RU2468227C1

RU2468227C1 - Oil system of aircraft gas turbine engine

Info

Publication number: RU2468227C1
Application number: RU2011116444/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Голубов; Вадим Георгиевич Семенов; Вячеслав Николаевич Фомин
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн")
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-27
Also published as: RU2011116444A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: oil system includes oil cavities of thrust bearing of rotor and case of propulsion units the lower parts of which are equipped with oil intakes connected to oil extraction pumps, and breather the inlet of which is interconnected with the case cavity. Case of propulsion units is located above cavity of thrust bearing, hydraulically connected to it and equipped with backup oil intake located at breather inlet, and independent oil extraction pump at the breather outlet. Pump outlet is interconnected with the oil tank. Pump extracting the oil from oil cavity of thrust bearing of rotor is arranged inside the cavity and kinematically connected to the engine rotor.

EFFECT: invention allows improving reliability of aircraft gas turbine engine due to refilling of oil volume in oil tank at acrobatic flight without using any additional extraction pump.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к маслосистемам авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) маневренных самолетов.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and, in particular, to oil systems of an aircraft gas turbine engine (GTE) of maneuverable aircraft.

Известна масляная система авиационного ГТД, содержащая масляные полости упорного подшипника ротора и коробки двигательных агрегатов, нижние части которых снабжены маслозаборниками, подключенными к насосам откачки масла, и суфлер, вход в который сообщен с полостью коробки (патент RU №2273746, опубл. в 2006 г.).Known oil system of an aviation gas turbine engine containing oil cavities of a thrust bearing of a rotor and a box of motor units, the lower parts of which are equipped with oil intakes connected to oil pumping pumps, and a breather, the entrance to which is connected to the box cavity (patent RU No. 2273746, publ. In 2006 .).

Известная маслосистема не обеспечивает нормальное питание двигателя маслом в условиях выполнения самолетом длительных (не менее 30 с) фигурных полетов (перевернутый полет или полет с отрицательной силой тяжести), так как циркуляционный объем масла в маслобаке восполняется недостаточно.The well-known oil system does not provide normal engine oil supply under conditions of aircraft performing long (at least 30 s) shaped flights (inverted flight or flight with negative gravity), since the circulating volume of oil in the oil tank is not sufficiently filled.

Объем масла, который при фигурных полетах возвращается в маслобак двигателя, равен объему масла, подаваемому только в одну масляную полость - на смазку упорного подшипника ротора, который составляет меньшую долю от общей прокачки масла через двигатель и не позволяет при длительном фигурном полете избежать режима «масляное голодание».The volume of oil that returns to the engine oil tank during shaped flights is equal to the volume of oil supplied to only one oil cavity — to lubricate the thrust bearing of the rotor, which is a smaller fraction of the total oil pumping through the engine and does not allow the “oil starvation".

Задача изобретения - обеспечить восполнение объема масла в маслобаке двигателя при фигурном полете самолета за счет возврата его одновременно из двух масляных полостей - упорного подшипника ротора и коробки двигательных агрегатов (КДА) без использования дополнительного откачивающего насоса из полости упорного подшипника ротора.The objective of the invention is to provide replenishment of the volume of oil in the engine oil tank during a figured flight of the aircraft by returning it simultaneously from two oil cavities - the thrust bearing of the rotor and the box of motor units (KDA) without using an additional pumping pump from the cavity of the thrust bearing of the rotor.

Указанная задача решается тем, что в масляной системе авиационного газотурбинного двигателя, содержащей масляные полости упорного подшипника ротора и коробки двигательных агрегатов, нижние части которых снабжены маслозаборниками, подключенными к насосам откачки масла, и суфлер, вход в который сообщен с полостью коробки, согласно изобретению коробка двигательных агрегатов расположена над полостью упорного подшипника, гидравлически с ней связана и снабжена дублирующим маслозаборником, расположенным на входе в суфлер, и автономным насосом откачки масла на выходе из суфлера, причем выход из насоса сообщен с маслобаком.This problem is solved in that in the oil system of an aircraft gas turbine engine containing oil cavities of the thrust bearing of the rotor and the box of motor units, the lower parts of which are equipped with oil intakes connected to the oil pumping pumps, and a breather, the entrance to which is connected to the box cavity, according to the invention, the box of motor units is located above the cavity of the thrust bearing, hydraulically connected to it and provided with a duplicate oil intake located at the entrance to the prompter, and autonomous Som pumping oil at the outlet of the prompter, the output of the pump communicates with the oil tank.

В такой маслосистеме насос откачки масла из масляной полости упорного подшипника ротора может быть размещен внутри полости и кинематически связан с ротором двигателя.In such an oil system, the pump for pumping oil from the oil cavity of the thrust bearing of the rotor can be placed inside the cavity and kinematically connected with the rotor of the engine.

Размещение КДА над упорным подшипником ротора и гидравлическая связь масляных полостей КДА и упорного подшипника ротора между собой позволяет объединить между собой два перемещающихся под действием отрицательной силы тяжести объема масла. Установка дублирующего маслозаборника на вход суфлера и автономного насоса откачки на его выход при сообщении выхода из насоса с маслобаком позволяет переправить собранный объем масла в маслобак для более полного восполнения циркуляционного объема маслобака.The placement of the KDA over the thrust bearing of the rotor and the hydraulic connection of the oil cavities of the KDA and the thrust bearing of the rotor with each other allows you to combine two moving oil volumes under the influence of negative gravity. Installing a duplicate oil intake at the inlet of the breather and an autonomous evacuation pump to its outlet when the outlet from the pump communicates with the oil tank allows the collected volume of oil to be forwarded to the oil tank to more fully replenish the circulation volume of the oil tank.

Выполнив маслосистему указанным образом, мы получим возможность при работе двигателя в условиях отрицательных перегрузок возвращать в маслобак около 40% масла, расходуемого на смазку всех его узлов, что позволит обеспечить питание двигателя маслом более длительное время, исключив режим «масляное голодание» даже при фигурном полете самолета продолжительностью более 30 с.Having completed the oil system in this way, we will be able to return about 40% of the oil consumed for lubrication of all its components to the oil tank under negative overload conditions, which will allow the engine to be supplied with oil for a longer time, eliminating the “oil starvation” mode even during a figured flight aircraft lasting more than 30 s.

Размещение насоса откачки масла внутри масляной полости упорного подшипника ротора при работе двигателя в условиях отрицательных перегрузок будет способствовать возвращению в циркуляционный объем масла большего его количества, так как часть масла в полости упорного подшипника будет находиться во взвешенном, распыленном или эмульсированном состоянии, а гидросопротивление всасывающих магистралей насоса минимально.Placing the oil pump inside the oil cavity of the thrust bearing of the rotor during engine operation under negative overload conditions will help to return more oil to the circulating volume of the oil, since part of the oil in the cavity of the thrust bearing will be in a suspended, atomized or emulsified state, and the hydraulic resistance of the suction lines the pump is minimal.

На чертеже изображена принципиальная схема масляной системы авиационного ГТД.The drawing shows a schematic diagram of the oil system of an aircraft gas turbine engine.

Масляная система содержит масляные полости 1, 2, 3 и 4 подшипниковых опор ротора и КДА.The oil system contains oil cavities 1, 2, 3 and 4 of the bearing bearings of the rotor and KDA.

Масляная полость 2, в которой расположен упорный подшипник ротора, находится под КДА и гидравлически с ней сообщена через кожух 5.The oil cavity 2, in which the thrust bearing of the rotor is located, is located under the KDA and is hydraulically communicated with it through the casing 5.

В каждой из масляных полостей 1, 2, 3 и 4 в нижней части расположены соответственно маслозаборники 6, 7, 8 и 9, подключенные к насосам откачки масла соответственно 10, 11, 12 и 13, выходы из которых объединены и выведены через магистраль 14 в маслобак 15. На КДА установлен приводной центробежный суфлер 16, вход в который сообщен с полостью 4 КДА через дублирующий маслозаборник 17, а выход подключен ко входу автономного насоса 18. Выход из насоса 18 сообщен магистралями 19 и 14 с маслобаком 15.In each of the oil cavities 1, 2, 3, and 4 in the lower part there are oil inlets 6, 7, 8, and 9, respectively, connected to oil pumping pumps 10, 11, 12, and 13, respectively, the outlets of which are combined and brought out through line 14 to oil tank 15. A drive centrifugal breather 16 is installed on the KDA, the entrance to which is connected to the KDA cavity 4 through the backup oil intake 17, and the output is connected to the input of the autonomous pump 18. The output from the pump 18 is communicated by lines 19 and 14 with the oil tank 15.

В маслобаке 15 в отсеке отрицательных перегрузок установлен инерционный заборник 20, сообщенный с входом в нагнетающий насос 21, выход из которого через систему магистралей подключен к форсункам подачи масла в полостях 1, 2, 3 и 4. Каждая из масляных полостей 1, 2, 3 и 4 оборудована суфлирующим заборником, выходы из которых объединены и выведены к суфлеру 22.In the oil tank 15 in the compartment of negative overloads there is an inertial intake 20 connected to the inlet of the pump 21, the outlet of which through the mains system is connected to the oil nozzles in cavities 1, 2, 3 and 4. Each of the oil cavities 1, 2, 3 and 4 is equipped with a venting intake, the outputs of which are combined and brought to the prompter 22.

При горизонтальном полете самолета масло из маслобака 15 через инерционный заборник 20 забирается нагнетающим насосом 21 и под давлением подается к масляным форсункам в полостях 1, 2, 3 и 4.When the plane is flying horizontally, oil from the oil tank 15 is taken through the inertial intake 20 by the pressure pump 21 and fed under pressure to the oil nozzles in cavities 1, 2, 3 and 4.

Отработанное масло попадает в маслозаборники 6, 7, 8 и 9 и с помощью откачивающих насосов 10, 11, 12 и 13 через магистраль 14 переправляется в маслобак.The used oil enters the oil inlets 6, 7, 8 and 9 and, with the help of pumping pumps 10, 11, 12 and 13, is transported through the line 14 to the oil tank.

На этом режиме работы двигателя приводной центробежный суфлер 16 выступает в своем прямом качестве, то есть удаляет избыточный воздух и газы из масляных полостей 1, 2, 3 и 4, улавливает в них включения масла и переправляет их через автономный насос 18 в маслобак 15. Часть воздуха из полостей 1, 2, 3 и 4 будет удалено в атмосферу через суфлер 22.In this mode of operation of the engine, the drive centrifugal breather 16 acts in its direct quality, that is, it removes excess air and gases from the oil cavities 1, 2, 3, and 4, traps oil inclusions in them and forwards them through an autonomous pump 18 to the oil tank 15. Part air from cavities 1, 2, 3 and 4 will be removed to the atmosphere through the prompter 22.

При перевернутом полете самолета и полетах с отрицательной силой тяжести попадающая в масляные полости 1, 2, 3 и 4 смазка под действием сил тяжести переместится в верхнюю часть полостей.During inverted flight of the aircraft and flights with negative gravity, the lubricant entering the oil cavities 1, 2, 3, and 4 under the influence of gravity will move to the upper part of the cavities.

Масло из верхней части масляной полости 2 через кожух 5 будет частично перетекать в верхнюю часть полости 4 КДА и смешиваться с маслом, поступающим на смазку КДА. Теперь центробежный суфлер 16 будет выступать в ином качестве - как элемент системы откачки масла из масляных полостей 2 и 4.Oil from the upper part of the oil cavity 2 through the casing 5 will partially flow into the upper part of the KDA cavity 4 and mix with the oil supplied to the KDA lubricant. Now the centrifugal prompter 16 will act in a different capacity - as an element of the system for pumping oil from oil cavities 2 and 4.

Масло из масляной полости 4 через дублирующий маслозаборник 17 будет поступать на вход суфлера 16 и через автономный насос 18 по магистралям 19 и 14 переправляться в маслобак 15.Oil from the oil cavity 4 through the backup oil intake 17 will be supplied to the inlet of the breather 16 and through an autonomous pump 18 along the highways 19 and 14 will be transported to the oil tank 15.

Масло из верхней части масляных полостей будет частично попадать в систему суфлирования двигателя, отлавливаться в суфлере 22 и возвращаться в маслобак 15.Oil from the upper part of the oil cavities will partially fall into the engine venting system, be caught in the breather 22 and returned to the oil tank 15.

Размещение откачивающего насоса 11 внутри масляной полости 2 и механическая связь его с трансмиссией двигателя также способствует восполнению циркуляционного объема в маслобаке 15, так как элементы трансмиссии, вращающиеся с большой частотой, приводят к задержанию, разбрызгиванию и эмульсированию смазки и она в большем количестве успевает попасть во всасывающую полость насоса в момент переворота или действия отрицательных перегрузок на самолет.The placement of the pump out pump 11 inside the oil cavity 2 and its mechanical connection with the engine transmission also contributes to the replenishment of the circulation volume in the oil tank 15, since the transmission elements rotating with a high frequency lead to the delay, spraying and emulsification of the lubricant and it manages to get into more pump suction cavity at the time of a coup or negative overload on the aircraft.

Осуществление изобретения повышает надежность работы ГТД маневренного самолета.The implementation of the invention increases the reliability of the gas turbine engine maneuverable aircraft.

Claims

1. The oil system of an aircraft gas turbine engine, containing oil cavities of the thrust bearing of the rotor and gearboxes of motor units, the lower parts of which are equipped with oil intakes connected to oil pumping pumps, and a breather, the inlet of which is in communication with the cavity of the box, characterized in that the gearbox of the motor units is located above the cavity of the thrust bearing, hydraulically connected to it and equipped with a duplicate oil intake located at the inlet of the breather, and an autonomous oil pump at the outlet of the breather EPA, wherein the pump outlet communicates with the oil tank.

2. The oil system of an aircraft gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the pump for pumping oil from the oil cavity of the thrust bearing of the rotor is placed inside the cavity and kinematically connected with the rotor of the engine.