Способ поворота потока в реверсивном устройстве решетчатого типа Российский патент 2024 года по МПК F02K1/32 F02K1/56 

Описание патента на изобретение RU2829100C1

Изобретение относится к механике газа, конкретно к реактивным двигателям с реверсивными устройствами, в частности к способам реверсирования основного реактивного потока устройством решетчатого типа с использованием жидкотекучих струй для воздействия на реактивный поток для реверса тяги.

Известен способ поворота реактивного потока до среза основного сопла, при котором перекрывают проточную часть створками, тем самым поворачивают и направляют поток газа к отклоняющим элементам, выполненным в виде лопаточных решёток, и обеспечивают упорядоченный выход газовых струй в направлении движения воздушного судна [1].

Недостатком известного способа является неравномерное заполнение отдельных ячеек лопаточных решеток из-за разного радиуса разворота газового потока у переднего и последующих лопаток, соответственно, меньший располагаемый перепад давления в районе у передних ячеек решеток по сравнению с перепадом давления у задних ячеек, как итог, из передних ячеек решётки выходят струи с меньшей скоростью, чем из задних, тем самым снижается эффективность реверсивного устройства.

Известен способ поворота потока в реверсивном устройстве решетчатого типа с использованием эффекта Коанда, реализованное в реверсивном устройстве газотурбинного двигателя, содержащем корпус с окнами и установленные в них вращающиеся цилиндрические элементы у их передних кромок и отклоняющие решетки [2].

Известный способ недостаточно эффективно устраняет недостаток предыдущего способа с одной стороны вследствие малого радиуса разворота основного потока, с другой, из-за того, что воздействие осуществляется через пограничный слой с низким энергетическим потенциалом практически не затрагивая активный поток.

Известен способ создания обратной тяги газотурбинного двигателя, выбранный заявителем в качестве прототипа, заключающийся в повороте реверсивных струй в реверсивном устройстве посредством створок и отклоняющей решетки, при этом лопатки отклоняющей решетки устанавливают с углом задних кромок, равным углу поворота реверсивных струй в диапазоне ϕ=90°…135°, а створки устанавливают так, чтобы плоскость входных кромок отклоняющей решетки составляла с плоскостью створок угол α=20°…60° [3].

Недостатком известного способа является неравномерное заполнение отдельных ячеек лопаточных решеток из-за малого радиуса разворота газового потока у переднего и всех последующих лопаток, в результате теряется кинетическая энергия на образование множества мелких вихрей на входах в лопатки, из ячеек решётки выходят струи с увеличенной мелкомасштабной турбулентностью (”разрыхленные”) и с меньшей скоростью, тем самым снижается эффективность реверсивного устройства.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности реверсирования тяги газотурбинного двигателя путем увеличения радиуса поворота активного ядра реактивного потока на вход направляющей решётки и повышения устойчивости выходящей струи по отношению к сносящему потоку.

Для достижения такого технического результата в способе поворота потока в реверсивном устройстве решетчатого типа, заключающейся в повороте реактивной струи посредством створок и отклоняющей решетки с лопатками, при торможении воздушного судна, одновременно с перекрытием реверсируемого газового потока створками за решёткой, частично перекрывают проточную часть перед решёткой организацией гидравлического сопротивления при помощи направленного потока сжатого газа, выходящего из плоского сопла, своим выходом ориентированного поперёк проточной части, вдоль которой движется реверсируемый газовый поток, создавая, тем самым, зону обратных токов с образованием устойчивого стоячего вихря, при этом лопатки решетки установлены таким образом, что разность между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки и с последней ее трети составляет 3-7 градусов.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что при торможении воздушного судна, одновременно с перекрытием реверсируемого газового потока створками за решёткой, частично перекрывают проточную часть перед решёткой организацией гидравлического сопротивления при помощи направленного потока сжатого газа, выходящего из плоского сопла, своим выходом ориентированного поперёк проточной части, вдоль которой движется реверсируемый газовый поток, создавая тем самым зону обратных токов с образованием устойчивого стоячего вихря, при этом лопатки решетки установлены таким образом, что разность между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки и с последней ее трети составляет 3-7 градуса.

Благодаря наличию этих признаков на выходе из лопаточной решетки образуется однородное активное ядро с более стабильной механической структурой реактивного потока для сопротивления сносящему потоку наружного воздуха.

На фиг. представлен участок проточной части газотурбинного двигателя, реализующий предлагаемый способ, в положении створки на режиме обратной тяги, продольный разрез, где искривленными линиями указаны линии тока ядра газового потока. На фиг. приняты следующие обозначения:

Vс - направление движения воздушного судна;

Vп - направление вектора средней скорости на выходе из передних ячеек лопаточной решетки;

Vз - направление вектора средней скорости на выходе из задних ячеек лопаточной решетки.

Участок состоит из наружного 1 и внутреннего 2 корпусов, образующих проточную часть 3 газового тракта, створок 4, установленных на наружном корпусе 1 с возможностью перекрытия проточной части 3 за решеткой 5, расположенной в окне 6 наружного корпуса 1. Решетка 5 снабжена профилированными лопатками 7, установленными с заданными углами задних кромок, обеспечивающих разность между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки 5 и с последней ее трети в 3-7 градуса. Лопатки 7 образуют между собой ячейки 8 с каналами. Дополнительно, в наружном корпусе 1 перед окном 6 размещён коллектор 9 сжатого газа, содержащий плоское сопло 10, своим выходом ориентированный поперёк проточной части 3.

На режиме обратной тяги створки 4 перекрывают проточную часть 3 и открывают окно 6. При этом поток газа направляется к решётке 5 и через каналы ячеек 8 выходит под заранее определённым углом в направлении движения воздушного судна. Одновременно с перекрытием потока створками 4 за решёткой 5, частично перекрывают проточную часть 3 перед решёткой 5 организацией гидравлического сопротивления направленным потоком сжатого газа, выходящей из плоского сопла 10, своим выходом ориентированного поперёк проточной части 3. Таким образом, с помощью газодинамической завесы создают зону обратных токов с образованием устойчивого стоячего вихря, обтекая которую увеличивается радиус поворота активного ядра потока в направлении входных кромок лопаток 7, что в свою очередь, выравнивает давление по всей длине окна 6 на входе в каналы ячеек 8. Затем, распределяя в каналах 8 с разностью между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки 5 и с последней ее трети в 3-7 градуса, осуществляют механический подпор и придают устойчивость потоку реактивной струи, направленному навстречу движению воздушного судна.

На режиме прямой тяги створки 4 размещают в окне 6 и не подают сжатый газ в коллектор 9.

При реализация совокупности признаков, описанных в предлагаемом устройстве, выравнивается перепад давления на лопатках решетки, уменьшается потеря кинетической энергии и улучшается механическая структура реактивного потока в отношении сопротивления сносящему потоку наружного воздуха. Изобретение может найти применение в газотурбинных двигателях воздушных судов с газодинамическими средствами торможения на пробеге по взлетно-посадочной полосе после посадки.

Источники информации.

1. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей, М., Машиностроение, 1987 г., с.с. 182-183, рис. 6.29, схема I.

2. SU 1302787, МПК: F02K 1/58, 1985 г.

3. RU 2331781, МПК F02K 1/56, опубл. 20.08.2008 г. - прототип.

Похожие патенты RU2829100C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ОБРАТНОЙ ТЯГИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2006
  • Комов Алексей Алексеевич
RU2331781C2
РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО САМОЛЕТА С ЗАДНИМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ДВУХКОНТУРНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2022
  • Ивандаев Сергей Иванович
RU2789684C1
СПОСОБ ПОВОРОТА ГАЗОВОГО ПОТОКА В ОТКЛОНЯЮЩИХ РЕШЕТКАХ РЕВЕРСИВНОГО УСТРОЙСТВА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2010
  • Комов Алексей Алексеевич
  • Коцюбинский Сергей Вадимович
RU2443892C1
УСТРОЙСТВО РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2005
  • Шерембей Борис Сергеевич
  • Бирюков Сергей Петрович
  • Сопитько Сергей Вячеславович
  • Бугрин Владимир Николаевич
RU2289033C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1998
  • Павлов А.Ф.
  • Хабибуллин М.Г.
  • Маргулис С.Г.
  • Шмерлин А.Ш.
  • Рогов В.И.
RU2157906C2
РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДВУХКОНТУРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2022
  • Ивандаев Сергей Иванович
RU2800256C1
СПОСОБ РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ДВУХКОНТУРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ И РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2021
  • Ивандаев Сергей Иванович
RU2768665C1
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ТЕПЛОВОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА НА ТАНКОВОМ ШАССИ 2004
  • Шумаков Игорь Константинович
  • Беляков Владимир Федорович
  • Волошин Валерий Владимирович
  • Козич Александр Иванович
  • Кондратьев Иван Андреевич
  • Кучинский Евгений Владимирович
  • Ляхов Сергей Авенирович
  • Мульгинов Павел Леонидович
  • Налобин Андрей Николаевич
  • Половнюк Людмила Михайловна
  • Рыжков Игорь Юрьевич
  • Шамраев Александр Михайлович
  • Мерзликин Николай Анатольевич
RU2273814C1
УСТРОЙСТВО РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СТВОРКАМИ, ОБРАЗУЮЩИМИ КОВШИ, СВЯЗАННЫЕ С ПЕРЕДНИМ ПО ПОТОКУ ПОДВИЖНЫМ ОБТЕКАТЕЛЕМ 1998
  • Гонидек Патрик
  • Порталь Жан Фабрис Марсель
  • Стюдер Винсен Жозеф Родольф
  • Вошель Ги Бернар
RU2162537C2
САМОЛЕТ С ИЗМЕНЯЕМЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ВЕКТОРА ТЯГИ 2008
  • Сиротин Валерий Николаевич
RU2371352C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 829 100 C1

Реферат патента 2024 года Способ поворота потока в реверсивном устройстве решетчатого типа

Изобретение относится к реактивным двигателям с реверсивными устройствами. В предлагаемом способе, при торможении воздушного судна одновременно с перекрытием реверсируемого газового потока створками 4 за решёткой 5 частично перекрывают проточную часть перед решёткой организацией гидравлического сопротивления при помощи направленного потока сжатого газа, выходящего из плоского сопла 10, своим выходом ориентированного поперёк проточной части 3, вдоль которой движется реверсируемый газовый поток, создавая зону обратных токов с образованием устойчивого стоячего вихря. Лопатки 7 решетки 5 установлены таким образом, что разность между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки и с последней ее трети составляет 3-7 градусов. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 829 100 C1

Способ поворота потока в реверсивном устройстве решетчатого типа, заключающийся в повороте реактивной струи посредством створок и отклоняющей решетки с лопатками, отличающийся тем, что при торможении воздушного судна одновременно с перекрытием реверсируемого газового потока створками за решёткой частично перекрывают проточную часть перед решёткой организацией гидравлического сопротивления при помощи направленного потока сжатого газа, выходящего из плоского сопла, своим выходом ориентированного поперёк проточной части, вдоль которой движется реверсируемый газовый поток, создавая тем самым зону обратных токов с образованием устойчивого стоячего вихря, при этом лопатки решетки установлены таким образом, что разность между углами выхода реактивных струй из первых двух третей решетки и с последней ее трети составляет 3-7 градусов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2829100C1

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ОБРАТНОЙ ТЯГИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2006
  • Комов Алексей Алексеевич
RU2331781C2
0
SU187488A1
Реверсивное устройство турбореактивного двигателя 2018
  • Вовк Михаил Юрьевич
  • Ланевский Тимур Маматкулович
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Попарецкий Андрей Викторович
  • Привалов Виталий Николаевич
  • Чепкин Виктор Михайлович
RU2688642C1
WO 2019030454 A1, 14.02.2019.

RU 2 829 100 C1

Авторы

Волков Иван Николаевич

Даты

2024-10-24Публикация

2023-11-12Подача