед фронтовым устройством 8.

Выходящий из кольцевой щели смесителя воздух поступает в канал охлаждения 3.

Наличие козырька 5 на торце смесителя 4 приводит к увеличению длины зоны смешения потоков контуров, повышению степени смешения и соответственно равномерности поля параметров перед фронтовым устройством 8, препятствует попаданию в канал охлаждения 3 высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.

Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность работы форсажной камеры и двигателя.

Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя, содержащая корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры, отличающаяся тем, что торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана, причем высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в форсажной камере турбореактивного двигателя или в форсажной камере турбореактивного двухконтурного двигателя.

Изобретение относится к турбореактивному двигателю, включающему в себя канал дожигания первичного потока газа, кольцо форсунок и защитный экран топливного коллектора кольца форсунок.

Изобретение относится к турбореактивному двигателю, который имеет канал для нагревания первичного газового потока с устройством инжекции топлива и средствами защиты для устройства инжекции топлива.
Изобретение относится к авиастроению, в частности к турбореактивным двухконтурным двигателям с форсажной камерой. .

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к форсажным камерам двухконтурных двигателей (ТРДДФ) со смешением потоков, и может быть использовано в авиадвигателестроении.

Изобретение относится к устройству для закрепления канала для текучей среды в корпусе турбореактивного двигателя, в частности канала для подачи топлива к кольцу форсунок в форсажной камере сгорания турбореактивного двигателя.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения

Изобретение относится к области газотурбинных двигателей с форсажными камерами сгорания, в частности к фронтовым устройствам форсажных камер сгорания

Изобретение относится к военной технике, а именно к методам индивидуальной защиты летательных аппаратов от ракет, оснащенных головками самонаведения, работающими в СВЧ диапазоне радиоволн
Способ форсажа газотурбинного двигателя заключается в подаче в камеру сгорания или в компрессор количества топлива, необходимого для его полного сгорания. Также осуществляют подачу в камеру сгорания дополнительного топлива в количестве, необходимом для снижения температуры газов в камере сгорания до безопасного предела (атмофорсаж). При включении атмофорсажа двигателя, выходе из турбины в атмосферу одновременно включают поджигающее устройство любого типа. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к двигателестроению, в том числе к авиационным двигателям, и может найти применение в гиперзвуковых самолетах или для ракетно-космических систем, способных совершать пилотируемый полет в атмосфере, например, возвращаемой ступени ракеты-носителя. Газотурбинный авиационный двигатель содержит корпус, компрессор, турбину, реактивное сопло и основную камеру сгорания, соединенную воздушным трактом с компрессором. Вне корпуса установлен газогенератор, к входу которого присоединены трубопроводы окислителя и горючего, а к выходу - газовод, соединенный с воздушным трактом. Изобретение направлено на обеспечение высотного запуска двигателя и увеличение его форсажной тяги, особенно на больших высотах полета. 2 н. и 10 з. п. ф-лы, 17 ил.
Способ форсажа турбодвигателя заключается в том, что в камере сгорания находится два или три последовательных ряда форсунок, в первом и/или дополнительном ряду которых происходит стехиометрическое сгорание топлива. Во второй ряд форсунок подается «атмотопливо» в таком количестве, чтобы охладить температуру газов после первого ряда форсунок до приемлемого для турбины уровня, после чего испарившееся топливо сгорает в форсажной камере в смеси с воздухом второго контура двигателя. При степени двухконтурности двигателя больше, чем нужно для полного сжигания «атмотоплива», в форсунки для «атмотоплива» и/или в форсунки форсажной камеры впрыскивается дополнительное количество топлива с возможностью его полного сгорания в смеси с воздухом второго контура двигателя. Изобретение направлено на повышение тяги двигателя и расширение пределов ее регулирования. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинного двигателя с форсажной камерой, заключающийся в том, что формируют топливовоздушную смесь и обеспечивают ее горение в основной камере сгорания. Продукты сгорания расширяют в турбине и подают их в форсажную камеру, где смешивают продукты сгорания с форсажным топливом. В качестве форсажного топлива используют наночастицы алюминия, радиус которых составляет не более 25 нанометров. В качестве окислителя для форсажного топлива используют пары воды и углекислый газ, содержащиеся в продуктах сгорания основной камеры сгорания. Изобретение позволяет увеличить тягу двигателя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ форсирования двухконтурного турбореактивного двигателя, заключающийся в подаче в основную камеру сгорания форсажного топлива. Коллектор форсажного топлива расположен в зоне вторичного воздуха основной камеры сгорания. Предпочтительно частота вращения компрессора и перепад давлений на турбинах поддерживаются постоянными. Способ позволяет повысить экономичность двигателя на форсированных режимах и уменьшить габариты форсажной камеры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх