RU2168024C2 - Газотурбинный двигатель - Google Patents
Газотурбинный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168024C2 RU2168024C2 RU98123330A RU98123330A RU2168024C2 RU 2168024 C2 RU2168024 C2 RU 2168024C2 RU 98123330 A RU98123330 A RU 98123330A RU 98123330 A RU98123330 A RU 98123330A RU 2168024 C2 RU2168024 C2 RU 2168024C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- turbine
- disk
- electric generator
- engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания, осевую турбину с диском, снабженным цапфой, выходное устройство, в центральной части которого расположен электрический генератор, включающий ротор, закрепленный на цапфе диска, и статор. Цапфа диска турбины состоит из двух соосных частей, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой. Часть цапфы, на которой закреплен ротор, выполнена из материала с удельным весом и коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала другой части. Такое выполнение двигателя приводит к уменьшению веса и уменьшению теплоподвода к ротору за счет увеличения контактного термического сопротивления. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения, преимущественно к малоразмерным авиационным двигателям.
Известен газотурбинный двигатель (Одновальный, малоразмерный ТРД Микротурбо TRS 18-046. Иностранные авиационные двигатели. 1978 г. ЦИАМ, стр. 241), содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, осевую турбину, выходное устройство с центральным телом, электрический генератор, размещенный в обтекателе входного устройства, приводимый во вращение от вала двигателя через редуктор.
Недостатки этого двигателя заключаются в следующем.
1. Увеличенный вес из-за наличия обтекателя, закрывающего электрический генератор и редуктор.
2. Увеличенная длина двигателя.
Газотурбинный двигатель (Патент США N 3214908, кл. 69-39-28, выдан 02.11.65 г.), который принят в качестве прототипа заявленного решения, содержит входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, выходное устройство, электрический генератор, расположенный соосно с валом турбокомпрессора, соединенный с ним с помощью рессоры и закрепленный на опоре переднего подшипника во входном устройстве.
Такой двигатель имеет меньший вес и габариты по сравнению с вышеуказанным аналогом, так как не содержит редуктора.
Однако такой двигатель также имеет обтекатель, закрывающий электрический генератор, и стоечный узел входного устройства, к которому крепится электрический генератор.
Все это увеличивает вес и длинновые размеры двигателя, особенно в конструкции двигателя с одноступенчатым центробежным компрессором.
Кроме того, расположение электрического генератора перед центробежным компрессором приводит к искривлению воздушного канала на входе в компрессор, что увеличивает гидравлические потери на входе в двигатель.
Заявляемое техническое решение направлено на снижение веса двигателя и уменьшение его габаритов.
В газотурбинном двигателе, содержащем компрессор, камеру сгорания, осевую турбину с диском, снабженным цапфой, расположенной в подшипнике, установленном в корпусе, выходное устройство с центральным телом, закрепленным на стойках, электрический генератор, включающий ротор и статор. Снижение веса и уменьшение габаритов достигается тем, что электрический генератор расположен в пространстве, ограниченном центральным телом выходного устройства, статор закреплен на корпусе подшипника турбины соосно с цапфой, а ротор закреплен на цапфе диска турбины, цапфа состоит из двух соосных частей, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой, причем часть цапфы, на которой закреплен ротор, выполнена из материала с удельным весом и коэффициентом теплопроводности меньшим, чем у материала другой части, и на поверхности выточки выполнены пазы.
С целью дальнейшего снижения веса двигателя ротор электрического генератора расположен между диском и подшипником турбины.
Новым в этом решении является то, что электрический генератор расположен в пространстве, ограниченном центральным телом выходного устройства, статор закреплен на корпусе подшипника турбины соосно с цапфой, а ротор закреплен на цапфе диска турбины, цапфа состоит из двух соосных частей, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой, причем часть цапфы, на которой закреплен ротор, выполнена из материала с удельным весом и коэффициентом теплопроводности меньшим, чем у материала другой части и на поверхности выточки выполнены пазы. Электрический генератор расположен между диском и подшипником турбины.
По мнению заявителя, все новые существенные признаки позволяют достичь технического результата, выраженного в снижении веса и габаритов двигателя.
Действительно, расположение электрического генератора в пространстве, ограниченном центральным телом выходного устройства с закреплением статора на корпусе подшипника турбины соосно с цапфой, позволяет отказаться от стоечного узла входного устройства, сократить длину двигателя и снизить его вес, особенно в двигателе с центробежным компрессором.
Закрепление ротора электрического генератора на цапфе диска турбины позволяет отказаться от подшипников, вала электрического генератора и от рессоры для соединения ротора с цапфой, что ведет к снижению веса двигателя.
Выполнение цапфы диска турбины из двух соосных частей, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой части, а также выполнение части цапфы, на которой закреплен ротор, из материала с удельным весом, меньшим, чем у материала другой части, позволяет снизить вес цапфы и, тем самым, вес двигателя, и уменьшить теплоподвод к ротору за счет увеличения контактного термического сопротивления.
Выполнение на поверхности выточки пазов позволяет уменьшить вес цапфы, а также уменьшить поверхность контакта двух частей цапфы и, тем самым, снизить теплоподвод от диска турбины к магнитной системе ротора электрического генератора.
Расположение электрического генератора между диском и подшипником, турбины позволяет отказаться от выполнения крышки в центральном теле выходного устройства для постановки ротора на цапфу турбины, что снижает вес и трудоемкость изготовления двигателя.
Выполнение части цапфы, на которой закреплен ротор, из материала с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала другой части, позволяет уменьшить теплоподвод к ротору электрического генератора.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид газотурбинного двигателя; на фиг. 2 - элемент А на фиг. 1; на фиг. 3 - элемент А на фиг. 1 с вариантом выполнения электрического генератора; на фиг. 4 - элемент А на фиг. 1 с вариантом выполнения цапфы турбины; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - элемент А на фиг. 1 с вариантом размещения электрического генератора.
Газотурбинный двигатель содержит компрессор 1 (фиг. 1), камеру сгорания 2, осевую турбину 3, выходное устройство 4 с закрепленным на его стойках 5 центральным телом 6, электрический генератор 7, состоящий из ротора 8 (фиг. 2) и статора 9.
Диск 10 турбины снабжен цапфой 11, расположенной в подшипнике 12, который установлен в корпусе 13. Ротор 8 соединен рессорой 14 с цапфой 11 диска 10 турбины.
В варианте, показанном на фиг. 3, ротор 8 электрического генератора закреплен на цапфе 11 диска турбины. Отверстие в центральном теле 6 для монтажа ротора 8 закрыто крышкой 15.
На фиг. 4 цапфа состоит из двух соосных частей 16 и 17, неподвижно соединенных между собой, например штифтом 18, конец одной из которых входит в выточку другой, причем часть 16 цапфы, на которой закреплен ротор 8, выполнена из материала с удельным весом и коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала другой части 17. На поверхности 19 (фиг. 5) выточки части 16 цапфы выполнены пазы 20.
В варианте, показанном на фиг. 6, электрический генератор 7 расположен между диском 10 и подшипником 12 турбины.
Воздух из компрессора 1 (фиг. 1) подается в камеру сгорания 2, в которой происходит сгорание топлива. Продукты сгорания из камеры 2 направляются в турбину 3, приводя ее во вращение, затем поступают в выходное устройство 4 и из него выбрасываются в окружающую среду, создавая тягу.
Ротор 8 (фиг. 2) электрического генератора приводится во вращение от турбины при помощи рессоры 14 или же непосредственно от диска 10 турбины, за счет неподвижной установки ротора 8 на цапфе 11, как показано на фиг. 3.
Расположение электрического генератора 7 (фиг. 1) в пространстве, ограниченном центральным телом 6 выходного устройства, позволяет сократить длину двигателя по сравнению с прототипом на 13-15%, за счет отказа от стоечного узла входного устройства и снизить вес двигателя на 10-14%.
Установка ротора 8 (фиг. 3) электрического генератора на цапфе 11 диска 10 турбины позволяет отказаться от подшипников и вала электрического генератора и от рессоры 14, что позволяет, тем самым снизить вес двигателя на 0,6-1,6%.
Выполнение цапфы диска турбины из двух соосных частей 16 (фиг. 4) и 17, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой, а также выполнение части 16 цапфы, на которой закреплен ротор 8, из материала с удельным весом, меньшим, чем у материала части 17 цапфы, приводит к снижению веса устройства.
Выполнение пазов 20 (фиг. 5) на поверхности 19 выточки части 16 цапфы снижает вес цапфы, уменьшает поверхность контакта между ее частями 16 и 17 (фиг. 4) и, тем самым, снижает теплоподвод к ротору электрического генератора.
Расположение электрического генератора 7 (фиг. 6) между диском 10 и подшипником 12 турбины позволяет отказаться от крышки 15 (фиг. 3) в центральном теле для монтажа ротора электрического генератора на цапфе диска турбины, что снижает вес двигателя на 0,3-0,5% и его трудоемкость изготовления.
Выполнение части 16 цапфы из материала с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала части 17, позволяет уменьшить теплоподвод от диска 10 турбины к ротору электрического генератора.
Claims (3)
1. Газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, камеру сгорания, осевую турбину с диском, снабженным цапфой, выходное устройство, в центральном теле которого расположен электрический генератор, включающий ротор, закрепленный на цапфе диска, и статор, отличающийся тем, что цапфа диска турбины состоит из двух соосных частей, неподвижно соединенных между собой, конец одной из которых входит в выточку другой, причем часть цапфы, на которой закреплен ротор, выполнена из материала с удельным весом, меньшим, чем у материала другой части.
2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что на поверхности выточки выполнены пазы.
3. Газотурбинный двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что часть цапфы, на которой закреплен ротор, выполнена из материала с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у материала другой части.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123330A RU2168024C2 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Газотурбинный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123330A RU2168024C2 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Газотурбинный двигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98123330A RU98123330A (ru) | 2001-03-20 |
RU2168024C2 true RU2168024C2 (ru) | 2001-05-27 |
Family
ID=20213798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123330A RU2168024C2 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Газотурбинный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168024C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448259C2 (ru) * | 2006-04-04 | 2012-04-20 | Мту Аэро Энджинз Гмбх | Газотурбинный двигатель с установленным на нем съемным образом узлом генератора |
RU2488699C2 (ru) * | 2011-07-05 | 2013-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Турбоэлектрогенераторный агрегат |
CN112211730A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 劳斯莱斯有限公司 | 气体涡轮引擎发电机 |
US11230942B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-01-25 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11230941B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-01-25 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11384655B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-07-12 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
-
1998
- 1998-12-23 RU RU98123330A patent/RU2168024C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448259C2 (ru) * | 2006-04-04 | 2012-04-20 | Мту Аэро Энджинз Гмбх | Газотурбинный двигатель с установленным на нем съемным образом узлом генератора |
RU2488699C2 (ru) * | 2011-07-05 | 2013-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Турбоэлектрогенераторный агрегат |
CN112211730A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 劳斯莱斯有限公司 | 气体涡轮引擎发电机 |
EP3763929A1 (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-13 | Rolls-Royce plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11230942B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-01-25 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11230941B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-01-25 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11236678B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-02-01 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
US11384655B2 (en) | 2019-07-12 | 2022-07-12 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine electrical generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4541786A (en) | Ceramic turbocharger | |
USH2032H1 (en) | Integrated fan-core twin spool counter-rotating turbofan gas turbine engine | |
RU2321755C2 (ru) | Турбомашина с встроенным пускателем-генератором (варианты) | |
US5074109A (en) | Low pressure turbine rotor suspension in a twin hub turbo-engine | |
US7475549B2 (en) | Thermal management system for a gas turbine engine | |
EP1316676B1 (en) | Aircraft engine with inter-turbine engine frame | |
EP2110531B1 (en) | Exhaust gas turbocharger | |
US4900221A (en) | Jet engine fan and compressor bearing support | |
US7055306B2 (en) | Combined stage single shaft turbofan engine | |
JPH02218822A (ja) | ジェットエンジン・サブアッセンブリ | |
IL41299A (en) | Air cooled augmenter igniter assembly | |
EP1095213A1 (en) | Integrated fan/low pressure compressor rotor for gas turbine engine | |
US3418808A (en) | Gas turbine engines | |
CN113167128B (zh) | 用于包括改进了附接的叶片的飞行器风扇的电气模块 | |
CN108952964A (zh) | 一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机 | |
JPH0343630A (ja) | 航空機エンジンを非航空用エンジンに転換する方法および非航空用エンジン | |
RU2168024C2 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
US4619590A (en) | Air diverter for supercharger | |
CA2585969A1 (en) | Electric machine arrangement | |
US6397577B1 (en) | Shaftless gas turbine engine spool | |
GB2188987A (en) | A turbofan gas turbine engine and mountings therefore | |
US8438858B1 (en) | Rotational system for an expendable gas turbine engine | |
SU1787200A3 (ru) | Гaзotуpбиhhый дbигateль дmиtpoцы | |
RU98123330A (ru) | Газотурбинный двигатель | |
SU1763695A1 (ru) | Газотурбинный двигатель летательного аппарата |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171224 |