RU2293885C1 - The body of an aviation engine's fan - Google Patents
The body of an aviation engine's fan Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293885C1 RU2293885C1 RU2005125188/06A RU2005125188A RU2293885C1 RU 2293885 C1 RU2293885 C1 RU 2293885C1 RU 2005125188/06 A RU2005125188/06 A RU 2005125188/06A RU 2005125188 A RU2005125188 A RU 2005125188A RU 2293885 C1 RU2293885 C1 RU 2293885C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- fan
- spiral
- packets
- cloth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационного машиностроения и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации турбовентиляторных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engineering and can be used in the design, manufacture and operation of turbofan engines.
Известны технические решения, направленные на удержание разрушившихся лопаток и их фрагментов корпусом вентилятора. Патент США 5431532 от 11 июля 1995 года предлагает для удержания оторвавшихся фрагментов лопаток использовать материал корпуса вентилятора на основе органоволокна - кевлар. Недостатком предлагаемого решения является весьма сложная реберная конструкция среднего слоя корпуса вентилятора. Не исключается застревание фрагментов лопатки между ребрами корпуса вентилятора, что может привести к разрушению корпуса и всего вентилятора.Known technical solutions aimed at holding the collapsed blades and their fragments by the fan casing. US patent 5431532 dated July 11, 1995 proposes to use the material of the fan housing based on organ fiber, Kevlar, to hold off the torn fragments of the blades. The disadvantage of the proposed solution is a very complex rib design of the middle layer of the fan casing. Jamming of fragments of the blade between the ribs of the fan casing is not excluded, which can lead to destruction of the casing and the entire fan.
Наиболее близкими к заявляемой конструкции корпуса вентилятора из композиционных материалов (КМ) являются решения, использованные на двигателях Д-36, Д436К, Д436Т Запорожского машиностроительного конструкторского бюро (ЗМКБ) "Прогресс", описанные в статье Пейчева Г.И., Николаевского С.В., Виганта Ю.В. "ЗМКБ "Прогресс": композиты в авиадвигателях семейства Д-36" (журнал "Технологические системы" 2/2000 - Юбилейный сборник, посвященный 55-летию ЗМКБ "Прогресс", стр.15-21). Металлическая оболочка, являющаяся прочностным каркасом - средством для крепления корпуса вентилятора со смежными узлами и экраном для окончательного удержания оторвавшихся лопаток или их фрагментов располагается над вставкой из КМ. Недостатками корпусов вентиляторов такой конструкции являются термическая и деформационная несовместимость металлических композиционных материалов. Термическая несовместимость связана с большой разницей коэффициентов линейного расширения металлов и композиционных материалов. Совместная работа металлической и композиционных оболочек в широком интервале температур (от минус 60 до плюс 100°С) приводит к высоким напряжениям по границе "металл-пластик" и, как следствие, к возможности отслоения их по этой границе. Деформативная несовместимость обусловлена существенным отличием (в 2-3 раза) в модулях упругости металлических и композиционных материалов.Closest to the claimed design of the fan casing made of composite materials (KM) are the solutions used on the D-36, D436K, D436T engines of the Zaporizhzhya Machine-Building Design Bureau (ZMKB) "Progress" described in the article by G. Peychev, S. Nikolaev ., Wiganta Yu.V. ZMKB Progress: composites in aircraft engines of the D-36 family (Technological Systems magazine 2/2000 - Anniversary collection dedicated to the 55th anniversary of the ZMKB Progress, pp. 15-21). The metal shell, which is a strength frame - a means for attaching a fan casing with adjacent nodes and a screen for the final retention of detached blades or their fragments is located above the KM insert. The disadvantages of fan cases of this design are the thermal and deformation incompatibility of metal composite materials. Thermal incompatibility is associated with a large difference in the linear expansion coefficients of metals and composite materials. The joint work of metal and composite shells in a wide temperature range (from minus 60 to plus 100 ° C) leads to high stresses at the metal-plastic interface and, as a result, to the possibility of delamination at this interface. The deformative incompatibility is due to a significant difference (by a factor of 2–3) in the elastic moduli of metal and composite materials.
Ударное воздействие оторвавшихся фрагментов лопаток на комбинированную оболочку корпуса может существенно ускорить процесс его разрушения.The impact of the detached fragments of the blades on the combined shell of the body can significantly accelerate the process of its destruction.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности конструкции при работе вентилятора.The technical task of the invention is to increase the reliability of the design during operation of the fan.
Технический результат достигается тем, что корпус вентилятора авиационного двигателя, содержащий оболочку из композиционного материала, зоны крепления с сопрягаемыми узлами и агрегатами, выполнен цельным по длине и многослойным по толщине из чередующихся спиральных слоев органожгута и пакетов органоткани на эпоксидном связующем, при этом в зоне расположения лопаток спиральные слои и тканевые пакеты многократно чередуются друг с другом, а внутренний и наружный слои выполнены спиральными, торцевые зоны усилены тканевыми пакетами, которые закреплены кольцевыми слоями и в них размещены элементы штифто-болтового соединения.The technical result is achieved in that the aircraft engine fan housing, comprising a sheath made of composite material, attachment zones with mating units and assemblies, is made integral in length and multilayer in thickness from alternating spiral layers of organ-bundle and organic tissue packets on an epoxy binder, while in the area of location the blades spiral layers and fabric bags are repeatedly alternated with each other, and the inner and outer layers are made spiral, end zones are reinforced with fabric bags, which They are fixed with annular layers and the elements of the pin-bolt connection are placed in them.
Внутренняя и наружная оболочки корпуса армируются спиральными слоями Русара, между ними в зоне расположения вентилятора выкладывается органоткань, на краях корпуса спиральные слои дополняются тканевыми пакетами и связываются кольцевой подмоткой, образуя замкнутую прочностную конструкцию.The inner and outer shells of the case are reinforced with spiral layers of Rusar, between them in the zone of the fan location an organic fabric is laid out, at the edges of the case the spiral layers are supplemented with fabric bags and are connected by an annular winding, forming a closed strength structure.
Выполнение корпуса цельным по длине и многослойным по толщине из чередующихся спиральных слоев органожгута и пакетов органоткани позволяет создать прочную конструкцию, изменяющуюся по физико-механическим характеристикам в радиальном направлении - направлении чередования слоев. Многократное чередование друг с другом слоев спиральных и тканевых пакетов позволяет организовать многочисленные границы разной жесткости, пересекая которые лопатка или ее фрагмент теряют энергию. Выполнение спиральными (едиными) внутреннего и наружных слоев, соединенных по краям, позволяет получить замкнутую жесткую и прочную конструкцию корпуса. Усиление торцевых зон тканевыми пакетами позволяет развить в них утолщения для размещения штифто-болтового соединения.The implementation of the casing as one-piece in length and multi-layer in thickness from alternating spiral layers of organ-bundle and packages of organ-tissue allows you to create a solid structure that varies in physical and mechanical characteristics in the radial direction - the direction of alternation of layers. Repeated alternation of layers of spiral and fabric packets with each other allows you to organize numerous boundaries of different stiffness, crossing which the blade or its fragment lose energy. The implementation of spiral (single) inner and outer layers connected at the edges, allows you to get a closed rigid and durable construction of the housing. Strengthening the end zones with fabric bags allows you to develop thickenings in them to accommodate the pin-bolt connection.
На чертеже представлен корпус вентилятора, где обозначены:The drawing shows a fan casing, where indicated:
1 - спиральные слои жгута "Русар";1 - spiral layers of the rope "Rusar";
2 - тканевые пакеты "Русар";2 - fabric bags "Rusar";
3 - узлы крепления;3 - fasteners;
4 - панель шумоглушения.4 - panel noise reduction.
Работу предлагаемой конструкции по удержанию лопатки вентилятора или ее фрагмента, врезающихся по касательной в корпус вентилятора, можно представить следующим образом.The work of the proposed design to hold the fan blade or its fragment, crashed tangentially into the fan housing, can be represented as follows.
1. При обрыве небольшого фрагмента лопатки вентилятора он (фрагмент) отдает свою энергию на упругую деформацию корпуса вентилятора, затем вылетает за его пределы.1. When a small fragment of the fan blade breaks, it (the fragment) gives its energy to the elastic deformation of the fan casing, then flies out of it.
2. При обрыве большего фрагмента лопатки вентилятора он (фрагмент) частично отдает свою энергию на упругую деформацию корпуса, частично повреждает прочный внутренний и жесткий слой, а затем вылетает за пределы корпуса вентилятора.2. When a larger fragment of the fan blade breaks off, it (the fragment) partially gives up its energy to the elastic deformation of the case, partially damages the strong inner and hard layer, and then flies out of the fan case.
3. При обрыве лопатки вентилятора она пробивает многочисленные чередующиеся слои, армирующие корпус вентилятора, начиная с внутреннего прочного и жесткого слоя зонной спиральной намотки органожгута типа "Русар" и пакетов органоткани типа "Русар" продольно поперечной выкладки и намотки на эпоксидном связующем типа УП-2217. Лопатка, разрывая многочисленные слои жгута и ткани, теряет свою энергию и удерживается в пределах корпуса вентилятора охватывающим неразрывным слоем спиральной намотки органожгута типа "Русар".3. When the fan blade breaks, it breaks through numerous alternating layers reinforcing the fan casing, starting with the inner strong and hard layer of the zone spiral winding of the Rusar type organ-bundle and Rusar-type organ-tissue packages of longitudinally transverse laying and winding on the UP-2217 epoxy binder . The blade, tearing numerous layers of tourniquet and fabric, loses its energy and is held within the fan casing by covering with an inextricable layer of spiral winding of an organ-harness of the Rusar type.
Таким образом, предлагаемая конструкция корпуса вентилятора из КМ позволяет обеспечить выполнение требований международных норм по обеспечению надежности и безопасности полета самолета за счет удержания оторвавшейся лопатки или ее фрагмента корпусом вентилятора. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет снизить массу корпуса вентилятора авиадвигателя.Thus, the proposed design of the fan housing made of KM makes it possible to meet the requirements of international standards for ensuring the reliability and safety of flight of an aircraft by holding the torn-off blade or its fragment by the fan body. In addition, the proposed design allows to reduce the mass of the fan housing of the aircraft engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125188/06A RU2293885C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | The body of an aviation engine's fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125188/06A RU2293885C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | The body of an aviation engine's fan |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2293885C1 true RU2293885C1 (en) | 2007-02-20 |
Family
ID=37863478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125188/06A RU2293885C1 (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | The body of an aviation engine's fan |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293885C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461719C2 (en) * | 2010-12-14 | 2012-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Protection of blade machine housing against penetration by parted blade, and protected housing |
RU2564740C2 (en) * | 2010-04-02 | 2015-10-10 | Текспейс Аэро С.А. | Fabrication of straightener and straightener thus made |
RU2611137C1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-21 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" | Aircraft engine fan housing |
-
2005
- 2005-08-08 RU RU2005125188/06A patent/RU2293885C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПЕЙЧЕВ Г.И., НИКОЛАЕВСКИЙ С.В. и др. ЗМКБ «ПРОГРЕСС». Композиты в авиадвигателях семейства Д-36. Технологические системы, г.Запорожье, 2000, №2. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564740C2 (en) * | 2010-04-02 | 2015-10-10 | Текспейс Аэро С.А. | Fabrication of straightener and straightener thus made |
RU2461719C2 (en) * | 2010-12-14 | 2012-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Protection of blade machine housing against penetration by parted blade, and protected housing |
RU2611137C1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-21 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" | Aircraft engine fan housing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8322971B2 (en) | Method of manufacturing a gas turbine casing out of composite material, and a casing as obtained thereby | |
KR100746378B1 (en) | Composite structure and gas turbine engine | |
US8061966B2 (en) | Composite containment casings | |
US7713021B2 (en) | Fan containment casings and methods of manufacture | |
US9316120B2 (en) | Method for manufacturing a turbine-engine fan casing having an acoustic coating | |
US20140212273A1 (en) | Turbine engine fan casing and an assembly formed by such a casing and acoustic panels | |
EP2070689A2 (en) | Methods for making composite containment casings | |
US20090087309A1 (en) | Protective ring for the fan casing of a gas-turbine engine | |
US9097139B2 (en) | Containment casing | |
US8371009B2 (en) | Methods for repairing composite containment casings | |
EP2525069B1 (en) | Crack and delamination stoppers for aircraft propulsion system components | |
CN114670463A (en) | Self-reinforcing shell made of composite material with organic matrix | |
RU2471603C2 (en) | Mechanical part comprising insert from composite material | |
US20040211167A1 (en) | Protective ring for the fan protective casing of a gas turbine engine | |
EP2913179B1 (en) | Cylindrical case and process for producing cylindrical case | |
CA2807395A1 (en) | Fan case containment system and method of fabrication | |
RU2293885C1 (en) | The body of an aviation engine's fan | |
EP3044415A1 (en) | Airfoil with an integrally stiffened composite cover | |
US20120251305A1 (en) | Impactor containment | |
BR112015017494B1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A CURVED ALVEOLAR STRUCTURE MADE OF COMPOSITE MATERIAL | |
EP2865866A1 (en) | Fan case for aircraft engine | |
US20120118400A1 (en) | Leading edge structure, in particular for the air intake of the nacelle of an aircraft engine | |
US11891910B2 (en) | Composite-material casing having an integrated stiffener | |
EP3070313A1 (en) | Firewall assembly for a wall portion in a turbo engine having different material layers | |
RU2288842C2 (en) | Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150809 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170608 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190809 |