×
25.08.2017
217.015.b7ac

Результат интеллектуальной деятельности: Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано в области авиационного двигателестроения. Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя содержит корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками. Каждая внешняя створка выполнена в виде полой балки переменной жесткости с закрепленными на ней закладными кронштейнами - центральным и концевым. Концевой кронштейн снабжен сдвоенным в окружном направлении подшипником скольжения, контактирующим с направляющим пазом коробчатого профиля, открытым с торца у среза сопла и выполненным за одно целое со сверхзвуковой створкой. Направляющий паз коробчатого профиля выполнен наклонным к полотну сверхзвуковой створки под углом 5…8 градусов с вершиной, направленной к корпусу сопла. Изобретение позволяет улучшить охлаждение двигателя, повысить надежность работы сопла при минимальных щелях между внешними и сверхзвуковыми створками на всех режимах работы двигателя, а также уменьшить нагрузки на мотогондолу. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции регулируемого сверхзвукового сопла газотурбинного двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному изобретению является регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя, содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками, причем каждая внешняя створка выполнена в виде полой балки переменной жесткости и закладных кронштейнов - центрального и концевого, снабженного сдвоенным в окружном направлении подшипником скольжения, контактирующим с направляющим пазом коробчатого профиля, открытым с торца у среза сопла и выполненными за одно целое со сверхзвуковой створкой /RU 41088 U1, кл. F02K 1/12, 10.10.2004/.

Недостатком известного регулируемого сверхзвукового сопла является увеличение зазора между внешними и сверхзвуковыми створками в окружном направлении на срезе сопла при его раскрытии, что приводит к падению давления в межстворочном пространстве и мотогондоле самолета, и возникновению сил сжатия с внешней стороны и потере ее устойчивости. Это резко снижает надежность двигателя.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение минимально возможной щели на срезе сопла на всех режимах работы двигателя и повышение эффективности работы двигателя.

Ожидаемый технический результат заключается в улучшении охлаждения двигателя, повышении надежности работы сопла при минимальных щелях (зазорах) между внешними и сверхзвуковыми створками на всех режимах работы двигателя, а также уменьшении нагрузки на мотогондолу объекта.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя содержит корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками, причем каждая внешняя створка выполнена в виде полой балки переменной жесткости и закладных кронштейнов центрального и концевого, снабженного сдвоенным в окружном направлении подшипником скольжения, контактирующим с направляющим пазом коробчатого профиля, открытым с торца у среза сопла и выполненным за одно целое со сверхзвуковой створкой, по предложению направляющий паз коробчатого профиля выполнен наклонным к полотну сверхзвуковой створки под углом 5-8 градусов с вершиной, направленной к корпусу сопла. На торцевых поверхностях внешних створок на срезе сопла выполнены наклонные козырьки с отверстиями, расположенными вдоль продольных осей створок. Торцевая поверхность коробчатого профиля направляющего паза на срезе сопла выполнена скошенной.

Такое выполнение устройства позволяет увеличить скорость внешнего потока, обтекающего створки, и уменьшить нагрузку на мотогондолу объекта. Вследствие того, что направляющий паз, по которому происходит перемещение, выполнен под углом к полотну сверхзвуковой створки с вершиной угла со стороны критического сечения сопла, то при перемещении ролика происходит уменьшение расстояния между ним и полотном сверхзвуковой створки, вследствие чего не происходит увеличения зазора на срезе сопла между внешними и сверхзвуковыми створками.

На приведенных чертежах показана конструкция регулируемого сверхзвукового сопла.

На фиг. 1 показан продольный разрез регулируемого сверхзвукового сопла газотурбинного двигателя.

На фиг. 2 показано сечение В-В по коробчатому наклонному пазу сверхзвуковой створки и сдвоенному подшипнику концевого кронштейна внешней створки.

На фиг. 3 показан элемент А - место соединения внешней и сверхзвуковой створок.

На фиг. 4 показан вид Д на козырек с отверстиями внешней створки.

На фиг. 5 показано взаимное расположение створок сопла в положении «открыто».

На фиг. 6 показано взаимное расположение створок сопла в положении «закрыто».

Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя содержит корпус 1, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые 2 и внешние 3 створки, соединенные со сверхзвуковыми створками 4. Каждая внешняя створка 3 выполнена в виде полой балки 5 переменной жесткости с закрепленными на ней закладными кронштейнами - центральным 6 и концевым 7, снабженными сдвоенным 8 в окружном направлении подшипником скольжения 9, контактирующим с направляющими 10 коробчатого профиля 11 с пазом 12, открытого с торца 13 у среза сопла 14, выполненными за одно целое со сверхзвуковой створкой 4. Коробчатый профиль 11 с пазом 12 выполнен наклонным к полотну 15 сверхзвуковой створки 4 под углом 5…8 градусов с вершиной, направленной к корпусу 1 сопла 12. На концевом кронштейне 7 установлен сдвоенный подшипник скольжения 8, который заведен в направляющий паз 9 коробчатого профиля 11 со стороны открытого торца 13. На торцах 16 внешних створок 3 выполнены козырьки 17 под тупыми углами с отверстиями 18 для прохода охлаждающего воздуха из мотогондольного пространства 19. Отверстия 18 выполнены перпендикулярно к поверхностям козырьков 17.

Регулируемое сверхзвуковое сопло работает следующим образом, обеспечивая все заданные режимы двигателя. На режиме максимальной форсажной тяги (фиг. 5, открытое положение сопла) на малой высоте полета при максимальном критическом диаметре сопла (Дкр.max.) и прикрытом срезе сопла (Дер. сопла прикрыто) угол между внешними 3 и сверхзвуковыми 4 створками уменьшается из-за наклонного паза 12, а концевой кронштейн 7 со сдвоенным подшипником скольжения 9 внешней створки 4, перемещаясь по пазу 12 сверхзвуковой створки 3, занимает крайнее левое положение, при этом сверхзвуковая створка 4 выдвинута вправо относительно козырька 17 внешней створки 3.

На режиме максимальной бесфорсажной тяги (фиг. 6) на малой высоте полета при минимальном критическом диаметре сопла (Дкр. min) и прикрытом срезе сопла (Дер. сопла прикрыт.), угол между внешними 3 и сверхзвуковыми 4 створками увеличивается, а концевой кронштейн 7 со сдвоенным подшипником скольжения 9 внешней створки 4, перемещаясь по наклонному пазу 12 сверхзвуковой створки 4, занимает правое положение, при этом козырек 17 внешней створки 3 выдвинут вправо относительно торца сверхзвуковой створки 4. На других режимах работы сопла двойной подшипник скольжения 9, перемещаясь по наклонному пазу 12, будет занимать промежуточные положения.

Таким образом обеспечивается постоянная оптимальная минимальная щель на срезе сопла. При этом в воздух, забираемый в передней части мотогондолы и проходящий в межстворочное пространство сопла, и необходимый для вентилирования, небольшого наддува и охлаждения сверхзвуковых створок, проходит через полую щель и отверстия, выполненные в козырьке на конце внешней створки.

Применение изобретения позволяет уменьшить массу сверхзвукового реактивного сопла из-за уменьшения сил сжатия (нагрузок) на внешние створки и мотогондолу самолета, воздействующих с наружной стороны сопла, обеспечивает постоянный расход охлаждающего воздуха в межстворочном пространстве сопла благодаря выполненным отверстиям в козырьках внешних створок.


Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя
Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя
Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя
Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 136.
20.06.2014
№216.012.d293

Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя

Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя содержит наружный корпус, установленные в нем надроторную вставку и сопловой аппарат с периферийными отверстиями, соединенными с системой подвода охлаждающего воздуха, ротор с рабочими лопатками с каналами охлаждения и выступом по периметру торцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519678
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc84

Способ испытания компрессора и установка для испытания

Группа изобретений относится к компрессоростроению и установкам для испытаний компрессора, в частности, предназначена для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций, при использовании регулируемого привода двигателя. В качестве силового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522230
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc87

Узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является сохранение соосности роторов компрессора и турбины при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522233
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.08.2014
№216.012.e8b9

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525370
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8bc

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является снижение напряжений в упругом элементе опоры и, как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525373
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8be

Выходное устройство турбины

Изобретение относится к конструкции опорных или установочных устройств выходного устройства турбины. Выходное устройство турбины содержит полые аэродинамические профилированные стойки, размещенные за рабочим колесом последней ступени турбины, а также аэродинамические профилированные контура....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525375
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8bf

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя включает диск, наружная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525376
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8c2

Способ охлаждения рабочих лопаток турбины двухконтурного газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Устройство для охлаждения рабочих лопаток турбины двухконтурного газотурбинного двигателя, у которых внутренняя полость каждой лопатки разделена перегородкой на полость у входной кромки и остальную полость и содержит последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник, управляющие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525379
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.eb11

Ротор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски, соединенные резьбовыми соединениями, расположенными в их средней части вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525985
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f7c7

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Поворотное осесимметричное сопло содержит неподвижный корпус с экраном и подвижный корпус со сферическим экраном, установленным между неподвижным и подвижным корпусами. Щели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529268
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 11-20 из 150.
20.06.2014
№216.012.d293

Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя

Охлаждаемая турбина газотурбинного двигателя содержит наружный корпус, установленные в нем надроторную вставку и сопловой аппарат с периферийными отверстиями, соединенными с системой подвода охлаждающего воздуха, ротор с рабочими лопатками с каналами охлаждения и выступом по периметру торцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519678
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc84

Способ испытания компрессора и установка для испытания

Группа изобретений относится к компрессоростроению и установкам для испытаний компрессора, в частности, предназначена для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций, при использовании регулируемого привода двигателя. В качестве силового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522230
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc87

Узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является сохранение соосности роторов компрессора и турбины при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522233
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.08.2014
№216.012.e8b9

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525370
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8bc

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является снижение напряжений в упругом элементе опоры и, как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525373
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8be

Выходное устройство турбины

Изобретение относится к конструкции опорных или установочных устройств выходного устройства турбины. Выходное устройство турбины содержит полые аэродинамические профилированные стойки, размещенные за рабочим колесом последней ступени турбины, а также аэродинамические профилированные контура....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525375
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8bf

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя включает диск, наружная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525376
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8c2

Способ охлаждения рабочих лопаток турбины двухконтурного газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Устройство для охлаждения рабочих лопаток турбины двухконтурного газотурбинного двигателя, у которых внутренняя полость каждой лопатки разделена перегородкой на полость у входной кромки и остальную полость и содержит последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник, управляющие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525379
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.eb11

Ротор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски, соединенные резьбовыми соединениями, расположенными в их средней части вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525985
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f7c7

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Поворотное осесимметричное сопло содержит неподвижный корпус с экраном и подвижный корпус со сферическим экраном, установленным между неподвижным и подвижным корпусами. Щели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529268
Дата охранного документа: 27.09.2014
+ добавить свой РИД