Комбинированное пульсирующее выходное устройство турбореактивного двухконтурного двигателя Российский патент 2022 года по МПК F02C7/00 F02K7/02 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для создания реактивной тяги на летательных аппаратах, так и на стационарных энергетических установках.

Известна конструкция турбореактивного двухконтурного двигателя (SU 117179 от 01.01.1958 г.) в котором воздух разделен на два потока: внутренний, проходящий через вентилятор и газовую турбину, и наружный, проходящий только через вентилятор, который вращается турбиной, расположенной во внутреннем контуре. Истечение реактивной струи может проходить как через два раздельных сопла, либо газовые потоки за турбиной смешиваются в специальной камере смешения и вытекают в атмосферу через одно общее сопло.

Недостатком является то, что увеличение тяги ТРДД, с сохранением тягово-экономических характеристик, приводит к увеличению габаритно-массовых характеристик двигателя.

Техническая проблема решаемая заявленным изобретением заключается в повышении эффективности.

Технический результат заключается в повышении величины тяги при сохранении массы и габаритов ТРДД.

Указанный технический результат достигается в комбинированном пульсирующем выходном устройстве турбореактивного двухконтурного газотурбинного двигателя с раздельными внешним и внутренним контурами, содержащем во внутреннем контуре суживающееся звуковое сопло, а во внешнем контуре, в области выходного сечения с зазором между внешней и внутренней стенками внешнего контура, двухмерный газодинамический резонатор, выполненный в виде кольцевого элемента с резонаторной полостью, тяговая стенка которой выполнена в форме рассеченного в поперечном сечении тора, при этом на наружной и внутренней стенках наружного контура сформированы кольцевые выступы, образующие кольцевой зазор с соответствующими внешней и внутренней кромкой резонаторной полости двухмерного газодинамического резонатора.

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах, где:

на фигуре 1 изображена схема выходного устройства ТРДД без смешения потоков (потоки А во внешнем контуре и Б во внутреннем), которые истекают из раздельных сопел. Поток А истекает через кольцевое сопло двухмерного газодинамического резонатора (2). Поток Б истекает и суживающегося звукового сопла (1);

на фигуре 2 изображено выходное устройство ТРДД без смешения потоков с наружным кольцевым соплом и кольцевым двухмерным газодинамическим резонатором (ГДР) (2) и звуковым суживающимся соплом (1) (вид сзади);

на фигуре 3 изображена схема установки двухмерного ГДР во внешнем контуре ТРДД без смешения потоков. ГДР располагается близко к срезу внешней стенки корпуса внешнего контура. По окружности корпуса устанавливаются внутреннее и внешнее кольца (3), которые совместно с торцевыми стенками двухмерного ГДР формируют верхнюю I и нижнюю II щели кольцевого сопла.

Комбинированное пульсирующее выходное устройство (КПВУ) применяется для двигателей имеющих второй контур без камеры смешения и применяемых в составе силовых установок дозвуковых летательных аппаратов.

КПВУ представляет собой выходное устройство двухконтурного газотурбинного двигателя без камеры смешения. Во внутреннем контуре используется стандартное суживающееся звуковое сопло (1). Во внешнем контуре двигателя, между его внутренней и внешней стенками, установлен двухмерный ГДР (2). Газодинамический резонатор имеет форму желоба, представляющего собой рассеченный в поперечном сечении тор, и установлен так, чтобы торец желоба находился на срезе внешнего контура выходного устройства (фигура 1). Изменением расстояния между кольцами и торцами резонатора регулируется площадь кольцевого сопла, которая определяет расход рабочего тела через внешний контур.

Двухмерный ГДР устанавливается на срезе кольцевого сопла внешнего контура ТРДД без смешения потоков (фиг. 3). Кольцевые стенки 3 и торцевые стенки двухмерного ГДР формируют верхнюю I и нижнюю II щели кольцевого сопла. Газовый поток из щелей кольцевого сопла истекает перпендикулярно оси двигателя и при соударении организуется процесс незатухающей пульсации давления в потоке. В пульсирующем потоке происходит дополнительное сжатие газового потока, при этом скорость истечения реактивной струи из кольцевого сопла увеличивается и повышает величину тяги на 10-15%.

Использование двухмерного ГДР позволит без увеличения массы и габаритов ТРДД, улучшить его удельные параметры и тягово-экономические характеристики на 10-15%.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для создания реактивной тяги на летательных аппаратах, так и на стационарных энергетических установках. Комбинированное пульсирующее выходное устройство турбореактивного двухконтурного газотурбинного двигателя с раздельными внешним и внутренним контурами содержит во внутреннем контуре суживающееся звуковое сопло, а во внешнем контуре в области выходного сечения с зазором между внешней и внутренней стенками внешнего контура - двухмерный газодинамический резонатор, выполненный в виде кольцевого элемента с резонаторной полостью, тяговая стенка которой выполнена в форме рассеченного в поперечном сечении тора, при этом на наружной и внутренней стенках наружного контура сформированы кольцевые выступы, образующие кольцевой зазор с соответствующими внешней и внутренней кромками резонаторной полости двухмерного газодинамического резонатора. Изобретение обеспечивает повышение величины тяги при сохранении массы и габаритов ТРДД. 3 ил.

Комбинированное пульсирующее выходное устройство турбореактивного двухконтурного двигателя с раздельными внешним и внутренним контурами, содержащее во внутреннем контуре суживающееся звуковое сопло, а во внешнем контуре в области выходного сечения с зазором между внешней и внутренней стенками наружного контура - двухмерный газодинамический резонатор, выполненный в виде кольцевого элемента с резонаторной полостью, тяговая стенка которой выполнена в форме рассеченного в поперечном сечении тора, при этом на наружной и внутренней стенках внешнего контура сформированы кольцевые выступы, образующие кольцевой зазор с соответствующими наружной и внутренней кромками резонаторной полости двухмерного газодинамического резонатора.