×
20.03.2019
219.016.e675

Результат интеллектуальной деятельности: СТЕНД ДЛЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ И АКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЕНТИЛЯТОРОВ ДВУХКОНТУРНЫХ ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ТРДД)

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области испытательной техники, предназначенной для экспериментальных исследований биротативных и однорядных вентиляторов авиационных двигателей и двигателей других летательных аппаратов, например наземных и надводных летательных аппаратов на воздушной подушке и других. Стенд для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД) включает биротативный вентилятор с передним рабочим колесом и задним рабочим колесом, установленными в акустической (безэховой) камере на расстоянии не менее чем 10 диаметров рабочего колеса вентилятора от передней, задней и одной из боковых стенок акустической (безэховой) камеры. Переднее рабочее колесо биротативного вентилятора закреплено на переднем конце валопровода, заднее рабочее колесо биротативного вентилятора закреплено на переднем конце валопровода, валопроводы установлены соосно и соединены через подшипники и конические оболочки с корпусом, корпус соединен с коническими оболочками, конические оболочки соединены с опорным корпусом, опорный корпус соединен с опорной рамой, опертой на фундамент. На заднем конце валопровода закреплено коническое зубчатое колесо, введенное в зубчатое зацепление с конической зубчатой шестерней биротативного редуктора. Пары конических зубчатых шестерен биротативного редуктора кинематически не связаны между собой, что обеспечивает независимое вращение по частоте и по мощности рабочих колес биротативного вентилятора. Испытания на стенде позволяют осуществлять независимое вращение по частоте и по мощности каждого рабочего колеса биротативного вентилятора, т.к. их приводы выполнены независимыми, что приводит к повышению эффективности проводимых испытаний. 3 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники, предназначенной для экспериментальных исследований биротативных и однорядных вентиляторов авиационных двигателей и двигателей других летательных аппаратов, например наземных и надводных летательных аппаратов на воздушной подушке и других.

Проблема увеличения дальности и скорости полета самолета решается, главным образом, путем увеличения мощности и повышения экономичности маршевых двигателей самолета и соответственно вентиляторов каждого двигателя.

Однако, как правило, с увеличением мощности и силы тяги двигателя возрастает шумовая эмиссия его, что противоречит экологическим требованиям.

Необходимость уменьшения шумовой эмиссии двигателей вызвана жесткими требованиями международных норм ИКАО, регламентирующих уровни шума самолетов в окрестностях аэропортов.

Перспективным направлением разработки высокоэкономичных и малошумных авиационных двигателей является создание двухконтурного двигателя с малошумным биротативным или однорядным вентилятором, для чего необходимы экспериментальные исследования.

Известен стенд для испытания однорядных вентиляторов в акустической камере (Курова Т.Б. Обзор «Зарубежные стенды для исследований по авиационной акустике», №36, М.: ЦИАМ, 1975 г., стр.42, 43), где однорядный вентилятор установлен в середине акустической камеры и с помощью вала и редуктора соединен с приводной турбиной. Турбина установлена вне камеры, редуктор установлен внутри камеры.

Недостатками данного технического решения является то, что на стенде не могут испытываться биротативные вентиляторы, и то, что редуктор установлен внутри акустической камеры, что создает акустические помехи при измерении шума вентилятора.

Известен стенд для испытания биротативных вентиляторов в аэродинамической трубе, (H.U.Meier, prospects DNW, «Ten years of testing at DNW, the Customers Experiences and Perspectives», NOORDOOSTPOLDER, 1990, стр.1.6), стенки которой имеют акустическую облицовку. Биротативный вентилятор установлен на вертикальном полом пилоне и с помощью консольного вала и редуктора соединен с воздушной многоступенчатой приводной турбиной. Турбина и редуктор установлены внутри рабочей части аэродинамической трубы.

Недостатком данного технического решения является то, что переднее рабочее колесо биротативного вентилятора жестко связано с валом приводной турбины, заднее рабочее колесо связано с валом турбины через зубчатое зацепление с промежуточной паразитной шестерней, посредством чего заднее рабочее колесо биротативного вентилятора вращается в противоположном направлении по отношению к переднему. При этом рабочие колеса биротативного вентилятора связаны между собой по частоте вращения и вращаются синхронно, т.е. не обеспечивается независимое вращение друг от друга по частоте и мощности.

Технической задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности проводимых испытаний по исследованию акустических и аэродинамических характеристик вентиляторов двухконтурных турбореактивных авиационных двигателей (ТРДД), преимущественно биротативных и однорядных вентиляторов, при исследовании шума вентилятора с его выхлопной струей одновременно.

Технический результат достигается в заявляемом стенде для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД), преимущественно биротативных и однорядных вентиляторов авиационных двигателей, содержащем акустическую (безэховую) камеру, биротативный вентилятор, редуктор, привод, например турбину или электродвигатель, эксгаустерную систему, систему измерений, где согласно изобретению биротативный вентилятор установлен в акустической камере на расстоянии не менее десяти диаметров рабочего колеса вентилятора от передней, задней и одной из боковых стенок камеры, содержит переднее рабочее колесо и заднее рабочее колесо, которые размещены на передних концах валопроводов, установленных соосно, задний конец каждого валопровода соответственно переднего рабочего колеса и заднего рабочего колеса через зубчатое зацепление соединен с их приводами, при этом пары конических зубчатых шестерен биротативного редуктора кинематически не связаны между собой и обеспечивают независимое вращение по частоте и по мощности рабочих колес биротативного вентилятора. Валопроводы переднего и заднего рабочих колес биротативного вентилятора заключены в корпус, опертый на конические оболочки. Снаружи конических оболочек установлен наружный конический воздухозаборник. Полость между корпусом и коническими оболочками соединена с расходомером воздуха. Корпус и конические оболочки соединены с опорным корпусом, который соединен с опорной рамой. Наружный конический воздухозаборник соединен с воздухосборником, опертым на фундамент, эксгаустерная система соединена с полостью, образованной коническими оболочками и корпусом, а также с воздухосборником, при этом приводы рабочих колес испытуемого объекта, биротативный редуктор, эксгаустерная система размещены вне акустической камеры, содержащей проемы с установленными в них фильтрами для забора воздуха.

На фиг.1 представлена общая компоновка стенда для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД).

На фиг.2 показан вид стенда сбоку.

На фиг.3 изображен исследуемый биротативный вентилятор.

Стенд для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД), представленный на фиг.1, фиг.2, фиг.3, содержит биротативный вентилятор 1 с передним рабочим колесом 2 и задним рабочим колесом 3, установленный в акустической (безэховой) камере 4 на расстоянии не менее чем 10 диаметров рабочего колеса вентилятора от передней 5, задней 6 и одной из боковых стенок 7 камеры 4; переднее рабочее колесо 2 биротативного вентилятора 1 закреплено на переднем конце валопровода 8; заднее рабочее колесо 3 биротативного вентилятора 1 закреплено на переднем конце валопровода 9, валопроводы 8 и 9 установлены соосно и соединены через подшипники и конические оболочки 10 с корпусом 11, корпус 11 соединен с коническими оболочками 12, конические оболочки 12 соединены с опорным корпусом 13, опорный корпус 13 соединен с опорной рамой 14, опертой на фундамент 31, на заднем конце валопровода 8 переднего рабочего колеса 2 биротативного вентилятора 1 закреплено коническое зубчатое колесо 15, введенное в зубчатое зацепление с конической зубчатой шестерней 16 биротативного редуктора 17, вал конической зубчатой шестерни 16 соединен с валом моментомера 18, другой конец вала моментомера 18 соединен с валом привода 19 переднего рабочего колеса 2 биротативного вентилятора 1, на заднем конце валопровода 9 заднего рабочего колеса 3 биротативного вентилятора 1 закреплено коническое зубчатое колесо 20, введенное в зубчатое зацепление с конической зубчатой шестерней 21 биротативного редуктора 17, вал конической зубчатой шестерни 21 соединен с валом моментомера 22, другой конец вала моментомера 22 соединен с валом привода 23 заднего рабочего колеса 3 биротативного вентилятора 1, при этом пары конических зубчатых шестерен 16 и 21 биротативного редуктора 17 кинематически не связаны между собой, что обеспечивает независимое вращение по частоте и по мощности рабочих колес 2 и 3 биротативного вентилятора 1, полость между корпусом 11 и коническими оболочками 12 соединена трубой 24 с расходомером воздуха 25, наружный конический воздухозаборник 26 соединен кольцевым каналом 27 с эксгаустерной системой 28, через которую воздух из акустической камеры 4 отсасывается и выбрасывается в атмосферу, акустическая камера 4 имеет проемы 29, в которые установлены фильтры 30.

Стенд для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореакивных двигателей (ТРДД) работает следующим образом.

Включаются в работу приводы 19 и 23, например турбины или электродвигатели, переднего и заднего рабочих колес 2 и 3 биротативного вентилятора 1. Подведенная к приводам 19 и 23 мощность через валопроводы 8 и 9 передается соответственно рабочим колесам 2 и 3 биротативного вентилятора 1, приводя их во вращение, при этом рабочие колеса 2 и 3 приводятся во вращение в противоположных направлениях - биротативно. Посредством измерительной системы (на фиг. не показана) производят измерение шума биротативного вентилятора 1. При этом биротативный редуктор 17, приводы 19 и 23 рабочих колес 2 и 3 биротативного вентилятора 1, эксгаустерная система 28 установлены вне акустической (безэховой) камеры 4, что обеспечивает отсутствие помех при измерениях в акустической камере.

Таким образом, привод каждого рабочего колеса биротативного вентилятора выполнен независимым и обеспечивает их независимое вращение по частоте и мощности, что дает возможность экспериментально определять оптимальное соотношение их скоростей вращения, а расположение вентилятора в акустической (безэховой) камере обеспечивает моделирование акустически свободного пространства в передней и задней полусфере двигателя и в пространстве между ними, что необходимо для определения возможности уменьшения шумовой эмиссии двигателей и повышения их эффективности.

При испытании однорядных вентиляторов авиационных двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД) на стенде устанавливают вентилятор с одним рабочим колесом на соответствующий валопровод и включают в работу только один соответствующий привод.

Стенддляаэродинамическихиакустическихисследованийвентиляторовдвухконтурныхтурбореактивныхдвигателей(ТРДД),преимущественнобиротативныхиоднорядныхвентиляторовавиационныхдвигателей,содержащийакустическую(безэховую)камеру,содержащуюпроемысустановленнымивнихфильтрамидлязаборавоздуха,биротативныйвентилятор,редуктор,привод,напримертурбинуилиэлектродвигатель,эксгаустернуюсистему,системуизмерений,отличающийсятем,чтобиротативныйвентиляторустановленвакустическойкамеренарасстояниинеменеедесятидиаметроврабочегоколесавентилятораотпередней,заднейиоднойизбоковыхстеноккамеры,содержитпереднеерабочееколесоизаднеерабочееколесо,которыеразмещенынапереднихконцахвалопроводов,установленныхсоосно,заднийконецкаждоговалопроводасоответственнопереднегорабочегоколесаизаднегорабочегоколесачереззубчатоезацеплениесоединенсихприводами,причемпарыконическихзубчатыхшестеренбиротативногоредукторакинематическинесвязанымеждусобой,чтообеспечиваетихнезависимоевращениепочастотеимощностирабочихколесбиротативноговентилятора,валопроводыпереднегоизаднегорабочихколесзаключенывкорпус,опертыйнаконическиеоболочки,снаружиконическихоболочекустановленнаружныйконическийвоздухозаборник,полостьмеждукорпусомиконическимиоболочкамисоединенасрасходомеромвоздуха,корпусиконическиеоболочкисоединенысопорнымкорпусом,опорныйкорпуссоединенсопорнойрамой,наружныйконическийвоздухозаборниксоединенсвоздухосборником,опертымнафундамент,эксгаустернаясистемасоединенасполостью,образованнойконическимиоболочкамиикорпусом,атакжесвозухосборником,приэтомприводырабочихколесбиротативноговентилятора,биротативныйредуктор,эксгаустернаясистемаразмещенывнеакустическойкамеры.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 204.
10.05.2018
№218.016.393b

Межроторная опора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного моторостроения и может быть использовано в межроторных опорах газотурбинных двигателей. Межроторная опора газотурбинного двигателя включает подшипник скольжения, содержащий внутреннее кольцо подшипника, выполненное из композиционного материала на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647021
Дата охранного документа: 13.03.2018
10.05.2018
№218.016.3a33

Способ исследования теплозащитных свойств высокотемпературных покрытий и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области технической физики, а именно к способам исследования теплозащитных свойств высокотемпературных покрытий и устройствам для их осуществления, и может быть использовано при испытаниях высокотемпературных покрытий деталей преимущественно газотурбинных двигателей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647562
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.43e6

Способ полетной диагностики авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков

Изобретение относится к авиадвигателестроению, касается определения в полете параметров двухконтурного турбореактивного двигателя со смешением потоков и может быть использовано для диагностики его состояния в условиях эксплуатации. Предварительно измеряют степень неравномерности полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649715
Дата охранного документа: 04.04.2018
10.05.2018
№218.016.448c

Акустическая форсунка

Изобретение относится к области энергетики и может использоваться для высококачественного распыливания жидкого топлива. Акустическая форсунка для распыливания жидкого топлива содержит цилиндрический полый корпус с каналом подвода газа и сверхзвуковым соплом, расположенным в торцевой части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650017
Дата охранного документа: 06.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b44

Стенд для измерения нагрузок, воздействующих на объект авиационной техники

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для аэродинамических испытаний, и может быть использовано в авиастроении. Стенд включает динамометрическую платформу, предназначенную для закрепления объекта, установленную посредством по меньшей мере четырех пластин переменной жесткости на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651627
Дата охранного документа: 23.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b6d

Способ определения температуры торможения газового потока

Изобретение относится к области технической физики, а именно к способам определения температуры торможения газового потока, и может быть использовано при длительном локальном измерение полной температуры набегающего потока в элементах газотурбинных двигателей, например в переходных каналах, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651626
Дата охранного документа: 23.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f3d

Пневматическое устройство для испытания конструкции двигателя летательного аппарата на ударное воздействие

Изобретение относится к области технической физики, а именно к пневматическим устройствам для испытания конструкции двигателя летательного аппарата на ударное воздействие и может быть использовано при экспериментальных исследованиях и стендовых испытаниях на устойчивость элементов конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652658
Дата охранного документа: 28.04.2018
10.05.2018
№218.016.4fb1

Авиационная силовая установка

Авиационная силовая установка содержит турбокомпрессорный блок, батарею твердооксидных топливных элементов с выходами для анодного и катодного газов, отдельно расположенный тяговый вентилятор, топливный насос. Турбокомпрессорный блок включает контур низкого давления и контур высокого давления с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652842
Дата охранного документа: 03.05.2018
10.05.2018
№218.016.4fbf

Способ защиты корпуса лопаточных машин и устройство, реализующее способ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам защиты корпуса лопаточных машин от пробиваемости при обрыве лопатки и устройствам, реализующим указанный способ, и может быть использовано в вентиляторах и/или компрессорах газотурбинных двигателей, в том числе в авиадвигателях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652857
Дата охранного документа: 03.05.2018
29.05.2018
№218.016.52c2

Стенд для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к стендам для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси, и может быть использовано при диспергировании смешиваемых фаз при испытании систем смазки авиационных двигателей. Сущность изобретения состоит в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653867
Дата охранного документа: 15.05.2018
Показаны записи 11-16 из 16.
10.04.2019
№219.017.0532

Биротативный винтовентилятор

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам авиационных газотурбинных двигателей. Биротативный винтовентилятор состоит из расположенных друг за другом двух противоположно вращающихся рабочих колес. Для выполнения аэродинамических профилей лопаток обоих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367822
Дата охранного документа: 20.09.2009
10.04.2019
№219.017.053d

Биротативный винтовентилятор

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам авиационных газотурбинных двигателей. Биротативный винтовентилятор состоит из расположенных друг за другом первого рабочего колеса и второго рабочего колеса с лопатками, имеющими возможность поворачиваться в дисках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367823
Дата охранного документа: 20.09.2009
09.05.2019
№219.017.4c93

Осевой компрессор для транспортировки природного газа

Изобретение относится к компрессоростроению и используется для транспортировки природного газа. Осевой компрессор для транспортировки природного газа содержит корпус с лопатками направляющих аппаратов и ротор с рабочими лопатками. Задачей предлагаемого изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312254
Дата охранного документа: 10.12.2007
06.06.2019
№219.017.7482

Установка для испытания деталей турбомашины

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям осевых турбомашин для газотурбинных установок. Установка для испытания деталей турбомашины содержит модельный осевой компрессор со съемными деталями, в корпусе которого установлен выходной статор с направляющими лопатками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690603
Дата охранного документа: 04.06.2019
15.11.2019
№219.017.e2e9

Универсальная уборочная машина

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки взлетно-посадочных полос, автомагистралей и любых искусственных и естественных покрытий от льда, снега, щебня, гравия и другого смета. Универсальная уборочная машина содержит установленные на шасси генератор газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706199
Дата охранного документа: 14.11.2019
02.03.2020
№220.018.0823

Турбокомпрессор с надроторным устройством

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в осевых турбокомпрессорах для газотурбинных двигателей и установок. Изобретение позволяет повысить эффективность работы турбокомпрессора на долевых режимах при гарантированном обеспечении оптимальной величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715459
Дата охранного документа: 28.02.2020
+ добавить свой РИД