RU2488709C1 - Aircraft power plant - Google Patents
Aircraft power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488709C1 RU2488709C1 RU2012114313/06A RU2012114313A RU2488709C1 RU 2488709 C1 RU2488709 C1 RU 2488709C1 RU 2012114313/06 A RU2012114313/06 A RU 2012114313/06A RU 2012114313 A RU2012114313 A RU 2012114313A RU 2488709 C1 RU2488709 C1 RU 2488709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central body
- air intake
- power plant
- fan
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным силовым установкам пассажирских и грузовых самолетов.The invention relates to gas turbine power plants of passenger and cargo aircraft.
Известна силовая установка, включающая в себя установленный на крыле самолета с помощью пилона газотурбинный двигатель с воздухозаборником и мотогондолой, (патент RU №2411389).A known power plant, which includes a gas turbine engine with an air intake and a nacelle mounted on a wing of an airplane using a pylon, (patent RU No. 2411389).
Недостатком известной конструкции является ухудшение ее экономичности при применении сверхвысоких степеней двухконтурности m>12, так как увеличение диаметра вентилятора газотурбинного двигателя, способствующее повышению степени двухконтурности двигателя и улучшению его экономичности, ограничено нарастанием внешнего сопротивления гондолы и расстоянием между поверхностью земли и крылом самолета, увеличение которого требует увеличения высоты шасси самолета с соответствующим повышением массы самолета и увеличением потребного расхода топлива.A disadvantage of the known design is the deterioration of its efficiency when using ultrahigh bypass degrees m> 12, since an increase in the diameter of the fan of a gas turbine engine, which increases the degree of bypass of the engine and improves its efficiency, is limited by the increase in the external resistance of the nacelle and the distance between the ground surface and the wing of the aircraft, the increase of which requires an increase in the height of the aircraft landing gear with a corresponding increase in aircraft mass and an increase in the required flow and fuel.
Наиболее близкой к заявляемой является силовая установка самолета, состоящая из мотогондолы с воздухозаборником и каналом наружного контура, а также из газотурбинного двигателя, состоящего из последовательно расположенных вентилятора, двух газогенераторов и соединенной валом с вентилятором турбины привода вентилятора, причем газогенераторы расположены с внешней стороны от вала, (патент RU №2371598).Closest to the claimed is the aircraft power plant, consisting of a nacelle with an air intake and an external circuit channel, as well as a gas turbine engine, consisting of a series fan, two gas generators and a shaft connected to the fan of the fan drive turbine, the gas generators being located on the outside of the shaft , (patent RU No. 2371598).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее повышенные осевые габариты из-за расположения газогенераторов между вентилятором и турбиной, а также снижение экономичности из-за неравномерности потока газа, поступающего из газогенераторов на турбину привода вентилятора. Также недостатком является повышенный вес турбины привода вентилятора при сверхвысоких степенях двухконтурности m=15…25 газотурбинного двигателя, а также повышенное аэродинамическое сопротивление мотогондолы при этих степенях двухконтурности, что ограничивает применение газотурбинных двигателей с закапотированным вентилятором для этих степеней двухконтурности, так как улучшение топливной экономичности двигателя за счет повышения степени его двухконтурности «съедается» увеличением аэродинамического сопротивления мотогондолы и увеличением массы силовой установки..A disadvantage of the known design adopted for the prototype is its increased axial dimensions due to the location of the gas generators between the fan and the turbine, as well as a decrease in efficiency due to the uneven flow of gas from the gas generators to the fan drive turbine. Another disadvantage is the increased weight of the fan drive turbine at ultrahigh bypass ratios m = 15 ... 25 of the gas turbine engine, as well as the increased aerodynamic drag of the engine nacelle at these bypass ratios, which limits the use of gas turbine engines with a drive fan for these bypass ratios, since improving the fuel economy of the engine by increasing the degree of its bypass "eaten up" by increasing the aerodynamic drag of the nacelle and velicheniem weight powerplant ..
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении осевых габаритов и веса силовой установки, в повышении ее экономичности за счет снижения аэродинамического сопротивления силовой установки и самолета, а также в повышении эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности силовой установки.The technical problem solved by the invention is to reduce the axial dimensions and weight of the power plant, to increase its efficiency by reducing the aerodynamic drag of the power plant and aircraft, as well as to increase the operational adaptability and maintainability of the power plant.
Сущность технического решения заключается в том, что в силовой установке самолета, содержащей два газогенератора с мотогондолой, воздухозаборник, вентилятор и сопло с каналом наружного контура, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, воздухозаборник выполнен с сужающимся к вентилятору центральным телом, а газогенераторы с силовыми турбинами расположены в мотогондоле с внешней стороны от вентилятора, при этом каждая из силовых турбин газогенератора соединена с валом вентилятора двухступенчатым двухпоточным редуктором с коническими шестернями и с параллельными передачами в виде торсионных податливых в окружном направлении валов, а газовые каналы газогенераторов на выходе соединены с каналом наружного контура сопла, при этом сопло выполнено с подвижным в осевом направлении центральным телом, на котором установлены створки реверсивного устройства, причем Dц=Dф, где: Dц - диаметр центрального тела воздухозаборника в месте его стыковки с фюзеляжем самолета, Dф - диаметр фюзеляжа самолета в месте его стыковки с центральным телом воздухозаборника силовой установки.The essence of the technical solution lies in the fact that in a power plant of an aircraft containing two gas generators with a nacelle, an air intake, a fan and a nozzle with an external circuit channel, ACCORDING TO THE INVENTION, the air intake is made with a central body tapering to the fan, and gas generators with power turbines are located in the engine nacelle with the outer side of the fan, with each of the power turbines of the gas generator connected to the fan shaft by a two-stage two-flow gearbox with bevel gears and steam loele gears in the form of torsion-compliant shafts in the circumferential direction, and the gas channels of the gas generators at the outlet are connected to the channel of the outer contour of the nozzle, while the nozzle is made with an axially movable central body on which the shutters of the reversing device are installed, and D c = D f , where: D c is the diameter of the central body of the air intake at the place of its docking with the fuselage of the aircraft, D f is the diameter of the fuselage of the plane at the place of its docking with the central body of the air intake of the power plant.
Выполнение воздухозаборника с сужающимся к вентилятору центральным телом и с диаметром центрального тела в месте стыковки с фюзеляжем самолета равным диаметру фюзеляжа самолета в месте этой стыковки, позволяет при минимальных гидравлических потерях в воздухозаборнике разместить силовую установку с вентилятором увеличенного диаметра за фюзеляжем самолета, в «тени» фюзеляжа, что позволяет повысить экономичность силовой установки и самолета как за счет снижения аэродинамического сопротивления мотогондолы силовой установки, так и за счет отсоса пограничного слоя с фюзеляжа самолета.Performing an air intake with a central body tapering to the fan and with a central body diameter at the junction with the aircraft fuselage equal to the diameter of the aircraft fuselage at this junction allows you to place a power plant with an increased diameter fan behind the aircraft fuselage in the "shadow" with minimal hydraulic losses fuselage, which allows to increase the efficiency of the power plant and aircraft both by reducing the aerodynamic drag of the engine nacelle of the power plant, and Thu boundary layer suction from the aircraft fuselage.
Расположение газогенераторов с силовыми турбинами в мотогондоле, с внешней стороны от вентилятора, позволяет минимизировать осевые габариты силовой установки и снизить скорость потока воздуха в канале наружного контура с соответствующим снижением гидравлических потерь и повышением экономичности силовой установки. Также повышается эксплуатационная технологичность и ремонтопригодность силовой установки из-за улучшения доступа к газогенераторам, расположенным в мотогондоле.The location of gas generators with power turbines in the engine nacelle, on the outside of the fan, allows to minimize the axial dimensions of the power plant and to reduce the air flow rate in the channel of the external circuit with a corresponding reduction in hydraulic losses and increased efficiency of the power plant. The operational manufacturability and maintainability of the power plant also increases due to improved access to gas generators located in the nacelle.
Соединение каждой из силовых турбин газогенераторов с валом вентилятора двухпоточным двухступенчатым редуктором с коническими шестернями и с параллельными передачами в виде торсионных, податливых в окружном направлении валов, позволяет уменьшить число ступеней силовых турбин и обеспечить оптимальную для получения максимального КПД окружную скорость рабочих лопаток вентилятора при приемлемых нагрузках на зуб в конических шестернях. Податливые в окружном направлении торсионные валы позволяют уравнять между собой крутящие моменты в параллельных передачах, не допуская таким образом излишних нагрузок на зуб в конических шестернях.The connection of each of the gas generator’s power turbines with the fan shaft with a two-flow two-stage gearbox with bevel gears and parallel gears in the form of torsion shafts that are malleable in the circumferential direction allows reducing the number of power turbine stages and ensuring the peripheral speed of the fan blades at optimum loads for maximum efficiency at acceptable loads on a tooth in bevel gears. The torsion shafts, which are malleable in the circumferential direction, make it possible to equalize the torques in parallel gears, thus avoiding excessive loads on the tooth in bevel gears.
Соединение газовых каналов газогенераторов на выходе с каналом наружного контура сопла позволяет снизить уровень шума газогенератора на выходе, а также повысить экономичность силовой установки за счет смешения потока газа из генератора и потока воздуха из вентилятора.The connection of the gas channels of the gas generators at the outlet to the channel of the outer nozzle circuit allows one to reduce the noise level of the gas generator at the outlet and also to increase the efficiency of the power plant by mixing the gas stream from the generator and the air stream from the fan.
Выполнение сопла силовой установки с подвижным в осевом направлении центральным телом позволяет регулировать по режимам проходную площадь выходного сопла, что способствует повышению экономичности силовой установки и снижению температуры газа перед турбинами газогенераторов на взлетном режиме.The implementation of the nozzle of the power plant with an axially movable central body makes it possible to regulate the passage area of the output nozzle according to the modes, which increases the efficiency of the power plant and reduces the gas temperature in front of the gas generator turbines in the take-off mode.
Установка створок реверсивного устройства на центральном теле сопла позволяет эффективно реверсировать тягу силовой установки при торможении самолета. Такое расположение реверсивного устройства не требует увеличения диаметральных и осевых размеров силовой установки.Installing the flaps of the reversing device on the central body of the nozzle allows you to effectively reverse the thrust of the power plant when braking the aircraft. This arrangement of the reversing device does not require an increase in the diametrical and axial dimensions of the power plant.
При Dц>Dф и при Dц<Dф - ухудшается экономичность силовой установки из-за гидравлических потерь в воздухозаборнике.When D n> D f and D i <D p - powerplant efficiency deteriorates due to hydraulic losses at the air intake.
На фиг.1, 2 - изображены силовые установки на самолетах различных конструкций.In figure 1, 2 - shows the power plant on aircraft of various designs.
На фиг.3 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.Figure 3 - element I in figure 1 in an enlarged view.
На фиг.4 - элемент II на фиг.3 в увеличенном виде.Figure 4 - element II in figure 3 in an enlarged view.
На фиг.5 - элемент III на фиг 3 в увеличенном виде.Figure 5 - element III in figure 3 in an enlarged view.
Силовая установка 1 самолета 2 состоит из вентилятора 3, установленного с задней стороны 4 по оси 5 фюзеляжа 6 самолета 2, а также из двух газогенераторов 7, расположенных с внешней стороны от вентилятора 3 в мотогондоле 8 установки 1. Воздухозаборник 9 установки 1 выполнен с сужающимся к вентилятору 3 центральным телом 10, с помощью которого по поверхности 11 установка 1 крепится к фюзеляжу 6 самолета 2. Для исключения уступов и дополнительных гидравлических потерь диаметр Dц центрального тела 10 по поверхности 11 выполнен равным диаметру Dф фюзеляжа 6 самолета 2. Мотогондола 8 установки 1 крепится к центральному телу 10 воздухозаборника 9 с помощью радиальных стоек 12, которые также служат для выравнивания воздушного потока 13, поступающего на вход в вентилятор 3, т.е. стойки 12 работают как входной спрямляющий аппарат вентилятора 3.The power plant 1 of
Каждый из газогенераторов 7 состоит из воздухозаборника 14, совмещенного с воздухозаборником 9 силовой установки 1, а также из компрессора низкого давления 15, компрессора высокого давления 16, камеры сгорания 17, турбины высокого давления 18, турбины низкого давления 19 и силовой свободной турбины 20. Газовый тракт 21 газогенератора 7 на выходе из турбины 20 через сопло 22 соединен с каналом наружного контура 23 за вентилятором 3.Each of the
Каждая из силовых свободных турбин 20 соединена с валом 24 вентилятора 3 двухступенчатым двухпоточным коническим редуктором 25, состоящим из двух соединенных с валом 26 силовой турбины 20 ведущих конических шестерен 27 и 28, а также ведомых конических шестерен 29 и 30 первой ступени редуктора, ведущих конических шестерен 31 и 32 и ведомых конических шестерен 33 и 34 второй ступени.Each of the
Вал 26 силовой турбины 20 соединен с ведущей конической шестерней 28 податливым в окружном направлении торсионным валом 35, шестерни 29 и 30 соединены с шестернями 31 и 32 параллельными между собой торсионными валами 36 и 37, а ведомая шестерня 34 соединена с валом 24 вентилятора 3 торсионным валом 38. Валики 36 и 37, перпендикулярные оси 39 вентилятора 3, расположены в стойках 40, размещенных в канале наружного контура 23. Стойки 40 могут быть выполнены в виде лопаток спрямляющего аппарата вентилятора 3.The
Сопло 41 силовой установки 1 выполнено с подвижным в осевом направлении центральным телом 42, что позволяет регулировать проходную площадь сопла Fc по режимам работы силовой установки 1: в положении 43 проходная площадь Fc минимальна, а в положении 44 проходная площадь Fc максимальна.The
На центральном теле 42 сопла 41 установлены створки 45 реверсивного устройства 46, которые в положении 47 создают обратную тягу силовой установки 1.On the
Работает данное устройство следующим образом.This device works as follows.
При работе силовой установки 1 за счет отсоса пограничного слоя с внешней поверхности фюзеляжа 6 улучшается экономичность самолета 2 в целом. Размещение установки 1 за фюзеляжем 6 позволяет при минимальном аэродинамическом сопротивлении мотогондолы 8 выполнить силовую установку 1 со сверхвысокой степенью двухконтурности m=20…25, что повышает ее экономичность.During operation of the power plant 1 due to the suction of the boundary layer from the outer surface of the
Замена силовой установки 1 на самолете 2 осуществляется путем отстыковки установки 1 по поверхности 11 центрального тела 10 вентилятора 3, что существенно снижает время замены силовой установки.The replacement of the power plant 1 on the
Claims (1)
Dц=Dф,
где Dц - диаметр центрального тела воздухозаборника в месте его стыковки с фюзеляжем самолета;
Dф - диаметр фюзеляжа самолета в месте его стыковки с центральным телом воздухозаборника силовой установки. The power plant of the aircraft, containing two gas generators with a nacelle, an air intake, a fan and a nozzle with an external circuit channel, characterized in that the air intake is made with a central body tapering to the fan, and gas generators with power turbines are located in the nacelle on the outside of the fan, each of power turbines of the gas generator is connected to the fan shaft by a two-stage two-flow gearbox with bevel gears and with parallel gears in the form of torsion malleable in ok uzhnom shaft direction, and gas channels for gasifiers output connected to the outer contour of the nozzle duct, the nozzle is adapted movable in the axial direction of the central body, on which the flaps reversing device, wherein
D n = D f,
where D c - the diameter of the Central body of the air intake at the place of its docking with the fuselage of the aircraft;
D f - the diameter of the fuselage of the aircraft at its docking with the Central body of the air intake of the power plant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114313/06A RU2488709C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Aircraft power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114313/06A RU2488709C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Aircraft power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2488709C1 true RU2488709C1 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012114313/06A RU2488709C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Aircraft power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488709C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716643C1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Aircraft power plant |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3423048A (en) * | 1966-11-18 | 1969-01-21 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Gas turbine compound helicopter power plant |
RU2066777C1 (en) * | 1992-11-17 | 1996-09-20 | Шевцов Валентин Федорович | Engine |
RU6839U1 (en) * | 1997-03-25 | 1998-06-16 | Омский государственный технический университет | COMBINED REACTIVE ENGINE |
RU2153592C1 (en) * | 1999-03-01 | 2000-07-27 | Григорчук Владимир Степанович | Disk-type turbojet engine |
RU2007119521A (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Владимир Степанович Григорчук (RU) | TURBOREACTIVE ENGINE WITH INERTIAL POWER REACTION |
RU2422662C1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Propeller fan gas turbine engine |
-
2012
- 2012-04-11 RU RU2012114313/06A patent/RU2488709C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3423048A (en) * | 1966-11-18 | 1969-01-21 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Gas turbine compound helicopter power plant |
RU2066777C1 (en) * | 1992-11-17 | 1996-09-20 | Шевцов Валентин Федорович | Engine |
RU6839U1 (en) * | 1997-03-25 | 1998-06-16 | Омский государственный технический университет | COMBINED REACTIVE ENGINE |
RU2153592C1 (en) * | 1999-03-01 | 2000-07-27 | Григорчук Владимир Степанович | Disk-type turbojet engine |
RU2007119521A (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Владимир Степанович Григорчук (RU) | TURBOREACTIVE ENGINE WITH INERTIAL POWER REACTION |
RU2422662C1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Propeller fan gas turbine engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716643C1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Aircraft power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11988099B2 (en) | Unducted thrust producing system architecture | |
CN109386384B (en) | Gas turbine engine | |
US10590854B2 (en) | Geared gas turbine engine | |
US20170369179A1 (en) | Gas turbine engine | |
CN113217582B (en) | Gear box for engine | |
US8938943B2 (en) | Gas turbine engine with bypass mixer | |
US10584641B2 (en) | Turbine engine with a pair of contrarotating propellers placed upstream of the gas generator | |
US10082080B2 (en) | Fan rotor for a turbo machine such as a multiple flow turbojet engine driven by a reduction gear | |
JP2016211576A (en) | Immersed core flow inlet between rotor blade and stator vane for unducted fan gas turbine | |
US10351252B2 (en) | Aircraft comprising a propulsion assembly including a pair of propellers at the rear of the fuselage | |
US20200070988A1 (en) | Aircraft propulsion system | |
US20200003128A1 (en) | Gas turbine | |
US20180080411A1 (en) | Gas turbine engine | |
US10947929B2 (en) | Integrated aircraft propulsion system | |
US20220065171A1 (en) | Modular cabin blower system for aircraft | |
CN111140362A (en) | Cooling of gas turbine engine accessories | |
CN114930012B (en) | Aviation propulsion system with low leakage flow and improved propulsion efficiency | |
RU2488709C1 (en) | Aircraft power plant | |
US11052994B2 (en) | System for changing the pitch of a turboprop engine comprising an upstream pair of contrarotating propellers | |
CN114930001B (en) | Aviation propulsion system with low leakage rate and improved propulsion efficiency | |
CN114945739A (en) | Aircraft propulsion system with improved propulsion efficiency | |
US11913385B2 (en) | Aeronautical propulsion system with improved propulsive efficiency | |
RU2815564C1 (en) | Aircraft power plant | |
US10968835B2 (en) | Apparatus for gas turbine engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |