RU2006111435A - Двухконтурный газотурбинный вентиляторный двигатель - Google Patents

Claims (14)

1. Двухконтурный газотурбинный вентиляторный двигатель, содержащий вентилятор, высоконапорный скоростной компрессор, мультипликатор, пароводяной нагреватель (генератор пара), форсажную камеру, турбодетандер с тепломассообменным аппаратом, отличающийся тем, что он имеет трехступенчатую активно-реактивную турбину, у которой третья ступень радиально-осевая, проточная часть которой переходит в критическое сверхзвуковое сечение сопла Лаваля, окруженное аккумулятором пара, высоконапорный скоростной компрессор выполнен комбинированным со степенью повышения давления П_к=40-60, двигатель рассчитан на тягу не менее 150 т с расходом воздуха через первый контур 600 кг/с, через второй контур - 1200 кг/с, температурой газа пред турбиной 2000К, вентилятор имеет наружный диаметр лопастей первого ряда 4000 мм, внутри корпуса сопла Лаваля установлены форсунки подачи атомарного водорода для дожигания несгоревшего окислителя.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что для увеличения расхода воздуха через первый контур и степени повышения давления диски высоконапорного скоростного компрессора (ВНСК) выполнены комбинированными - к осевым ступеням добавлены центробежные нагнетающие.

3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что рабочие и сопловые лопатки турбины сварены лазерной сваркой из двух половин, что позволяет должным образом организовать охлаждение лопаток за счет оребрения внутренних поверхностей.

4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что диски турбины охлаждаемые и выполненные сварными из двух половин, что позволяет повысить их прочность и одновременно снизить вес за счет оребрения внутренних поверхностей.

5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что для регулирования критического сечения сопла Лаваля оно снабжено центральным телом, через отверстия которого вокруг критического сечения сопла Лаваля подается паровоздушная смесь, создающая внешнюю упругую "оболочку-подушку", что позволяет изменять площадь проходного критического сечения сопла Лаваля, а значит - скорость истечения газа и его расход.

6. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что для уменьшения расхода топлива в конвекторе камеры сгорания по трубкам, тангенциально направленным на встречу друг другу, подводится из ВНСК, для осуществления кенетического нагрева, воздух под высоким давлением, а навстречу подается паровоздушная смесь из паровоздушного коллектора, расположенного на корпусе камеры сгорания.

7. Двигатель по п.6, отличающийся тем, что для исключения запирания входных каналов высоконапорного скоростного компрессора и повышения производительности рабочих лопаток всех осевых ступеней они через одну имеют меньшую хорду.

8. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что для улучшения удобства обслуживания коробки самолетных и двигательных агрегатов вынесены в пилон крыла самолета-носителя и соединяются с центральным приводом двигателя карданным валом.

9. Двигатель по п.8, отличающийся тем, что, с целью улучшения перемешивания продуктов горения водорода, выходящих из конвектора камеры сгорания, с холодным воздухом ВНСК, экран-отражатель выполнен в форме лепесткового смесителя.

10. Двигатель по п.9, отличающийся тем, что для увеличения расхода воздуха через полые стойки экрана-накопителя, в торовом теплообменнике под углом к горизонтальной оси двигателя выполнены шнеки-завихрители и их число равно количеству полых стоек экрана-накопителя.

11. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что корпус статора высоконапорного компрессора выполнен двухслойным, спрямляющие лопатки - полыми и вварены одним концом в полый корпус, а другим - в кольцевые коллектора, наружные поверхности которых образуют внутреннюю поверхность воздушного тракта компрессора и вместе они, таким образом, образуют теплообменник, в котором циркулирует газообразный азот, отбираемый от турбодетандера, этот газообразный азот понижает энтальпию воздуха, сжимаемого в первом контуре, в итоге чего достигается более высокое П_к при меньшей энергии, затрачиваемой на привод ВНСК, тем самым высвобождается энергия, которая в сопле Лаваля создает дополнительный прирост тяги двигателя.

12. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что, с целью выравнивания скоростей движения и давления газов первого и второго контуров, сопло Лаваля на выходе выполнено в виде лепесткового смесителя.

13. Двигатель по п.12, отличающийся тем, что для охлаждения средней опоры и корпуса мультипликатора на отсасывающей ступени турбодетандера симметрично вертикальной оси установлена расширительная центростремительная ступень, которая подает охлаждаемый воздух в среднюю опору и обдувает им наружный корпус мультипликатора, увеличивая тем самым теплосъем с его поверхности.

14. Двигатель по п.13, отличающийся тем, что для охлаждения дисков и рабочих лопаток турбины на последней ступени ВНСК установлена центростремительная расширительная ступень, из которой часть воздуха из-за ВНСК отбирается на охлаждение дисков и рабочих лопаток турбины.