УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЯТОРА В СОСТАВЕ ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С РАЗДЕЛЬНЫМИ СОПЛАМИ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА Российский патент 2004 года по МПК F02K3/04 F02K1/06 

Изобретение относится к области авиационного моторостроения, преимущественно к области испытания двухконтурных газотурбинных двигателей (ТРДД).

Известны устройства для снятия характеристик вентилятора ТРДД в составе двигателя, содержащие выходные устройства с изменяемой площадью проходного сечения посредством прикрытия створок выходного сопла (см., например, “Конструкция и проектирование авиационных двигателей” под. ред. Д.В.Хронина, М., Машиностроение, 1989, стр.474). Уменьшением площади проходного сечения выходного устройства обеспечивается соответствующее увеличение степени сжатия воздуха в вентиляторе ТРДД и при достижении некоторого значения степени сжатия возникает помпаж вентилятора, т.е. достигается граница его неустойчивости. Изменением оборотов ротора вентилятора можно определить всю область неустойчивости (границу помпажа).

Недостатком такого решения является необходимость разработки и изготовления специального (нештатного) выходного устройства, а также системы управления створками регулируемого сопла.

Известно устройство для снятия характеристик вентилятора в составе двухконтурного турбореактивного двигателя с раздельными соплами внешнего и внутреннего контуров, содержащее датчики измерения давления воздуха за вентилятором (см., например, “Теория воздушно-реактивных двигателей” под ред. С.М.Шляхтенко. М., Машиностроение, 1975, стр.349).

В этом случае для определения границ устойчивости вентилятора в составе двигателя необходимо использовать сменные насадки, обеспечивающие различные значения проходного сечения сопла внешнего контура. Недостатком такого технического решения является его сложность и нетехнологичность снятия характеристик вентилятора.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение диапазонов, повышение эффективности и безопасности испытаний.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для снятия характеристик вентилятора в составе двухконтурного турбореактивного двигателя с раздельными соплами внешнего и внутреннего контуров, содержащее датчики измерения давления воздуха за вентилятором, согласно изобретению, снабжено размещенным на сопле внешнего контура дополнительным выходным устройством, включающим замкнутую полость, образованную внешней обечайкой и корпусом сопла внешнего контура, соединенную отверстиями с внутренней полостью сопла внешнего контура и снабженную трубопроводом сброса воздуха с установленным в нем регулируемым дросселем.

Поставленная задача решается также за счет того, что устройство для снятия характеристик вентилятора снабжено воздушными клапанами для сброса воздуха при возникновении помпажа, размещенными перед регулируемым дросселем в трубопроводе сброса воздуха.

Поставленная задача решается также за счет того, что в устройстве для снятия характеристик вентилятора регулируемый дроссель выполнен в виде дистанционно управляемой заслонки.

На чертеже схематично изображен ТРДД с предлагаемым устройством. ТРДД 1 для снятия характеристик вентилятора 2 содержит компрессор 3, камеру сгорания 4, турбину 5, выходное устройство 6, включающее сопла 7, 8 соответственно внутреннего и внешнего (вентиляторного) контуров. На сопле 8 внешнего контура размещено дополнительное выходное устройство 9, включающее замкнутую полость 10, образованную внешней обечайкой 11 и корпусом сопла 8 внешнего контура. Замкнутая полость 10 соединена с внутренней полостью 12 сопла 8 внешнего контура отверстиями 13. Замкнутая полость 10 снабжена трубопроводом 14 сброса воздуха через регулируемый дроссель в виде дистанционно управляемой заслонки 15. В трубопроводе 14 установлены клапаны 16 сброса воздуха при возникновении помпажа вентилятора 2. За вентилятором 2 установлены датчики 17 измерения давления.

Устройство работает следующем образом: при максимально открытой дистанционно управляемой заслонке 15 ТРДД выводят на заданные обороты вентилятора 2, после чего постепенно снижают сброс воздуха из сопла 8 внешнего контура путем прикрытия дистанционно управляемой заслонки 15. При этом возрастает давление воздуха за вентилятором 2. При достижении границы устойчивости возникает помпаж вентилятора 2, сопровождающийся резким ростом давления за вентилятором 2, в том числе в трубопроводе 14, и срабатывают клапаны 16 сброса воздуха, увеличивая пропускную способность сопла 8 внешнего контура, что, в свою очередь, приводит к снижению степени сжатия воздуха за вентилятором 2 и уходу от помпажа.

Повторяя описанную выше процедуру для различных оборотов ротора вентилятора 2, снимают всю границу возникновения помпажа вентилятора 2.

Предложенное устройство позволяет эффективно и безопасно для двигателя снимать характеристики вентилятора непосредственно в составе ТРДД.

Устройство для снятия характеристик вентилятора в составе двухконтурного турбореактивного двигателя с раздельными соплами внешнего и внутреннего контуров содержит датчики измерения давления воздуха за вентилятором. Устройство также снабжено размещенным на сопле внешнего контура дополнительным выходным устройством, включающим замкнутую полость, образованную внешней обечайкой и корпусом сопла внешнего контура, соединенную отверстиями с внутренней полостью сопла внешнего контура и снабженную трубопроводом сброса воздуха, с установленным в нем регулируемым дросселем. Устройство также снабжено воздушными клапанами для сброса воздуха при возникновении помпажа, размещенными перед регулируемым дросселем в трубопроводе сброса воздуха. Регулируемый дроссель выполнен в виде дистанционно управляемой заслонки. Изобретение позволяет эффективно и безопасно для двигателя снимать характеристики вентилятора непосредственно в составе двухконтурного турбореактивного двигателя. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для снятия характеристик вентилятора в составе двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД) с раздельными соплами внешнего и внутреннего контуров, содержащее датчики измерения давления воздуха за вентилятором, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным на сопле внешнего контура дополнительным выходным устройством, включающим замкнутую полость, образованную внешней обечайкой и корпусом сопла внешнего контура, соединенную отверстиями с внутренней полостью сопла внешнего контура и снабженную трубопроводом сброса воздуха с установленным в нем регулируемым дросселем.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено воздушными клапанами для сброса воздуха при возникновении помпажа, размещенными перед регулируемым дросселем в трубопроводе сброса воздуха.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулируемый дроссель выполнен в виде дистанционно управляемой заслонки.