ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2022 года по МПК F02K3/10 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве силовой установки на летательных аппаратах. Двигатель содержит входное устройство, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, кольцевую камеру сгорания, удлинительную трубу, форсажную камеру сгорания и регулируемое сопло.

Используемая литература

Н.А. Максимов, В.А.Секистов «Авиадвигатели самолётов и вертолётов», М.М. Масленников «Авиационные газотурбинные двигатели», А.А. Колесников «Основы теории реактивных двигателей», Н.В.Иноземцев «Авиационные газотурбинные двигатели теория и рабочий процесс»,1955г.

Задачей данного изобретения является разработка турбореактивного двигателя, в котором обеспечится безотказная работа при попадании посторонних предметов в воздухозаборник двигателя, уменьшение длины и веса самого двигателя.

Наиболее близкий по своей технической сущности к предлагаемому изобретению являются осевые турбореактивные двигатели, имеющие входное устройство, осевой компрессор, кольцевую камеру сгорания, турбину, удлинительную трубу, форсажную камеру и регулируемое сопло.

Недостатком осевых турбореактивных является разрушение двигателя при попадании посторонних предметов в воздухозаборник.

Положительным результатом, который будет получен при осуществлении данного изобретения, является безотказная работа двигателя при попадании посторонних предметов в воздухозаборник. Уменьшение длины двигателя освободит дополнительное место для топлива. Уменьшит вес двигателя, за счёт его конструкции.

Требуемый технический результат достигается тем, что воздух при поступлении его в компрессор низкого давления двигателя очищается конической металлической сеткой. Загрязнённый посторонними предметами поток воздуха поступает в удлинительную трубу двигателя. Компрессор низкого давления вращается концами лопаток турбины низкого давления, которые жёстко закреплены с внутренней стороны конического корпуса компрессора низкого давления. Лопатки компрессора низкого давления установлены на внешней стороне конического корпуса компрессора низкого давления. Компрессор высокого давления вращается концами лопаток турбины высокого давления, которые жёстко закреплены с внутренней стороны конического корпуса компрессора низкого давления. Лопатки компрессора высокого давления установлены на внешней стороне конического корпуса компрессора высокого давления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображён общий вид предполагаемого турбореактивного двигателя Фиг.1., турбореактивный двигатель содержит:

1. Воздух, поступающий в двигатель.

2. Стойка крепления корпуса обтекателя и корпуса двигателя.

3. Кольцевая камера сгорания.

4. Лопатки спрямляющего аппарата компрессора высокого давления.

5. Корпус компрессора высокого давления.

6. Компрессор высокого давления.

7. Конический корпус компрессора высокого давления.

8. Первая ступень турбины высокого давления.

9. Лопатки первой ступени турбины высокого давления.

10. Вторая ступень турбины высокого давления.

11. Лопатки второй ступени турбины высокого давления.

12. Лопатка компрессора высокого давления.

13. Спрямляющая лопатка турбины.

14. Спрямляющая лопатка компрессора.

15. Спрямляющие лопатки компрессора низкого давления.

16. Коническая металлическая сетка.

17. Конический корпус компрессора низкого давления.

18. Компрессор низкого давления.

19. Лопатки компрессора низкого давления.

20. Корпус компрессора низкого давления двигателя.

21. Корпус двигателя.

22. Внешний поток воздух.

23. Загрязнённый поток воздуха.

24. Стойка крепления.

25. Стойка крепления.

26. Внешний корпус воздуховода.

27. Внутренний корпус воздуховода.

28. Воздух, поступающий в удлинительную трубу двигателя.

29. Форсажная камера.

30. Корпус удлинительной трубы.

31. Регулируемо сопло.

32. Стойки крепления корпуса обтекателя.

33. Корпус обтекателя.

34. Стойки крепления.

35. Диск передачи крутящего момента на вал привода агрегатов.

36. Шлицы.

37. Вторая ступень турбины низкого давления.

38. Лопатки второй ступени турбины низкого давления.

39. Лопатки первой ступени турбины низкого давления.

40. Ось агрегатов.

41. Не подвижный полый корпус двигателя.

42. Коробка привода агрегатов двигателя: стартёра, генератора, гидравлического насоса.

43. Корпус кольцевой камеры сгорания.

44. Стойки крепления корпуса привода агрегатов.

45. Корпус обтекателя.

На Фиг.2 изображён фрагмент турбореактивного двигателя.

Турбореактивный двигатель содержит:

1. Воздух, поступающий в двигатель.

2. Стойка крепления корпуса обтекателя и корпуса двигателя.

3. Кольцевая камера сгорания.

4. Лопатки спрямляющего аппарата компрессора высокого давления.

5. Корпус компрессора высокого давления.

6. Компрессор высокого давления.

7. Конический корпус компрессора высокого давления.

9. Лопатки первой ступени турбины высокого давления.

11. Лопатки второй ступени турбины высокого давления.

12. Лопатка компрессора высокого давления.

13. Спрямляющие лопатки турбины.

14. Спрямляющие лопатки компрессора.

15. Спрямляющие лопатки компрессора низкого давления.

16. Коническая металлическая сетка.

17. Конический корпус компрессора низкого давления.

18. Компрессор низкого давления.

19. Лопатки компрессора низкого давления.

20. Корпус компрессора низкого давления двигателя.

21. Корпус двигателя.

22. Внешний поток воздух.

23. Загрязнённый поток воздуха.

24. Стойка крепления.

25. Стойка крепления.

26. Внешний корпус воздуховода.

27. Внутренний корпус воздуховода.

28. Воздух, поступающий в удлинительную трубу двигателя.

30. Корпус удлинительной трубы.

32. Стойки крепления корпуса обтекателя.

38. Лопатки второй ступени турбины низкого давления.

39. Лопатки первой ступени турбины низкого давления.

43. Корпус кольцевой камеры сгорания.

На Фиг.3 изображён фрагмент турбореактивного двигателя. Турбореактивный двигатель содержит:

34. Стойки крепления.

35. Диск передачи крутящего момента на вал привода агрегатов.

36. Шлицы.

37. Вторая ступень турбины низкого давления.

40. Ось агрегатов.

41. Не подвижный полый корпус двигателя.

Принцип работы турбореактивного двигателя заключается в следующем.

Запуск двигателя осуществляется стартёром, находящимся в коробке привода агрегатов двигателя 42, крутящий момент от которого последовательно передаётся на: ось агрегатов 40, диск передачи крутящего момента на вал привода агрегатов 35, вторую ступень турбины низкого давления 37 через шлицы 36, лопатки второй ступени турбины низкого давления 38. Лопатки второй ступени турбины низкого давления 38 и лопатки второй ступени турбины низкого давления 39, своими концами жёстко закреплены с внутренней стороны конического корпуса компрессора низкого давления.

На коническом корпусе компрессора низкого давления 17, с внешней стороны которого установлены лопатки компрессора низкого давления 19, которые совместно со спрямляющими лопатками компрессора низкого давления 15, образуют компрессор низкого давления 18.

При раскрутке компрессора низкого давления 18, засасывается воздух, поступающий в двигатель 1, при своем движении проходит через коническую металлическую сетку 16 и в компрессор низкого давления 18, далее через спрямляющие лопатки компрессора 14, поступает на компрессор высокого давления 6.

На коническом корпусе компрессора высокого давления 7, с внешней стороны установлены лопатки компрессора высокого давления 12, которые совместно со спрямляющими лопатками компрессора высокого давления 4, образуют компрессор высокого давления 6.

Происходит раскрутка компрессора низкого давления 18 и компрессора высокого давления 6. Воздух поступает в корпус кольцевой камеры сгорания 43. При достижении необходимого давления воздуха, для устойчивого горения топлива в кольцевой камере сгорания 3, запальным устройством осуществляется воспламенение топливно-воздушной смеси.

Стартёр двигателя отключается. Образовавшийся в кольцевой камере сгорания 3, газовый поток, обладающий высокой температурой и давлением, поступает на лопатки первой ступени турбины высокого давления 9 и лопатки второй ступени турбины высокого давления 11, увеличивает обороты первой ступени турбины высокого давления 8 и второй ступени турбины высокого давления 10, одновременно с компрессором высокого давления 6.

Газовый поток поступает на: спрямляющие лопатки турбины 13, лопатки первой ступени турбины низкого давления 39, лопатки второй ступени турбины низкого давления 38, увеличивая обороты компрессора никакого давления 18. Далее газовый поток поступает в корпус удлинительной трубы 30, регулируемое сопло 31 и в атмосферу.

Двигатель выходит на режим оборотов устойчивого малого газа. При увеличении оборотов двигателя до максимальных, возможно попадание с воздушным потоком 1 посторонних предметов в воздухозаборник двигателя, особенно опасно попадание птиц при взлёте на малой высоте и посадке, что в большинстве случаев приводит к катастрофам самолётов. В предложенном двигателе, при максимальных оборотах двигателя, воздушный поток 1 имеет большую скорость движения, такую же скорость имеют посторонние предметы в потоке воздуха, продвигаясь, они ударяются в коническую металлическую сетку 16, отскакивая от неё, попадают в загрязнённый поток воздуха 23 и далее между внешним корпусом воздуховода 26 и внутренним корпусом воздуховода 27, воздух с посторонними предметами 28 поступает в корпус удлинительной трубы 30, проходит через регулируемо сопло 31, выходит за пределы двигателя, что обеспечивает безопасную работу двигателя при попадании посторонних предметов в двигатель. Дополнительный воздух с посторонними предметами 28 улучшит тягу двигателя при включении форсажа, так как поступает воздух с повышенным содержанием кислорода. Это имеет место в двухконтурных двигателях.

Предложенное техническое решение не известно из уровня техники по доступным источникам информации, из которого явным образом следует для специалиста двигателестроения, и может быть практически реализовано в серийном производстве по обычной технологии, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве силовой установки на летательных аппаратах. Двигатель содержит входное устройство, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, кольцевую камеру сгорания, удлинительную трубу, форсажную камеру сгорания и регулируемое сопло. Турбореактивный двигатель позволит безопасно выполнять взлеты с грунтовых аэродромов и не подготовленных взлетно-посадочных полос. Попадание птиц при взлёте и посадке самолёта не приведут к разрушению двигателя. Уменьшенные размеры двигателя и его веса позволят увеличить количества топлива на самолёте. 3 ил.

Турбореактивный двигатель, содержащий входное устройство, корпус двигателя, компрессор, кольцевую камеру сгорания, турбину, форсажную камеру, удлинительную трубу, регулируемое сопло, отличается тем, что воздух при поступлении в компрессор очищается конической металлической сеткой, загрязнённый поток воздуха, с посторонними предметами, поступает в удлинительную трубу двигателя, компрессор низкого давления вращается концами лопаток турбины низкого давления, которые жёстко закреплены с внутренней стороны конического корпуса компрессора низкого давления; лопатки компрессора низкого давления установлены на внешней стороне конического корпуса компрессора низкого давления; компрессор высокого давления вращается концами лопаток турбины высокого давления, которые жёстко закреплены с внутренней стороны конического корпуса компрессора низкого давления; лопатки компрессора высокого давления установлены на внешней стороне конического корпуса компрессора высокого давления.