Магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя Российский патент 2023 года по МПК F02C7/06 F01D25/18 F16L41/02 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к маслосистеме авиационных газотурбинных двигателей (далее - ГТД).

Известны маслосистемы авиационного ГТД, в которых магистраль откачки масла реализована следующим образом: магистрали от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов, а также от масляной полости компрессора соединяются в единую магистраль сброса масла в маслобак, например, см. патент RU 2522713 C1.

В ряде конструкций маслосистем ГТД магистрали от масляной полости подшипниковой опоры вентилятора, а также от масляной полости подшипниковой опоры турбины и от масляной полости коробки приводов агрегатов объединяются в один канал, который подсоединен к одному из двух входных каналов тройного патрубка, а магистраль от масляной полости подшипниковой опоры компрессора подсоединена ко второму входному каналу тройного патрубка, далее оба входных канала тройного патрубка переходят в его выходной канал, который соединен с единой магистралью, из которой отработанное масло попадает в маслобак. Однако конструкция вышеописанного участка магистрали откачки маслосистемы газотурбинного двигателя нами не найдена в открытом доступе.

При этом вышеописанной конструкции присущ следующий недостаток: при запуске ГТД отработанное масло, выходящее из опоры компрессора высокого давления, откачиваемое насосом, который приводится от ротора высокого давления (который запускается в первую очередь), двигается с высокой скоростью и, попадая в тройной патрубок, устремляется в том числе в опоры турбины и вентилятора, т.к. выходные отверстия входных каналов тройного патрубка расположены друг напротив друга, и заполняет их выше допустимого уровня, что приводит к попаданию масла в проточную часть ГТД, что может привести к разбалансировке ротора, а также к попаданию масла в систему вентиляции кислородного обеспечения кабины пилота. При этом насосы, установленные в опоре турбины и вентилятора, начинают свою работу позднее работы насоса компрессора высокого давления и не препятствуют быстрому заполнению последних маслом. Также, следует отметить, что при останове ГТД первым останавливается ротор высокого давления, что приводит к отключению насоса компрессора высокого давления, и масло, откачиваемое насосами турбины и вентилятора, заполняет полость компрессора высокого давления что приводит к аналогичным негативным последствиям.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного устройства, является исключение перетечек отработанного масла из одних масляных полостей в другие, вследствие чего повышается надежность ГТД в целом.

Вышеприведенный технический результат достигается тем, что магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя содержит тройной патрубок с двумя входными каналами под магистраль от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов, а также под магистраль от масляной полости компрессора соответственно, и выходным каналом под единую магистраль, соединенную с маслобаком, причем выходное отверстие выходного канала тройного патрубка расположено выше выходных отверстий его входных каналов, при этом выходные отверстия входных каналов расположены друг напротив друга, кроме того между выходными отверстиями входных каналов тройного патрубка установлена разделительная перегородка, сориентированная вдоль его выходного канала и жестко закрепленная на его внутренней поверхности.

Масло, подводимое со стороны масляной полости компрессора, двигается с большой скоростью и, попадая в тройной патрубок, при соударении с разделительной стенкой принудительно направляется в выходное отверстие его выходного канала, а не в расположенное напротив выходное отверстие соседнего входного канала, что исключает перетечки отработанного масла из одних масляных полостей в другие, вследствие чего повышается надежность ГТД в целом.

Предпочтительно выполнение направляющей разделительной перегородки в виде пластины. Изготовление из пластины выгодно с технологической простоты исполнения.

Высота направляющей разделительной перегородки выполнена 2,0…2,5×h, где h - длина концевого криволинейного участка входного канала под магистраль от масляной полости компрессора. Высота стенки (перегородки) меньше вышеприведенного интервала значений приведет к нестабильности направляемого потока, и часть масла в таком случае может направиться в соседнее входное отверстие тройного патрубка. А увеличение высоты стенки больше вышеприведенного интервала значений не приведет к дополнительному положительному эффекту, а только ухудшит массовые и габаритные характеристики ГТД.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурой чертежа, на которой представлен продольный разрез фрагмента магистрали откачки маслосистемы газотурбинного двигателя, в месте тройного патрубка.

Магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя содержит тройной патрубок с двумя входными каналами 1, 2 под магистраль от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов (на чертеже не показана), а также под магистраль 3 от масляной полости компрессора соответственно, и выходным каналом 4 под единую магистраль 5, соединенную с маслобаком (на чертеже не показан). Выходное отверстие 6 выходного канала 4 тройного патрубка расположено выше выходных отверстий 7,8 его входных каналов 1, 2. Выходные отверстия 7, 8 входных каналов 1, 2 расположены друг напротив друга. Между выходными отверстиями 7, 8 входных каналов 1, 2 тройного патрубка установлена разделительная перегородка 9, сориентированная вдоль его выходного канала 4 и жестко закрепленная на его внутренней поверхности, а именно нижним и боковыми торцами приварена к последней. Фактически разделительная перегородка 9 разделяет нижний участок выходного канала 4 тройного патрубка надвое. Разделительная перегородка 9 выполнена в виде пластины, высота которой равна 2,0…2,5×h, где h - длина концевого криволинейного участка входного канала 2 под магистраль 3 от масляной полости компрессора.

Проходная способность выходного канала 4 больше или равна суммарной проходной способности входных каналов 1, 2.

При запуске ГТД масло, откачиваемое насосом в масляной полости компрессора, поступает через магистраль 3 по входному каналу 2 тройного патрубка в выходное отверстие 8, далее масло соударяется с разделительной перегородкой 9 и принудительно направляется по выходному каналу 4 в выходное отверстие 6, а далее по единой магистрали 5 направляется в маслобак. Также по мере выхода ГТД на режим малого газа из магистрали от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов (на чертеже не показана) с помощью насосов масло по входному каналу 1 тройного патрубка через выходное отверстие 7 аналогично соударяется с разделительной перегородкой 9 и принудительно направляется по выходному каналу 4 в выходное отверстие 6, а далее по единой магистрали 5 направляется в маслобак.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к маслосистеме авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Технический результат - исключение перетечек отработанного масла из одних масляных полостей в другие, вследствие чего повышается надежность ГТД в целом. Предложенная магистраль откачки маслосистемы ГТД содержит тройной патрубок с двумя входными каналами 1, 2 под магистраль от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов, а также под магистраль 3 от масляной полости компрессора соответственно и выходным каналом 4 под единую магистраль, соединенную с маслобаком. Выходное отверстие 6 выходного канала 4 тройного патрубка расположено выше выходных отверстий 6, 7 его входных каналов 1, 2, при этом выходные отверстия входных каналов расположены напротив друг друга. Между выходными отверстиями 7, 8 входных каналов 1, 2 тройного патрубка установлена разделительная перегородка 9, сориентированная вдоль его выходного канала и жестко закрепленная на его внутренней поверхности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя, характеризующаяся тем, что содержит тройной патрубок с двумя входными каналами под магистраль от масляных полостей вентилятора, турбины и коробки приводов агрегатов, а также под магистраль от масляной полости компрессора соответственно, и выходным каналом под единую магистраль, соединенную с маслобаком, причем выходное отверстие выходного канала тройного патрубка расположено выше выходных отверстий его входных каналов, при этом выходные отверстия входных каналов расположены напротив друг друга, кроме того, между выходными отверстиями входных каналов тройного патрубка установлена разделительная перегородка, сориентированная вдоль его выходного канала и жестко закрепленная на его внутренней поверхности.

2. Магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что разделительная перегородка выполнена в виде пластины.

3. Магистраль откачки маслосистемы газотурбинного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что высота разделительной перегородки выполнена 2,0…2,5×h, где h - длина концевого криволинейного участка входного канала под магистраль от масляной полости компрессора.