RU2252327C1 - Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной - Google Patents
Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252327C1 RU2252327C1 RU2003126221/06A RU2003126221A RU2252327C1 RU 2252327 C1 RU2252327 C1 RU 2252327C1 RU 2003126221/06 A RU2003126221/06 A RU 2003126221/06A RU 2003126221 A RU2003126221 A RU 2003126221A RU 2252327 C1 RU2252327 C1 RU 2252327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- rotor
- starting device
- starting
- turbine
- Prior art date
Links
Abstract
Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной включает в себя подвод сжатого воздуха к пусковому устройству от внешнего источника энергии и раскрутку ротора двигателя пусковым устройством до розжига его камеры сгорания. После розжига камеры сгорания двигателя прекращают подвод сжатого воздуха от внешнего источника питания к пусковому устройству и направляют его в систему охлаждения турбины двигателя, при этом одновременно увеличивают подачу топлива в камеру сгорания двигателя. Во время подвода сжатого воздуха к пусковому устройству возможно осуществлять подвод дополнительной механической энергии к ротору двигателя, соединяя его вал с валом ротора внешнего источника энергии. Изобретение позволяет увеличить надежность запуска двигателя в нештатных ситуациях или тяжелых климатических условиях, сократить время запуска, поднять удельную мощность внешнего источника энергии, не увеличивая его габариты и вес. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к способам запуска газотурбинного двигателя.
Известен способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной, включающий подвод сжатого воздуха к пусковому устройству от внешнего источника энергии и раскрутку ротора двигателя пусковым устройством до розжига его камеры сгорания [1].
В известном способе в качестве пускового устройства используется воздушный стартер, механически связанный с валом ротора двигателя, а в качестве внешнего источника энергии вспомогательная силовая установка. После воспламенения топлива турбина газотурбинного двигателя начинает развивать положительную мощность на валу его ротора, и в дальнейшем, после розжига камеры сгорания, когда турбина развивает достаточную мощность для самостоятельной раскрутки ротора двигателя с заданным ускорением, пусковое устройство отключается.
Основным недостатком известного способа является снижение уровня мощности, подводимой к ротору двигателя, ввиду того, что подвод к ротору механической энергии от пускового устройства прекращается после розжига камеры сгорания. Кроме того, на этапе розжига камеры сгорания при начальной работе турбины, из-за малого уровня давлений в газовоздушном тракте двигателя, воздух практически не подается в систему охлаждения турбины, в результате чего отсутствует эффективное охлаждение основных элементов турбины - сопловых и рабочих лопаток, что в процессе запуска двигателя накладывает ограничение по температуре газов перед турбиной.
Все это в совокупности увеличивает время запуска, снижает его надежность и повышает начальный уровень мощности внешнего источника энергии, что требует увеличения его габаритов и веса. Особенно эта проблема актуальна для авиационных двигателей.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности запуска двигателя и сокращение времени его запуска без увеличения габаритов и веса внешнего источника энергии.
Задача решается тем, что в способе запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной, включающем подвод сжатого воздуха к пусковому устройству от внешнего источника энергии и раскрутку ротора двигателя пусковым устройством до розжига его камеры сгорания, после розжига камеры сгорания двигателя прекращают подвод сжатого воздуха от внешнего источника питания к пусковому устройству и направляют его в систему охлаждения турбины двигателя, при этом одновременно увеличивают подачу топлива в камеру сгорания двигателя.
Кроме того, в предлагаемом способе может иметь место следующее.
- во время подвода сжатого воздуха к пусковому устройству осуществляют подвод дополнительной механической энергии к ротору двигателя, соединяя его вал с валом ротора внешнего источника энергии;
- одновременно с прекращением подвода сжатого воздуха к пусковому устройству осуществляют подвод механической энергии к ротору двигателя, соединяя его вал с валом ротора внешнего источника энергии;
- подвод механической энергии к ротору двигателя и подачу сжатого воздуха осуществляют от одного и того же внешнего источника энергии.
Отключение подачи сжатого воздуха на пусковое устройство и подача его в систему охлаждения турбины позволяет, с одной стороны, осуществлять подкрутку ротора двигателя, а с другой - надежно охлаждать турбину двигателя. Наличие надежного охлаждения турбины позволяет повышать температуру перед ней, увеличивая подачу топлива в камеру сгорания. В свою очередь, более высокий уровень температуры газов перед турбиной повышает темп раскрутки ротора и более быстрый выход двигателя на устойчивый режим его работы - режим малого газа.
В ряде случаев, особенно при эксплуатации авиационных двигателей в тяжелых климатических условиях, например при высокой температуре и низком давлении окружающей среды, за счет уменьшения расхода сжатого воздуха от внешнего источника энергии снижается мощность пускового устройства. В этом случае параллельно с подводом к ротору механической энергии от пускового устройства целесообразно подводить механическую энергию непосредственно от внешнего источника, соединяя для этого вал ротора двигателя с валом ротора внешнего источника энергии. Наилучший результат получается в том случае, когда механическую энергию начинают подводить одновременно с прекращением подвода сжатого воздуха к пусковому устройству и ротор двигателя уже вращается. В этом случае обеспечивается безударное сцепление валов ротора двигателя и ротора внешнего источника энергии.
Использование одного и того же внешнего источника энергии для подвода механической энергии к ротору двигателя и подвода сжатого воздуха к пусковому устройству и в систему охлаждения турбины двигателя повышает удельную энергоотдачу от внешнего источника энергии, уменьшает его габариты и вес. В качестве внешнего источника энергии можно использовать вспомогательную силовую установку.
Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема системы запуска двигателя.
На схеме показаны вспомогательная силовая установка (далее - ВСУ) 1, вал ротора которой механически соединен через соединительную муфту 2 с коробкой агрегатов 3, механически связанной через передаточный вал 4 и рессору 5 с валом ротора 6 двигателя. ВСУ 1 трубопроводом 7 через клапан 8 переключения соединена с входом в пусковое устройство, представляющее собой воздушный стартер 9 с воздушной турбиной 10, и через клапан 11 с системой охлаждения турбины 12.
Способ осуществляется следующим образом.
Сжатый воздух от ВСУ 1 через трубопровод 7 и клапан 8 поступает в воздушную турбину 10 воздушного стартера 9, раскручивая ее, и далее выбрасывается в окружающую среду. Воздушная турбина 10 через коробку агрегатов 3, передаточный вал 4 и рессору 5 передает мощность к ротору 6 и раскручивает его. По достижении определенных оборотов ротора 6 подается команда на воспламенитель и подачу топлива в камеру сгорания 13. После воспламенения камеры сгорания 13 подается команда на закрытие клапана 8 и открытие клапана 11. Воздух прекращает поступать в воздушный стартер 9 и начинает поступать в систему охлаждения 12 турбины двигателя. Проходя через внутренние полости сопловых лопаток 14 и вытекая через их задние кромки, воздух поступает на лопатки рабочего колеса 15 турбины и, обтекая их, создает усилие, вращающее ротор 6. Одновременно воздух охлаждает и сопловые лопатки 14.
Охлаждение сопловых лопаток 14 от ВСУ 1 позволяет увеличить расход топлива в камеру сгорания 13, поднять температуру перед турбиной, увеличить мощность турбины и ускорить выход двигателя на устойчивый режим его работы - режим малого газа.
Предложенный способ позволяет повысить эффективность запуска за счет оптимального сочетания подводов механической энергии от пускового устройства и внешнего источника энергии в сочетании с воздушной подкруткой ротора через систему охлаждения турбины и использованием мощности, развиваемой охлаждаемой от внешнего источника энергии турбиной двигателя. Все эти мероприятия позволяют увеличить надежность запуска в нештатных ситуациях или тяжелых климатических условиях, поднять удельную мощность внешнего источника энергии, не увеличивая его габариты и вес, а также сократить время запуска двигателя.
Источник информации
1. Б.М.Кац, Э.С.Жаров, В.К.Винокуров. Пусковые системы авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976 г., стр.7-9.
Claims (4)
1. Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной, включающий подвод сжатого воздуха к пусковому устройству от внешнего источника энергии и раскрутку ротора двигателя пусковым устройством до розжига его камеры сгорания, отличающийся тем, что после розжига камеры сгорания двигателя прекращают подвод сжатого воздуха от внешнего источника питания к пусковому устройству и направляют его в систему охлаждения турбины двигателя, при этом одновременно увеличивают подачу топлива в камеру сгорания двигателя.
2. Способ запуска по п.1, отличающийся тем, что во время подвода сжатого воздуха к пусковому устройству осуществляют подвод дополнительной механической энергии к ротору двигателя, соединяя его вал с валом ротора внешнего источника энергии.
3. Способ запуска по п.1, отличающийся тем, что одновременно с прекращением подвода сжатого воздуха к пусковому устройству осуществляют подвод механической энергии к ротору двигателя, соединяя его вал с валом ротора внешнего источника энергии.
4. Способ запуска по п.2 или 3, отличающийся тем, что подвод механической энергии к ротору двигателя и подачу сжатого воздуха осуществляют от одного и того же внешнего источника энергии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126221/06A RU2252327C1 (ru) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126221/06A RU2252327C1 (ru) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003126221A RU2003126221A (ru) | 2005-02-27 |
RU2252327C1 true RU2252327C1 (ru) | 2005-05-20 |
Family
ID=35286132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003126221/06A RU2252327C1 (ru) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2252327C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702945C2 (ru) * | 2014-10-20 | 2019-10-14 | Сафран Хеликоптер Энджинз | Съемный блок реактивации газотурбинного двигателя, архитектура силовой установки многомоторного вертолета, оснащенной таким блоком, и соответствующий вертолет |
RU2752952C1 (ru) * | 2020-12-22 | 2021-08-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии" | Способ энергоэффективной раскрутки ротора одновального газотурбинного двигателя от стороннего источника энергии |
RU2753434C1 (ru) * | 2020-12-22 | 2021-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии" | Способ запуска одновального однорежимного газотурбинного двигателя |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1911939A1 (de) | 2006-10-09 | 2008-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Zielwinkelgeregelter Einkuppelvorgang |
-
2003
- 2003-08-29 RU RU2003126221/06A patent/RU2252327C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702945C2 (ru) * | 2014-10-20 | 2019-10-14 | Сафран Хеликоптер Энджинз | Съемный блок реактивации газотурбинного двигателя, архитектура силовой установки многомоторного вертолета, оснащенной таким блоком, и соответствующий вертолет |
RU2752952C1 (ru) * | 2020-12-22 | 2021-08-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии" | Способ энергоэффективной раскрутки ротора одновального газотурбинного двигателя от стороннего источника энергии |
RU2753434C1 (ru) * | 2020-12-22 | 2021-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии" | Способ запуска одновального однорежимного газотурбинного двигателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003126221A (ru) | 2005-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11939925B2 (en) | Descent operation for an aircraft parallel hybrid gas turbine engine propulsion system | |
RU2467192C1 (ru) | Способ запуска газотурбинного двигателя | |
ES2935397T3 (es) | Método y aparato para controlar al menos una parte de un proceso de arranque o reencendido de un motor de turbina de gas | |
US7134269B2 (en) | Gas turbine engine | |
US8461704B2 (en) | Gas turbine engine apparatus | |
US5184458A (en) | Power unit fuel pressurization system | |
US4449370A (en) | Diesel engine catalytic combustor system | |
US20180045119A1 (en) | Geared turbofan with low spool power extraction | |
US4161102A (en) | Turbine engine starting system | |
RU2648480C2 (ru) | Устройство запуска турбонасоса ракетного двигателя | |
CN105658915B (zh) | 用于飞行器的涡轮机的紧急启动的系统和方法 | |
US5722228A (en) | Starting system for a gas turbine engine | |
KR101858132B1 (ko) | 가스 터빈의 시동 및 부하측정을 위한 드라이브 트레인 | |
RU2252327C1 (ru) | Способ запуска газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной | |
US20200025066A1 (en) | Apparatus for a gas turbine engine | |
US10247104B2 (en) | Oxygen enhanced pneumatic starting | |
US3717994A (en) | Gas turbine system with regenerator bypass only during starting | |
JP2020041542A (ja) | 高高度内燃機関/ターボチャージャー排気燃焼器 | |
RU2241844C1 (ru) | Способ запуска газотурбинного двигателя | |
CN211174360U (zh) | 微型涡喷发动机快速启动系统 | |
US2852911A (en) | Starting and ignition systems for gas turbine engines | |
RU2111370C1 (ru) | Способ пуска и газоснабжения энергетической газотурбинной установки | |
KR20210145740A (ko) | 회전식 내연 기관 엔진 | |
RU2260134C1 (ru) | Способ запуска газотурбинного двигателя | |
RU2752952C1 (ru) | Способ энергоэффективной раскрутки ротора одновального газотурбинного двигателя от стороннего источника энергии |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140127 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |