RU2269677C1

RU2269677C1 - Load-bearing support of turbojet engine compressor

Info

Publication number: RU2269677C1
Application number: RU2004119530/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Андреев (RU); Анатолий Васильевич Андреев; Виктор Николаевич Дрозденко (RU); Виктор Николаевич Дрозденко; Василий Юрьевич Критский (RU); Василий Юрьевич Критский; Андрей Геннадьевич Кузнецов (RU); Андрей Геннадьевич Кузнецов; Евгений Ювенальевич Марчуков (RU); Евгений Ювенальевич Марчуков; Андрей Артурович Сорокин (RU); Андрей Артурович Сорокин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн")
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-02-10

Abstract

FIELD: turbojet engine compressors using high-head and wide-chord moving blades.

SUBSTANCE: proposed load-bearing support of turbojet engine compressor is made in the form of hollow radial shell provided with longitudinal and transverse partitions dividing its space into separate cavities, each communicating with compressor flow path through at least one hole thereby reducing pressure fluctuation amplitude in gas-air path of compressor by several times.

EFFECT: reduced transient loads on structure, enhanced service life and operating reliability of compressor.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции компрессоров турбореактивных двигателей (ТРД) с высоконапорными широкохордными рабочими лопатками.The invention relates to the design of turbojet engine compressors (turbojet engines) with high-pressure wide-chord rotor blades.

Известна силовая стойка корпуса компрессора ТРД, выполненная в виде полой радиальной оболочки [1].Known power rack of the compressor housing of the turbojet engine, made in the form of a hollow radial shell [1].

Известное устройство выполняет силовые функции и формирует поток в газовоздушном тракте компрессора.The known device performs power functions and generates a stream in the gas-air path of the compressor.

Однако в процессе работы компрессора при взаимодействии потока от рабочих лопаток с элементами статора в его газовоздушном тракте возникают колебания давления, значительно увеличивающие динамические нагрузки на конструкцию. В известном устройстве не предусмотрены средства для уменьшения амплитуды пульсаций давления в газовом тракте компрессора.However, during compressor operation, when the flow from the blades interacts with the stator elements, pressure fluctuations occur in its gas-air path, which significantly increase the dynamic load on the structure. The known device does not provide means to reduce the amplitude of the pressure pulsations in the gas path of the compressor.

Задачей изобретения является демпфирование нежелательных колебаний давления, возникающих в газовоздушном тракте компрессора во всем диапазоне режимов его работы.The objective of the invention is the damping of undesirable pressure fluctuations that occur in the gas-air path of the compressor in the entire range of modes of operation.

Указанная задача достигается тем, что в известной силовой стойке корпуса компрессора ТРД, выполненной в виде полой радиальной оболочки, согласно изобретению полость оболочки разделена продольными и поперечными перегородками на отдельные полости, каждая из которых сообщена с проточной частью компрессора, по меньшей мере, одним отверстием.This task is achieved by the fact that in the known power rack of the turbofan engine compressor housing, made in the form of a hollow radial shell, according to the invention, the shell cavity is divided by longitudinal and transverse partitions into separate cavities, each of which is connected with the compressor flow part by at least one opening.

Такое выполнение устройства позволяет организовать на боковых стенках стойки замкнутые резонаторные полости, сообщенные различными отверстиями с полостью проточной части компрессора, являющиеся акустическими демпферами. Таким образом, уменьшается амплитуда колебаний давления в газовоздушном тракте компрессора и, следовательно, снижаются динамические нагрузки на конструкцию.This embodiment of the device allows you to organize closed resonant cavities on the side walls of the rack, connected by various openings with the cavity of the compressor flow path, which are acoustic dampers. Thus, the amplitude of the pressure fluctuations in the gas-air path of the compressor is reduced and, therefore, the dynamic loads on the structure are reduced.

На фиг.1 показан поперечный разрез силовой стойки корпуса компрессора ТРД;Figure 1 shows a cross section of the power rack of the compressor housing;

на фиг.2 - вид по стрелке А на боковую поверхность стойки;figure 2 is a view along arrow A on the side surface of the rack;

на фиг.3 - амплитуды и частоты колебаний давления за широкохордной лопаткой II ступени 2-ступенчатого компрессора в зависимости от оборотов ротора, измеренные при испытаниях ТРД;figure 3 - the amplitude and frequency of the pressure fluctuations behind a wide-chord blade of the II stage of a 2-stage compressor, depending on the speed of the rotor, measured during tests of the turbojet engine;

на фиг.4 - зависимость коэффициента эффективности демпфирования колебаний давления к от частоты колебаний ƒ, генерируемых лопатками, для демпфирующего устройства, показанного на фиг.1, 2.figure 4 - dependence of the coefficient of efficiency of damping pressure fluctuations to the frequency of oscillations ƒ generated by the blades, for the damping device shown in figure 1, 2.

Силовая стойка корпуса компрессора ТРД выполнена в виде полой радиальной оболочки 1, полость которой разделена продольными перегородками 2 и 3 и поперечными перегородками 4 на отдельные полости 5. Каждая полость 5 сообщена с проточной частью компрессора отверстием 6. Размеры полостей и отверстий выбираются в зависимости от частот колебаний, возникающих в конкретном двигателе.The power rack of the turbofan engine compressor housing is made in the form of a hollow radial shell 1, the cavity of which is divided by longitudinal partitions 2 and 3 and transverse partitions 4 into separate cavities 5. Each cavity 5 communicates with the compressor flow part through a hole 6. The dimensions of the cavities and holes are selected depending on the frequencies oscillations that occur in a particular engine.

Так, например, при вращении ротора компрессора ТРД с 32-мя широкохордными рабочими лопатками II ступени компрессора низкого давления вблизи максимальных оборотов n₁ существенно увеличивается амплитуда колебаний первой гармоники и несколько возрастает амплитуда колебаний второй гармоники. В соответствии с этим производится настройка акустического демпфера (фиг.3).So, for example, when the rotor of the turbojet compressor rotates with 32 wide-chord rotor blades of the second stage of the low-pressure compressor near the maximum speed n ₁ , the amplitude of the first harmonic oscillations significantly increases and the amplitude of the second harmonic oscillations slightly increases. In accordance with this, the adjustment of the acoustic damper (figure 3).

При колебаниях воздух пульсирует в отверстиях 6, которые с полостями 5 стойки представляют собой резонаторы Гельмгольца, настроенные на определенные частоты. В них происходит диссипация энергии колебаний давления, возникающих за рабочими лопатками компрессора. Зависимость коэффициента эффективности демпфирования колебаний давления к от частоты колебаний ƒ показана на фиг.4. Предложенное устройство настроено на подавление колебаний двух диапазонов частот, проявившихся при испытаниях двигателя.During vibrations, the air pulsates in the holes 6, which with cavities 5 of the rack are Helmholtz resonators tuned to certain frequencies. They dissipate the energy of pressure fluctuations that occur behind the compressor working blades. The dependence of the coefficient of efficiency of damping of pressure oscillations k on the frequency of oscillations ƒ is shown in Fig.4. The proposed device is configured to suppress fluctuations in two frequency ranges that appeared during engine tests.

Эти диапазоны показаны цифрами 1 и 2 на фиг.3.These ranges are shown by the numbers 1 and 2 in figure 3.

Изобретение позволяет уменьшить амплитуду колебаний давления за широкохордными рабочими лопатками компрессора в несколько раз, благодаря чему уменьшаются динамические нагрузки на конструкцию, повышается ресурс и надежность работы компрессора.The invention allows to reduce the amplitude of pressure fluctuations behind the wide-chord compressor blades by several times, due to which the dynamic loads on the structure are reduced, and the service life and reliability of the compressor are increased.

Источник информацииThe source of information

1. Г.С.Скубачевский. Авиационные газотурбинные двигатели (конструкция и расчет деталей). М.: Машиностроение, 1965 г., стр.61.1. G.S. Skubachevsky. Aircraft gas turbine engines (design and calculation of parts). M.: Engineering, 1965, p. 61.

Claims

The power rack of the compressor housing of the turbojet engine, made in the form of a hollow radial shell, characterized in that it is provided with longitudinal and transverse baffles dividing the inner cavity of the shell into separate cavities, each of which is connected to the flow part of the compressor with at least one hole made on the shell.