Способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям



Способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям
Способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям

 


Владельцы патента RU 2533526:

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

Изобретение относится к конструированию и доводке турбомашин, а именно рабочих лопаток осевых компрессоров. В способе обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям, в отличие от известного отстройку исходной лопатки от автоколебаний выполняют путем изгиба ее пера в сторону спинки, при этом форма изгиба соответствует первой изгибной форме собственных колебаний исходной лопатки. Изобретение направлено на повышение устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям без перепрофилирования и увеличения их массы. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к конструированию и доводке турбомашин, а именно рабочих лопаток осевых компрессоров, преимущественно первых ступеней, и предназначено для повышения их устойчивости к автоколебаниям.

Известны способы обеспечения устойчивости рабочего колеса турбомашины к автоколебаниям путем введения локальных утолщений на пере лопатки (например, бандажная полка, проволочный бандаж). Однако такие способы ухудшают технические характеристики турбомашины и поэтому в двигателях нового поколения не находят применения. Обеспечения устойчивости рабочих лопаток современных двигателей к автоколебаниям достигается путем изменения соотношения частот форм колебаний.

Известен способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям (Технический перевод ЦИАМ №11721. Вопросы конструирования больших лопаток вентиляторов, 1971 г.).

При этом отстройку рабочих лопаток от автоколебаний выполняют путем увеличения их хорды и толщины профиля у втулки, что приводит к увеличению их веса. Снижение веса достигается использованием композиционных материалов, при этом диапазон допустимых значений критерия изгибно-крутильной связанности, представляющего собой отношение частот изгибной и крутильной форм колебаний, составляет не менее 20%.

Известен способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям (И.М. Федоров. Численный анализ математических моделей динамической устойчивости и оптимизация лопаток турбомашин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук., Москва, 10.09.2008 г.).

При этом отстройку от автоколебаний выполняют путем изменения размеров профильной части лопатки (толщины сечений лопатки и величины хорды), что приводит к изменению критерия изгибно-крутильной связанности частот форм колебаний лопатки.

Для каждого рабочего колеса турбомашины необходим набор рабочих лопаток с оптимальными расчетными параметрами (длиной хорды, кривизной профиля, длиной пера, его закруткой и т.д.) для каждой ступени. Для того чтобы обеспечить устойчивость рабочих лопаток к изгибно-крутильным автоколебаниям, к которым могут быть подвержены лопатки в этом наборе, на практике приходится значительно изменять их геометрические размеры. Это приводит к уменьшению КПД, перераспределению коэффициентов напорности по ступеням, уменьшению запасов газодинамической устойчивости, ухудшению аэродинамики.

Кроме того, использование такого способа приводит к увеличению массы лопаток и рабочего колеса в целом.

Наиболее близким техническим решением является способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям (патент РФ на изобретение №2184878 МПК7 F04D 29/38, опубл. 10.07.2002).

При этом отстраивают рабочие лопатки от автоколебаний путем выполнения локального утолщения на выходной кромке на торце пера, что приводит к изменению соотношения частот форм колебаний лопатки.

Критерий изгибно-крутильной связанности определяют как отношение первой крутильной ко второй изгибной форм колебаний, при этом частота первой крутильной формы колебаний должна быть ниже частоты второй изгибной формы колебаний.

Недостатком данного технического решения является то, что введение локального утолщения пера приводит к повышению напряжений в корневой части лопатки, а следовательно, массы как замка лопатки, так и рабочего колеса в целом, что ограничивает использование указанного способа в авиационных газотурбинных двигателях. Кроме того, локальное утолщение в периферийной части пера лопатки способствует отрыву потока по выходной кромке и повышению турбулизации потока в закромочном следе.

Задачей изобретения является разработка способа обеспечения устойчивости консольных небандажированных рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, вызванных изгибно-крутильной связанностью второй и третьей форм колебаний (сближением частот первой крутильной и второй изгибной форм колебаний), без перепрофилирования лопаток, загромождения проходного сечения и увеличения массы лопаточного венца. Поскольку проходное сечение не загромождается (отсутствие бандажных полок, утолщений пера и т.п.), аэродинамические характеристики турбомашины при прочих равных условиях не ухудшаются.

Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям без перепрофилирования и увеличения их массы за счет изменения соотношения частот форм колебаний путем изгиба пера лопатки по первой изгибной форме ее колебаний.

Технический результат достигается тем, в способе обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям, в отличие от известного отстройку исходной лопатки от автоколебаний выполняют путем изгиба ее пера в сторону спинки, при этом форма изгиба соответствует первой изгибной форме собственных колебаний исходной лопатки

На фиг.1 изображена исходная лопатка и первая изгибная форма ее собственных колебаний, на фиг.2 изображена рабочая лопатка турбомашины, отстроенная от автоколебаний предлагаемым способом.

Способ осуществляют следующим образом.

Экспериментальным и/или расчетно-экспериментальным путем для исходной лопатки (фиг.1) определяют вторую изгибные и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты. Расчетные методики базируются на методе конечных элементов с использованием компьютерной программы ANSYS, полученные значения уточняют экспериментально.

Наиболее эффективными являются экспериментальные методы определения частот и форм собственных колебаний (Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981. С.263-268).

Выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают соответствующий ему диапазон его допустимых значений, при которых лопатка будет устойчивой к автоколебаниям. Критерий изгибно-крутильной связанности может определяться разными зависимостями, представленными графически в виде формул, таблиц и пр., имеющими свой диапазон допустимых значений. Например, известен критерий изгибно-крутильной связанности, представляющий собой отношение частот изгибной и крутильной форм колебаний, диапазон допустимых значений которого составляет не менее 20% (Технический перевод ЦИАМ №11721. Вопросы конструирования больших лопаток вентиляторов, 1971 г.).

В качестве критерия изгибно-крутильной связанности можно использовать, например, отношение частот второй изгибной и первой крутильной форм колебаний (патент РФ на изобретение №2184878 МПК7 F04D 29/38, опубл. 10.07.2002). Также в качестве указанного критерия используется коэффициент связанности колебаний, введенный Л.И. Мандельштамом (Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. М.: Наука, 1972.). Устойчивость лопатки к автоколебаниям подтверждается ее отстройкой от изгибно-крутильной связанности частот за счет их «раздвижки» (удаления друг от друга).

Отстраивают исходную рабочую лопатку от автоколебаний путем изгиба ее пера в сторону спинки (фиг.2), при этом форма изгиба соответствует ее первой изгибной форме собственных колебаний.

Благодаря изгибу пера лопатки по первой изгибной форме отстраивают от изгибно-крутильной связанности частот второй и третьей (первой крутильной и второй изгибной соответственно) форм колебаний лопатки за счет их «раздвижки» по сравнению с исходной лопаткой.

Определяют по выбранной зависимости критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки. Проверяют принадлежность полученного значения заданному диапазону его допустимых значений, по принадлежности к которому делают вывод об устойчивости лопатки рабочего колеса турбомашины к автоколебаниям.

Исходная лопатка содержит перо 1, выполненное с изгибом в сторону спинки 2 по форме, соответствующей ее первой изгибной форме колебаний, изображенной пунктирной линией (фиг.1). Рабочая лопатка турбомашины, изготовленная с использованием предлагаемого способа, изображена на фиг.2, где пунктирной линией показан контур пера исходная лопатка.

Для подтверждения предлагаемого способа выполнили его проверку путем моделирования методом конечных элементов в системе ANSYS для модели лопатки бустера при изгибе ее пера по первой изгибной форме от корытца к спинке на 20 мм.

Спрогнозировали величину изгиба, требуемого для заданной «раздвижки» частот с сохранением аэродинамического качества лопаток. Проверку выполнили по критерию изгибно-крутильной связанности, представляющему собой отношение разности частот второй (f2) и третьей (f3) форм колебаний к среднему значению (fcp) этих частот, заданный диапазон допустимых значений которого задали не менее 15%.

Форма колебаний Частота колебаний, Гц Результат изгиба в части изменения частот колебаний для указанных форм
Исходная лопатка Отстроенная лопатка
Вторая (f2) 18,0 9,9 Снижение приблизительно вдвое
Третья (f3) 20,8 17,9 Незначительное изменение
Результат изгиба пера лопатки
Критерий (f3-f2)/fcp 14,4% 61,8% «Раздвижка» частот составила 4,3 раза

Как видно из таблицы, до изгиба пера (для исходной лопатки) отношение разности частот по третьей и второй формам колебаний к среднему значению этих частот составляло 14,4%, т.е. было менее 15% - минимального значения заданного диапазона, при котором обеспечивается необходимая устойчивость лопатки к изгибно-крутильным автоколебаниям.

После изгиба частота пера по второй форме колебаний снизилась почти вдвое, а частота по третьей форме изменилась незначительно, в результате чего отношение разности частот третьей и второй форм колебаний к среднему значению этих частот увеличилось в 4,3 раза и составило 61,8%, что свидетельствует о том, что изгиб пера лопатки в сторону спинки по первой изгибной форме колебаний является эффективным средством, позволяющим «раздвинуть» частоты второй и третьей форм колебаний и тем самым повысить устойчивость рабочих лопаток турбомашины к изгибно-крутильным автоколебаниям.

Предлагаемый способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям позволяет изготавливать небандажированнные рабочие лопатки, конструкция которых обеспечивает их устойчивость ее к автоколебаниям без перепрофилирования и увеличения массы пера с сохранением аэродинамического качества.

Способ обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям, отличающийся тем, что отстройку исходной лопатки от автоколебаний выполняют путем изгиба ее пера в сторону спинки, при этом форма изгиба соответствует первой изгибной форме собственных колебаний исходной лопатки.



 

Похожие патенты:

Лопатка осевого компрессора содержит входную кромку, выходную кромку, корыто и спинку с выполненными на ее поверхности вихрегенераторами сферической формы, вогнутыми внутрь лопатки.

Лопатка вентиляторного ротора содержит перо и хвостовик, изготовленные из композитного материала, а также металлическую обшивку. Хвостовик лопатки выполнен у базового конца пера лопатки с возможностью соединения с пазом диска вентилятора.

Лопасть осевого вентилятора предназначена для использования в бытовых целях, а также во вспомогательных механизмах для обеспечения циркуляции воздуха. Лопасть содержит выпуклый набегающий край, вогнутый сбегающий край, корневую часть и верхнюю кромку.

Колесо компрессора с облегченными лопатками включает в себя диск и приваренные к нему облегченные лопатки. Облегченная лопатка состоит из двух частей, соединенных между собой сваркой.

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения. .

Изобретение относится к способу изготовления лопатки турбомашины, может применяться в авиационных газотурбинных двигателях и энергетических установках при изготовлении рабочих и направляющих лопаток вентиляторов, компрессоров и турбин.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к пустотелым лопаткам газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к лопатке ротора вентилятора. Лопатка ротора вентилятора имеет переднюю кромку 41 лопатки ротора. На стороне центральной втулки передней кромки 41 лопатки ротора формируется вертикальная секция 49 центральной втулки. От верхнего края вертикальной секции 49 центральной втулки к стороне полуразмаха передней кромки 41 лопатки ротора формируется секция 51 полуразмаха с наклоном назад. От верхнего края секции 51 полуразмаха с наклоном назад к краю законцовки передней кромки 41 лопатки ротора формируется секция 53 законцовки с наклоном вперед. От края центральной втулки передней кромки 41 лопатки ротора к базовому краю вертикальной секции 49 центральной втулки формируется секция 55 центральной втулки с наклоном назад. Секция 55 центральной втулки с наклоном назад наклонена назад, так что ее верхний край размещается позади ее базового края. Изобретение направлено на повышение прочности и аэродинамических характеристик лопатки вентилятора. 2 н. и 3 з. п. ф-лы, 7 ил.

Винт содержит плоскую поверхность (13.2), которая проходит вдоль задней поверхности лопасти (13), и ширина которой составляет 1/3 ширины лопасти (13), заднюю закругленную по радиусу поверхность (13.1), которая пересекает плоскую поверхность (13.2) и имеет радиус R, который составляет 2/3 ширины задней поверхности и тем самым дополняет остальную часть задней поверхности. На свободном конце радиуса (13.1) задней поверхности внутренняя контактная поверхность (13.3) с радиусом, равным 1.5 R, пересекает плоскость вращения винта так, что образует угол величиной 3-9 градусов. Закругленная по радиусу поверхность (13.4) выходной кромки, которая имеет радиус 0,5 R пересекает плоскость, расположенную ниже половины толщины края лопасти указанной внутренней контактной поверхности (13.3) и плоской поверхности (13.2), и изогнута в направлении, противоположном внутренней контактной поверхности (13.3). Расстояние от точки пересечения указанных закругленных по радиусу поверхностей (13.1, 13.3), которые имеют радиус R и 1.5 R, до плоскости, где расположена задняя плоская поверхность (13.2), составляет 1/4 и 1/5 ширины в проекции задней поверхности. Диаметр F задней поверхности (13.7) лопасти (13) заключен в диапазоне значений диаметра от R400 до R650. Изобретение направлено на повышение энергетического КПД. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса второй ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика лопатки α0, определенный в диапазоне α0=(17÷27)°. Перо лопатки выполнено с переменной относительно оси ротора осевой закруткой, нарастающей с радиальным удалением от оси вала ротора с градиентом закрутки пера Gз.п., определенным в проекции на условную осевую плоскость в диапазоне (159,2÷245,8) [град/м]. Перо лопатки выполнено с боковыми кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gy.x., составляющим (1,6÷2,5)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса второй ступени вала ротора КНД ТРД, а также в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора при повышении ресурса лопатки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса третьей ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика лопатки α0, определенный в диапазоне α0=(20,44÷29,8)°. Перо лопатки выполнено с переменной относительно оси ротора осевой закруткой, нарастающей с радиальным удалением от оси вала ротора с градиентом закрутки пера Gз.п., определенным в проекции на условную осевую плоскость в диапазоне Gз.п.=(169,54÷248,4) [град/м]. Перо лопатки выполнено с боковыми кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gy.x., составляющим (5,84÷8,4)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса третьей ступени вала ротора КНД ТРД, а также в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора при повышении ресурса лопатки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса четвертой ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α0 установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне α0=(19,7÷32,3)°. Перо лопатки выполнено с переменной относительно оси ротора осевой закруткой, нарастающей с радиальным удалением от оси вала ротора с градиентом закрутки пера Gз.п., определенным в проекции на условную осевую плоскость в диапазоне (151,7,0÷274,0) [град/м]. Перо лопатки выполнено с боковыми кромками, расходящимися к периферийному торцу. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса четвертой ступени вала ротора КНД ТРД, а также в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора при повышении ресурса лопатки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса первой ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика лопатки α0, определенный в диапазоне α0=(17÷27)°. Перо лопатки выполнено с переменной относительно оси ротора осевой закруткой, нарастающей с радиальным удалением от оси вала ротора с градиентом закрутки пера Gз.п, определенным в проекции на условную осевую плоскость в диапазоне (124,0÷186,8) [град/м]. Перо лопатки выполнено с боковыми кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gy.x, составляющим (7,2÷10,7)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса первой ступени вала ротора КНД ТРД, а также в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора при повышении ресурса лопатки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлического элемента жесткости композитной или металлической лопатки турбомашины. Металлический пруток деформируют горячей ковкой через две фильеры. При этом получают промежуточную деталь, которая имеет два крыла, расположенные с обеих сторон сплошной части. Промежуточная деталь соответствует основе металлического элемента жесткости. На следующем этапе производят деформирование крыльев промежуточной детали (50) с изменением угла их раскрытия. Получают конечную форму металлического элемента жесткости. В результате обеспечивается возможность использования более простой технологии и уменьшаются отходы металла, применяемого для изготовления элемента жесткости. 12 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области турбинных двигателей, а именно к способу изготовления металлического усиления для лопатки рабочего колеса турбинного двигателя. Способ последовательно включает этап расположения металлических скоб в формующий инструмент, имеющий матрицу и пуансон, при этом металлические скобы представляют собой металлические секции с прямолинейной формой, согнутые в форму U или V; и этап горячего изостатического прессования металлических скоб, вызывающий интеграцию металлических скоб таким образом, чтобы получить сжатую металлическую часть. Обеспечивается возможность легкого получения металлического усиления без использования больших объемов материалов. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для изготовления лопаток вентиляторов из пенополиуретановых материалов. В способе, согласно которому в матрицу заданной формы, выполненную из пропитанного эпоксидной смолой стекловолокнистого материала, помещают заготовку из стекловолокнистого материала и производят силовую обработку заготовки под давлением, при этом в процессе помещения заготовки в матрицу производят ее пропитку смесью эластолита и изоционата, выбираемых в соотношении 1:1, причем смешение эластолита и изоционата осуществляют непосредственно перед пропиткой заготовки, а силовую обработку заготовки для придания ей формы лопасти вентилятора под давлением 290-350 кПа осуществляют в течение 30 с после размещения заготовки в матрицу заданной формы с последующей выдержкой, по крайней мере, в течение 30-40 минут до извлечения готовой лопасти из матрицы. Технический результат заключается в упрощении способа и повышении безопасности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любом из пазов диска рабочего колеса четвертой ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью вращения ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика, обеспечивающий получение угла установки профиля пера в корневом сечении лопатки в диапазоне αк=19,7÷32,3°. Перо лопатки выполнено с закруткой относительно оси пера, обеспечивающей нарастание угла установки профиля пера по высоте лопатки с радиальным удалением от оси вращения ротора с градиентом Gу.п., определенным в диапазоне Gу.п=151,7÷274,0 [град/м]. Перо лопатки выполнено с входной и выходной кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gу.x., составляющим (2,2÷3,2)·10-2 [м/м]. Толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т.=(1,48÷1,76)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса четвертой ступени вала ротора КНД ГТД, а также в увеличении рабочего ресурса без увеличения материалоемкости и трудоемкости установки лопатки в рабочее колесо компрессора. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх