RU2156369C1

RU2156369C1 - Method for preventing ingress of foreign bodies into air intake of gas-turbine engine

Info

Publication number: RU2156369C1
Application number: RU98124087A
Authority: RU
Inventors: С.У. Сайфеев; М.Ш. Гилязов; Р.М. Низамутдинов
Original assignee: Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: gas-turbine engine. SUBSTANCE: method for preventing ingress of foreign bodies into engine air intake during take-off and landing of flying vehicle involves blow-out of high-pressure air upstream of air intake and organizing its continuous flow in the form of conical jet along engine axis away from air intake. In this way, reduced amount of high-pressure air is taken off high-pressure condenser for air intake protection. EFFECT: improved efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиадвигателестроению, конкретно к способам предотвращения попадания посторонних частиц в воздухозаборник ГТД при его работе на режиме взлета и посадки летательного аппарата. The invention relates to aircraft engine building, and specifically to methods for preventing the ingress of foreign particles into the gas turbine intake during its operation in the take-off and landing mode of the aircraft.

Известен способ защиты воздухозаборника от попадания посторонних частиц (см. патент США N 3766719 C1, 55-306, 1973, McАnally J.N. Particle and moisture sepаrator for engine inlet), в котором защита ГТД организуется за счет специального профилирования входного канала воздухозаборника, в результате чего осуществляется способ инерционной сепарации посторонних частиц из поступающего в ГТД воздуха. A known method of protecting the air intake from the ingress of foreign particles (see US patent N 3766719 C1, 55-306, 1973, McAnally JN Particle and moisture separator for engine inlet), in which the protection of the gas turbine engine is organized by special profiling of the inlet channel of the air intake, resulting in a method of inertial separation of foreign particles from the air entering the gas turbine engine is carried out.

Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является способ защиты воздухозаборника от попадания посторонних частиц (см. патент Англии N 1179992, заявл. 25.05.68, опубл. 4.02.70, F 02 C 7/05. Аэродинамическое экранирующее устройство для подъемных двигателей) в котором организуется способ защиты воздухозаборника от попадания горячих газов и посторонних частиц путем подачи воздуха высокого давления поперек потока восходящих газов из системы одиночных радиальных круглых сопел, расположенных на специальном коллекторе, связанном с помощью трубы с компрессором. The closest in technical essence and adopted as a prototype is a method of protecting the air intake from foreign particles (see British patent N 1179992, application. 25.05.68, publ. 4.02.70, F 02 C 7/05. Aerodynamic screening device for lifting engines) in which a method is organized to protect the air intake from ingress of hot gases and foreign particles by supplying high pressure air across the flow of ascending gases from a system of single radial circular nozzles located on a special manifold connected by pipe would with a compressor.

Недостатком прототипа является большой отбор воздуха высокого давления от ГТД на нужды защиты, из-за установки большого количества одиночных радиальных круглых сопел, расположенных на специальном коллекторе. Предлагаемый способ направлен на устранение указанных недостатков и позволяет уменьшить отбор воздуха высокого давления на защиту воздухозаборника ГТД. The disadvantage of the prototype is the large selection of high-pressure air from the gas turbine engine for protection needs, due to the installation of a large number of single radial round nozzles located on a special manifold. The proposed method is aimed at eliminating these shortcomings and allows to reduce the selection of high pressure air to protect the gas turbine intake.

Предлагаемый способ защиты воздухозаборника заключается в выдуве воздуха высокого давления перед воздухозаборником. Новым является то, что формируют сплошную коническую струю по оси двигателя, в направлении от воздухозаборника. The proposed method of protecting the air intake is to blow out high pressure air in front of the air intake. New is that they form a continuous conical stream along the axis of the engine, in the direction from the air intake.

Сущность способа заключается в следующем. Засасываемый в воздухозаборник воздух подхватывает поднятые с земли отработавшими газами частицы и направляет их в газовоздушный тракт двигателя. Искривление воздушного потока, происходящее на входе в воздухозаборник, создает центробежные силы, направленные в сторону выдуваемой конической струи. Под воздействием этих сил частицы отбрасываются на поверхность выдуваемой конической струи и транспортируются, за счет получаемого импульса от выдуваемой конической струи, далеко от зоны всасывания воздухозаборника двигателя. The essence of the method is as follows. The air drawn into the air intake picks up the particles raised from the ground by the exhaust gases and directs them to the gas-air path of the engine. The curvature of the air flow occurring at the inlet to the air intake creates centrifugal forces directed towards the blown conical stream. Under the influence of these forces, the particles are thrown to the surface of the blown conical jet and transported, due to the received impulse from the blown conical jet, far from the suction zone of the engine air intake.

На фиг. 1 представлена схема воздухозаборника ГТД и устройства, реализующего его защиту от попадания посторонних частиц. In FIG. 1 shows a diagram of a gas turbine engine inlet and a device that implements its protection against foreign particles.

На фиг. 2 представлена схема воздушной форсунки в разрезе. In FIG. 2 is a sectional diagram of an air nozzle.

Устройство содержит: корпус воздухозаборника 1, кок 2, по оси кока 2 расположен шток 3, на конце которого установлена форсунка 4 с радиальными отверстиями расположенными под углом к оси двигателя (см. фиг. 2), через систему трубпороводов связанная с компрессором высокого давления (на фиг. не показано). The device comprises: an intake housing 1, a cook 2, a stock 3 is located on the axis of the cook 2, at the end of which a nozzle 4 with radial holes located at an angle to the engine axis is installed (see Fig. 2), through a pipe system connected to a high pressure compressor ( in Fig. not shown).

В нерабочем положении шток 3 с форсункой 4 находятся во вдвинутом положении внутри кока 2 двигателя так, что лобовая поверхность форсунки 4 образует лобовую поверхность кока 2. In the inoperative position, the stem 3 with the nozzle 4 are in the retracted position inside the engine 2 so that the frontal surface of the nozzle 4 forms the frontal surface of the coca 2.

Работает устройство следующим образом. При запуске ГТД включается система защиты воздухозаборника, шток 3 с установленной на нем форсункой 4 выдвигается из кока 2. The device operates as follows. When starting the gas turbine engine, the air intake protection system is turned on, the rod 3 with the nozzle 4 installed on it is extended from the coca 2.

Воздух высокого давления по системе трубопроводов и шток 3 поступает в форсунку 4 и выдувается в виде сплошной конической струи. В то же время засасываемый в воздухозаборник воздух подхватывает поднятые с земли отработавшими газами частицы и направляет их в газовоздушный тракт двигателя. Искривление воздушного потока, происходящее на входе в воздухозаборник, создает центробежные силы, направленные в сторону выдуваемой конической струи. Под воздействием этих сил частицы отбрасываются на ее поверхность и транспортируются, за счет получаемого импульса от выдуваемой конической струи, далеко от зоны всасывания воздухозаборника двигателя. High pressure air through the piping system and the rod 3 enters the nozzle 4 and is blown out in the form of a continuous conical jet. At the same time, the air drawn into the air intake picks up the particles raised from the ground by the exhaust gases and directs them to the engine’s gas-air path. The curvature of the air flow occurring at the inlet to the air intake creates centrifugal forces directed towards the blown conical stream. Under the influence of these forces, the particles are thrown onto its surface and transported, due to the received impulse from the blown conical jet, far from the intake zone of the engine air intake.

Таким образом, у вершины конуса идет непрерывный процесс сепарации твердых частиц из всасываемого воздуха и транспортирования их вдаль от зоны всасывания. При подъеме на определенную высоту, а также при работе двигателя в среде, где твердые частицы отсутствуют, подача струи прекращается. Thus, at the top of the cone there is a continuous process of separation of solid particles from the intake air and transporting them far from the suction zone. When lifting to a certain height, as well as when the engine is in an environment where there are no solid particles, the flow of the jet stops.

Claims

A method of protecting the air intake from foreign particles, including blowing a jet of high pressure air in front of the air intake, characterized in that they form a continuous conical stream along the axis of the engine, in the direction from the air intake.