Комбинированная силовая установка летательного аппарата Советский патент 1992 года по МПК F02C7/00 

Изобретение относится к авиации, а именно к одно- и многодвигательным силовым установкам.

Известна комбинированная силовая установка летательного аппарата, содержащая газотурбинные двигатели, включающие компрессор и турбину 1.

Наиболее близкой к изобретению является комбинированная силовая установка летательного аппарата, содержащая основной газотурбинный двигатель, включающий основные компрессор и турбину, и вспомогательный газотурбинный двигатель, имеющий дополнительные компрессор и турбину 2.

Недостатком известных комбинированных силовых установок является ограниченное значение мощности при неизменных параметрах рабочего цикла двигателя.

Целью изобретения является повышение мощности силовой установки.

Цель достигается тем, что комбинированная силовая установка летательного аппарата, содержащая основной газотурбинный двигатель, включающий основные компрессор и турбину, и вспомогательный газотурбинный двигатель, имеющий дополнительные компрессор и турбину, снабжена валом отбора мощности с гидромуфтой, соединяющим вал основного газотурбинного двигателя с дополнительным компрессором и валом подвода мощности с обгонной муфтой, соединяющим вал основного газотурбинного двигателя с дополнительной турбиной.

На фиг.1 изображена комбинированная силовая установка летательного аппарата; на фиг.2 - гидромуфта; на фиг.З - обгонная муфта.

Комбинированная силовая установка летательного аппарата содержит основной газотурбинный двигатель, включающий основной компрессор 1, камеру 2 сгорания,

сл

с

VI

CS VI

8

Јь

основную турбину 3, вал 4, соединяющий основную турбину 3 с основным компрессором 1, реактивное сопло 5. На валу 4 установлена гидромуфта 6, ведущая полумуфта 7 которой жестко связана с валом 4, а ведомая 8 - посредством мультипликатора 9 с дополнительным компрессором 10 вспомогательного газотурбинного двигателя. Выход дополнительного компрессора 10 соединен с дополнительной камерой 11 сгорания, вход которой подсоединен к дополнительной турбине 12. На валу 13 дополнительной турбины 12 установлена обгонная муфта 14 с роликами 15, расположенными между валом 13 и втулкой 16 с шестерней 17, служащей совместно с редуктором 18 для передачи крутящего момента дополнительной турбине 12 на вал 4, За дополнительной турбиной 12 установлена выхлопная труба с реактивным соплом 19. Дополнительные компрессор 10, камера 11 сгорания, турбина 12 и реактивное сопло 19 представляют собой дополнительный газотурбинный двигатель 20, который подсоединен к основному газотурбинному двигателю 21.

Комбинированная силовая установка летательного аппарата работает следующим образом.

После запуска и вывода на максимальный режим работы двигателей силовой установки и в случае необходимости повышения мощности на этом режиме вручную или автоматически по заданной программе включают кран 22 подачи рабочей жидкости, например топлива в гидромуфту 6. В результате циркуляции жидкости в гидромуфте 6 мощность, отбираемая от вала 4 ведущей полумуфтой 7, передается на ведомую полумуфту 8. Вращение ведомой полумуфты 8 вызывает посредством мультипликатора 9 вращение дополнительного компрессора 10. Изменением степени наполнения гидромуфты 5 рабочей жидкостью изменяется частота вращения компрессора и его параметры - расход воздуха и степень повышения давления. Воздух от дополнительного компрессора 10 поступает в дополнительную камеру 11 сгорания, в которую также через рабочие форсунки 23 подается топливо специальной системой (на фигурах не показана). Образующаяся в камере 11 сгорания топливо-воздушная смесь поджигается источником тепловой энергии (например, свечой зажигания) и устанавливается постоянное горение смеси в камере 11 сгорания. Газы, образующиеся в камере 11 сгорания, поступают на лопатки дополнительной турбины 12. Возникающий

на ней крутящий момент приводит к заклиниванию роликов 15 обгонной муфты 14 и дополнительная турбина 12 через редуктор 18 начинает передавать развиваемую мощность на вал 4. Увеличением подачи топлива

в дополнительную камеру 11 сгорания достигается увеличение мощности дополнительной турбины 12, и при температуре, при которой ее мощность начинает превышать мощность, затрачиваемую на привод дополнительного компрессора 10, к валу 4 подводится избыточная мощность турбины 12. Получающаяся дополнительная мощность на валу 4 тем больше, чем больше температура газов на выходе из дополнительной

камеры 11 сгорания. Величина ее ограничивается допустимым максимальным значением температуры- газов на входе в дополнительную турбину 12. Значение температуры газов перед дополнительной турбиной 12, при которой достигается равенство мощности на привод дополнительного компрессора 10 и мощности, получаемой от дополнительной турбины 12, достигается при температурах 700...800 К.

Подвод дополнительной мощности к валу 4 позволяет при том же значении температуры газов перед основной турбиной 3 основного газотурбинного двигателя повысить частоту вращения ротора (компрессора

1, соединенного с турбиной 3), т.е. степень повышения и расход воздуха основного компрессора 1, что ведет к повышению тяги силовой установки.

Формула изобретения

Комбинированная силовая установка летательного аппарата, содержащая основной газотурбинный двигатель, включающий компрессор и турбину, и вспомогательный

газотурбинный двигатель, имеющий дополнительные компрессор и турбины, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности силовой установки, она снабжена валом отбора мощности с гидромуфтой, соединяющим вал основного газотурбинного двигателя с дополнительным компрессором, и валом подвода мощности с обгонной муфтой, соединяющим вал основного газотурбинного двигателя с дополнительной

турбиной,

21 21

4i

У

11 П 13

20

Использование авиация, одно- и много- двигательные силовые установки. Цель: повышение мощности силовой установки. Сущность изобретения: комбинированная силовая установка летательного аппарата содержит основной газотурбинный двигатель, включающий основные компрессор, камеру сгорания и основную турбину, и дополнительный газотурбинный двигатель, включающий дополнительные компрессор, камеру сгорания и турбину. Установка снабжена валом отбора мощности с гидромуфтой, который соединяет вал основного газотурбинного двигателя с дополнительным компрессором, а также валом подвода мощности с обгонной муфтой, соединяющим вал основного газотурбинного двигателя с дополнительной турбиной. 3 ил.

фцг.1

Ж

Л

16 15 /J

rt

#