ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА РЕАКТИВНОЙ СТРУИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F02K1/34 

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

Известны различные конструкции, предусматривающие снижение шума реактивной струи газотурбинного двигателя, наиболее простыми из которых являются отражатели шума [1] Но такие отражатели имеют значительный вес.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является глушитель шума с устройством для разбрызгивания мыльной пены, образующий слой пены вокруг реактивной струи [3]
Глушитель представляет собой концентрическую насадку, располагаемую с зазором с помощью стоек у среза реактивного сопла ГТД. Конструкция состоит из двух полых тороидальных коллекторов, размещенных один внутри другого с отверстиями. Во внутренний коллектор подается сжатый воздух6 во внешний, выполняющий роль пенообразующей камеры, мыльная вода. Воздух через отверстия поступает в коллектор с мыльной водой и способствует образованию пены, которая под давлением выбрасывается наружу, образуя благодаря дефлекторам коническую расширяющуюся мыльную пену вокруг реактивной струи, поглощающую шум от этой струи.

Недостатком данного глушителя является увеличение поперечных габаритов двигателя, сложность конструкции, необходимость отбора сжатого воздуха от двигателя и подвода его в коллектор с мыльной водой.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является уменьшение габаритных размеров глушителя шума реактивной струи и упрощение его конструкции, повышение эффективности шумоглушения.

Поставленная задача решается тем, что в глушителе шума реактивной струи газотурбинного двигателя, расположенном у среза реактивного сопла, включающем патрубок подвода пенообразующей жидкости, пенообразующую камеру и направляющий дефлектор, пенообразующая камера выполнена в виде ниши, стенки ниши спрофилированы по линиям тока потенциального вихря, передняя стенка ниши соединена с острой кромкой плоского или осесимметричного сопла газотурбинного двигателя, патрубок подвода пенообразующей жидкости снабжен коллектором, расположенным на задней стенке ниши и сообщающимся с ней через систему отверстий, равномерно расположенных по его длине, устройство снабжено наружным обтекателем, пенообразующая камера расположена по всему периметру сопла или по нижней его половине.

На чертеже представлен продольный разрез глушителя шума реактивной струи газотурбинного двигателя.

Глушитель шума реактивной струи газотурбинного двигателя (фиг. 1), расположенный у среза реактивного сопла, содержит патрубок подвода пенообразующей жидкости 1, пенообразующую камеру, выполненную в виде ниши 2, и направляющий дефлектор 3. Стенки ниши 2 спрофилированы по линиям тока потенциального вихря. Передняя стенка ниши 2 соединена с острой кромкой 4 плоского или осесимметричного сопла 5 газотурбинного двигателя. Патрубок подвода пенообразующей жидкости 1 снабжен коллектором 6, расположенным на задней стенке ниши 2 и сообщающимся с ней через систему отверстий 7, равномерно расположенных по его длине. Устройство снабжено наружным обтекателем 8.

Работает устройство следующим образом. Поток газа, проходя через сопло 5, под воздействием внезапного расширения срывается с острой кромки 4, обтекает нишу 2, образует в ней единое циркуляционное течение стоячий вихрь, которое организовано за счет специального профилирования стенок вихревой камеры по методу конформных отображений, предложенного Ринглебом [2] Потери на вихревой камере незначительны, так как энергия потока затрачивается лишь на поддержание вращения одного вихря. На режиме шумоглушения пенообразующая жидкость подается по патрубку 1 в коллектор 6 и через систему отверстий 7 поступает в нишу 2. Под воздействием вихря пенообразующая жидкость интенсивно перемешивается с газом и вспенивается. Образовавшаяся пена уносится потоком и, обтекая дефлектор 3, закрывает реактивную струю плотной завесой, экранирующей шум.

В химической промышленности имеется достаточный набор пенообразующих веществ, например ПГП, ПГПС, ПСБ, образующих при перемешивании с газом 3-5 г вещества до 1 м³ пены. Таким образом, при общем расходе пенообразующего вещества около 50-100 г/л образовавшаяся пена создаст вокруг реактивной струи плотный экранирующий слой, в результате чего уровень шума от струи снизиться. Расположение пенообразующей камеры в нижней половине сопла повысит эффективность шумоглушения за счет увеличения толщины слоя пены.

Поскольку в предлагаемом устройстве не используется сжатый воздух и системы для его отбора, регулирования расхода и подачи, то конструкция по сравнению с прототипом значительно упростится, а ее надежность повысится. Кроме того, данное устройство, в отличие от прототипа, не увеличивает поперечный размер двигателя.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет, не изменяя конструкцию двигателя, не увеличивая существенно его массу и габариты, снизить уровень шума от реактивной струи и тем самым улучшить экологическую обстановку на аэродроме и прилегающих районах.

Глушитель шума применим в гражданской и транспортой авиации, в устройствах, где основным источником шума является высокоскоростная струя газа или жидкости. Глушитель шума реактивной струи газотурбинного двигателя расположен у среза реактивного сопла. Он содержит патрубок подвода пенообразующей жидкости 1, пенообразующую камеру в виде ниши 2, направляющий дефлектор 3. Стенки ниши спрофилированы по линиям тока потенциального вихря. Передняя стенка ниши соединена с острой кромкой 4 плоского или осесимметричного сопла 5 газотурбинного двигателя. Патрубок подвода снабжен коллектором 6, расположенным на задней стенке ниши. Применение такого глушителя шума обеспечивает уменьшение габаритов и упрощение его конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Глушитель шума реактивной струи газотурбинного двигателя, расположенный у среза реактивного сопла, включающий пенообразующую камеру, расположенную по всему периметру сопла, и коллектор, сообщающийся с пенообразующей камерой через систему отверстий, равномерно расположенных по его длине, и соединенный с патрубком подвода пенообразующей жидкости, отличающийся тем, что пенообразующая камера выполнена в виде ниши, стенки которой спрофилированы по линиям тока потенциального вихря, а передняя стенка соединена с острой кромкой плоского или осесимметричного сопла газотурбинного двигателя, коллектор расположен в задней стенке ниши. 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что пенообразующая камера расположена в нижней половине сопла.