Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора



Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора
Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора
Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора
Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора
Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора

 


Владельцы патента RU 2439347:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора содержит установленный на входе в компрессор газогенератора обтекатель втулки компрессора, соединенный входными стойками с воздухозаборником и далее - с мотогондолой. Обтекатель втулки компрессора и воздухозаборник выполнены с кольцевыми щелевыми полостями вдоль поверхностей, обтекаемых атмосферным воздухом. Между стойками и ротором компрессора установлен обогреваемый поворотный входной направляющий аппарат. Внутренние полости в лопатках входного направляющего аппарата через внешние цапфы лопаток на входе соединены с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через внутренние цапфы лопаток и промежуточную полость - с щелевой кольцевой полостью обтекателя втулки компрессора, которая через полые входные стойки соединена со щелевой полостью воздухозаборника, соединенной на выходе с атмосферой. Изобретение направлено на повышение надежности газотурбинного двигателя за счет исключения обледенения входного обтекателя втулки компрессора, входных стоек и воздухозаборника при минимальном расходе подогревающего воздуха, отбираемого от компрессора. 5 ил.

 

Изобретение относится к авиационным газотурбинным двигателям с задним расположением незакапотированного винтовентилятора.

Известен газотурбинный двигатель с входным направляющим аппаратом, поворотные лопатки в котором для предотвращения обледенения подогреваются горячим воздухом и выполнены с каналами, соединенными на входе через наружную цапфу и кольцевой коллектор с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через внутренний торец пера лопатки - с проточной частью компрессора на его входе (Патент РФ №2156381, F04D 29/40, 2000 г.).

Недостатком такой конструкции является низкая экономичность газотурбинного двигателя из-за повышения работы сжатия подогретого на входе в компрессор воздуха. При этом подогрев воздуха на входе в компрессор происходит в основном за счет подмешивания горячего воздуха, выходящего из пера лопатки, к основному потоку воздуха.

Наиболее близким к заявляемому является газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора, на входе в компрессор газогенератора которого установлен обтекатель втулки компрессора, соединенный входными стойками с воздухозаборником (Патент Великобритании №2174762, F02K 3/072, F01D 5/06, F02C 3/04, 1986 г.).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за возможности обледенения необогреваемых входного обтекателя втулки компрессора, стоек и воздухозаборника, а также низкая газодинамическая устойчивость компрессора из-за отсутствия поворотного входного направляющего аппарата.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности газотурбинного двигателя за счет исключения обледенения входного обтекателя втулки компрессора, входных стоек и воздухозаборника при минимальном расходе подогревающего воздуха, отбираемого от компрессора.

Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинном двигателе с задним расположением винтовентилятора, на входе в компрессор газогенератора которого установлен обтекатель втулки компрессора, соединенный входными стойками с воздухозаборником и далее - с мотогондолой, согласно изобретению обтекатель втулки компрессора и воздухозаборник выполнены с кольцевыми щелевыми полостями вдоль поверхностей, обтекаемых атмосферным воздухом, а между стойками и ротором компрессора установлен обогреваемый поворотный входной направляющий аппарат, внутренние полости в лопатках которого через внешние цапфы лопаток на входе соединены с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через внутренние цапфы лопаток и промежуточную полость - с щелевой кольцевой полостью обтекателя втулки компрессора, которая через полые входные стойки соединена со щелевой полостью воздухозаборника, соединенной на выходе с атмосферой.

Установка между стойками и ротором компрессора обогреваемого поворотного направляющего аппарата позволяет повысить газодинамическую устойчивость компрессора с соответствующим повышением надежности газотурбинного двигателя.

Выполнение обтекателя втулки компрессора и воздухозаборника с кольцевыми щелевыми полостями вдоль поверхностей, обтекаемых атмосферным воздухом, и соединение внутренних полостей в лопатках поворотного входного направляющего аппарата через внешние цапфы лопаток на входе с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через внутренние цапфы лопаток и промежуточную полость - с щелевой кольцевой полостью обтекателя внутри компрессора, которая через полые входные стойки соединена со щелевой полостью воздухозаборника, позволяет при минимальных отборах горячего воздуха из-за промежуточной ступени компрессора организовать подогрев рабочих поверхностей обтекателя и воздухозаборника, предотвратить образование на них льда с максимальным использованием теплосодержания подогревающего воздуха.

Соединение щелевой полости воздухозаборника на выходе с атмосферой на внешней поверхности мотогондолы позволяет исключить поступление подогретого воздуха на вход в двигатель на всех режимах работы, что повышает его надежность и экономичность.

На фигуре 1 представлен продольный разрез газотурбинного двигателя с задним расположением винтовентилятора. На фиг.2 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.3 - элемент II на фиг.2 в увеличенном виде. Фиг.4 представляет собой элемент III на фиг.2 в увеличенном виде, а фиг.5 - элемент IV на фиг.2 в увеличенном виде.

Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора 1 состоит из газогенератора 2 с компрессором 3, камерой сгорания 4 и турбиной 5, на выходе из которой установлен двухрядный винтовентилятор 6 с противоположным направлением вращения первого ряда лопастей 7 и второго ряда лопастей 8.

На входе в компрессор 3 установлен воздухозаборник 9, в котором на полых входных стойках 10 установлен обтекатель 11 втулки 12 компрессора 3.

Между входными стойками 10 и первыми рабочими лопатками 13 компрессора 3 установлен входной поворотный направляющий аппарат 14, лопатки 15 которого выполнены с внутренней полостью 16, соединенной на входе через полую внешнюю цапфу 17 и кольцевой коллектор 18 с промежуточной ступенью 19 компрессора 3, а на выходе через полую внутреннюю цапфу 20 и промежуточную кольцевую полость 21 - с соплом 22 на входе в щелевую кольцевую полость 23 обтекателя 11, которая через внутренние полости 24 входных стоек 10 и каналы 25 соединена с щелевой кольцевой полостью 26 воздухозаборника 9, соединенной на выходе с атмосферой 27 с помощью перфорации 28 на внешней поверхности 29 мотогондолы 30.

Кольцевые щелевые полости 23, 26 обтекателя 11 и воздухозаборника 9 выполнены вдоль рабочих поверхностей 31 обтекателя 11 и 32 воздухозаборника, обтекаемых воздухом при работе двигателя 11 и потенциально опасных с точки зрения образования на них льда.

Данное устройство работает следующим образом.

При работе газотурбинного двигателя 1 в условиях повышенной влажности и околонулевой температуры атмосферного воздуха на рабочих поверхностях 31 обтекателя 11 и 32 воздухозаборника 9, а также на внешней поверхности стоек 10 и лопаток 15 входного поворотного направляющего аппарата 14 возможно образование льда, куски которого могут попасть в компрессор 3, вызвав его поломку. Однако этого не происходит, так как горячий воздух из-за промежуточной ступени 19 компрессора 3 последовательно обогревает лопатки 15, обтекатель 11, стойки 10 и воздухозаборник 9, препятствуя тем самым образованию льда.

Отборы воздуха от компрессора 3 при такой системе подогрева минимальны, так как теплосодержание отбираемого воздуха используется в максимальной степени, а выброс этого воздуха на внешней поверхности 29 мотогондолы 30 исключает попадание горячего воздуха на вход в компрессор 3, что повышает надежность двигателя 1.

Газотурбинный двигатель с задним расположением винтовентилятора, на входе в компрессор газогенератора которого установлен обтекатель втулки компрессора, соединенный входными стойками с воздухозаборником и далее - с мотогондолой, отличающийся тем, что обтекатель втулки компрессора и воздухозаборник выполнены с кольцевыми щелевыми полостями вдоль поверхностей, обтекаемых атмосферным воздухом, а между стойками и ротором компрессора установлен обогреваемый поворотный входной направляющий аппарат, внутренние полости в лопатках которого через внешние цапфы лопаток на входе соединены с промежуточной ступенью компрессора, а на выходе через внутренние цапфы лопаток и промежуточную полость - с щелевой кольцевой полостью обтекателя втулки компрессора, которая через полые входные стойки соединена со щелевой полостью воздухозаборника, соединенной на выходе с атмосферой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой (ГТУ). .

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессоры газотурбинных двигателей (ГТД), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа.

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой (ГТУ). .

Изобретение относится к устранению обледенения обтекателей воздухозаборников газотурбинных двигателей, в частности, летательных аппаратов. .

Изобретение относится к турбовентиляторным двигателям наземного и авиационного назначений. .

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в том числе наземного применения для механического привода и привода для электрогенератора. .

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам и может использоваться в составе газоперекачивающего агрегата с газотурбинной установкой (ГТУ)

Изобретение относится к воздухозаборнику, выполненному с возможностью установки выше по потоку от среднего элемента гондолы двигателя летательного аппарата

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД) для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа, а также для защиты газовоздушного тракта ГТД от попадания осадков и обледенения. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, воздушные фильтры, расположенные в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха с подводящим трубопроводом и соединенным с ним через шумоглушитель закольцованным отводящим трубопроводом с отверстиями. Закольцованный отводящий трубопровод снабжен сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеет ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках. Технический результат: повышение эффективности системы подогрева циклового воздуха и, следовательно, эффективности работы воздухоочистительного устройства. 2 ил.

Вращающийся входной обтекатель турбомашины для летательного аппарата имеет ось вращения. Обтекатель содержит передний конус, определяющий переднюю концевую часть входного обтекателя. Указанная передняя концевая часть расположена эксцентрично относительно указанной оси вращения входного обтекателя. Указанный передний конус является усеченным поверхностью сечения, определяющей указанную переднюю концевую часть входного обтекателя. Предпочтительно указанный передний конус выполнен наклонным, причем его ось наклонена относительно оси вращения входного обтекателя. Достигается эффективное удаление льда с входного обтекателя для турбомашины за счёт центробежных сил. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх