RU2133382C1

RU2133382C1 - Fan

Info

Publication number: RU2133382C1
Application number: RU95121374A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Горелов; В.Е. Резник; С.В. Михайлов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК"
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: turbine manufacture; double-jet engines. SUBSTANCE: fan has disk with hollow blade rim secured on it. Adjoining disk at fan outlet is near-hub air cavity. Blade roots are provided with holes pneumatically connecting the near-hub cavity with cavities of blade fins. Each blade is provided with longitudinal slit over entire length of trailing edge. Longitudinal slit is provided with strips. Availability of slit makes it possible to ensure injection of air due to centrifugal forces over entire length of trailing edge and to smooth off flow in vortex wake, thus reducing fan noise. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области турбостроения, а более конкретно - к устройству малошумных лопаток широкохордных вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ДТРД). The invention relates to the field of turbine construction, and more specifically to a device for low-noise blades of wide-chord fans of double-circuit turbojet engines (DTRD).

Известны лопатки компрессоров с мероприятиями по снижению шума газотурбинных двигателей. Такие лопатки имеют сплошные выходные кромки перьев определенной толщины (см. патент США N 3776363, кл. 181-33 C, 1973 г. и патент ФРГ М., кл. G 10 K 11/00, 1977 г.). Known compressor blades with measures to reduce the noise of gas turbine engines. Such blades have continuous outlet edges of the feathers of a certain thickness (see US patent N 3776363, CL 181-33 C, 1973 and German patent M., CL G 10 K 11/00, 1977).

Наличие достаточно существенной толщины выходных кромок приводит к такому обтеканию лопаток потоком воздуха, которое приводит к возникновению вихревых следов за выходными кромками, генерирующими акустические колебания давления и являющиеся источниками интенсивного следового шума. The presence of a sufficiently substantial thickness of the outlet edges leads to such a flow of air around the blades, which leads to the appearance of vortex traces of the outlet edges, generating acoustic pressure fluctuations and being sources of intense trace noise.

Указанный недостаток частично устранен в полых лопатках рабочего колеса вентилятора при обеспечении эжекции воздуха в части следа лопаток. The specified drawback is partially eliminated in the hollow blades of the fan impeller while providing air ejection in the trace of the blades.

Известный вентилятор (см. патент Великобритании N 1532815, кл. F 1 C, 1978 г.) имеет полые лопатки, состоящие из жесткой внешней оболочки из листового материала или волокнистого армированного материала и внутренней упрочняющей сотовой структуры. The well-known fan (see UK patent N 1532815, class F 1 C, 1978) has hollow blades consisting of a rigid outer shell of sheet material or fibrous reinforced material and an internal reinforcing honeycomb structure.

Каждая лопатка выполнена с двумя продольными щелями - одной, расположенной в периферийной части лопатки в выходной кромке, и второй - в прикорневой части на поверхности полого пера в районе задней кромки. Щели соединены каналом и при работе двигателя, благодаря центробежным силам, происходит отсос пограничного слоя с поверхности лопатки через прикорневую щель и эжектируемое поступление воздуха через периферийную щель в вихревой след для его сглаживания и снижения уровня шума. Each scapula is made with two longitudinal slits - one located in the peripheral part of the scapula in the output edge, and the second in the basal part on the surface of the hollow feather in the region of the trailing edge. The slots are connected by a channel and when the engine is running, due to centrifugal forces, the boundary layer is sucked off from the surface of the scapula through the basal slit and the air is ejected through the peripheral slot into the vortex wake to smooth it and reduce the noise level.

В этом вентиляторе сглаживание вихревого следа производится только на части длины задней кромки лопаток, а именно на периферийной. На остальной, большей части длины задней кромки определенной толщины, образуется вихревой след и, соответственно, генерация следового шума без снижения его уровня. In this fan, the vortex trace is smoothed out only on a part of the length of the trailing edge of the blades, namely, on the peripheral one. On the rest, most of the length of the trailing edge of a certain thickness, a vortex wake forms and, accordingly, the generation of wake noise without reducing its level.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании малошумного вентилятора. The problem to which the invention is directed, is to create a low-noise fan.

Поставленная задача решается тем, что полость каждого пера пневматически соединена через отверстие в хвостовике лопатки с привтулочной воздушной полостью, а продольная щель в выходной кромке выполнена по всей ее длине. The problem is solved in that the cavity of each feather is pneumatically connected through an opening in the shank of the blade with a retractable air cavity, and a longitudinal slot in the output edge is made along its entire length.

Предложенный вентилятор в результате введения вдува по всей длине выходной кромки лопаток вентилятора позволяет значительно уменьшить следовой шум лопаток вентилятора. The proposed fan as a result of introducing injection along the entire length of the output edge of the fan blades can significantly reduce the trace noise of the fan blades.

На фиг. 1 изображен схематически малошумный вентилятор двухконтурного турбореактивного двигателя; на фиг. 2 - поперечное сечение пера лопатки вентилятора. In FIG. 1 shows a schematically low-noise fan of a dual-circuit turbojet engine; in FIG. 2 is a cross section of a feather of a fan blade.

Вентилятор двухконтурного турбореактивного двигателя содержит диск 1 с венцом полых лопаток 2. Каждая лопатка изготовлена из двух термосращенных по поверхности 3 половин 4 и 5, образующих хвостовик 6 и перо 7. Перо выполнено полым с рядом продольных 8 и поперечных 9 перегородок, образующих вафлеобразную полость 10. Участки 11 полости, примыкающие к выходной кромке 12, соединены между собой отверстиями 13 в перегородках 9. Выходная кромка 12 по всей ее длине снабжена продольной щелью 14 с несколькими перемычками 15 по ее длине. В хвостовике 6 выполнено, как минимум, одно отверстие 16, пневматически соединяющее полость 10 с полузамкнутой привтулочной воздушной полостью 17 на выходе воздуха из вентилятора 18, прилегающей к диску 1. За вентилятором, ниже по потоку, расположены первый 19 и второй 20 контуры двигателя. The bypass turbofan engine fan contains a disk 1 with a crown of hollow blades 2. Each blade is made of two thermally joined on the surface 3 halves 4 and 5, forming a shank 6 and feather 7. The feather is hollow with a number of longitudinal 8 and transverse 9 partitions forming a wafer-shaped cavity 10 The sections 11 of the cavity adjacent to the output edge 12 are interconnected by holes 13 in the partitions 9. The output edge 12 along its entire length is provided with a longitudinal slot 14 with several jumpers 15 along its length. At least one hole 16 is made in the shank 6, which pneumatically connects the cavity 10 to the semi-closed air-inlet cavity 17 at the air outlet from the fan 18 adjacent to the disk 1. The first 19 and second 20 motor circuits are located downstream of the fan.

При работе двигателя воздух, находящийся в участках полости 10, примыкающих к выходной кромке 12, за счет центробежных сил отбрасывается к периферийным участкам полости 10. При этом одновременно происходит истечение воздуха из полости через продольную щель 14 в вихревой след. When the engine is running, the air located in the sections of the cavity 10 adjacent to the outlet edge 12, due to centrifugal forces, is discarded to the peripheral sections of the cavity 10. At the same time, air flows out of the cavity through the longitudinal slot 14 into the vortex wake.

Восполнение воздуха в полости 10 осуществляется из привтулочной полости 17 через отверстие 16. The replenishment of air in the cavity 10 is carried out from the plenum cavity 17 through the hole 16.

Эжектирующее поступление воздуха через щель 14 производит сглаживание течения в вихревом следе за задней кромкой пера лопатки. Отбор воздуха через отверстие 16 позволяет обеспечить подвод воздуха по всей высоте пера лопатки, в том числе и на прикорневом участке. The ejection air intake through the slit 14 smooths the flow in the vortex wake behind the trailing edge of the blade feather. The selection of air through the hole 16 allows for the supply of air along the entire height of the feather blades, including in the basal section.

Конструкция полых лопаток и конфигурация привтулочной воздушной полости могут быть различны. Тем не менее, в любом случае для обеспечения меньшего шума за вентилятором полость лопатки должна быть пневматически подсоединена к привтулочной полости. The design of the hollow blades and the configuration of the plenum air cavity may be different. However, in any case, to ensure less noise behind the fan, the blade cavity must be pneumatically connected to the sleeve cavity.

Сглаживание течения в вихревом следе лопаток позволяет значительно уменьшить следовой шум вентилятора. Smoothing the flow in the vortex wake of the blades can significantly reduce the trace noise of the fan.

Claims

A fan, mainly a double-circuit turbojet engine, comprising a disk with a retractable air cavity adjacent to it at the fan outlet, a crown of hollow vanes with shanks and feathers with longitudinal slots in the output edges, characterized in that the cavity of each feather is pneumatically connected through at least one a hole in the shank of the blade with a plenum air cavity, and a longitudinal slot is made with jumpers along the entire length of the output edge.