RU2413856C1 - Gas turbine engine fuel feed system - Google Patents
Gas turbine engine fuel feed system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413856C1 RU2413856C1 RU2009140238/06A RU2009140238A RU2413856C1 RU 2413856 C1 RU2413856 C1 RU 2413856C1 RU 2009140238/06 A RU2009140238/06 A RU 2009140238/06A RU 2009140238 A RU2009140238 A RU 2009140238A RU 2413856 C1 RU2413856 C1 RU 2413856C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- fuel
- combustion chamber
- engine
- fuel supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к системам топливопитания газотурбинного двигателя летательного аппарата.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, in particular to fuel supply systems for an aircraft gas turbine engine.
Известна система топливопитания газотурбинного двигателя, содержащая насос подачи топлива в камеру сгорания и насос подачи топлива в силовые агрегаты управления, связанные своими входами с насосом подкачки топлива из топливного бака двигателя, а выходами - с регулятором подачи топлива системы автоматического управления двигателем (Патент РФ №2315884, 2008 г.).A known system of fuel supply of a gas turbine engine, comprising a fuel supply pump to the combustion chamber and a fuel supply pump to the control power units, connected with its inputs to the fuel pump from the fuel tank of the engine, and the outputs with the fuel supply regulator of the automatic engine control system (RF Patent No. 2315884 , 2008).
В известной системе на некоторых режимах полета (например, у земли), требующих большого расхода топлива, обеспечивается параллельное включение вышеназванных насосов, т.е. к форсункам камеры сгорания регулятором подачи топлива, наряду с подводом топлива от основного насоса, предназначенного для подачи топлива в камеру сгорания, производится также подвод топлива высокого давления от выхода насоса подачи топлива в силовые агрегаты. Данное решение позволяет спроектировать основной насос на несколько пониженный расход, а значит снизить его вес и габариты.In the known system, in some flight modes (for example, near the ground) that require high fuel consumption, parallel operation of the above pumps is ensured, i.e. to the nozzles of the combustion chamber by the fuel supply regulator, along with the supply of fuel from the main pump designed to supply fuel to the combustion chamber, high pressure fuel is also supplied from the output of the fuel supply pump to the power units. This solution allows you to design the main pump for a slightly reduced flow rate, which means to reduce its weight and dimensions.
Несмотря на то, что в известном устройстве основной насос спроектирован на сниженный расход топлива, на определенных режимах полета при падении расходов топлива на двигатель возникает подогрев топлива. Кроме того, основной насос в такой системе обслуживает только основную камеру сгорания. Для топливопитания форсажной камеры сгорания система включает в себя еще один насос, который также вызывает дополнительный подогрев топлива, приводящий к повышению массовых характеристик системы топливоподачи и снижению надежности ее работы, увеличивающий при этом тепловую заметность всего летательного аппарата.Despite the fact that in the known device the main pump is designed for reduced fuel consumption, in certain flight modes, when the fuel consumption falls on the engine, fuel heating occurs. In addition, the main pump in such a system serves only the main combustion chamber. For fuel supply of the afterburner, the system includes another pump, which also causes additional heating of the fuel, which leads to an increase in the mass characteristics of the fuel supply system and a decrease in the reliability of its operation, while increasing the thermal visibility of the entire aircraft.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение подогрева топлива в системе топливоподачи газотурбинного двигателя, позволяющее повысить ресурс конструктивных элементов этой системы и, тем самым, повысить надежность ее работы, а также позволяющее снизить тепловое излучение от элементов системы топливоподачи двигателя, уменьшая тепловую заметность летательного аппарата.The problem to which the claimed invention is directed is to reduce the heating of fuel in the fuel supply system of a gas turbine engine, which allows to increase the resource of structural elements of this system and, thereby, increase the reliability of its operation, as well as to reduce thermal radiation from elements of the fuel supply system of the engine, reducing heat the visibility of the aircraft.
Задача решается тем, что в системе топливопитания газотурбинного двигателя, содержащей насос подачи топлива в камеру сгорания и насос подачи топлива в силовые агрегаты управления двигателя, связанные своими входами с насосом подкачки топлива, а выходами - с регулятором подачи топлива системы автоматического управления двигателем, насос подачи топлива в камеру сгорания связан с валом двигателя через гидродинамический преобразователь крутящего момента, входной вал которого кинематически связан с валом двигателя, а выходной вал кинематически связан с валом насоса подачи топлива в камеру сгорания, при этом внутренняя полость гидродинамического преобразователя гидравлически связана с входом насоса подачи топлива в камеру сгорания и через переключающее устройство связана с напорной полостью этого насоса и с входом насоса подкачки топлива, причем регулирующий орган гидродинамического преобразователя и управляющая полость переключающего устройства подключены к регулятору подачи топлива системы автоматического управления двигателем.The problem is solved in that in the fuel supply system of a gas turbine engine containing a fuel feed pump to the combustion chamber and a fuel feed pump to the engine control power units, connected by their inputs to the fuel booster pump, and the outputs to the fuel feed regulator of the automatic engine control system, feed pump fuel into the combustion chamber is connected to the engine shaft through a hydrodynamic torque converter, the input shaft of which is kinematically connected with the engine shaft, and the output shaft is kinemat It is connected with the shaft of the pump for supplying fuel to the combustion chamber, while the internal cavity of the hydrodynamic converter is hydraulically connected to the input of the pump for supplying fuel to the combustion chamber and is connected through the switching device to the pressure cavity of this pump and to the inlet of the fuel pump, the regulating body of the hydrodynamic converter and the control cavity of the switching device is connected to the fuel supply regulator of the automatic engine control system.
Кроме того, внутренняя полость гидродинамического преобразователя связана с входом насоса подачи топлива в камеру сгорания через струйный насос и обратный клапан, причем эжектирующее сопло струйного насоса гидравлически связано с напорной полостью насоса подачи топлива в камеру сгорания, а камера смешения струйного насоса гидравлически связана с внутренней полостью гидродинамического преобразователя, при этом внутренняя полость гидродинамического преобразователя связана с входом насоса подкачки топлива через дополнительный струйный насос, эжектирующее сопло которого гидравлически связано через управляющую полость переключающего устройства с насосом подачи топлива в силовые агрегаты управления, а камера смешения дополнительного струйного насоса гидравлически связана с внутренней полостью гидродинамического преобразователя.In addition, the internal cavity of the hydrodynamic converter is connected to the inlet of the fuel supply pump to the combustion chamber through the jet pump and check valve, the ejection nozzle of the jet pump is hydraulically connected to the pressure cavity of the fuel supply pump to the combustion chamber, and the mixing chamber of the jet pump is hydraulically connected to the internal cavity hydrodynamic transducer, while the internal cavity of the hydrodynamic transducer is connected to the input of the fuel pump through an additional stream The pump is, ejector nozzle which is hydraulically connected through the switching device control chamber to the fuel supply pump to the power control units, and an additional mixing chamber of the jet pump is hydraulically connected to the inner space of the hydrodynamic converter.
Осуществление связи насоса подачи топлива в камеру сгорания с валом двигателя через гидродинамический преобразователь (далее - гидропреобразователь), входной и выходной вал которого кинематически связаны соответственно с валом двигателя и валом насоса подачи топлива в камеру сгорания, внутренняя полость гидравлически связана с входом и напорной полостью насоса для подачи топлива в камеру сгорания, а регулирующий орган связан с регулятором подачи топлива системы автоматического управления двигателем, обеспечивает на каждом требуемом режиме работы двигателя подачу топлива на вход насоса подачи топлива в камеру сгорания с оптимальным давлением при минимальных затратах мощности для привода этого насоса, что обеспечивает снижение подогрева топлива в системе. Кроме того, такое конструктивное исполнение позволяет использовать единый насос для питания как основной, так и форсажной камеры сгорания.The communication of the fuel pump to the combustion chamber with the engine shaft through a hydrodynamic converter (hereinafter referred to as the hydraulic converter), the input and output shaft of which is kinematically connected respectively to the engine shaft and the shaft of the fuel pump to the combustion chamber, the internal cavity is hydraulically connected to the inlet and pressure chamber of the pump for supplying fuel to the combustion chamber, and the regulatory body is connected to the fuel supply regulator of the automatic engine control system, provides for each required during engine operation, the fuel is fed to the input of the fuel feed pump into the combustion chamber with the optimal pressure at the minimum power consumption for driving this pump, which ensures a reduction in fuel heating in the system. In addition, this design allows you to use a single pump to power both the main and afterburner combustion chamber.
Связь внутренней полости гидропреобразователя с напорной полостью насоса подачи топлива в камеру сгорания через переключающее устройство, а также связь внутренней полости гидропреобразователя через это же переключающее устройство с входом насоса подкачки топлива и подключение при этом управляющей полости переключающего устройства к регулятору подачи топлива системы автоматического управления двигателем позволяет при малых расходах топлива по команде системы автоматического управления отключить в полете основной насос для подачи топлива в камеру сгорания, и переключить работу двигателя от насоса, предназначенного для питания топливом силовых агрегатов, что предотвратит перегрев топлива на режимах полета с малыми расходами топлива на двигатель.The connection of the internal cavity of the hydraulic converter with the pressure cavity of the fuel supply pump to the combustion chamber through the switching device, as well as the connection of the internal cavity of the hydraulic converter through the same switching device with the input of the fuel pump and connecting the control cavity of the switching device to the fuel supply regulator of the automatic engine control system at low fuel consumption, at the command of the automatic control system, turn off the main pump in flight fuel into the combustion chamber, and to switch the engine from a pump intended to supply fuel powertrain, which prevents overheating of the fuel on the flight modes with low fuel consumption by the engine.
Связывание входа насоса подачи топлива в камеру сгорания с рабочей полостью гидропреобразователя через обратный клапан и струйный насос, эжектирующее сопло которого связано с гидравлической магистралью, связывающей напорную полость насоса подачи топлива в камеру сгорания с внутренней полостью гидропреобразователя, а камера смешения гидравлически связана с внутренней полостью гидропреобразователя, позволяет при включенном основном насосе сбрасывать топливо из внутренней полости гидропреобразователя на вход основного насоса, а при выключении этого насоса, напротив, не допустить сброса топлива на его вход.Linking the inlet of the fuel supply pump to the combustion chamber with the working cavity of the hydraulic converter through a non-return valve and a jet pump, the ejection nozzle of which is connected to the hydraulic line connecting the pressure cavity of the fuel supply pump into the combustion chamber with the internal cavity of the hydraulic converter, and the mixing chamber is hydraulically connected to the internal cavity of the hydraulic converter , when the main pump is turned on, it is possible to dump fuel from the internal cavity of the hydraulic converter to the input of the main pump, and when turning off this pump, on the contrary, does not allow the discharge of fuel to its input.
Связывание внутренней полости гидропреобразователя с входом насоса подкачки топлива через дополнительный струйный насос, эжектирующее сопло которого гидравлически связано с управляющей полостью переключающего устройства, а камера смешения дополнительного струйного насоса гидравлически связана с внутренней полостью гидропреобразователя, позволяет произвести эффективный сброс давления из внутренней полости гидропреобразователя и создать в ней разряжение, в результате чего гидравлические потери при вращении рабочего колеса гидропреобразователя и крутящий момент на его выходном валу уменьшаются практически до нуля, что в сочетании с прекращением доступа топлива во внутреннюю полость гидропреобразователя приводит к отключению основного насоса и его остановке.Linking the internal cavity of the hydraulic converter with the inlet of the fuel pump through an additional jet pump, the ejection nozzle of which is hydraulically connected to the control cavity of the switching device, and the mixing chamber of the additional jet pump is hydraulically connected with the internal cavity of the hydraulic converter, allows for efficient pressure relief from the internal cavity of the hydraulic converter and her discharge, resulting in hydraulic losses during the rotation of the impeller hydro the converter and the torque on its output shaft are reduced to almost zero, which in combination with the cessation of fuel access to the internal cavity of the hydraulic converter leads to shutdown of the main pump and its stop.
На фиг.1 представлена общая схема системы топливоподачи двигателя, на фиг.2 - представлена схема включенного основного насоса подачи топлива при штатной работе двигателя, на фиг.3 представлена схема отключенного основного насоса подачи топлива при штатной работе двигателя.Figure 1 presents a General diagram of the fuel supply system of the engine, Figure 2 - shows a diagram of the main fuel pump turned on during normal engine operation, Figure 3 shows a diagram of a disconnected main fuel pump during standard engine operation.
Система топливопитания газотурбинного двигателя содержит установленный на летательном аппарате расходный бак системы подкачки топлива, соединенный с двигательным центробежным насосом (ДЦН) 1 подкачки топлива, механически связанным через коробку приводов 2 с ротором турбореактивного двигателя 3. Выход из насоса 1 подкачки топлива гидравлически связан посредством трубопровода через фильтр 4 очистки топлива с входами плунжерного насоса 5 высокого давления для питания топливом силовых агрегатов управления (гидроцилиндров управления створками выходного сопла, направляющих аппаратов компрессора) и насоса 6 подачи топлива в камеру сгорания, выполненного центробежным. Центробежный насос 6 установлен на валу 7 турбины 8 гидропреобразователя 9 крутящего момента, насосное колесо 10 которого через коробку приводов 2 механически связано с ротором турбореактивного двигателя 3. Во внутренней полости 11 гидропреобразователя 9 установлены поворотные лопатки 12, которые объединены регулирующим органом гидропреобразователя 9 - силовым поршнем 13, подключенным линиями связи к регулятору подачи топлива на форсунки основной и форсажной камер сгорания системы автоматического управления двигателем (САУ) 14. Выход 15 из центробежного насоса 6 соединен с форсунками основной и форсажной камер сгорания двигателя (на чертежах не показаны).The fuel supply system of a gas turbine engine comprises a fuel pump system consumable tank mounted on an aircraft, connected to a motor fuel pump centrifugal pump (DC) 1 mechanically connected through a gearbox 2 to a
Внутренняя полость 11 гидропреобразователя 9 через переключающее устройство 16, например золотникового типа, соединена посредством гидравлической магистрали 17 с входом 18 центробежного насоса 6, а также связана с напорной полостью 19 насоса 6. Рабочая полость 20 переключающего устройства 16 соединена своим входом с регулятором подачи топлива САУ 14, а своим выходом - с эжектирующим соплом 21 струйного насоса, камера смешения 22 которого связана с внутренней полостью 11 гидропреобразователя 9. Выход из струйного насоса имеет гидравлическую связь с входом ДЦН 1.The
Вход 18 центробежного насоса 6 связан с внутренней полостью 11 гидропреобразователя 9 через последовательно расположенные обратный клапан 23 и дополнительный струйный насос, эжектирующее сопло 24 которого связано с магистралью 25, соединяющей напорную полость 19 центробежного насоса 6 с внутренней полостью 11 гидропреобразователя 9, а камера смешения 26 гидравлически связана с внутренней полостью 11 гидропреобразователя 9.The inlet 18 of the
Выход плунжерного насоса 5 высокого давления связан с органами управления двигателем (не показаны) через регулятор подачи топлива САУ 14.The output of the high
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
От ротора двигателя через коробку приводов 2 приводится во вращение насосное колесо 10 гидропреобразователя 9, в котором крутящий момент, подводимый от ротора, преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию потока топлива, заполняющего внутреннюю полость 11. Топливо за насосным колесом 10 поступает на лопатки турбины 8 гидропреобразователя 9, где энергия потока топлива преобразуется в механическую работу - крутящий момент на валу 7 турбины 8, приводя во вращение установленное на этом валу центробежное колесо насоса 6, которое подает под давлением топливо на вход в регуляторы подачи топлива на форсунки основной и форсажных камер сгорания САУ 14.From the rotor of the engine, through the gearbox 2, the pump wheel 10 of the hydraulic converter 9 is rotated, in which the torque supplied from the rotor is converted into the kinetic and potential energy of the fuel flow filling the
При изменении режимов работы двигателя по линиям связи регулятор подачи топлива одновременно производит управление регулирующим органом 13, который обеспечивает поворот лопаток 12 гидропреобразователя 9 в определенное положение, в результате чего мощность и крутящий момент турбины 8 гидропреобразователя 9 изменяется. Это влечет к изменению частоты вращения центробежного колеса насоса 6, что одновременно с изменением расхода топлива на форсунки камеры сгорания изменяет давление, создаваемое центробежным насосом 6. При полностью открытых лопатках 12 насос 6 дает максимальное давление и обеспечивает наибольшие темпы выработки топлива из баков летательного аппарата.When changing the engine operating modes via communication lines, the fuel supply regulator simultaneously controls the regulatory body 13, which ensures that the blades 12 of the hydraulic converter 9 rotate to a certain position, as a result of which the power and torque of the turbine 8 of the hydraulic converter 9 changes. This leads to a change in the rotational speed of the centrifugal wheel of the
Транспортирование топлива, нагреваемого гидравлическими потерями энергии гидропреобразователя за счет работы насосного колеса 10, ведется на вход 18 в центробежное колесо насоса 6 и далее с его выхода направляется регуляторами САУ 14 на форсунки камеры сгорания.Transportation of fuel heated by hydraulic energy losses of the hydraulic converter due to the operation of the pump wheel 10 is carried out at the entrance 18 to the centrifugal wheel of the
На режимах работы двигателя, не требующих больших расходов топлива, САУ 14 дает команду на переключение питания форсунок основной камеры сгорания от плунжерного насоса 5 высокого давления. В рабочую полость 20 переключателя 16 от плунжерного насоса 5 подается топливо под высоким давлением, перемещающим поршень 27 в положение, при котором перекрывается сброс топлива с напорной полости 19 центробежного насоса 6 на вход 28 гидропреобразователя 9 и открывается магистраль 29 слива топлива из внутренней полости 11 гидропреобразователя на вход ДЦН 1. Высокое давление, подаваемое в рабочую полость 20 переключателя 16 стравливается по сливной магистрали на вход ДЦН 1, и по пути, попадая в сопло 21 струйного насоса, благодаря эжекции, увлекает за собой топливо, сливаемое из полости 11. Тем самым в полости 11 гидропреобразователя 9 создается разряжение. Топливо перестает поступать на вход 18 центробежного колеса насоса 6 и, за счет падения крутящего момента фактически до нуля, центробежное колесо насоса 6 останавливается. При этом насосное колесо 10 гидропреобразователя 9 продолжает свое вращение.At engine operating modes that do not require large fuel consumption, self-propelled
Таким образом, изобретение позволяет во время полета летательного аппарата на режимах работы его двигателя с малыми расходами топлива, отключить основной центробежный насос подачи топлива в камеру сгорания, осуществляя питание форсунок основной камеры сгорания за счет подачи топлива от плунжерного насоса питания силовых агрегатов, что позволяет снизить подогрев топлива в системе топливоподачи газотурбинного двигателя.Thus, the invention allows during the flight of an aircraft operating at low engine fuel consumption, to turn off the main centrifugal pump for supplying fuel to the combustion chamber by supplying nozzles to the main combustion chamber by supplying fuel from the plunger pump for power units, which reduces fuel heating in the fuel supply system of a gas turbine engine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140238/06A RU2413856C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Gas turbine engine fuel feed system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140238/06A RU2413856C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Gas turbine engine fuel feed system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2413856C1 true RU2413856C1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46311171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009140238/06A RU2413856C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Gas turbine engine fuel feed system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413856C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748107C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-05-19 | Виктор Израилевич Думов | Pumping unit of fuel supply system of gas turbine engine of aircraft |
-
2009
- 2009-11-02 RU RU2009140238/06A patent/RU2413856C1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748107C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-05-19 | Виктор Израилевич Думов | Pumping unit of fuel supply system of gas turbine engine of aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531840C2 (en) | Fuel supply circuit of aircraft engine | |
US4607486A (en) | Centrifugal main fuel pump | |
US8127548B2 (en) | Hybrid electrical/mechanical turbine engine fuel supply system | |
RU2532081C2 (en) | Fuel supply circuit of aircraft engine | |
EP2258934B1 (en) | Dual-pump fuel system and method for starting a gas turbine engine | |
EP2891781B1 (en) | Engine fuel control system | |
EP2390484B1 (en) | Fuel pumping system for a gas turbine engine | |
EP1726879B1 (en) | Reduced-weight fuel system for a gas turbine engine, gas turbine engine including such a system, and method of providing fuel to such a gas turbine engine | |
US8286432B2 (en) | Electric power generating turbine engine fuel supply system | |
CA2803306C (en) | Hybrid apu start fuel system | |
CN102239325A (en) | Fuel delivery and control system including a variable displacement actuation pump supplementing a fixed displacement main pump | |
US9453463B2 (en) | High efficiency, high pressure gas turbine engine fuel supply system | |
US20180050812A1 (en) | Aircraft fuel pump systems | |
US9068509B2 (en) | Gas turbine engine fuel control thrust control override system | |
RU2507406C1 (en) | Fuel feed system for gas turbine engine with augmenter | |
RU2413856C1 (en) | Gas turbine engine fuel feed system | |
RU2622683C1 (en) | Gas-turbine engine fuel supply system | |
CN103661922A (en) | Electricity-gas hybrid power plant used for servo mechanism | |
CN111655993B (en) | Method for operating a fuel system of a gas turbine engine | |
CN202140213U (en) | Aeroengine fuel oil plunger pump with booster stage | |
RU122705U1 (en) | FUEL SUPPLY SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE | |
US20230358174A1 (en) | Aircraft fuel pumping system | |
RU2374144C2 (en) | Aircraft engine fuel feed system | |
RU2211347C1 (en) | Fuel feed system of flying vehicle turbojet engine | |
CN117627788A (en) | Novel fuel oil collecting valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171103 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180823 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |