Двухконтурный газотурбинный двигатель Советский патент 1976 года по МПК F02C7/18 F02K11/02 

(54) ДВУХКОНТУРНЫЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области газотурбостроения, в частности к двухконтурны газотурбинным двигателям.

Известны двухконтурчые газотурбинные двигатели, содержащие внутренний контур с турбокомпрессором и наружный контур с вентилятором и теплообменником, подключенным к полости перед камерой сгорания и системе охлаждения турбины турбоком™ прессора.

Описываемый двигатель отличается тем что вентилятор размещен за теплообменником, а на входе наружного контура расположена воздушная турбина. Лопаточные венцы воздушной турбины и вентилятора

установлены на бандажах по крайней мере одной ступени компрессора и турбины турбокомпрессора соответственно.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен меридиональное сечение предложенного двигателя.

Двухконтурный газотурбинный двигатель содержит внутренний контур с компрессором 1, камерой сгорания 2 и турбиной 3

привода компрессора 1, а также наружный контур с воздушной турбиной 4, теплообменником 5 и вентилятором (компрессором) 6, Каждый контур на выходе имеет реактивное сопло (7 для наружного и 8 - для внутреннего контуров). Выходная часть двигателя может быть выполнена в виде единого эжекторного сопла. Теплообменник 5 подключен к полости перед камерой сгорания и магистралью 9 - к системе охлаж§дения турбины 3, Лопаточные венцы воздушной турбины 4 и вентилятора (компрессора) 6 установлены на бандажах по крайней мере одной ступени компрессора 1 и турбины 3 соответственно. Турбокомпрессор внутреннего контура может быть выполнен и по двухвальной схеме. Ступень (ступени) компрессора 1 с лопаточным венцом турбины 4 может быть механически отделена от ротора турбокомгфессора, образуя с последним газодинамическую связь.

При работе двигателя воздух одновременно поступает в оба контура. Воздух, поступивший в наружный контур за счет скоростного напора и перепада давлений.

создаваемого вентилятором (компрессором) 6, расширяется на воздушной турбине 4 и охлаждается. Пройдя охлаждающий тракт теплообменника, он наг ревается и далее, охладив наружный корпус ГТД, сжимается в компрессоре 6, После чего, охладив корпус сопла 7, воздух выбрасывается в окружающую среду. Воздух, поступающий во внутренний контур, сжимается в компрессоре 1, а далее одна его часть после подогрева в камере сгорания 2 и расширения в турбине 3, создает реактивную тягу, Другая часть воздуха, пройдя охлаждаемый тракт теплообменника 5, охлаждается и поступает на охлаждение турбины 3 и к другим потребителям, В случае выполнения на выходе двигателя общего эжекторного сопла степень расширения на воздушной турбине 4 может быть увеличена за счет частичного использования кинетической энергии газового потока для создания относительного низкого давления на выходе наружного контура.

С увеличением скорости полета доля скоростного напора в работе воздушной турбины постоянно увеличивается, а доля перепада давлений, создаваемого вентилятором 6, уменьшается. Поэтому в ряде случаев с иепъю упрощения конструкции , уменьшения веса и габаритов, может оказаться целесообразным вьшолнение двигателя без вентилятора (компрессора) 6, хотя это и

приводит к некоторому снижению экономичности.

Основным достоинством описанного двигателя является возможность получения относительно низкой температуры воздуха, поступающего в систему охлаждения, благодаря чему и обусловлена возможность повышения надежности, уменьшения веса и габаритов предлагаемого двигателя в сравнении с известными.

Формула изобретения

и теплообменником, подключенным к полости перед камерой сгорания и системе охлаждения турбины турбокомпрессора, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения веса и габаритов, вентилятор размещен за теплообменником, а на входе наружного контура расположена воздушная турбина.

2.Двигатель по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что лопаточные венцы воздушной турбины и вентилятора установлены на бандажах по крайней мере одной ступени компрессора и турбины турбоком прессора соответственно.