Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции форсажной камеры ГТД.
Известна форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая корпус и установленное в нем фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени и противовибрационным экраном, установленным на корпусе (1).
Недостатком ее является демпфирование колебаний давления в узком диапазоне частот.
Известна форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленные в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, расположенными коаксиально вибрационному поглотителю, выполненному в виде полого обтекателя задней опоры турбины с перфорацией на нем в виде двух участков перед и в плоскости фронтового устройства, образующего с корпусом камеры кольцевой диффузор (2).
Такое устройство поглотителя энергии колебаний сложно в изготовлении и имеет значительную массу.
Задача изобретения - упрощение конструкции и снижение массы форсажной камеры.
Для достижения указанной задачи форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного его корпусом и обтекателем задней опоры турбины, в ней вход и выход из диффузора дополнительно сообщены, по меньшей мере, одним акустическим волноводом, расположенным по его периферии, при этом длину акустического волновода определяют из соотношения
где - длина дополнительного акустического волновода;
11 - длина диффузора вдоль продольной оси форсажной камеры;
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний.
Возможен вариант, в котором для достижения той же задачи в форсажной камере газотурбинного двигателя, содержащей установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного его корпусом и обтекателем задней опоры турбины, в котором вход и выход из диффузора дополнительно сообщены, по меньшей мере, одним акустическим волноводом, расположенным внутри обтекателя, при этом длину акустического волновода определяют из соотношения
где - длина дополнительного акустического волновода;
11 - длина диффузора вдоль продольной оси форсажной камеры;
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний,
при этом акустический волновод может быть выполнен в виде спиральной трубки, вход и выход которой установлен заподлицо с наружным профилем обтекателя.
Новым здесь является то, что вход и выход из диффузора дополнительно сообщены, по меньшей мере, одним акустическим волноводом, расположенным по его периферии или расположенным внутри обтекателя, при этом длину акустического волновода определяют из соотношения
где - длина дополнительного акустического волновода;
11 - длина диффузора вдоль продольной оси форсажной камеры;
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний.
Во внутренней полости обтекателя дополнительно установлен, по меньшей мере, один акустический волновод, причем его выход расположен в плоскости кольцевых стабилизаторов фронтового устройства, а вход - за турбиной. Акустический волновод, расположенный под контуром обтекателя, выполнен из спиральной трубки, вход и выход которой установлен заподлицо с наружным профилем обтекателя.
Рассчитав длину акустических волноводов, мы получаем возможность выполнить устройство для подавления колебаний путем интерференции акустических волн при вибрационном горении и таким образом обеспечить работу форсажной камеры без регулярных колебаний в ней во всем диапазоне рабочих режимов. Устройство, требующееся для этого, получается более простым и с меньшей массой.
Это обеспечивает задачу изобретения - упрощение конструкции и снижение массы форсажной камеры.
На чертеже представлен продольный разрез форсажной камеры.
Форсажная камера содержит установленное в корпусе 1 фронтовое устройство 2 с кольцевыми стабилизаторами пламени 3, размещенное на выходе из диффузора 4, образованного корпусом 1 и обтекателем 5 задней опоры 6 турбины 7. В диффузоре 4 установлен, по меньшей мере, один акустический волновод (трубопровод) 8, расположенный по периферии 9, а в обтекателе 5 установлен, по меньшей мере, один акустический волновод (трубопровод) 10, сообщающие в осевом направлении сечения входа 11 - за турбиной 7 и выхода 12, расположенного в плоскости кольцевых стабилизаторов фронтового устройства 2. Акустический волновод 10, расположенный под контуром обтекателя 5, выполнен из трубы 13 заподлицо с контуром 14 обтекателя 5 в виде одно- или многозаходной спирали переменного радиуса кривизны между витками и закреплен на нем. При этом 15 - длина диффузора 4 вдоль продольной оси, 16 - расчетная длина акустических волноводов 8 и 10 по дуге, длина акустического волновода определяется соотношением
где - длина 16 дополнительного акустического волновода 8, (10);
11 - длина диффузора 15 вдоль продольной оси форсажной камеры
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний.
При работе форсажной камеры при наступлении режима вибрационного горения возникают периодические колебания давления и скорости газа с одной из мод колебаний камеры. В этом случае они распространяются от стабилизаторов 3 фронтового устройства 2 как по диффузору 4, так и по волноводам 8, 10. Благодаря тому, что длина волноводов 8, 10 как минимум на половину длины волны возникающих при вибрационном горении колебаний больше длины 15 в осевом направлении диффузора 4, волны проходят на вход 11 диффузора 4 в противофазе и взаимно подавляют друг друга за счет интерференции акустических волн при вибрационном горении.
Подбирая соответственно длины волноводов 8, 10, можно настроить устройство на гашение акустических колебаний различных мод в форсажной камере при вибрационном горении.
Источники информации
1. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, 1969 г., с.445.
2. Патент РФ №2117806, F 02 K 3/10, 1995 г.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2002 |
|
RU2229616C1 |
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2002 |
|
RU2247852C2 |
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2002 |
|
RU2229615C1 |
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 1995 |
|
RU2117806C1 |
КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2002 |
|
RU2236644C1 |
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2004 |
|
RU2280189C1 |
КАМЕРА СГОРАНИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2002 |
|
RU2212589C1 |
СКЛАДНАЯ ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА МАЛОРАЗМЕРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2024 |
|
RU2822340C1 |
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛАМЕНИ В ФОРСАЖНОЙ КАМЕРЕ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2009 |
|
RU2403422C1 |
ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2011 |
|
RU2480604C1 |
Форсажная камера газотурбинного двигателя содержит установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевыми стабилизаторами пламени, размещенное на выходе из диффузора, образованного его корпусом и обтекателем задней опоры турбины. Вход и выход из диффузора дополнительно сообщены, по меньшей мере, одним акустическим волноводом, расположенным по его периферии или внутри обтекателя. Длину акустического волновода определяют из защищаемого изобретением соотношения. Изобретение позволяет упростить конструкцию и уменьшить массу форсажной камеры путем подавления колебаний давления в камере и таким образом обеспечить работу форсажной камеры без регулярных колебаний в ней во всем диапазоне рабочих режимов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
где - длина дополнительного акустического волновода;
l1 - длина диффузора вдоль продольной оси форсажной камеры;
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний.
где - длина дополнительного акустического волновода;
l1 - длина диффузора вдоль продольной оси форсажной камеры;
λ - длина волны продольной, тангециальной, радиальной или комбинированной моды колебаний.
ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ | 1995 |
|
RU2117806C1 |
Форсажная камера сгорания турбореактивного двигателя | 1979 |
|
SU805712A1 |
Камера сгорания генератора инертных газов | 1989 |
|
SU1695060A1 |
EP 0576717 A1, 05.01.1992 | |||
US 5431018 A, 11.07.1995 | |||
EP 1158247 A2, 28.11.2001. |
Авторы
Даты
2004-05-27—Публикация
2002-12-15—Подача