СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ АВИАЦИОННОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2022 года по МПК F02C9/28 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к способам регулирования авиационных турбореактивных двигателей (ТРД).

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является известный из RU 2682226 С1, 15.03.2019 способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя, включающий определение эксплуатационной области частот вращения роторов с высоким уровнем вибраций корпусов. Согласно известному способу предварительно на нескольких экземплярах двигателей во всей эксплуатационной области определяют диапазоны частот вращения ротора низкого давления с высоким уровнем вибраций корпусов, для этих диапазонов формируют сигнал для исключения работы двигателя в них, по этому сигналу увеличивают величину перепада давления на турбинах и одновременно уменьшают величину угла установки входного и направляющего аппаратов первой ступени компрессора низкого давления. Известный способ не является оптимальным вследствие того, что режимы с повышенным уровнем вибраций корпусов исключаются из рабочего диапазона, что уменьшает рабочий диапазон и ограничивает функционал двигателя.

Технический результат предлагаемого изобретения - снижение вибраций корпусов двигателя, снабженного поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, во всем рабочем диапазоне, что ведет к повышению надежности работы двигателя и повышению безопасности полетов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования авиационного турбореактивного двигателя, включающем определение эксплуатационного диапазона частот вращения роторов с высоким уровнем вибраций корпусов, согласно предложению, для регулирования двигателя, снабженного поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, предварительно на нескольких двигателях на базе ранее определенного диапазона частот вращения ротора высокого давления и ротора низкого давления, производят изменение угла установки поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления и определяют зависимость величины уровня вибраций корпусов двигателя от значения отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, определяемого углом, выбирают значение отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, при котором обеспечивается требуемое допустимое значение уровня вибраций корпусов, и на основании полученных данных при отладке двигателя производят настройку угла установки входного направляющего аппарата компрессора высокого давления.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно на нескольких экземплярах двигателей, снабженных поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, во всей эксплуатационной области определяют области частот вращения роторов высокого давления n2 и низкого давления n1 с высоким уровнем вибраций (см. фиг. 1). Затем определяют зависимость величины вибраций корпусов от отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления n2/n1 на соответствующих режимах, затем изменяют угол установки поворотного аппарата компрессора высокого давления α2 для снижения взаимного влияния роторов и снижения уровня вибраций корпусов (см. фиг. 2). Из полученных данных выбирают значение отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления n2/n1 и угла установки поворотного аппарата компрессора высокого давления α2, при котором обеспечивается требуемое допустимое значение уровня вибраций корпусов, и при дальнейших запусках производят настройку угла установки входного направляющего аппарата компрессора высокого давления в соответствии с полученным значением.

Пример осуществления способа.

Испытаниям подвергают репрезентативную группу из пяти ТРД, снабженных поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления.

Испытания проводят для всей области эксплуатации двигателя и определяют диапазоны частот вращения ротора высокого и низкого давления n2 и n1 с высоким уровнем вибраций корпусов. Угол установки поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления α2 составляет +4°.

По результатам испытаний строят зависимости уровня вибраций от отношений частот вращения роторов высокого и низкого давления. На фиг. 1 изображен спектр вибраций при частотах вращения ротора высокого и низкого давления 96,6/96,4.

Например, при соотношении частот вращения ротора высокого и низкого давления 96,6/96,4 наблюдается повышенный уровень вибраций с нероторной частотой 95 Гц и уровнем амплитуды 40 мм/с (см. фиг. 1). Перед повторным запуском производят изменение угла установки поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления α2 с+4° до значений 6°, определяя значения отношений частот вращения роторов высокого и низкого давления n2/n1, при котором минимально взаимное влияние роторов и обеспечивается требуемое значений уровня вибраций корпусов.

На фиг. 2 изображен спектр вибраций при частотах вращения ротора высокого и низкого давления 96,6/94,6. Например, при изменении отношений частот вращения роторов высокого и низкого давления до значения 96,6/94,6 нероторная частота исчезает из спектра, и общий уровень вибраций соответствует установленным нормам не более 40 мм/с (см. фиг. 2). Затем, при последующих запусках, устанавливают угол поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления α2=6°, при котором уровень вибраций не превышает установленные нормы.

Данная реализация способа позволяет снизить общий уровень вибраций без исключения из рабочего диапазона каких-либо режимов работы двигателя.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к способам регулирования авиационных турбореактивных двигателей (ТРД). Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя включает определение эксплуатационного диапазона частот вращения роторов с высоким уровнем вибраций корпусов. Для регулирования двигателя, снабженного поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, предварительно на нескольких двигателях на базе ранее определенного диапазона частот вращения ротора высокого давления и ротора низкого давления производят изменение угла установки поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления и определяют зависимость величины уровня вибраций корпусов двигателя от значения отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, определяемого упомянутым углом. Выбирают значение отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, при котором обеспечивается требуемое допустимое значение уровня вибраций корпусов. На основании полученных данных при отладке двигателя производят настройку угла установки входного направляющего аппарата компрессора высокого давления. Технический результат предлагаемого изобретения - снижение вибраций корпусов двигателя, снабженного поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, во всем рабочем диапазоне, что ведет к повышению надежности работы двигателя и повышению безопасности полетов. 2 ил.

Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя, включающий определение эксплуатационного диапазона частот вращения роторов с высоким уровнем вибраций корпусов, отличающийся тем, что для регулирования двигателя, снабженного поворотным направляющим аппаратом компрессора высокого давления, предварительно на нескольких двигателях на базе ранее определенного диапазона частот вращения ротора высокого давления и ротора низкого давления производят изменение угла установки поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления и определяют зависимость величины уровня вибраций корпусов двигателя от значения отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, определяемого упомянутым углом, выбирают значение отношения частот вращения роторов высокого и низкого давления, при котором обеспечивается требуемое допустимое значение уровня вибраций корпусов, и на основании полученных данных при отладке двигателя производят настройку угла установки входного направляющего аппарата компрессора высокого давления.