РОТОРНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F02K11/00 

Изобретение относится к разновидности газотурбинных авиационных двигателей, а именно, к турбореактивным двигателям.

В качестве прототипа выбран турбореактивный одноконтурный двигатель [1]. Эти двигатели отличаются относительной конструктивной и технологической простотой и достаточно широко применяются на самолетах и летательных аппаратах с дозвуковой и сверхзвуковой скоростью полета. Их достоинство - существенный рост тяги с увеличением скорости, особенно на сверхзвуковых самолетах.

Известен также роторно-реактивный двигатель, содержащий корпус, установленные в нем осевой многоступенчатый компрессор высокого давления, жестко прикрепленные к валу в конце последней ступени равномерно по окружности камеры сгорания с форсунками, каналами подачи топлива [2].

Основной недостаток двигателя - высокий расход топлива, ограничивающий дальность полета и удорожающий эксплуатацию. По этим причинам в настоящее время новые самолеты с ТРД, как правило, не проектируются.

Задача изобретения - увеличить моторесурс, повысить надежность двигателя, упростить конструкцию и технологию изготовления, а также обслуживание.

Для достижения поставленной задачи в роторно-реактивном двигателе, содержащем корпус, осевой компрессор, камеры сгорания с форсунками и рабочие лопатки, согласно предлагаемому изобретению, жестко на валу в корпусе закреплен компрессор высокого давления, например, трехступенчатый, к которому в конце последней ступени под углом 20 - 45^o к поперечной плоскости равномерно по окружности закреплены камеры сгорания с форсунками, к которым подводятся каналы для подачи топлива, выполненные в теле вала, причем другая половина корпуса выполнена в форме сопла и переходящей в него конусной части, на внутренней поверхности которой под углом 90 - 110^o к торцевой плоскости закреплены фигурные лопатки, профиль каждой из которых постепенно переходит от запирающей в упорную и затем спрямляющую часть, а в полости, образованной свободными кромками лопаток в конусной части корпуса, обращенной к камерам сгорания, соосно крепится конусообразный обтекатель газов.

Изобретение поясняется схемами, на фиг. 1 представлен продольный разрез двигателя, на фиг. 2 - его поперечное сечение, на фиг. 3 - сечение A-A фиг. 1.

Роторно-реактивный двигатель содержит корпус 1, в котором на валу 2 неподвижно закреплен компрессор высокого давления 3. К компрессору закреплены камеры сгорания 4 с форсунками 5, к которым подводятся каналы 6 для подачи топлива. В конусной части корпуса, переходящей в сопло 7, неподвижно закреплены фигурные лопатки 8, состоящие из плавно переходящих друг в друга частей: запирающей 9, упорной 10 и спрямляющей 11. В полости, образованной свободными кромками лопаток, к корпусу соосно крепится обтекатель газов 12.

Роторно-реактивный двигатель работает следующим образом.

Сжатый воздух от компрессора высокого давления поступает в камеры сгорания, в которые поступает также топливо по каналам, выполненным в валу ротора. Сгорая, смесь образует давление и струи раскаленного газа, ударяясь об упорную поверхность неподвижных лопаток, вращают ротор компрессора и по спрямляющим поверхностям неподвижных лопаток устремляются к поверхности обтекателя, а от него выбрасывается в сопло, образуя отталкивающую силу.

Использование предлагаемого изобретения позволяет, по сравнению с прототипом, значительно упростить конструкцию двигателя в целом и, следовательно, его изготовление за счет отказа от дорогостоящей и сложной газовой турбины. Вместо нее в корпусе двигателя закреплены неподвижные лопатки, которые расположены на пути струй, взрывающихся в камере сгорания газов. В отличие от лопаток турбины их можно изготовить толстостенными, и следовательно, выдерживающими большую температуру. Их можно изготавливать из материала, выдерживающего сравнительно небольшие механические нагрузки, но имеющего намного большую теплостойкость, чем материал лопаток турбины. За счет отсутствия вращающихся лопаток турбины значительно повышается моторесурс двигателя.

Роторно-реактивный двигатель относится к авиационным двигателям и содержит корпус с установленными в нем осевыми многоступенчатым компрессором высокого давления, жестко прикрепленными к его валу в конце первой ступени, равномерно по окружности камерами сгорания с форсунками. К форсункам подводится клапан для подачи топлива, выполненный в теле вала. Камеры сгорания размещены под углом 20 - 45^o к поперечной плоскости двигателя. Половина корпуса выполнена в виде сопла с переходящей в него конусной части. На внутренней поверхности конусной части под углом 90 - 110^o к торцевой поверхности закреплены фигурные лопатки. Профиль каждой фигурной лопатки постепенно переходит от запирающей в упорную и затем спрямляющую поверхность. В полости, образованной свободными кромками лопаток, в конусной части корпуса, обращенной к камерам сгорания, соосно с корпусом крепится конусообразный обтекатель газов. Такое выполнение двигателя приводит к увеличению его моторесурса. 3 ил.

Роторно-реактивный двигатель, содержащий корпус, установленные в нем осевой многоступенчатый компрессор высокого давления, жестко прикрепленные к его валу в конце последней ступени равномерно по окружности камеры сгорания с форсунками, к которым подводятся каналы для подачи топлива, выполненные в теле вала, отличающийся тем, что камеры сгорания размещены под углом 20 - 45^o к поперечной плоскости двигателя, половина корпуса выполнена в виде сопла и переходящей в него конусной части, на внутренней поверхности которой под углом 90 - 110^o к торцевой поверхности закреплены фигурные лопатки, профиль каждой из которых постепенно переходит от запирающей в упорную и затем спрямляющую поверхность, а в полости, образованной свободными кромками лопаток, в конусной части корпуса, обращенной к камерам сгорания, соосно с корпусом крепится конусообразный обтекатель газов.