ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F02K3/00 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а именно к турбореактивным.

В качестве прототипа выбран турбореактивный двигатель прямой реакции /1/, содержащий корпус, осевой трехступенчатый компрессор, камеры сгорания и газовую турбину.

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

Задача изобретения - увеличение моторесурса и надежности двигателя при одновременном упрощении его конструкции и обслуживания.

Поставленная задача достигается тем, что в двигателе, содержащем корпус, осевой трехступечатый компрессор, камеры сгорания и газовую турбину, согласно изобретению, в корпусе закреплены камеры сгорания, а их продольные оси расположены под углом 45-75^o к торцевой плоскости двигателя и перпендикулярны поверхности пера лопатки газовой турбины в зоне ее входной кромки, турбина заключена в массивный корпус и установлена на одном валу с компрессором вслед за камерами сгорания, количество лопаток должно быть больше или равно числу камер сгорания, за которыми в корпусе установлен соосно с турбиной диффузор, каждая из спрямляющих стенок которого представляет собой плоскую лопасть, закрепленную одним концом равномерно по окружности внутренней поверхности корпуса двигателя и расположенную по радиусу в продольной осевой плоскости, другим - к ступице, через внутреннее отверстие которой проходит вал двигателя.

На фиг.1 представлен общий вид двигателя, продольный разрез; на фиг.2 - вид А-А. Турбореактивный двигатель состоит из корпуса 1, в котором на валу 2 жестко закреплен осевой компрессор высокого давления 3, за которым в корпусе двигателя установлены камеры сгорания 4, продольные оси которых перпендикулярны поверхностям пера лопаток 5 газовой турбины 6 в зоне ее входной кромки, турбина заключена в массивный корпус. За турбиной 6, установленной на валу 2, к внутренней поверхности корпуса 1 крепится диффузор 7, спрямляющие стенки которого другим свободным концом присоединены к ступице, через внутреннее отверстие которой свободно пропущен вал 2 двигателя. Конец вала 2 с подшипниками закрыт обтекателем газов 9, установленным по оси и расположенным в сопловой части 10 корпуса двигателя.

Турбореактивный двигатель работает следующим образом.

Подаваемый компрессором сжатый воздух в камеры сгорания образует вместе с топливом смесь, которая при горении образует взрыв. В связи с тем, что продольные оси камер сгорания находятся под углом 45-75^o к торцевой плоскости двигателя и в то же время они перпендикулярны поверхности пера лопаток газовой турбины в зоне ее входной кромки, вырывающаяся из камеры сгорания струя взрывного газа будет ударять о нее с максимальной силой, создавая тем самым максимальный крутящий момент. Кроме того, лопатки турбины в сторону сопла постепенно уменьшаются в поперечном сечении, тем самым увеличивая просвет между ними на выходе. На входе лопатки имеют массивное сечение. Но за счет плавного изменения профиля лопаток, уменьшения их сечения, резко увеличивается межлопастное пространство. Газы от поверхностей лопаток более свободно устремляются в это пространство и далее в диффузор, имеющий спрямляющие стенки. Сочетание всех этих изменяющихся поверхностей лопаток позволяет более эффективно использовать реактивную струю, способствует более эффективному выхлопу.

Преимуществом турбореактивного двигателя является простота конструкции и изготовления, а вследствие несложной конструкции компрессора и газовой турбины увеличивается его надежность. В связи с использованием простой и массивной конструкции газовой турбины увеличивается моторесурс двигателя.

Лопатки турбины выполнены массивными, следовательно, увеличивается их долговечность. Материал, из которого их можно выполнить, выдерживает большие механические и тепловые нагрузки, а изменяющаяся форма лопатки, плавный переход от массивной и запирающей частей в спрямляющую позволяет более эффективно использовать реактивную струю.

Турбореактивный двигатель содержит корпус, осевой трехступенчатый компрессор, камеры сгорания и газовую турбину, заключенную в массивный корпус. Продольные оси камер сгорания расположены под углом 45-70^o к торцевой плоскости двигателя и перпендикулярны поверхности пера лопатки газовой турбины в зоне ее входной кромки. Количество лопаток газовой турбины больше или равно числу камер сгорания. За турбиной соосно установлен диффузор со спрямляющими стенками в форме плоских лопастей, закрепленных одним концом равномерно по окружности внутренней поверхности корпуса двигателя и расположенных по радиусу в продольной осевой плоскостни и другим - к ступице. Через внутреннее отверстие ступицы проходит вал. Такое выполнение двигателя увеличивает его моторесурс и надежность. 2 ил.

Турбореактивный двигатель, содержащий корпус, осевой трехступенчатый компрессор, камеры сгорания и газовую турбину, отличающийся тем, что продольные оси камер сгорания расположены под углом 45 - 75^o к торцевой плоскости двигателя и перпендикулярны поверхности пера лопатки газовой турбины в зоне ее входной кромки, причем турбина заключена в массивный корпус, а количество ее лопаток больше или равно числу камер сгорания, за турбиной соосно установлен диффузор со спрямляющими стенками в форме плоских лопастей, закрепленных одним концом равномерно по окружности внутренней поверхности корпуса двигателя и расположенных по радиусу в продольной осевой плоскости, а другим - к ступице, через внутреннее отверстие которой проходит вал.