Турбинный двигатель, содержащий систему приводов для такого устройства, как коробка агрегатов

Турбинный двигатель содержит полую направляющую стойку, радиальный промежуточный вал и раздаточную коробку. Направляющая стойка проходит радиально относительно оси двигателя от ступицы к кольцевому корпусу, при этом радиально внешний конец стойки прикреплен к кольцевому корпусу и выходит в его отверстие. Промежуточный вал расположен в направляющей стойке и предназначен для приведения в действие устройства, расположенного на периферии кольцевого корпуса. Раздаточная коробка расположена так, что она обращена к отверстию кольцевого корпуса и содержит средства передачи крутящего момента между радиальным промежуточным валом и указанным устройством. На радиально внешнем конце направляющей стойки образована расширенная секция, посредством которой стойка выходит в отверстие кольцевого корпуса и в которой расположена часть раздаточной коробки. Другое изобретение группы относится к движительной системе, содержащей указанный выше турбинный двигатель, расположенный внутри гондолы. Между корпусом двигателя и гондолой образовано кольцевое пространство, которое имеет уменьшенный радиальный размер в угловом секторе, в котором расположена раздаточная коробка, по сравнению с угловым сектором, в котором расположено устройство, приводимое в действие. Группа изобретений позволяет уменьшить радиальное пространство, занимаемое раздаточной коробкой, за счет расположения ее частично внутри промежуточного корпуса двигателя. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к турбинному двигателю, содержащему систему приводов для такого устройства, как коробка обслуживающих агрегатов турбинного двигателя. Коробка агрегатов обычно представляет собой устройство, служащее для опоры и механического привода других устройств, называемых обслуживающими агрегатами, таких как электрогенераторы, масляные или топливные насосы, либо другие насосы, необходимые для эксплуатации турбинного двигателя или воздушного судна, на котором он установлен. Для обеспечения запуска указанных устройств необходимую мощность забирают от ведущего вала турбинного двигателя, обычно посредством радиального промежуточного вала, находящегося в зацеплении с ведущим валом, для механической передачи указанной мощности к коробке агрегатов.

Двухкаскадный турбовентиляторный двигатель содержит два коаксиальных вала, а именно, один так называемый вал низкого давления или BP вал, соединяющий компрессор низкого давления с турбиной низкого давления и образующий в совокупности LP цилиндр, другой, так называемый вал высокого давления или HP вал, соединяющий компрессор высокого давления с турбиной высокого давления, образуя в совокупности HP цилиндр. В данном двигателе радиальный промежуточный вал, как правило, расположен в опорной стойке конструкции кольцевого корпуса, через который проходит вторичный поток, при этом данный кольцевой корпус обычно называют промежуточным корпусом. Радиально внутренний конец радиального промежуточного вала, как правило, содержит коническое зубчатое колесо, взаимодействующее с шестерней, выполненной как единое целое с ведущим валом цилиндра высокого давления. Другой конец промежуточного вала механическим образом соединен с коробкой агрегатов, содержащей зубчатые колеса, обеспечивающие приведение в действие других устройств, а именно, обслуживающих агрегатов. Если двигатель является турбовентиляторным двигателем, радиальный промежуточный вал пересекает обе струи первичного и вторичного потоков, соответственно, поскольку коробка агрегатов, также называемая AGB, что означает «Accessory Gear Вох» (коробка приводов агрегатов), обычно установлена снаружи на корпусе вентилятора, образующего вторичный поток.

Фирма-производитель воздушного судна может специально устанавливать коробку агрегатов в угловом секторе турбинного двигателя, соответствующем положению примерно на шесть или восемь часов условного циферблата. Для приведения в действие вспомогательных устройств, а именно, обслуживающих агрегатов, образованы первая несущая стойка, расположенная в положении, соответствующем шести часам условного циферблата, применяемая в качестве опоры для промежуточного корпуса и соединяющая ступицу турбинного двигателя с указанным корпусом, вторая подобная стойка, установленная в положении, соответствующем двенадцати часам, и третья несущая стойка, ориентированная на восьмичасовую или четырехчасовую отметку, при этом третья стойка, предназначенная для проведения промежуточного вала по направлению к коробке агрегатов, проходит по всей длине вала, как описано в документе FR 2971816 A1 и, в частности, со ссылкой на Фиг. 2 данного документа. Несущие стойки также служат для проведения трубопроводов, тяг и проводов между центральным отделением и вентиляторным отсеком турбинного двигателя. При этом в данном случае по меньшей мере три радиальные стойки, такие как стойки 44, изображенные на Фиг. 2 данного документа, пересекают по меньшей мере вторичную струю двигателя, не требуя специальной симметрии при позиционировании. Однако было установлено, что наличие по меньшей мере трех стоек, как в описанных случаях, дестабилизирует течение потока и создает возмущения, которые ухудшают аэродинамическую характеристику турбинного двигателя.

С целью оптимизации течения по меньшей мере вторичного потока, Заявитель решил сохранить только две несущие стойки, обеспечивающие опору для промежуточного корпуса, одну в положении на двенадцать, а другую на шесть часов условного циферблата. Таким образом, две указанные стойки расположены симметрично в струях потока и создают меньше помех по сравнению с установкой, включающей использование трех или более стоек, что в результате улучшает аэродинамические характеристики турбинного двигателя. С учетом вертикальных габаритных размеров двигателя коробку агрегатов располагают в турбинном двигателе в угловом направлении и относительно далеко от стоек, расположенных в положении на шесть и двенадцать часов, например, в положении, соответствующем примерно восьми часам. В данном случае стойка, расположенная в положении на шесть часов, вмещает не только трубопроводы, тяги и провода, но и радиальный промежуточный вал, обеспечивающий запуск такого устройства как коробка агрегатов, и тем самым, приводя в действие вспомогательное оборудование, то есть обслуживающие агрегаты.

Тем не менее, достижению вышеописанной конфигурации препятствует серьезная проблема. В действительности, данный вариант выполнения предполагает обязательное использование средств передачи мощности снаружи промежуточного корпуса, между радиально наружным концом радиального промежуточного вала, соответствующим положению на шесть часов условного циферблата на турбинном двигателе, и коробкой агрегатов, образованной на указанном двигателе примерно в положении на восемь часов. Указанные средства обязательно предполагают наличие крупных компонентов, в частности, применяемых для передачи вращательного движения радиального промежуточного вала к коробке агрегатов вдоль другой оси, например, по существу тангенциальной относительно промежуточного корпуса турбинного двигателя. К примеру, данные детали будут иметь вид конической ведущей шестерни, находящейся в зацеплении с радиальным промежуточным валом, и предназначены для соединения с тангенциальным передаточным валом, и кроме того будут находиться в смазываемом стационарном кожухе, обеспечивающем точное позиционирование деталей относительно друг друга. В случае, рассматриваемом в данном документе, гондола, которая окружает, поддерживает и защищает турбинный двигатель, и размеры которой задает фирма-производитель воздушного судна, обеспечивает очень маленький радиальный зазор около шестичасового положения на турбинном двигателе, между промежуточным корпусом и капотом гондолы, с целью ограничения вертикальных габаритных размеров гондолы. Позиционирование средств передачи мощности является сложной задачей и требует особого внимания к их компоновке.

Таким образом, данное изобретение обеспечивает простую, эффективную и экономичную компоновку вышеуказанных средств передачи мощности.

С указанной целью предложен турбинный двигатель, такой как турбореактивный или турбовинтовой двигатель, проходящий вдоль оси двигателя и содержащий:

- по меньшей мере полую направляющую стойку, проходящую радиально относительно оси двигателя от ступицы к кольцевому корпусу турбинного двигателя, при этом радиально внешний конец стойки выходит в отверстие указанного кольцевого корпуса,

- радиальный промежуточный вал, расположенный в указанной направляющей стойке и предназначенный для обеспечения вращения по меньшей мере одного устройства, расположенного на периферии кольцевого корпуса,

отличающийся тем, что дополнительно содержит раздаточную коробку, обращенную к отверстию кольцевого корпуса и содержащую средства передачи крутящего момента между валом и устройством, при этом, в частности, на радиально внешнем конце направляющей стойки образована расширенная секция, посредством которой стойка выходит в отверстие кольцевого корпуса и в которой расположена часть раздаточной коробки.

В данном документе направляющая стойка промежуточного корпуса относится к несущей стойке, которая обеспечивает опору для указанного корпуса и может использоваться для проведения электрических проводов и трубопроводов, либо даже для прохождения через нее радиального промежуточного вала.

Таким образом, изобретение обеспечивает возможность такой установки направляющей стойки промежуточного корпуса, при которой на радиально внешнем конце данной стойки можно разместить по меньшей мере часть раздаточной коробки. Принимая во внимание тот факт, что обычно направляющая стойка имеет такое поперечное сечение, размеры которого позволяют разместить в ней не более одного промежуточного вала и только провода и трубопроводы, стойка согласно данному документу имеет радиально наружную полую часть с увеличенным, следовательно, более широким поперечным сечением, расположенную внутри промежуточного корпуса и обеспечивающую пространство, необходимое для размещения части раздаточной коробки. Таким образом, раздаточная коробка расположена радиальным образом частично внутри промежуточного корпуса, что при установке обеспечивает наличие небольшого радиального пространства, остающегося снаружи корпуса до капота гондолы и, следовательно, решение вышеуказанных проблем компоновки.

Помимо прочего изобретение обеспечивает возможность уменьшения длины передаточного вала, поскольку в таком случае указанный вал соединен с передаточными средствами на более коротком радиальном расстоянии от центральной оси турбинного двигателя. Данный аспект является особенно преимущественным, поскольку обеспечивает возможность выполнения нижеперечисленных модификаций в турбинном двигателе:

- либо увеличение критической частоты вращения промежуточного вала, как результат уменьшения длины вала, при этом без необходимости увеличения его диаметра, что повышает запас прочности при эксплуатации турбинного двигателя, либо увеличение рабочих оборотов турбинного двигателя, при этом частота вращения вала не превышает критическую частоту вращения и, следовательно, отсутствует риск повреждения вала;

- либо уменьшение диаметра промежуточного вала с сохранением его первоначальной критической частоты вращения, что обеспечивает возможность уменьшения размера сечения направляющей стойки по всей ее длине, за исключением расширенной части, и, следовательно, улучшения аэродинамической характеристики турбинного двигателя.

Применительно к более раннему документу FR 2921423 следует отметить, что ни одно из конических зубчатых колес 41 и 43 не связано с соответствующей направляющей стойкой 33/38. В действительности, коническое зубчатое колесо 41 прикреплено к концу ведущего вала 33 секции высокого давления, а коническое зубчатое колесо 43 прикреплено на конце ведущего вала 38 секции низкого давления. Таким образом, указанные стойки являются дополнительными элементами. Если говорить более конкретно, направляющая стойка не имеет расширенной части и, в частности, на ее радиально внешнем конце, как предложено в изобретении.

Предложенный турбинный двигатель предпочтительно является турбовентиляторным двигателем, а направляющая стойка лежит на пути вторичного потока турбинного двигателя.

Средство передачи крутящего момента к раздаточной коробке предпочтительно содержит полый вал, включающий:

- шлицы, выполненные внутри радиально внутреннего конца полого вала и находящиеся в зацеплении с наружными шлицами, образованными на радиально внешнем конце промежуточного вала,

- и коническое зубчатое колесо, коаксиальное с полым валом, при этом полый вал раздаточной коробки удерживается подшипниками, расположенными внутри кожуха указанной коробки, причем данный кожух частично расположен в радиально расширенной части направляющей стойки, находящейся внутри кольцевого корпуса.

В конкретном варианте выполнения кожух раздаточной коробки содержит главную часть и связующую часть, герметично соединенную с главной частью, а по меньшей мере один из указанных подшипников расположен в отверстии главной части, с которой соединена связующая часть.

Согласно другому признаку, по меньшей мере один из подшипников расположен радиальным образом частично в отверстии кольцевого корпуса.

Таким образом, вся конструкция раздаточной коробки приближена к центральной оси двигателя с созданием преимущества образования свободного пространства в расширенной части направляющей стойки.

Кожух раздаточной коробки преимущественно имеет отверстие, через которое проходит полый вал указанной коробки, причем данное отверстие герметичным образом соединено с расширенной частью направляющей стойки, образуя единую герметичную полость, в которой расположено содержимое указанной стойки и содержимое кожуха. Средства уплотнения, связывающие кожух с направляющей стойкой, могут быть преимущественно расположены внутри кольцевого корпуса турбинного двигателя.

В частности, указанное уплотнение между направляющей стойкой и кожухом раздаточной коробки обеспечивает возможность расположения общего контура смазки между указанными стойкой и коробкой, при этом валы вращаются как единое целое.

Согласно другому признаку изобретения радиально внешний конец радиального промежуточного вала расположен радиальным образом внутри корпуса турбинного двигателя. Таким образом, промежуточный вал короче по сравнению с решениями известного уровня техники, когда вал выходит за пределы корпуса турбинного двигателя в радиальном направлении. Данное условие обеспечивает описанные выше преимущества.

Расширенная часть направляющей стойки преимущественно может содержать по меньшей мере один фланец, прикрепленный к турбинному двигателю изнутри. Данный фланец обеспечивает возможность расположения и фиксации направляющей стойки относительно корпуса турбинного двигателя, что гарантирует ее конструктивное удерживание в турбинном двигателе.

Турбинный двигатель преимущественно дополнительно содержит маслосливной контур раздаточной коробки, причем по меньшей мере два насоса для регенерации масла соединены, соответственно, с двумя отверстиями для выпуска масла, каждое из которых проходит через нижнюю стенку раздаточной коробки.

Указанные два отверстия для выпуска масла предпочтительно отстоят друг от друга в поперечном направлении турбинного двигателя.

Указанные насосы обеспечивают слив масла из масляного контура независимо от положения и наклона турбинного двигателя при эксплуатации. В действительности, когда турбинный двигатель установлен на борту воздушного судна, в зависимости от этапа полета он может наклоняться в ту или другую сторону относительно горизонтали. В зависимости от этапа полета насосы будут обеспечивать слив масла либо одновременно, либо поочередно.

В предпочтительном случае турбинный двигатель содержит две направляющие стойки, проходящие по существу радиально от двух противоположных сторон ступицы к кольцевому корпусу турбинного двигателя, при этом раздаточная коробка расположена радиально снаружи относительно одной из стоек.

Две противоположные направляющие стойки предпочтительно представляют собой, соответственно, верхнюю и нижнюю направляющие стойки, проходящие по существу вертикально, при этом раздаточная коробка расположена под нижней стойкой.

Передаточный вал может с возможностью вращения соединять раздаточную коробку с коробкой агрегатов турбинного двигателя, расположенной на периферии его кольцевого корпуса в угловом секторе, отличном от угловых секторов, в которых расположены две противоположные направляющие стойки, то есть, верхняя и нижняя направляющие стойки. Таким образом, обеспечен запуск устройств, соединенных с коробкой агрегатов, хотя данная коробка не расположена напротив радиального промежуточного вала.

Коробка агрегатов преимущественно может служить опорой для одного электрогенератора, приводимого в действие радиальным промежуточным валом, в частности, при помощи средства передачи мощности и тангенциального передаточного вала. Генератор обеспечивает возможность преобразования кинетической энергии, создаваемой турбинным двигателем, в электрическую энергию, например, для эксплуатации воздушного судна, на котором установлен турбинный двигатель. Электрогенератор приводится в действие напрямую, например, посредством поворотного вспомогательного рычага коробки агрегатов.

В конкретном варианте выполнения, между корпусом и гондолой образовано кольцевое пространство, внутри которого расположен турбинный двигатель, при этом указанное пространство имеет уменьшенный радиальный размер в угловом секторе, в котором расположена раздаточная коробка, по сравнению с угловым сектором, в котором расположено по меньшей мере одно приводное оборудование, приводимое в действие в результате вращения, при этом устройство может представлять собой, например, такое вспомогательное устройство, как электрогенератор, и может быть установлено на коробке агрегатов, так что радиальные габаритные размеры узла намного больше размеров раздаточной коробки.

Другие детали, характеристики и преимущества изобретения станут понятными после прочтения приведенного ниже описания, выполненного в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает общий вид двухкаскадного турбовентиляторного двигателя согласно известному уровню техники, в осевом разрезе;

Фиг. 2 изображает вид с нижнего по потоку конца промежуточного корпуса, применяемого в турбинном двигателе, изображенном на Фиг. 1;

Фиг. 3 изображает схематическую конфигурацию движительной системы вместе с турбинным двигателем, с верхнего по потоку конца;

Фиг. 4 изображает подробный осевой разрез раздаточной коробки, изображенной на Фиг. 3, и внешний конец направляющей стойки, на котором проходит маятниковый рычаг, приводящий в действие устройства коробки агрегатов.

На Фиг. 1 схематически изображен известный турбовентиляторный двигатель 10 и его главные компоненты. Двигатель 10 содержит первый вал 12, соединяющий расположенные спереди по потоку ротор 14 вентилятора и первые ступени 16 компрессора с турбиной 18 низкого давления; данный узел образует цилиндр низкого давления или BP цилиндр. Второй вал 20, имеющий форму барабана и коаксиальный с первым валом, соединяет ступени 22 высокого давления компрессора 24 с турбиной высокого давления; данный узел образует цилиндр высокого давления или HP цилиндр, имеющий камеру сгорания (не показана на чертеже). Спереди по потоку опору для вала 12 обеспечивают подшипники 26 и 26', установленные на корпусе 28, называемом промежуточным корпусом, а сзади по потоку опору для указанного вала обеспечивает подшипник 30, установленный на выхлопном коллекторе 32. При этом HP вал опирается на подшипник 34 промежуточного корпуса 28, а ниже по потоку вдоль вала 12 опора обеспечена посредством подшипника 36 соединительного вала.

На Фиг. 1 и Фиг. 3 продольная ось турбинного двигателя обозначена как «В», а вторичный воздушный поток турбинного двигателя, обдувающий упомянутые далее стойки 44, обозначен номером 96 позиции.

Как изображено на Фиг. 1 и Фиг. 2, промежуточный корпус 28 содержит наружный бандаж 40, расположенный в продолжение корпуса 42 вентилятора. Радиальные направляющие стойки 44 соединяют бандаж 40 со ступицей 38, поддерживающей подшипники 26, 26' и 30. Указанный промежуточный корпус 28 по меньшей мере частично состоит из детали, отлитой как единое целое, на которой могут быть дополнительно установлены радиальные стойки. Вспомогательные устройства, такие как электрогенератор и топливные или масляные насосы, установлены, как известно, на коробке 46 агрегатов, которая в данной области техники известна под названием «коробка приводов агрегатов» (AGB). Коробка 46 агрегатов установлена снаружи корпуса 42 вентилятора, в местоположении, в котором возможен доступ с целью технического обслуживания, в угловом секторе турбинного двигателя 10, соответствующем положению на восемь часов. В действительности, турбинный двигатель предполагает установку при конкретной ориентации, согласно которой верхняя часть соответствует положению на двенадцать часов, а нижняя часть соответствует шести часам. Агрегаты механическим образом соединены с центральным валом 12, 20 турбинного двигателя посредством радиального промежуточного вала 48, который расположен в радиальной направляющей стойке 44 промежуточного корпуса 28, проходящей прямо по направлению к коробке 46 агрегатов в угловом секторе, соответствующем примерно восьмичасовой отметке условного циферблата. Две другие направляющие стойки 44 промежуточного корпуса 28 проходят в секторах на двенадцать и шесть часов и применяются, например, для проведения через них электрических проводов и трубопроводов для подачи топлива, масла и т.д.

Данная конструкция, содержащая более двух направляющих стоек 44 на промежуточном корпусе 28, имеет вышеуказанные недостатки.

Поэтому в изобретении предложено решение, проиллюстрированное на Фиг. 3 и Фиг. 4. На Фиг. 3 видно, что имеются только две направляющие стойки 44 промежуточного корпуса 28, расположенные на двенадцатичасовой и шестичасовой отметке, что улучшает течение по меньшей мере во вторичном потоке турбинного двигателя и, следовательно, улучшает аэродинамические характеристики. При этом турбинный двигатель представляет собой турбовентиляторный двигатель, а каждая направляющая стойка обдувается вторичным потоком турбинного двигателя.

Для механического соединения центрального вала турбинного двигателя по меньшей мере с одним устройством (в данном примере на коробке 46 агрегатов, расположенной в зоне восьмичасовой отметки, установлена группа устройств), радиальный промежуточный вал проходит через направляющую стойку 44, установленную в соответствии с шестичасовой отметкой. Внешний конец промежуточного вала 48 соединен с раздаточной коробкой 50, которую применяют для передачи вращательного движения вала 48 к коробке 46 агрегатов посредством передаточного вала 52, например, по существу тангенциального относительно корпуса 42 вентилятора и соединяющего коробку 50 с коробкой 46. Следует отметить, что радиальный промежуточный вал 48 не обязательно перпендикулярен центральной оси турбинного двигателя и может быть расположен под углом относительно строго радиального направления, то есть, перпендикулярного центральному валу, как изображено на Фиг. 4.

На коробке 46 агрегатов установлено по меньшей мере одно устройство, не показанное на чертеже и содержащее, например, электрогенератор, так что радиальный габаритный размер узла, состоящего из указанной коробки и указанного устройства, значительно превышает размер раздаточной коробки. Указанные различия в радиальном габаритном размере элементов, расположенных вокруг кольцевого корпуса 42 вентилятора, приводят к тому, что гондола 54, в которой расположен турбинный двигатель 10, предпочтительно имеет несимметричную в осевом направлении форму, как изображено на Фиг. 3 и объяснено далее более подробно.

Более того, следует понимать, что может существовать альтернатива коробке агрегатов, имеющей только одно устройство, такое как электрогенератор. Может быть предусмотрено отдельное устройство, состоящее из другой раздаточной коробки, которая расположена на удалении от раздаточной коробки 50 и от которой отходит по меньшей мере один передаточный вал, обеспечивающий приведение в действие наиболее удаленных устройств.

В данном документе корпус 42 рассматривается как кольцевой корпус, содержащий корпус вентилятора и наружный бандаж промежуточного корпуса. Кольцевой корпус 42 не обязательно является цилиндрическим, и, следовательно, его диаметр может изменяться согласно продольному положению в направлении центральной оси турбинного двигателя. Более того, как можно видеть на Фиг. 3, размерные ограничения обусловлены гондолой 54, в которой расположен двигатель 10. В частности, гондола 54 отстоит от центральной оси турбинного двигателя на расстояние, изменяющееся в окружном направлении. А именно, гондола окружает кольцевой корпус 42 турбинного двигателя, так что вокруг кольцевого корпуса остается кольцевой зазор переменного радиального размера. Для уменьшения общей высоты гондолы радиальное пространство, имеющееся в наличии для установки раздаточной коробки на турбинном двигателе в шестичасовой зоне, является сравнительно небольшим, и поэтому требуется доработка конкретного варианта выполнения коробки 50, более детально показанной на Фиг. 4.

На Фиг. 4 показано, что на радиально внешнем конце направляющей стойки 44, которая расположена в зоне шестичасовой отметки, является полой и в которой проходит радиальный промежуточный вал 48, имеется расширенная часть 56, посредством которой обеспечено соединение изнутри с корпусом 42 вентилятора турбинного двигателя. Таким образом, направляющая стойка 44 имеет расширенную часть 56, выполненную с ней как единое целое.

Итак, расширенная часть 56, являющаяся полой и составляющая часть стойки 44, образует полость или выемку 58 на наружном конце указанной стойки. В частности, до соединения с кольцевым корпусом 42 вентилятора вокруг отверстия 60 для прохода промежуточного вала 48, стенка, образующая направляющую стойку 44, смещена на ее наружном конце от оси А промежуточного вала 48 относительно центральной оси турбинного двигателя. Таким образом, расширенная часть 56 выходит в отверстие 60 кольцевого корпуса.

На стенке направляющей стойки 44 образован фланец 62, упирающийся в корпус 42 вентилятора изнутри, обеспечивая его фиксацию. Внешний конец 64 промежуточного вала 48 расположен у расширения 56 на радиальном расстоянии от центральной оси турбинного двигателя, при этом данное расстояние короче радиуса корпуса 42 вентилятора. На наружной поверхности внешнего конца 64 промежуточного вала 48 образованы продольные шлицы 66.

Раздаточная коробка 50 расположена частично в отверстии 60 корпуса 42 вентилятора и частично в полости 58 направляющей стойки 44, образованной расширенной частью 56. Коробка 50 содержит стационарный наружный кожух 68, имеющий главную часть 68А и связующую часть 68В, герметично соединенную с главной частью 68А. Связующая часть 68В служит для соединения кожуха 68 с расширенной частью 56 направляющей стойки и имеет, например, круглое отверстие, ограниченное цилиндрической стенкой 70, окруженной кольцевым уплотнением 72. Указанное отверстие расположено внутри коаксиальной цилиндрической стенки 74, образованной в виде выступа, отходящего от расширенной части 56 направляющей стойки, обеспечивая сжатие прокладки 72 между двумя цилиндрическими стенками 70, 74 с целью уплотнения. Таким образом, полость внутри направляющей стойки 44, в которой проходит промежуточный вал 48, и полость внутри кожуха сообщаются с образованием уплотнения.

Полый вал 78, имеющий ту же ось А, что и ось промежуточного вала 48, удерживается внутри кожуха 68 посредством нескольких подшипников 76. Конец 80 полого вала 78, направленный к центральной оси турбинного двигателя, расположен вокруг шлицевого конца 64 промежуточного вала 48, проходящего в направляющей стойке 44. В частности, на внутренней стенке полого вала 78 образованы продольные шлицы 82, находящиеся в зацеплении между шлицами 66 промежуточного вала 48, скрепляя два вала 48, 78 с возможностью вращения. На другом конце полого вала 78, на удалении от центральной оси турбинного двигателя выполнено коническое зубчатое колесо 84. В процессе сборки связующую часть 68В соединяют с главной частью 68А кожуха 68 после расположения вышеуказанных элементов раздаточной коробки 50 в кожухе 68.

Подшипники 76 представляют собой шариковые или роликовые подшипники и применяются для обеспечения вращения полого вала 78 в кожухе 68 раздаточной коробки 50. Вокруг полого вала 78, между шлицами 82 и зубчатым колесом 84 расположены роликовый подшипник и шариковый подшипник, а концевую часть 86 полого вала 78, которая проходит в наружном радиальном направлении дальше, чем указанное колесо 84, окружает роликовый подшипник. Можно отметить, что подшипник 76, расположенный ближе всего к центральной оси турбинного двигателя, расположен частично в отверстии 60 корпуса 42 вентилятора. В частности, подшипник 76 может быть расположен в отверстии главной части 68А кожуха 68, к которой присоединена связующая часть 68В.

Каждое из двух отверстий 88 образовано в нижней стенке 680 кожуха 68 раздаточной коробки 50, при этом указанные отверстия отстоят друг от друга в поперечном направлении турбинного двигателя. Таким образом, по меньшей мере одно из двух отверстий 88 является нижней точкой кожуха 68 почти при всех угловых положениях в диапазоне режимов полета воздушного судна, оборудованного турбинным двигателем, в частности, даже в случае крена под большим углом. Данные два отверстия 88 служат для слива масла, циркулирующего в кожухе и направляющей стойке 44 с целью смазки и охлаждения подшипников. С двумя маслосливными отверстиями 88, соответственно, соединены по меньшей мере два насоса для регенерации масла, обеспечивая контур слива масла в раздаточной коробке 50 и, тем самым, замену масла во всем диапазоне режимов полета. Насосы 90 выкачивают масло либо одновременно, либо поочередно, в зависимости от угловых положений в диапазоне режимов полета. Можно предусмотреть образование по меньшей мере другого отверстия 88, взаимосвязанного с еще одним специальным откачивающим насосом. На чертеже показано только одно отверстие, поскольку два отверстия 88 расположены одно позади другого.

При выполнении сборочного узла, изображенного на Фиг. 3, тангенциальный передаточный вал 52 может легко сцепляться с коническим зубчатым колесом 84 полого вала 78 коробки 50, хотя на чертеже не видно отверстия указанной коробки, поскольку оно ориентировано перпендикулярно плоскости сечения Фиг. 4.

На Фиг. 4 изображена звукопоглощающая панель 92, предпочтительно расположенная на радиально внешнем конце направляющей стойки 44.

Как изображено на чертеже, звукопоглощающая панель 92 предпочтительно проходит внутри кольцевого корпуса 42.

В таком случае будет обеспечена максимальная эффективность ограничения шума и вибрации в данной зоне, при этом, не создавая помех при установке раздаточной коробки 50 напротив отверстия 60 кольцевого корпуса.

В действительности, целесообразно покрыть изнутри кольцевой корпус 42 турбинного двигателя звукопоглощающей панелью, у которой радиально внутренняя поверхность 94 обдувается потоком 96 вторичного воздуха от турбинного двигателя, причем по меньшей мере 90% объема расширенной части 56 направляющей стойки 44 расположено в зоне радиальной толщины «е» (параллельной оси А и, таким образом, проходящей радиально относительно оси В двигателя) звукопоглощающей панели 92.

Следует отметить, что направляющая стойка 44 расширяется изнутри вместе с ее частью 56, от изгиба 560 или 562, расположенного у шлицев 82 и 66 (данные области могут меняться между двумя уровнями, отмеченными пунктирной и штрихпунктирной линиями на Фиг. 4)

Еще более предпочтительно, что участок расширенной части 56 направляющей стойки, составляющий менее 10% объема указанной расширенной части (радиальная зона 98 на Фиг. 4), выходит за пределы радиально внутренней поверхности 94 панели 92 и имеет такие контуры (например, участок 99), которые обеспечивают минимизацию его столкновений с течением вторичного воздушного потока 96 вокруг направляющей стойки 44.

Пример данной конфигурации представлен на Фиг. 4.

В таком случае будет обеспечена максимальная эффективность ограничения шума и вибрации в данной зоне, при этом не создавая помех при установке раздаточной коробки 50 напротив отверстия 60 кольцевого корпуса, либо не допуская чрезмерного возмущения потока 96.

1. Турбинный двигатель (10), такой как турбореактивный или турбовинтовой двигатель, проходящий вдоль оси двигателя и содержащий:

- по меньшей мере одну полую направляющую стойку (44), которая проходит радиально относительно оси двигателя от ступицы (38) к кольцевому корпусу (42) турбинного двигателя и радиально внешний конец которой прикреплен к указанному кольцевому корпусу и выходит в его отверстие (60), и

- один радиальный промежуточный вал (48), расположенный в указанной направляющей стойке (44) и предназначенный для приведения в действие по меньшей мере одного устройства, расположенного на периферии кольцевого корпуса (42), с обеспечением вращения этого устройства,

отличающийся тем, что он содержит раздаточную коробку (50), расположенную так, что она обращена к указанному отверстию (60) кольцевого корпуса, и содержащую средства (78, 52) передачи крутящего момента между радиальным промежуточным валом (48) и указанным устройством, причем на радиально внешнем конце направляющей стойки (44) образована расширенная секция (56), посредством которой стойка выходит в указанное отверстие (60) кольцевого корпуса и в которой расположена часть раздаточной коробки (50).

2. Турбинный двигатель по п. 1, в котором указанное передаточное средство (76, 78) раздаточной коробки (50) содержит полый вал (78), имеющий:

- шлицы (82), выполненные внутри радиально внутреннего конца (80) полого вала и находящиеся в зацеплении с внешними шлицами (66), образованными на радиально внешнем конце (64) промежуточного вала (48),

- и коническое зубчатое колесо (84), коаксиальное с полым валом раздаточной коробки, при этом указанный полый вал (78) удерживается подшипниками (76), расположенными внутри кожуха (68) указанной коробки, который частично расположен в расширенной части (56) направляющей стойки (44), находящейся радиально внутри кольцевого корпуса (42).

3. Турбинный двигатель по п. 2, в котором кожух (68) раздаточной коробки содержит главную часть (68А) и связующую часть (68В), соединенную с главной частью (68А) с образованием уплотнения, при этом по меньшей мере один из указанных подшипников (76) расположен в отверстии главной части (68А), в котором присоединена связующая часть (68В).

4. Турбинный двигатель по п. 2 или 3, в котором по меньшей мере один из указанных подшипников (76) расположен частично радиально в указанном отверстии (60) кольцевого корпуса (42).

5. Турбинный двигатель по одному из пп. 2-4, в котором кожух (68) раздаточной коробки (50) имеет отверстие (70), через которое проходит полый вал (78) указанной коробки (50), при этом указанное отверстие с образованием уплотнения соединено с расширенной частью (56) направляющей стойки с образованием единой герметичной полости, в которой расположено содержимое направляющей стойки (44) и содержимое кожуха, причем внутри кольцевого корпуса (42) турбинного двигателя расположено средство (72) уплотнения, соединяющее кожух с направляющей стойкой.

6. Турбинный двигатель по одному из предшествующих пунктов, в котором радиально внешний конец (64) радиального промежуточного вала (48) расположен радиально внутри кольцевого корпуса (42) турбинного двигателя.

7. Турбинный двигатель по одному из предшествующих пунктов, содержащий контур слива масла раздаточной коробки (50), причем по меньшей мере два насоса (90) для регенерации масла соединены соответственно с двумя отверстиями (88) для выпуска масла, каждое из которых проходит через нижнюю стенку (680) раздаточной коробки и отстоит от другого в поперечном направлении турбинного двигателя.

8. Турбинный двигатель по одному из предшествующих пунктов, содержащий верхнюю направляющую стойку и нижнюю направляющую стойку (44), проходящие, по существу, вертикально от двух противоположных сторон ступицы (38) к кольцевому корпусу (42) турбинного двигателя, при этом раздаточная коробка (50) расположена под нижней направляющей стойкой (44), и передаточный вал (52) с возможностью вращения соединяет раздаточную коробку (50) с коробкой (46) агрегатов турбинного двигателя, расположенной на периферии кольцевого корпуса (42) турбинного двигателя в угловом секторе, отличном от угловых секторов, в которых расположены верхняя и нижняя направляющие стойки (44).

9. Турбинный двигатель по п. 8, в котором коробка (46) агрегатов обеспечивает опору для электрогенератора, приводимого в действие радиальным промежуточным валом (48) при помощи указанного передаточного средства (76, 78) и передаточного вала (52).

10. Турбинный двигатель по одному из предшествующих пунктов, в котором кольцевой корпус (42) турбинного двигателя покрыт изнутри звукопоглощающей панелью, у которой радиально внутренняя поверхность обдувается вторичным воздушным потоком от турбинного двигателя, причем по меньшей мере 90% объема расширенной части (56) направляющей стойки (44) расположено в зоне радиальной толщины звукопоглощающей панели.

11. Турбинный двигатель по п. 10, в котором участок расширенной части (56) направляющей стойки (44), составляющий менее 10% объема указанной расширенной части, выходит за пределы радиально внутренней поверхности звукопоглощающей панели и имеет такой контур, который обеспечивает минимизацию его воздействия на течение вторичного воздушного потока вокруг направляющей стойки (44).

12. Движительная система, содержащая турбинный двигатель (10) по одному из предшествующих пунктов, расположенный внутри гондолы (54), при этом между корпусом (42) двигателя и гондолой образовано кольцевое пространство, которое имеет уменьшенный радиальный размер в угловом секторе, в котором расположена раздаточная коробка (50), по сравнению с угловым сектором, в котором расположено указанное по меньшей мере одно устройство, приводимое в действие с возможностью вращения.



 

Похожие патенты:

Турбокомпрессорная система для извлечения энергии из двигателя воздушного летательного аппарата. Турбокомпрессорная система имеет турбокомпрессорный узел с турбиной, механически соединенной по меньшей мере с одним компрессором.

Приводная цепь летательного аппарата включает множество шестерен, зацепляющихся друг с другом. Первая шестерня содержит стенку, образующую внутреннее пространство, причем наружный ряд зубьев расположен на наружной поверхности стенки и зацепляется со второй шестерней.

Коробка приводов агрегатов газотурбинного двигателя содержит сепаратор воздух/масло и картер, в котором установлены зацепляющиеся друг с другом шестерни. Одна из шестерен неподвижно соединена с коаксиальным хвостовиком привода фильтрующей мембраны сепаратора.

Соединение для авиационного газотурбинного двигателя содержит опору подшипника качения и расположенный в ее внутреннем пространстве подшипник, вращающийся узел, содержащий первое зубчатое колесо и приводимый во вращение газогенератором двигателя, коробку отбора механической мощности, вал отбора механической мощности и средства монтажа коробки отбора механической мощности на опоре подшипника.

Изобретение относится к области газотурбостроения, может быть использовано в системах пуска газотурбинных двигателей с помощью валоповоротного устройства и пускового устройства, обеспечивая при этом возможность подключения через редуктор полезной нагрузки.

Группа изобретений относится к коробке приводов агрегатов турбомашины. Содержит корпус (30) и две зубчатые передачи (40a, 40b), скомпонованные в форме буквы V.

Изобретение относится к промежуточному редуктору для турбомашины летательного аппарата. Содержит первую коническую шестерню и первое коническое зубчатое колесо, образующие угловую передачу, при этом первое коническое зубчатое колесо соединяется с главным валом, прикрепленным к одной или нескольким коническим шестерням, допускающим приведение одного или нескольких вспомогательных агрегатов во вращение посредством одного или нескольких конических зубчатых колес.

Промежуточный корпус газотурбинного двигателя содержит внутреннюю втулку, выполненную с возможностью размещения в ней вала компрессора газотурбинного двигателя, наружную обечайку, множество радиальных стоек, соединяющих втулку и обечайку, а также коробку угловой передачи радиального вала.

Способ обеспечения нетяговой мощностью летательного аппарата включает в себя приведение в движение вала (13) системы (1) кондиционирования воздуха летательного аппарата во время фазы полета летательного аппарата путем сочетания источников энергии, выбранных из: вспомогательной силовой установки (4), стартера/генератора (18) и средств (63) подачи дополнительного воздуха.

Изобретение относится к авиации. Газотурбинный двигатель в сборе содержит вентиляторное отделение, компрессорное отделение, камеру сгорания, пилон.

Кольцевая крышка смазочной камеры подшипника турбомашины содержит кольцевую стенку, которая в целом является круглой, образует раструб и на одном конце, предназначенном для установки в него передаточного вала, содержит просвет, а на другом конце содержит установочную поверхность крышки.

Соединение для авиационного газотурбинного двигателя содержит опору подшипника качения и расположенный в ее внутреннем пространстве подшипник, вращающийся узел, содержащий первое зубчатое колесо и приводимый во вращение газогенератором двигателя, коробку отбора механической мощности, вал отбора механической мощности и средства монтажа коробки отбора механической мощности на опоре подшипника.

Соединение для авиационного газотурбинного двигателя содержит опору подшипника качения и расположенный в ее внутреннем пространстве подшипник, вращающийся узел, содержащий первое зубчатое колесо и приводимый во вращение газогенератором двигателя, коробку отбора механической мощности, вал отбора механической мощности и средства монтажа коробки отбора механической мощности на опоре подшипника.

Двухконтурный газотурбинный двигатель, содержащий вентилятор, установленный с возможностью вращения на валу (1) вентилятора, и неподвижный конструктивный элемент (2), при этом упомянутый вал (1) вентилятора и упомянутый конструктивный элемент (2) соединены между собой на уровне входного опорного подшипника (5) и выходного опорного подшипника (7) соответственно через опору (4) входного подшипника и опору (6) выходного подшипника, и устройство (3) разъединения, окружающее упомянутый вал (1) вентилятора и содержащее набор крепежных винтов (10), соединяющих опору (6) выходного подшипника с упомянутым конструктивным элементом (2) неподвижным соединением, и набор предохранительных винтов (20), соединяющих опору (4) входного подшипника с упомянутой опорой (6) выходного подшипника разрывным соединением.

Двухконтурный газотурбинный двигатель, содержащий вентилятор, установленный с возможностью вращения на валу (1) вентилятора, и неподвижный конструктивный элемент (2), при этом упомянутый вал (1) вентилятора и упомянутый конструктивный элемент (2) соединены между собой на уровне входного опорного подшипника (5) и выходного опорного подшипника (7) соответственно через опору (4) входного подшипника и опору (6) выходного подшипника, и устройство (3) разъединения, окружающее упомянутый вал (1) вентилятора и содержащее набор крепежных винтов (10), соединяющих опору (6) выходного подшипника с упомянутым конструктивным элементом (2) неподвижным соединением, и набор предохранительных винтов (20), соединяющих опору (4) входного подшипника с упомянутой опорой (6) выходного подшипника разрывным соединением.

Изобретение относится в целом к подшипниковым узлам и, более конкретно, к радиально-подшипниковым узлам, содержащим упруго установленные газодиффузионные вкладыши подшипников.
Ступица выпускного корпуса газотурбинного двигателя содержит внутренний крепежный фланец, выполненный с возможностью крепления на подшипниковой опоре, кольцевую соединительную стенку, кольцевую внутреннюю стенку тракта, а также ряд ребер жесткости и первые участки стоек.
Ступица выпускного корпуса газотурбинного двигателя содержит внутренний крепежный фланец, выполненный с возможностью крепления на подшипниковой опоре, кольцевую соединительную стенку, кольцевую внутреннюю стенку тракта, а также ряд ребер жесткости и первые участки стоек.

Изобретение относится к газотурбинному двигателю и, в частности, к его несущей (опорной) конструкции. Способ технического обслуживания газотурбинного двигателя включает разборку его подшипникового отсека и обеспечение доступа из передней части газотурбинного двигателя к редуктору, находящемуся в подшипниковом отсеке.

Изобретение относится к газотурбинному двигателю и, в частности, к его несущей (опорной) конструкции. Газотурбинный двигатель сконфигурирован имеющим пропульсивную секцию, снабженную приводом вентилятора на основе узла зубчатой передачи, а также содержит газогенераторную секцию, которая содержит секцию компрессора, снабженную первым ротором, установленным, с возможностью вращения, на первом валу.

Турбинный двигатель содержит полую направляющую стойку, радиальный промежуточный вал и раздаточную коробку. Направляющая стойка проходит радиально относительно оси двигателя от ступицы к кольцевому корпусу, при этом радиально внешний конец стойки прикреплен к кольцевому корпусу и выходит в его отверстие. Промежуточный вал расположен в направляющей стойке и предназначен для приведения в действие устройства, расположенного на периферии кольцевого корпуса. Раздаточная коробка расположена так, что она обращена к отверстию кольцевого корпуса и содержит средства передачи крутящего момента между радиальным промежуточным валом и указанным устройством. На радиально внешнем конце направляющей стойки образована расширенная секция, посредством которой стойка выходит в отверстие кольцевого корпуса и в которой расположена часть раздаточной коробки. Другое изобретение группы относится к движительной системе, содержащей указанный выше турбинный двигатель, расположенный внутри гондолы. Между корпусом двигателя и гондолой образовано кольцевое пространство, которое имеет уменьшенный радиальный размер в угловом секторе, в котором расположена раздаточная коробка, по сравнению с угловым сектором, в котором расположено устройство, приводимое в действие. Группа изобретений позволяет уменьшить радиальное пространство, занимаемое раздаточной коробкой, за счет расположения ее частично внутри промежуточного корпуса двигателя. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх