Реверсивное устройство газотурбинного двигателя

Изобретение относится к реверсивным устройствам наружного контура газотурбинных двигателей. Реверсивное устройство газотурбинного двигателя содержит отклоняющую решетку, а также внешнюю и внутреннюю силовые обечайки подвижного корпуса. Внешняя и внутренняя силовые обечайки соединены между собой каретками. Каретки установлены подвижно на осевых направляющих стержнях, которые закреплены на переднем и заднем неподвижных корпусах. Задние фланцы внутренней обечайки соединены с дополнительными внутренними стержнями. Осевые направляющие стержни выполнены полыми с возможностью размещения в их полостях внутренних стержней телескопически. Задние хвостовики внутренних стержней закреплены на задних фланцах внутренней силовой обечайки подвижного корпуса. Отношение длины внутреннего стержня к длине осевого направляющего стержня составляет 1,1…1,5, а отношение наружного диаметра внешней силовой обечайки подвижного корпуса к длине внешней силовой обечайки подвижного корпуса - 3…5. Изобретение позволяет снизить габаритные размеры и массу реверсивного устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к реверсивным устройствам наружного контура газотурбинных двигателей.

Известно реверсивное устройство газотурбинного двигателя, содержащее подвижное силовое кольцо с обтекателем, установленное с помощью кареток на неподвижных направляющих (Патент Украины №78810, 2007 г.).

Недостатком такой конструкции является ее низкая экономичность из-за повышенных утечек воздуха наружного контура на режимах прямой тяги газотурбинного двигателя.

Наиболее близким к заявляемому является реверсивное устройство, содержащее подвижный корпус, состоящий из внутренней и внешней обечаек, жестко соединенных между собой передней и задней каретками, подвижно установленными на направляющих осевых стержнях, закрепленных на переднем и заднем неподвижных корпусах (Патент РФ №1563310, F02K 1/68, 1988 г.).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является повышенная масса и осевые габариты реверсивного устройства, что снижает конкурентоспособность газотурбинного двигателя.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении габаритных размеров и массы реверсивного устройства за счет минимизации длины осевых направляющих стержней и внешней обечайки подвижного корпуса.

Сущность изобретения заключается в том, что в реверсивном устройстве газотурбинного двигателя, содержащем отклоняющую решетку, внешнюю и внутреннюю силовые обечайки подвижного корпуса, соединенные между собой каретками, подвижно установленными на осевых направляющих стержнях, закрепленных на переднем и заднем неподвижных корпусах, согласно изобретению задние фланцы внутренней обечайки соединены с дополнительными внутренними стержнями, а осевые направляющие стержни выполнены полыми с возможностью размещения в их полостях внутренних стержней телескопически, а также их осевого перемещения, причем задние хвостовики внутренних стержней закреплены на задних фланцах внутренней силовой обечайки подвижного корпуса, причем L/ℓ=1,1…1,5 и D/m=3…5, где

L - длина внутреннего стержня;

ℓ - длина осевого направляющего стержня;

D - наружный диаметр внешней силовой обечайки подвижного корпуса;

m - длина внешней силовой обечайки подвижного корпуса.

Выполнение осевых направляющих стержней полыми с размещенным телескопически в полости внутренними стержнями с возможностью их осевого перемещения, а также крепление задних хвостовиков внутренних стержней на заднем фланце внутренней силовой обечайки подвижного корпуса позволяет минимизировать осевую длину реверсивного устройства на режимах прямой тяги и обеспечить радиальную фиксацию заднего фланца внутренней силовой обечайки на режимах реверсирования при минимальной массе реверсивного устройства.

Выполнение осевых направляющих стержней с возможностью размещения в их полостях внутренних стержней телескопически позволяет значительно сократить также длину внешней обечайки подвижного корпуса, что также снижает осевые габаритные размеры и массу реверсивного устройства.

При L/ℓ<1,1 уменьшается длина контакта внутреннего стержня с осевым направляющим стержнем на режиме реверсирования, что снижает надежность реверсивного устройства, а при L/ℓ>1,5 возрастают осевые габариты реверсивного устройства.

При D/m<3 увеличиваются габариты и масса реверсивного устройства, а при D/m>5 снижается обратная тяга реверсивного устройства на режимах реверсирования.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.

На фиг.1 представлен продольный разрез реверсивного устройства на режиме реверсирования тяги газотурбинного двигателя, на фиг.2 - продольный разрез реверсивного устройства на режиме прямой тяги. На фиг.3 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Реверсивное устройство газотурбинного двигателя 1 включает в себя передний 2 и задний 3 неподвижные корпусы, соединенные между собой отклоняющей решеткой 4, а также подвижный в осевом направлении корпус 5, состоящий из внешней 6 и силовой внутренней 7 обечаек, соединенных между собой каретками 8, которые втулками 9 телескопически, с возможностью осевого перемещения, установлены на осевых направляющих стержнях 10, расположенных между сегментами 11 отклоняющей решетки 4, и соединяют между собой передний 2 и задний 3 неподвижные корпусы.

На переднем кольцевом фланце 12 внутренней силовой обечайки 7 установлены створки 13, перекрывающие канал наружного контура 14 на режимах реверсирования. Створки 13 рычагами 15 и 16 соединены с передним неподвижным корпусом 2.

Задний фланец 17 внутренней силовой подвижной обечайки 7 соединен с дополнительными внутренними стержнями 18, каждый из которых телескопически, с возможностью осевого перемещения, установлен во внутренней полости 19 осевого направляющего стержня 10. Передний 20 и задний 21 кольцевые уплотнительные элементы, контактирующие на режиме прямой тяги газотурбинного двигателя с передней 22 и задней 23 рабочими поверхностями подвижной внутренней обечайки 7, обеспечивают герметичность реверсивного устройства 1 на режимах прямой тяги.

Данное устройство работает следующим образом.

При реверсировании тяги газотурбинного двигателя подвижный корпус 5 с внешней 6 и внутренней силовой 7 обечайками, исполнительным механизмом (не показан) сдвигаются в осевом направлении по течению воздуха 24 в канале наружного контура 14, что приводит к перекрытию канала 14 створками 13 реверсивного устройства и истечению воздуха через отклоняющие решетки 4 с образованием обратной тяги газотурбинного двигателя.

Соединение внешней 6 и внутренней 7 силовой подвижных обечаек между собой каретками 8 и соединение заднего фланца 17 внутренней обечайки 7 с внутренними стержнями 18, каждый из которых телескопически в осевом направлении размещен во внутренней полости 19 направляющего стержня 10, минимизирует осевую длину реверсивного устройства 1 на режимах прямой тяги и обеспечивает радиальную фиксацию заднего фланца 17 внутренней силовой обечайки 7 на режимах реверсирования, а также на режимах прямой тяги.

Выполнение внешней подвижной обечайки 6 корпуса 5 минимальной длины обеспечивает радиальную и осевую фиксацию обечайки 6 с помощью одного радиального пояса кареток 8, снижая массу реверсивного устройства 1.

Реверсивное устройство газотурбинного двигателя, содержащее отклоняющую решетку, внешнюю и внутреннюю силовые обечайки подвижного корпуса, соединенные между собой каретками, подвижно установленными на осевых направляющих стержнях, закрепленных на переднем и заднем неподвижных корпусах,
отличающееся тем, что задние фланцы внутренней обечайки соединены с дополнительными внутренними стержнями, а осевые направляющие стержни выполнены полыми с возможностью размещения в их полостях внутренних стержней телескопически, а также их осевого перемещения, причем задние хвостовики внутренних стержней закреплены на задних фланцах внутренней силовой обечайки подвижного корпуса, причем L/ℓ=1,1…1,5 и D/m=3…5,
где L - длина внутреннего стержня;
ℓ - длина осевого направляющего стержня;
D - наружный диаметр внешней силовой обечайки подвижного корпуса;
m - длина внешней силовой обечайки подвижного корпуса.