Шевронное реактивное сопло газотурбинного двигателя

Изобретение относится к реактивным соплам с устройствами подавления шума и позволяет повысить ресурс и ремонтопригодность, а также повысить эффективность шумоглушения. Сопло содержит выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, при этом шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин. Изобретение обеспечивает повышение ресурса и ремонтопрогодности сопла, а также повышение эффективности шумоглушения реактивной струи. 2 ил.

 

Изобретение относится к реактивным соплам с устройствами подавления шума.

Известен газотурбинный двигатель с реактивным соплом, выходная кромка которого выполнена не прямолинейной в окружном направлении, а в виде зубцов, при этом в стенках выхлопного канала выполнена перфорация в виде отверстий. (Патент US №6640537, F02K 1/40).

Недостатком известной конструкции является недостаточные ресурс и ремонтопригодность реактивного сопла, недостаточная эффективность шумоглушения, а также ухудшение характеристик двигателя из-за утечек из проточной части сопла через перфорацию в стенках канала.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является сопло для выпуска газовой струи, содержащее выхлопную трубу с множеством смежных шевронов, расположенных на заднем конце выхлопной трубы, где каждый из шевронов имеет треугольную конфигурацию с основанием, жестко соединенным с задним концом выхлопной трубы (Патент RU №2213240, F02K 1/40) - прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является недостаточные ресурс и ремонтопригодность, а также недостаточная эффективность шумоглушения.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении ресурса и ремонтопригодности сопла газотурбинного двигателя, а также в повышении эффективности шумоглушения реактивной струи.

Сущность технического решения в том, что в шевронном реактивном сопле газотурбинного двигателя, содержащем выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, согласно изобретению, шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин.

Выполнение шевронов съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены повышает ресурс и ремонтопригодность сопла путем обеспечения замены шевронов в процессе эксплуатации.

Выполнение на шевронах, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин позволяет повысить эффективность шумоглушения струи за счет разницы скоростей, вследствие которой образуется вихрь, увеличивающий степень смешения потоков, тем самым уменьшая шум.

На фиг.1 изображен общий вид реактивного сопла.

На фиг.2 - элемент `I на фиг.1 в увеличенном виде (шеврон с рассекателями).

Реактивное сопло 1 газотурбинного двигателя имеет на выходном торце 2 шевроны 3, каждый из которых крепится индивидуально к соплу с помощью крепежных элементов 4. Шевроны 3 являются продолжением сопла 1 и образуют его выходное сечение. Шевроны 3 могут иметь треугольную, трапециевидную или любую другую форму. На каждом из шевронов 3 выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю 5 в виде плоских в продольном сечении пластин. Количество рассекателей, устанавливаемых на каждый из шевронов, может быть от одного до четырех. Рассекатели 5 могут располагаться на шевроне параллельно друг другу, могут образовывать сужающийся (конфузорный) или расширяющийся (диффузорный) каналы 6. Рассекатели 5 могут устанавливаться как с наружной стороны шеврона 3, так и с внутренней, или с той и с другой сторон одновременно.

При работе газотурбинного двигателя шевроны 3 на выходном торце имеют значительные знакопеременные нагрузки, в результате которых во время эксплуатации могут возникнуть дефекты (трещины, коробление и др.), поэтому выполнение шевронов 3 отдельно от сопла 1 с креплением с помощью крепежных элементов 4 позволяет выполнить замену шевронов в процессе эксплуатации, что повышает ресурс и ремонтопригодность сопла. Применение шевронов 3 в сочетании с рассекателями 5, установленными на шевронах, позволяет получить заметное снижение шума струи при незначительном возрастании потерь тяги в двигателе. При обтекании шевронов 3 создаются условия для появления взаимного скоса двух потоков: основного потока газа, истекающего из сопла, и потока воздуха, идущего по наружной обечайке сопла. В результате этого возникает разность скоростей двух потоков, которая сопровождается вихреобразованием, что, как известно, приводит к снижению уровня шума. Рассекатели 5, расположенные на шевронах 3, усиливают процесс вихреобразования. Результаты испытаний указанной выше конструкции показали, что использование сопла с шевронами и с расположенными на них рассекателями уменьшает уровень шума на ˜1,2 дБ по сравнению с использованием обычного сопла.

Шевронное реактивное сопло газотурбинного двигателя, содержащее выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, отличающееся тем, что шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнено, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности может найти широкое применение в глушителях шума выхлопных струй двухконтурных турбореактивных двигателей.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к устройствам для снижения шума газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, в частности к устройствам глушения шума реактивной струи газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к авиации, в частности к соплам двигателей летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а конкретно к способам и устройствам снижения уровня шума реактивных двигателей. .

Изобретение относится к способам защиты ракеты-носителя и ее полезного груза главным образом от акустического воздействия газовой струи ракетного двигателя при старте

Изобретение относится к устройствам в составе пусковых установок стартовых комплексов, обеспечивающим снижение акустического воздействия на ракету-носитель и охлаждение газовой струи ее ракетного двигателя при старте

Изобретение относится к оборудованию стартовых ракетных комплексов, в частности, предназначенного для защиты ракеты-носителя и полезного груза от акустического воздействия газовой струи ракетных двигателей, а также от теплового воздействия на хвостовой отсек ракеты-носителя ее при старте, и может быть использовано при запуске многоблочных ракет-носителей

Сопло летательного аппарата содержит заднюю часть, образованную шевронами, распределенными вдоль периферии сопла, и средства впрыскивания дополнительных газовых струй. Каждый из шевронов проходит назад между передней и задней поперечными плоскостями и имеет свободные края, ориентированные в направлениях, сходящихся назад и определяющих ребро обтекания. Шевроны обеспечивают образование турбулентных закручиваний на границе струи, испускаемой соплом. Дополнительные струи впрыскиваются перед свободными краями шевронов в струю, выбрасываемую соплом, через отверстия, расположенные перед передней плоскостью, так чтобы выходить перед передней плоскостью шевронов для инициирования турбулентных закручиваний перед свободными краями шевронов. Другое изобретение группы относится к турбореактивному многоконтурному двигателю, содержащему указанное выше сопло. Группа изобретений позволяет повысить эффективность снижения шума соплом турбореактивного двигателя, имеющим шевроны. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к турбореактивным двигателям авиационного применения, предназначенным для длительной работы на сверхзвуковом самолете. Турбореактивный двигатель включает прямоугольное сопло, выполненное с удлиненной нижней стенкой сопла с выпукло-вогнутой трактовой поверхностью на выходе, а также канал наружного контура. С внешней стороны от канала наружного контура выполнен внешний канал, на выходе соединенный с внутренней полостью выходного сопла. Нижняя удлиненная стенка сопла выполнена из передней и задней створок с образованием между подвижными концами створок щелевой полости. На входе щелевая полость соединена с внутренней полостью сопла, а на выходе - со сверхзвуковой трактовой частью сопла, с возможностью изменения высоты щелевой полости по режимам работы двигателя. Отношение максимальной высоты щелевой полости к минимальной высоте щелевой полости составляет 5…15. Изобретение позволяет снизить уровень шума турбореактивного двигателя за счет экранирования газового потока низкоскоростным потоком холодного воздуха. 3 ил.

Задний корпус газотурбинного двигателя, имеющего первичный каскад, образующий поток, выбрасываемый первичным соплом, расположен ниже по потоку от первичного каскада и ограничивает, на внутренней стороне газотурбинного двигателя, тракт, по которому первичный поток следует ниже по потоку от первичного сопла. Задний корпус содержит часть, соединенную с системой подачи находящегося под давлением газа, и по меньшей мере одно отверстие для впрыска находящегося под давлением газа в первичный поток. Задний корпус включает неподвижный внутренний корпус, предназначенный для завершения первичного каскада на его части, расположенной ниже по потоку, упомянутую часть, имеющую отверстие, которая выполнена с возможностью вращения на неподвижном внутреннем корпусе, а также средство приведения упомянутой части во вращение вокруг оси вращения подвижных частей первичного каскада. Другие изобретения группы относятся к вариантам агрегата газотурбинного двигателя, включающего указанный выше задний корпус и систему подачи находящегося под давлением газа, а также к газотурбинному двигателю, оборудованному таким агрегатом. Группа изобретений позволяет обеспечить снижение шума газотурбинного двигателя без существенного снижения характеристик последнего. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх