RU2349784C2 - Двухконтурный газотурбинный двигатель - Google Patents
Двухконтурный газотурбинный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349784C2 RU2349784C2 RU2006130237/06A RU2006130237A RU2349784C2 RU 2349784 C2 RU2349784 C2 RU 2349784C2 RU 2006130237/06 A RU2006130237/06 A RU 2006130237/06A RU 2006130237 A RU2006130237 A RU 2006130237A RU 2349784 C2 RU2349784 C2 RU 2349784C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- fan
- teeth
- impeller
- reducer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
В двухконтурном газотурбинном двигателе с приводом вентилятора через простой соосный редуктор вентилятор выполнен биротативным. Первое по потоку воздуха рабочее колесо биротативного вентилятора выполнено с возможностью вращения от первой по потоку промежуточной шестерни редуктора. Изобретение защищает величины отношений ширины зубчатого венца ведущей шестерни редуктора к ширине зубчатого венца ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора, числа зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней внутреннего зацепления простого соосного редуктора, к числу зубьев шестерни внутреннего зацепления простого соосного редуктора, числа зубьев ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора к числу зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней простого соосного редуктора. Изобретение направлено на снижение уровня шума за счет выполнения вентилятора с неподвижными относительно диска рабочими лопатками, а также на повышение надежности путем упрощения конструкции, уменьшения числа деталей и веса. 2 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям сверхвысокой степени двухконтурности авиационного применения.
Известен газотурбинный двигатель с приводом биротативного вентилятора от биротативной турбины [ЕР 1340903 А2, F04К 3/072, 2004 г.]. Недостатком такой конструкции является низкая надежность, так как через газогенератор двигателя проходят два высоконагруженных вала от биротативной турбины, что способствует снижению надежности валов биротативной турбины и подшипников газогенератора.
Наиболее близким к заявляемому является двухконтурный газотурбинный двигатель с приводом однорядного вентилятора через простой соосный редуктор [RU 2238418 С2, F02К 3/04, 2004 г.). Недостатком известной конструкции является повышенный уровень шума, создаваемый однорядным вентилятором, а также пониженная надежность рабочих лопаток однорядного вентилятора, работающих при повышенных окружных скоростях.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении уровня шума за счет выполнения вентилятора с неподвижными относительно диска рабочими лопатками, а также в повышении надежности путем упрощения конструкции, уменьшения числа деталей и веса.
Сущность изобретения заключается в том, что в двухконтурном газотурбинном двигателе с приводом вентилятора через простой соосный редуктор согласно изобретению вентилятор выполнен биротативным, первое по потоку воздуха рабочее колесо которого выполнено с возможностью вращения от первой по потоку промежуточной шестерни редуктора, причем H/h=1,1…1,5; z3/z2=2,5…4 и z5/z4=2,5…4, где
Н - ширина зубчатого венца ведущей шестерни редуктора;
h - ширина зубчатого венца ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора;
z2 - число зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней внутреннего зацепления простого соосного редуктора;
z3 - число зубьев шестерни внутреннего зацепления простого соосного редуктора;
z5 - число зубьев ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора;
z4 - число зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней простого соосного редуктора с числом зубьев z5.
Выполнение вентилятора газотурбинного двигателя биротативным, т.е. с двумя вращающимися в противоположные стороны рабочими колесами, позволяет существенно снизить окружную скорость вращения каждого из рабочих колес вентилятора, что приводит к существенному снижению веса и уровня шума, генерируемого лопатками вентилятора, так как необходимая степень сжатия воздуха реализуется в двух ступенях, что требует меньшей окружной скорости каждой из ступеней по сравнению с однорядным вентилятором.
Выполнение первого по потоку воздуха рабочего колеса с возможностью вращения от первой по потоку промежуточной шестерни позволяет выполнить редуктор с фиксированным передаточным отношением от турбины низкого давления к первому и второму рабочим колесам биротативного вентилятора, т.е. выполнить вентилятор с неподвижными относительно диска рабочими лопатками с соответствующим снижением веса втулки вентилятора и повысить надежности из-за существенного снижения сложности конструкции.
В простом соосном редукторе для привода биротативного вентилятора окружная скорость в зацеплении для шестерни, установленной на валу первого по потоку рабочего колеса вентилятора, существенно меньше окружной скорости в зацеплении ведущей шестерни на входе в редуктор, что существенно снижает динамические нагрузки в зацеплении и позволяет выполнить при примерном равенстве окружных усилий шестерню на валу первого колеса вентилятора меньшей по ширине зубчатого венца по сравнению с ведущей шестерней.
При H/h<1,1 существенно увеличится вес редуктора и газотурбинного двигателя в целом, а при H/h>1,5 снизится надежность редуктора из-за повышенных контактных и изгибных напряжений зубьев у шестерни на валу первого рабочего колеса вентилятора.
Для снижения веса и количества деталей газотурбинного двигателя важным является передаточное число редуктора: при высоком передаточном числе возможно увеличение оборотов турбины низкого давления с соответствующим уменьшением количества ступеней этой турбины, однако при этом уменьшается количество промежуточных шестерен, которые можно разместить в окружном направлении в простом соосном редукторе с внутренним зацеплением, что приводит к повышению нагрузки на зуб для всех шестерен с соответствующим снижением надежности.
При z3/z2<2,5 уменьшается количество размещенных по окружности промежуточных шестерен, что приводит к повышению напряжений в зубьях шестерен и к снижению надежности редуктора.
При z3/z2>4 снижается передаточное отношение редуктора, что ведет к увеличению числа ступеней турбины низкого давления и увеличению числа деталей и веса газотурбинного двигателя.
В случае, когда z5/z4<2,5, повышаются окружные скорости первого рабочего колеса вентилятора с соответствующим повышением уровня шума, генерируемого вентилятором.
При z5/z4>4 излишне снижаются окружные скорости первого рабочего колеса вентилятора, что приводит к снижению напорности первой ступени биротативного вентилятора и уменьшению тяги двигателя.
Изобретение проиллюстрировано следующим образом.
На фиг.1 показан продольный разрез двухконтурного газотурбинного двигателя заявляемой конструкции, на фиг.2 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.
Двухконтурный газотурбинный двигатель 1 состоит из биротативного вентилятора 2, редуктора 3, компрессора низкого давления 4, компрессора высокого давления 5, камеры сгорания 6, турбины высокого давления 7 и турбины низкого давления 8, которая через редуктор 3 приводит во вращение первое 9 и второе 10 по потоку воздуха 11 рабочие колеса биротативного вентилятора 2. Для повышения надежности, снижения числа деталей и веса конструкции рабочие лопатки 12 и 13 рабочих колес 9 и 10 вентилятора 2 выполнены фиксированными, т.е. неповоротными относительно дисков 14 и 15, на которых они установлены.
Простой соосный редуктор 3 с внутренним зацеплением состоит из ведущей шестерни 16, которая установлена на валу 17 турбины низкого давления 8, а также из находящихся в зацеплении с шестерней 16 задними по потоку 11 промежуточных шестерен 18, которые в свою очередь находятся в зацеплении с шестерней внутреннего зацепления 19, установленной на валу 20 второго рабочего колеса 10 вентилятора 2.
На одном валу 21 с задней промежуточной шестерней 18 установлена передняя промежуточная шестерня 22, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней внешнего зацепления 23, установленной на валу 24 первого рабочего колеса 9 вентилятора 2.
Числа зубьев 25 шестерен 16, 18, 19, 22 и 23 выбираются таким образом, чтобы передаточные числа от турбины низкого давления 8 к рабочим колесам 9 и 10 биротативного вентилятора 2 были примерно одинаковыми.
Работает данное устройство следующим образом.
При работе двухконтурного газотурбинного двигателя 1 мощность от турбины низкого давления 8 передается через соосный простой редуктор 3 на биротативный вентилятор 2, который благодаря фиксированному для рабочих колес 9 и 10 оптимальному передаточному числу редуктора 3 и минимальным окружным скоростям рабочих лопаток 12 и 13 генерирует минимальный уровень шума, при этом уровень напряжений от центробежных сил в рабочих лопатках 12 и 13 также минимален, что способствует повышению надежности двигателя 1.
Так как степень сжатия потока воздуха 11 в каждом из рабочих колес 9 и 10 вентилятора 2 минимальна, то и количество рабочих лопаток 12 и 13 минимально, что способствует снижению количества деталей и веса двигателя 1.
Claims (1)
- Двухконтурный газотурбинный двигатель с приводом вентилятора через простой соосный редуктор, отличающийся тем, что вентилятор выполнен биротативным, первое по потоку воздуха рабочее колесо которого выполнено с возможностью вращения от первой по потоку промежуточной шестерни редуктора, причем H/h=1,1…1,5; z3/z2=2,5…4 и z5/Z4=2,5…4,
где Н - ширина зубчатого венца ведущей шестерни редуктора;
h - ширина зубчатого венца ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора;
z2 - число зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней внутреннего зацепления простого соосного редуктора;
z3 - число зубьев шестерни внутреннего зацепления простого соосного редуктора;
z5 - число зубьев ведомой шестерни, расположенной на валу первого рабочего колеса биротативного вентилятора;
z4 - число зубьев промежуточной шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней простого соосного редуктора с числом зубьев z5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130237/06A RU2349784C2 (ru) | 2006-08-21 | 2006-08-21 | Двухконтурный газотурбинный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130237/06A RU2349784C2 (ru) | 2006-08-21 | 2006-08-21 | Двухконтурный газотурбинный двигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006130237A RU2006130237A (ru) | 2008-02-27 |
RU2349784C2 true RU2349784C2 (ru) | 2009-03-20 |
Family
ID=39278584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006130237/06A RU2349784C2 (ru) | 2006-08-21 | 2006-08-21 | Двухконтурный газотурбинный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349784C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3065994B1 (fr) * | 2017-05-02 | 2019-04-19 | Safran Aircraft Engines | Turbomachine a rotor de soufflante et reducteur entrainant un arbre de compresseur basse pression |
-
2006
- 2006-08-21 RU RU2006130237/06A patent/RU2349784C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006130237A (ru) | 2008-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2607037C (en) | Turbofan engine assembly and method of assembling same | |
JP5662629B2 (ja) | ターボファンエンジンアセンブリ | |
CA2606860C (en) | Turbofan engine assembly and method of assembling same | |
RU2703888C2 (ru) | Компрессор осевого газотурбинного двигателя с ротором противоположного вращения | |
US7905083B2 (en) | Turbofan engine assembly and method of assembling same | |
US9017028B2 (en) | Turbine engine with contra-rotating non-ducted propellers | |
RU2665572C2 (ru) | Зубчатый вентилятор, содержащий внутренний компрессор противоположного вращения | |
RU2468233C2 (ru) | Узел газотурбинного двигателя | |
CA2612031C (en) | Turbofan engine assembly and method of assembling same | |
CA2613606C (en) | Turbofan engine assembly and method of assembling same | |
US20170114724A1 (en) | Gas turbine engine with high speed low pressure turbine section and bearing support features | |
US10082105B2 (en) | Gas turbine engine with geared architecture | |
JP2013238244A (ja) | ガスタービンエンジン組立方法 | |
RU2647287C2 (ru) | Конструкция компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2349784C2 (ru) | Двухконтурный газотурбинный двигатель | |
RU2347929C2 (ru) | Газотурбинный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с биротативным вентилятором | |
CN115698483A (zh) | 飞行器涡轮机 | |
CN114761670A (zh) | 用于飞行器的具有对转式涡轮的涡轮机 | |
CN117404449A (zh) | 齿轮箱组件 | |
CN116927976A (zh) | 压缩系统和带有双转子增压级的齿轮传动涡扇发动机 | |
CN113167174A (zh) | 具有游星或行星减速器的双流涡轮喷气发动机布置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100822 |