Турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности

Турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности выполнен с расположенным в нижней по течению части внешней гондолы подвижным в осевом направлении кольцевым элементом и размещенным радиально внутри гондолы коническим центральным обтекателем. Обтекатель выполнен по его наружной поверхности на длине L с углом образующей конуса α=15-25° на выходе из сопла наружного контура с плавным переходом к углу β=0-15° на срезе обтекателя, причем L/l=0,5-2,5, где l - величина осевого перемещения кольцевого элемента внешней гондолы. Изобретение позволяет снизить осевые габариты, вес и повысить КПД турбореактивного двигателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к турбореактивным двигателям сверхвысокой степени двухконтурности авиационного применения.

Известен турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с нерегулируемым по площади соплом на выходе из двигателя (С.А.Вьюнов "Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей", стр.548, рис.13.3).

Недостатком известной конструкции является повышенная температура газа перед турбиной на взлетном режиме и увеличенный расход топлива из-за пониженного КПД вентилятора на крейсерском режиме в связи с большим расслоением линий рабочих режимов в земных и высотных условиях на характеристике вентилятора.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с регулируемым по площади соплом наружного контура, с расположенным в нижней по течению части внешней гондолы подвижным в осевом направлении кольцевым элементом и размещенным радиально внутри гондолы коническим центральным обтекателем (патент WO №9612881 А1, F02K 1/09).

Недостатками известной конструкции, принятой за прототип, являются увеличенные осевые габариты и вес регулируемого по площади сопла и турбореактивного двигателя в целом из-за увеличенной величины перемещения в осевом направлении кольцевого подвижного элемента при регулировании проходной площади сопла наружного контура.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении осевых габаритов, веса и в повышении КПД турбореактивного двигателя сверхвысокой степени двухконтурности за счет профилирования наружной поверхности конического центрального обтекателя.

Сущность технического решения заключается в том, что в турбореактивном двигателе сверхвысокой степени двухконтурности с расположенным в нижней по течению части внешней гондолы подвижным в осевом направлении кольцевым элементом и размещенным радиально внутри гондолы коническим центральным обтекателем, согласно изобретению обтекатель выполнен по его наружной поверхности на длине L с углом образующей конуса α=15°-25° на выходе из сопла наружного контура с плавным переходом к углу β=0-15° на срезе обтекателя, причем L/l=0,5-2,5, где: l - величина осевого перемещения кольцевого элемента внешней гондолы.

Увеличение угла образующей конуса α обтекателя на выходе из сопла наружного контура способствует уменьшению осевого перемещения подвижного кольцевого элемента внешней гондолы, что способствует снижению осевых габаритов и веса турбореактивного двигателя, однако излишнее увеличение угла α может привести к отрыву потока и, как следствие, к повышению потерь тяги сопла наружного контура с соответствующим повышением удельного расхода топлива двухконтурного турбореактивного двигателя.

При α<15° - возрастает вес и осевые габариты двухконтурного турбореактивного двигателя сверхвысокой степени двухконтурности, а при α>25° - возрастают гидравлические потери тяги из сопла наружного контура.

Для снижения потерь тяги сопла наружного контура угол образующей конуса наружной поверхности центрального обтекателя изменяется вниз по течению потока от α=15-25° до β=0-15°.

При β<0° увеличивается осевая длина двигателя и потери тяги сопла внутреннего контура.

При β>15° возрастают гидравлические потери тяги сопла наружного контура.

На фиг.1 изображен продольный разрез турбореактивного двигателя сверхвысокой степени двухконтурности.

На фиг.2 - элемент l на фиг.1 в увеличенном виде.

Турбореактивный двигатель 1 сверхвысокой степени двухконтурности состоит из вентилятора 2, канала наружного контура 3 с установленным на выходе регулируемым по площади соплом 4 наружного контура и канала внутреннего контура 5 с размещенными в нем компрессором низкого давления 6, компрессором высокого давления 7, камерой сгорания 8, турбиной высокого давления 9, турбиной низкого давления 10 и соплом внутреннего контура 11. Канал наружного контура 3 ограничен с внешней стороны гондолой 12, в нижней по течению потока воздуха 13 части которой расположен подвижный в осевом направлении кольцевой элемент 14 сопла 4, который при своем осевом перемещении на величину l может занимать крайние положения 15 и 16 с минимальной проходной площадью сопла F1 и с максимальной проходной площадью сопла F2 соответственно. Радиально кольцевому элементу 14 на выходе из сопла 4 расположен конический центральный обтекатель 17, который по наружной поверхности 18 на выходе из сопла 4 наружного контура 3 выполнен на длине L с углом образующей конуса α с плавным переходом к углу β на срезе обтекателя внутреннего контура 17.

Работает устройство следующим образом. При работе турбореактивного двигателя сверхвысокой степени двухконтурности 1 на взлетном режиме сопло 4 наружного контура 3 максимально открыто и занимает положение 16 с максимальной площадью F2, что увеличивает КПД вентилятора и снижает температуру газа перед турбиной высокого давления 9. С увеличением скорости полета, при переходе на крейсерский режим, сопло 4 наружного контура 3 закрывается и подвижный кольцевой элемент 14 перемещается в расположение 15 с минимальной площадью F1, что способствует повышению КПД вентилятора 2 и снижению удельного расхода топлива двигателя 1. Из-за увеличенного угла α образующей конуса на участке L обтекателя 17 величина осевого перемещения l кольцевого элемента 14 минимальна, что способствует уменьшению веса и осевых габаритов двигателя 1. Благодаря плавному переходу от угла образующей конуса α=15-25° на выходе из сопла наружного контура 4 к углу β=0-15° на срезе обтекателя 17 потери тяги сопла 4 минимальны, что способствует повышению КПД двигателя 1.

Турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с расположенным в нижней по течению части внешней гондолы подвижным в осевом направлении кольцевым элементом и размещенным радиально внутри гондолы коническим центральным обтекателем, отличающийся тем, что обтекатель выполнен по его наружной поверхности на длине L с углом образующей конуса α=15-25° на выходе из сопла наружного контура с плавным переходом к углу β=0-15° на срезе обтекателя, причем L/l=0,5-2,5, где l - величина осевого перемещения кольцевого элемента внешней гондолы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к соплам большой степени расширения с телескопически складываемым раструбом. .

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при разработке сопел с телескопически сдвигаемыми насадками (ТСН) для ракетных двигателей.

Изобретение относится к раздвижным соплам ракетных двигателей, применяемых чаще всего для сокращения габаритов сопла в транспортном положении при ограничении габаритов ракетных комплексов.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в раздвижных соплах ракетных двигателей. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке раздвижных сопел ракетных двигателей. .

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при разработке и изготовлении ракетных двигателей с соплами большой степени расширения для верхних ступеней ракет и космических аппаратов.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к соплам большой степени расширения с телескопически складываемым раструбом, и может быть использовано при создании РДТТ.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке поворотных управляющих сопел ракетных двигателей. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке раздвижных сопел ракетных двигателей. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в ракетных двигателях с раздвижными соплами для измерения пути движения насадков оболочки

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке раздвижных сопел ракетных двигателей

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке ракетных двигателей

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании раздвижных сопел ракетных двигателей

Изобретение относится к области электротехники и энергетики, в частности к приводам для телескопических линейных исполнительных механизмов двойного действия, предназначенных для перемещения первой и второй деталей относительно неподвижной детали, причем указанные три детали относятся, в частности, к реверсору тяги для гондолы турбореактивного двигателя

Изобретение относится к гондоле для двигателя летательного аппарата. Гондола содержит передний обтекатель (13) и задний обтекатель (1а). Задний обтекатель (1а) установлен с возможностью смещения между верхним по потоку положением, соответствующим уменьшенному поперечному сечению сопла (9), и нижним по потоку положением, соответствующим увеличенному поперечному сечению сопла (9). Гондола также содержит промежуточный элемент (25), расположенный встык с указанным передним обтекателем (13) и ограничивающий собой полость (27), принимающую в себя верхний но потоку край (11) указанного заднего обтекателя (1а), когда данный обтекатель находится в своем верхнем по потоку положении. Указанный промежуточный элемент (25) содержит опору (29), удерживающую приводные средства (7), в частности, средства приведения в движение указанного заднего обтекателя (1а). Передний обтекатель (13) снабжен средствами (39) упрочнения, расположенными сразу за зоной (35) вверх по потоку. Полость (27) имеет радиально внутренний край, который образует наклонный участок (31) для верхнего по потоку края (11) указанного заднего обтекателя (1а). Исключается возможность блокировки смещения наружной стенки (1а) относительно обтекателя (13). 16 з.п. ф-лы, 18 ил.

Блокирующее/деблокирующее устройство реверсора тяги содержит неподвижную шпильку, втулки и средства блокировки. Первая втулка прикреплена к сдвижному капоту с возможностью размещения в ней шпильки, вторая втулка установлена с возможностью скользящего перемещения на первой втулке, а третья втулка прикреплена к адаптивному соплу и установлена с возможностью скользящего перемещения на второй втулке. Первое средство блокировки выполнено с возможностью фиксации первой втулки относительно шпильки, второе средство блокировки выполнено с возможностью фиксации второй втулки относительно первой, а третье средство блокировки выполнено с возможностью фиксации третьей втулки относительно второй. Средства блокировки обеспечивают возможность регулирования адаптивного сопла при заблокированном сдвижном капоте за счет блокирования первой втулки на шпильке, блокирования второй втулки на первой втулке и обеспечения возможности скольжения третьей втулки относительно второй втулки. Средства блокировки обеспечивают возможность перемещения сдвижного капота вместе с адаптивным соплом за счет обеспечения возможности перемещения первой втулки относительно шпильки, блокирования второй втулки относительно первой втулки и блокирования третьей втулки относительно второй втулки. Другие изобретения группы относятся к реверсору тяги, содержащему указанное выше устройство, и гондоле, включающей такой реверсор тяги. Группа изобретений позволяет снизить вес приводных средств реверсора тяги и повысить их надежность. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх