RU2526130C2 - Малогабаритная система винтов противоположного вращения - Google Patents

Малогабаритная система винтов противоположного вращения Download PDF

Info

Publication number
RU2526130C2
RU2526130C2 RU2011137545/06A RU2011137545A RU2526130C2 RU 2526130 C2 RU2526130 C2 RU 2526130C2 RU 2011137545/06 A RU2011137545/06 A RU 2011137545/06A RU 2011137545 A RU2011137545 A RU 2011137545A RU 2526130 C2 RU2526130 C2 RU 2526130C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
crankcase
sleeve
screws
props
Prior art date
Application number
RU2011137545/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011137545A (ru
Inventor
Жиль Ален ШАРЬЕ
Франсуа ГАЛЛЕ
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2011137545A publication Critical patent/RU2011137545A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2526130C2 publication Critical patent/RU2526130C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/06Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
    • F02C3/067Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages having counter-rotating rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/24Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/072Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with counter-rotating, e.g. fan rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/024Multi-stage pumps with contrarotating parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/026Multi-stage pumps with a plurality of shafts rotating at different speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/40Transmission of power
    • F05D2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05D2260/40311Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclical, planetary or differential type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Система винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата содержит свободную силовую турбину, первый винт и второй винт противоположного вращения, предназначенные для приведения во вращение вокруг продольной оси системы винтов, механическое устройство трансмиссии, картер. Первый винт расположен в данном направлении относительно упомянутого второго винта. Первый и второй винты содержат, каждый, втулку, центрованную по продольной оси, расположенную концентрично с ней наружную обечайку, участвующую в радиальном ограничении наружу главного кольцевого потока, а также соединительные стойки, соединяющие наружную обечайку с втулкой. Механическое устройство трансмиссии приводится в движение свободной силовой турбиной и приводит в движение первый и второй винты. Картер установлен между свободной силовой турбиной и первым и вторым винтами. Винты расположены в упомянутом данном направлении относительно картера. Свободная турбина проходит в противоположном направлении относительно этого же картера. Картер содержит удлинитель картера в упомянутом данном направлении, являющийся опорой при вращении втулки второго винта. Соединительные стойки второго винта расположены в упомянутом противоположном направлении, проходя в радиальном направлении наружу. Изобретение направлено на уменьшение габаритных размеров и массы газотурбинного двигателя. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом касается системы винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата.
Изобретение касается также газотурбинного двигателя для летательного аппарата, содержащего такую систему винтов противоположного вращения.
Изобретение предпочтительно применяется в газотурбинных двигателях для летательного аппарата, например типа турбореактивного двигателя или турбовинтового двигателя. В частности, его применяют для так называемых газотурбинных двигателей “open rotor”, внутри которых свободная силовая турбина вращает два винта противоположного вращения напрямую или опосредованно через механическое устройство трансмиссии, образующее редуктор и содержащее, в частности, эпициклоидную передачу. В этих системах винтов противоположного вращения винты не закрыты обтекателями на уровне своих наружных радиальных концов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Действительно, из предшествующего уровня техники известны газотурбинные двигатели с системой винтов противоположного вращения, при этом винты приводятся во вращение механическим устройством трансмиссии, обычно представляющим собой дифференциальный редуктор. Этот дифференциальный редуктор содержит специальную эпициклоидную передачу, планетарная шестерня которой приводится во вращение ротором свободной силовой турбины, водило которой вращает первый винт и коронная шестерня которой вращает второй винт. В этой связи необходимо отметить, что в зависимости от положения винтов противоположного вращения относительно вращающей их свободной силовой турбины первый винт является задним по потоку винтом, а второй винт - передним по потоку, или наоборот. В любом случае в отличие от простой эпициклоидной передачи коронная шестерня является не неподвижной, а подвижной.
Первый и второй винты обычно содержат, каждый, втулку, центрированную на продольной оси, наружную обечайку, расположенную с ней концентрично и участвующую в радиальном ограничении в наружном направлении главного кольцевого потока газотурбинного двигателя, а также соединительные стойки, соединяющие наружную обечайку с втулкой.
Кроме того, предусмотрен картер, установленный между свободной силовой турбиной и первым и вторым винтами. Этот картер содержит удлинитель картера в направлении ближайшего винта, этот удлинитель является опорой при вращении втулки этого винта.
При такой конфигурации большая часть винта и даже весь винт вынесен в осевом направлении из удлинителя картера, который обеспечивает его опору во время вращения. В результате этого получают консольный вынос, который сложно контролировать с механической точки зрения и который требует существенного удлинения удлинителя картера, в частности, чтобы удалить друг от друга подшипники качения для обеспечения приемлемого направления во вращении.
Это условие выражается в удлинении системы винтов в осевом направлении, что приводит к общему увеличению массы и габаритных размеров.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является, по меньшей мере, частичное устранение вышеупомянутых недостатков известных технических решений.
В связи с этим объектом настоящего изобретения является система винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата, содержащая:
- свободную силовую турбину;
- первый винт и второй винт противоположного вращения, предназначенные для их приведения во вращение вокруг продольной оси системы винтов, при этом упомянутый первый винт расположен в данном направлении относительно упомянутого второго винта, при этом первый и второй винты содержат, каждый, втулку, центрованную по продольной оси, расположенную концентрично с ней внешнюю обечайку, участвующую в радиальном ограничении в наружном направлении главного кольцевого потока, а также соединительные стойки, соединяющие упомянутую наружную обечайку с упомянутой втулкой;
- механическое устройство трансмиссии, вращаемое упомянутой свободной силовой турбиной и вращающее упомянутые первый и второй винты; и
- картер, установленный между упомянутой свободной силовой турбиной и упомянутыми первым и вторым винтами, при этом последние расположены в данном направлении относительно картера, и турбина проходит в противоположном направлении относительно этого же картера, при этом картер содержит удлинитель картера в упомянутом данном направлении, являющийся опорой при вращении упомянутой втулки упомянутого второго винта.
Согласно изобретению, упомянутые соединительные стойки второго винта расположены в упомянутом противоположном направлении, проходя в радиальном направлении наружу.
Таким образом, отличительным признаком изобретения является отклонение соединительных стоек от второго винта таким образом, чтобы они приблизились к картеру, проходя в радиальном направлении наружу, что в целом позволяет приблизить лопасти к этому картеру.
Следствием этого приближения лопастей в направлении картера является уменьшение длины системы винтов в осевом направлении. В результате получают выигрыш в массе и в габаритных размерах.
Другим следствием этого приближения является ограничение части второго винта, расположенной в виде консоли относительно удлинителя картера. Иначе говоря, специфический наклон соединительных стоек позволяет сместить центр масс второго винта к картеру, что уменьшает консольный вынос по сравнению с известными техническими решениями. За счет этого удлинитель картера, предназначенный для направления втулки второго винта, можно уменьшить в осевом направлении, учитывая, что необходимое расстояние между подшипниками качения тоже уменьшилось по сравнению с известными техническими решениями с более значительным консольным выносом. В результате получают дополнительный выигрыш в массе и в габаритах.
Изобретение можно применять для всех газотурбинных двигателей, в частности, для так называемых газотурбинных двигателей “open rotor”. В этом последнем случае изобретение можно применять независимо от того, находится система винтов за или перед газогенератором. В каждом из этих двух случаев внутри системы винтов можно предусмотреть размещение силовой турбины перед или за винтами противоположного вращения. Это же относится и к положению эпициклоидной передачи относительно винтов.
Предпочтительно упомянутое данное направление является выходным направлением. Таким образом, упомянутый первый винт является задним винтом, а упомянутый второй винт является передним винтом. Это специфическое расположение применяют, в частности, когда система винтов расположена за газогенератором газотурбинного двигателя, то есть когда этот двигатель имеет конструкцию, предусмотренную для создания толкающего усилия и называемую конструкцией “pusher”. Естественно, можно предусмотреть и обратную конструкцию, в которой упомянутое данное направление будет входным направлением, не выходя за рамки изобретения. В этом случае упомянутый первый винт будет передним винтом, и упомянутый второй винт будет задним винтом. Это второе решение применяют, в частности, когда система винтов расположена перед газогенератором газотурбинного двигателя, то есть когда он имеет конструкцию, обеспечивающую тяговое усилие и называемую конструкцией “puller”.
Независимо от конструкции, выбираемой среди вышеупомянутых конструкций, предпочтительно, по меньшей мере, один участок каждой соединительной стойки, принадлежащей второму винту, располагают в упомянутом противоположном направлении относительно подшипника качения, установленного между упомянутым удлинителем картера и упомянутой втулкой второго винта.
Аналогично, предпочтительно упомянутый второй винт содержит множество лопастей, каждая из которых установлена с возможностью управления по углу атаки вокруг поворотной оси, и эта поворотная ось находится в упомянутом противоположном направлении относительно подшипника качения, установленного между упомянутым удлинителем картера и упомянутой втулкой второго винта.
Обе описанные выше конфигурации, которые стали возможны за счет специфического наклона стоек второго винта, наглядно иллюстрируют обеспечиваемую настоящим изобретением возможность сконцентрировать массы этого второго винта ближе к картеру, который отделяет его от свободной силовой турбины.
Предпочтительно втулка упомянутого второго винта является опорой при вращении упомянутой втулки упомянутого первого винта.
Предпочтительно упомянутые соединительные стойки первого винта проходят в упомянутом данном направлении радиально наружу, даже если, не выходя за рамки настоящего изобретения, можно предусмотреть любую другую конфигурацию.
Предпочтительно на упомянутых соединительных стойках первого винта установлена первая промежуточная обечайка, участвующая в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока, и на упомянутых соединительных стойках второго винта установлена вторая промежуточная обечайка, участвующая в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока, при этом первая промежуточная обечайка находится в непрерывном продолжении упомянутой второй обечайки в упомянутом данном направлении.
Предпочтительно соединительные стойки первого винта и его соответствующие наружная и промежуточная обечайки образуют единую деталь, и соединительные стойки второго винта и его соответствующие наружная и промежуточная обечайки тоже образуют единую деталь. В альтернативном варианте каждый из этих двух моноблочных узлов можно выполнить из нескольких деталей, соединенных друг с другом.
Как было упомянуто выше, предпочтительно упомянутое данное направление является выходным направлением.
Предпочтительно упомянутое механическое устройство трансмиссии содержит эпициклоидную передачу, оборудованную планетарной шестерней, центрованной по упомянутой продольной оси и вращаемой ротором свободной силовой турбины, по меньшей мере, один сателлит, входящий в зацепление с упомянутой планетарной шестерней, водило, вращающее упомянутый первый винт, а также коронную шестерню, входящую в зацепление с каждым сателлитом и вращающую упомянутый второй винт.
Предпочтительно упомянутое водило неподвижно соединено с втулкой упомянутого первого винта, и упомянутая коронная шестерня неподвижно соединена с втулкой упомянутого второго винта.
Предпочтительно на каждой наружной обечайке установлено кольцо удержания лопастей соответствующего винта.
Предпочтительно первый и второй винт оборудованы, каждый, системой регулировки угла поворота их лопастей. Как известно, этими системами управляют таким образом, чтобы скорость вращения обоих винтов во время работы оставалась по существу постоянной, независимо от режима двигателя.
Объектом настоящего изобретения является также газотурбинный двигатель для летательного аппарата, содержащий описанную выше систему винтов противоположного вращения, при этом газотурбинный двигатель может быть, например, турбовинтовым двигателем, однако в альтернативном варианте он может быть и турбореактивным двигателем с вентилятором противоположного вращения. Естественно, в этом последнем случае вышеуказанное механическое устройство трансмиссии предназначено для приведения в движение вентилятора противоположного вращения турбореактивного двигателя. Предпочтительно, как было указано выше, изобретение применяется, в частности, для так называемых газотурбинных двигателей “open rotor”, в которых свободная силовая турбина вращает два винта противоположного вращения опосредованно через механическое устройство трансмиссии, представляющее собой редуктор и содержащее эпициклоидную передачу.
Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего не ограничительного подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Это описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид в продольном разрезе газотурбинного двигателя для летательного аппарата согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2 - вид в разрезе вдоль линии II-II фиг. 1.
Фиг. 3а и 3b - частичный вид в перспективе под разными углами системы винтов противоположного вращения, которой оборудован газотурбинный двигатель, показанный на фиг. 1.
Фиг. 4 - увеличенный вид в разрезе части системы винтов противоположного вращения, показанной на предыдущих фигурах.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
На фиг. 1 показан газотурбинный двигатель типа “open rotor” согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.
На фигурах направление А соответствует продольному направлению или осевому направлению, параллельному продольной оси 2 газотурбинного двигателя. Направление В соответствует радиальному направлению газотурбинного двигателя. Кроме того, стрелкой 4 схематично показано направление движения летательного аппарата под действием тяги, создаваемой газотурбинным двигателем 1, причем это направление противоположно главному направлению потока газов внутри газотурбинного двигателя. Термины «передний», «входной», «задний», «выходной», используемые в дальнейшем тексте описания, следует рассматривать относительно упомянутого направления движения 4.
В передней части газотурбинный двигатель содержит воздухозаборник 6, продолженный в заднем направлении гондолой 8, которая в основном содержит наружный кожух 10 и внутренний кожух 12, центрованные по оси 2 и смещенные относительно друг друга в радиальном направлении.
Внутренний кожух 12 образует наружный радиальный картер для газогенератора 14, который классически содержит от входа к выходу компрессор низкого давления 16, компрессор высокого давления 18, камеру сгорания 20, турбину высокого давления 22 и турбину промежуточного давления 24. Компрессор 16 и турбина 24 соединены механически валом 26, образуя, таким образом, ротор низкого давления, тогда как компрессор 18 и турбина 22 соединены механически валом 28, образуя ротор более высокого давления. Следовательно, газогенератор 14 предпочтительно имеет классическую конструкцию, называемую двухроторной.
На выходе турбины промежуточного давления 24 находится система 30 винтов противоположного вращения, образующая приемник газотурбинного двигателя.
Эта система 30 содержит свободную силовую турбину 32, представляющую собой турбину низкого давления. Она содержит ротор 32а, образующий внутреннюю часть турбины, а также статор 32b, образующий наружную часть этой турбины, которая неподвижно соединена с неподвижным узлом картера 34 этой системы винтов, центрированной на продольной оси 2 системы. Как известно, этот статор 34 предназначен для неподвижного соединения с другими картерами газотурбинного двигателя. В этой связи следует отметить, что система 30 винтов предпочтительно выполнена таким образом, чтобы винты не имели охватывающего их наружного радиального обтекателя, как показано на фигурах.
Кроме того, на выходе турбины 32 противоположного вращения система 30 винтов содержит первый или задний винт 7, на котором установлены лопасти 7а. Аналогично, система 30 содержит второй или передний винт 9, на котором установлены лопасти 9а. Таким образом, винты 7, 9 смещены относительно друг друга в направлении 4 и находятся оба на выходе свободной турбины 32.
Оба винта 7, 9 предназначены для вращения в противоположных направлениях вокруг оси 2, по которой они центрованы, при этом вращение происходит относительно статора 34, который остается неподвижным.
Для приведения во вращение этих двух винтов 7, 9 предусмотрено механическое устройство 13 трансмиссии, образующее редуктор и содержащее, в частности, эпициклоидную передачу 15.
Как показано на фиг. 1 и 2, передача 15 содержит планетарную шестерню 17, центрированную на продольной оси 2, установленную на планетарном валу 19 с этой же осью, неподвижно соединенном в сторону входа с ротором 32а через фланец 38. Таким образом, ротор 32а напрямую вращает планетарную шестерню 17, которая выполнена в виде зубчатого колеса с наружными зубьями.
Передача 15 содержит также сателлит 21 и предпочтительно несколько сателлитов, как показано на фиг. 2. Каждый сателлит 21 установлен на сателлитном валу 23 с осью, смещенной относительно оси 2, и выполнен в виде зубчатого колеса с наружными зубьями.
Кроме того, передача 15 оборудована водилом 25, центрированном на продольной оси 2, в котором с возможностью вращения установлен каждый из сателлитов 21 при помощи валов 23, соответственно. Водило 25 установлено на валу 29 водила с той же осью, неподвижно соединенном с первым винтом 7, как показано на фиг. 1, с возможностью прямого приведения во вращение этого винта.
Наконец, передача 15 содержит коронную шестерню 31, центрированную на оси 2, установленную на валу 33 коронной шестерни с той же осью, причем эта коронная шестерня 31 зацепляется с каждым сателлитом 21. Вал 33 проходит в сторону выхода, будучи неподвижно соединенным с вторым винтом 9 и вращая его напрямую. Например, этот вал 33 находится вокруг вала 29 водила и является с ним концентричным. Коронная шестерня 31 выполнена в виде зубчатого колеса с внутренними зубьями.
В описанном предпочтительном варианте, в котором каждый винт оборудован системой регулировки угла поворота его лопастей, эпициклоидная передача 15 находится напротив и внутри картера 42, установленного между свободной силовой турбиной 32 и винтами 7, 9. На этом картере 42, называемом также выпускным картером или “static frame”, установлен узел 44 подвески двигателя, предназначенный для обеспечения крепления газотурбинного двигателя на конструкции летательного аппарата, как показано, в частности, на фиг. 2, 3а и 3b. Как правило, механическое устройство трансмиссии устанавливают в ступице картера 42.
Картер 42, за которым находятся винты и перед которым находится силовая турбина 32, содержит удлинитель 46 картера, проходящий в заднем направлении относительно центрального участка этого картера. Этот удлинитель 46 выполнен в виде полого цилиндра, центрированного на оси 2, который является опорой при вращении для втулки 48b второго винта, причем эта втулка 48b совпадает с валом 33 коронной шестерни, как показано на фиг. 1. Этот упор при вращении происходит через два подшипника 50 качения, отстоящие друг от друга в направлении А и установленные между удлинителем 46 и втулкой 48b. Для повышения жесткости и улучшения механического крепления удлинителя 46 его соединяют с центральным участком картера 42 через усилительные нервюры 52, распределенные вокруг этого удлинителя и проходящие, каждая, в радиальном направлении.
Второй винт 9 содержит также наружную обечайку 56b, расположенную концентрично с втулкой 48b и участвующую в радиальном ограничении наружу главного кольцевого потока 58.
Кроме того, он содержит также множество соединительных стоек 60b, соединяющих наружную обечайку 56b с втулкой 48b. Одним из отличительных признаков настоящего изобретения является то, что каждая стойка 60b проходит от внутреннего радиального конца, неподвижно соединенного с участком втулки 48b, выступающим в заднем направлении от удлинителя 46 картера, к наружному радиальному концу, неподвижно соединенному с обечайкой 56b, проходя в сторону входа. В разрезе, показанном на фиг. 1, угол между стойками 60b и направлением В может составлять от 20 до 50°.
Кроме того, на соединительных стойках 60b второго винта установлена вторая промежуточная обечайка 62b, расположенная между втулкой 48b и наружной обечайкой 56b, причем эта обечайка 62b участвует в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока 58. Естественно, втулка 48b, стойки 60b, выполненные в виде звезды, как показано на фиг. 3а и 3b, и обечайки 62b, 56b образуют единый узел, неподвижно соединенный во вращении вокруг оси 2.
В представленном предпочтительном варианте выполнения для ограничения консольного выноса на уровне удлинителя 46 картера предусматривают, чтобы, по меньшей мере, один участок каждой соединительной стойки 60b находился перед находящимся наиболее близко к выходу подшипником 50 качения. С учетом специфического наклона стоек 60b речь идет о радиально наружном участке этих стоек. Кроме того, на фиг. 1 показано, что каждая лопасть 9а установлена таким образом, чтобы можно было управлять углом ее атаки вокруг ее поворотной оси 64b при помощи ее системы регулировки угла поворота (не показана). Опять же с целью ограничения консольного выноса предусмотрено, чтобы эта поворотная ось 64b и, в целом, поперечная плоскость, содержащая все оси 64b лопастей 9а, находилась перед находящимся наиболее близко к выходу подшипником 50 качения.
Вал 33 коронной шестерни выполнен в виде полого цилиндра, центрованного по оси 2, который является опорой при вращении для втулки 48а первого винта, причем втулка 48а совпадает с валом 29 водила, как показано на фиг. 1. Это вращение происходит чрез два подшипника 66 качения, отстоящие друг от друга в направлении А и установленные между двумя втулками 48b, 48а.
Первый винт 7 содержит также наружную обечайку 56а, расположенную концентрично с втулкой 48а и участвующую в радиальном ограничении наружу главного кольцевого потока 58. Она находится в заднем аэродинамическом продолжении наружной обечайки 56b второго винта.
Кроме того, он содержит также множество соединительных стоек 60а, соединяющих наружную обечайку 56а с втулкой 48а. В данном случае каждая стойка 60а проходит от внутреннего радиального конца, неподвижно соединенного с участком втулки 48а, выступающим в заднем направлении полой втулки 48b, к наружному радиальному концу, неподвижно соединенному с обечайкой 56а, проходя в сторону выхода. В разрезе, показанном на фиг. 1, угол между стойкой 60а и направлением В может составлять от 20 до 50°. Вместе с тем, можно предусмотреть любую другую конфигурацию, при этом наклоны, выбираемые для стоек 60а, 60b, зависят, в частности, от необходимого расстояния между лопастями 9а и 7а в направлении А, в частности, чтобы соблюдать требования снижения шума. Например, стойки 60а могут иметь наклон в сторону входа так же, как и соединительные стойки 60b.
Кроме наклона в осевом направлении, соединительные стойки можно также зафиксировать относительно потока в тангенциальном направлении, чтобы снизить создаваемое ими сопротивление.
Кроме того, на соединительных стойках 60а первого винта установлена первая промежуточная обечайка 62а, расположенная между втулкой 48а и наружной обечайкой 56а, при этом обечайка 62а участвует в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока 58. Она находится в заднем аэродинамическом продолжении промежуточной обечайки 62b второго винта. Естественно, втулка 48а, стойки 60а, расположенные в виде звезды, как показано на фиг. 3а и 3b, и обечайки 62а, 56а образуют единый во вращении вокруг оси 2 узел. Например, следует отметить, что на фиг.3а и 3b для большей ясности наружные обечайки 56а, 56b показаны с разрывом, тогда как промежуточные обечайки 62а, 62b специально не показаны.
На фиг. 4 видно, что на наружной обечайке 56b второго винта, которая проходит между картером 42 и обечайкой 56а из одной или нескольких соединенных друг с другом частей, установлено кольцо 68b удержания лопастей 9а. Это кольцо 68b, содержащее множество отверстий, каждое из которых предназначено для захождения в него ножки лопасти 9а, в основном расположено спереди относительно наружных радиальных концов соединительных стоек 60b. Аналогично, на наружной обечайке 56а первого винта, которая проходит в сторону выхода от обечайки 56b из одной или нескольких соединенных друг с другом частей, установлено кольцо 68а удержания лопастей 7а. Это кольцо 68а, содержащее множество отверстий, каждое из которых предназначено для захождения в него ножки лопасти 7а, в основном расположено напротив наружных радиальных концов соединительных стоек 60а.
Согласно частному варианту выполнения, первый моноблочный узел образован соединительными стойками 60а и наружной обечайкой 56а и промежуточной обечайкой 62а, и точно так же второй моноблочный узел образован соединительными стойками 60b и наружной обечайкой 56b и промежуточной обечайкой 62b.
Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанное выше изобретение, представленное исключительно в качестве не ограничительного примера.

Claims (14)

1. Система (30) винтов противоположного вращения для газотурбинного двигателя летательного аппарата, содержащая:
- свободную силовую турбину (32);
- первый винт (7) и второй винт (9) противоположного вращения, предназначенные для приведения во вращение вокруг продольной оси (2) системы винтов, при этом упомянутый первый винт расположен в данном направлении относительно упомянутого второго винта, причем первый и второй винты (7, 9) содержат, каждый, втулку (48а, 48b), центрованную по продольной оси (2), расположенную концентрично с ней наружную обечайку (56а, 56b), участвующую в радиальном ограничении наружу главного кольцевого потока (58), а также соединительные стойки (60а, 60b), соединяющие упомянутую наружную обечайку с упомянутой втулкой;
- механическое устройство (13) трансмиссии, приводимое в движение упомянутой свободной силовой турбиной и приводящей в движение упомянутые первый и второй винты (7, 9); и
- картер (42), установленный между упомянутой свободной силовой турбиной и упомянутыми первым и вторым винтами (7, 9), при этом последние расположены в упомянутом данном направлении относительно картера, и свободная турбина проходит в противоположном направлении относительно этого же картера, при этом картер содержит удлинитель (46) картера в упомянутом данном направлении, являющийся опорой при вращении упомянутой втулки (48b) упомянутого второго винта (9),
отличающаяся тем, что упомянутые соединительные стойки (60b) второго винта расположены в упомянутом противоположном направлении, проходя в радиальном направлении наружу.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один участок каждой соединительной стойки (60b), принадлежащей второму винту, расположен в упомянутом противоположном направлении относительно подшипника (50) качения, установленного между упомянутым удлинителем (46) картера и упомянутой втулкой второго винта.
3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутый второй винт содержит множество лопастей (9а), каждая из которых установлена с возможностью управления по углу атаки вокруг поворотной оси (64b), и тем, что эта поворотная ось находится в упомянутом противоположном направлении относительно подшипника (50) качения, установленного между упомянутым удлинителем (46) картера и упомянутой втулкой второго винта.
4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что втулка (48b) упомянутого второго винта является опорой при вращении упомянутой втулки (48а) упомянутого первого винта.
5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые соединительные стойки (60а) первого винта (7) расположены в упомянутом данном направлении, проходя радиально наружу.
6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на упомянутых соединительных стойках (60а) первого винта установлена первая промежуточная обечайка (62а), участвующая в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока (58), и тем, что на упомянутых соединительных стойках (60b) второго винта установлена вторая промежуточная обечайка (62b), участвующая в радиальном ограничении внутрь главного кольцевого потока, при этом первая промежуточная обечайка (62а) находится в непрерывном продолжении упомянутой второй обечайки (62b) в упомянутом данном направлении.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что соединительные стойки (60а) первого винта и его соответствующие наружная (56а) и промежуточная (62а) обечайки образуют единую деталь, и тем, что соединительные стойки (60b) второго винта и его соответствующие наружная (56b) и промежуточная (62b) обечайки тоже образуют единую деталь.
8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутое данное направление является выходным направлением.
9. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутое механическое устройство (13) трансмиссии содержит эпициклоидную передачу (15), оборудованную планетарной шестерней (17), центрованной по упомянутой продольной оси (2) и приводимой в движение ротором (32) свободной силовой турбины, по меньшей мере один сателлит (21), входящий в зацепление с упомянутой планетарной шестерней (17), водило (25), приводящее в движение упомянутый первый винт (7), а также коронную шестерню (31), которая зацепляется с каждым сателлитом (21) и приводит в движение упомянутый второй винт (9).
10. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутое механическое устройство (13) трансмиссии установлено в ступице картера (42).
11. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутое водило (25) неподвижно соединено с втулкой (48а) упомянутого первого винта (7), и тем, что упомянутая коронная шестерня (31) неподвижно соединена с втулкой (48b) упомянутого второго винта (9).
12. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на каждой наружной обечайке (56а, 56b) установлено кольцо (68а, 68b) удержания лопастей соответствующего винта.
13. Газотурбинный двигатель для летательного аппарата, содержащий систему (30) винтов противоположного вращения по любому из предыдущих пунктов.
14. Газотурбинный двигатель по п.13, отличающийся тем, что является двигателем «открытый ротор».
RU2011137545/06A 2009-02-13 2010-02-11 Малогабаритная система винтов противоположного вращения RU2526130C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0950907A FR2942203B1 (fr) 2009-02-13 2009-02-13 Systeme d'helices contrarotatives a encombrement reduit
FR0950907 2009-02-13
PCT/EP2010/051675 WO2010092094A1 (fr) 2009-02-13 2010-02-11 Systeme d'helices contrarotatives a encombrement reduit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011137545A RU2011137545A (ru) 2013-03-20
RU2526130C2 true RU2526130C2 (ru) 2014-08-20

Family

ID=40974537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137545/06A RU2526130C2 (ru) 2009-02-13 2010-02-11 Малогабаритная система винтов противоположного вращения

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9057326B2 (ru)
EP (1) EP2396525B1 (ru)
JP (1) JP5506827B2 (ru)
CN (1) CN102317598B (ru)
BR (1) BRPI1008870A2 (ru)
CA (1) CA2752214A1 (ru)
FR (1) FR2942203B1 (ru)
RU (1) RU2526130C2 (ru)
WO (1) WO2010092094A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672349C1 (ru) * 2017-12-19 2018-11-13 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Обтекатель-нагнетатель на входе в воздухозаборник компрессора турбовинтовентиляторного двигателя

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201005442D0 (en) * 2010-03-31 2010-05-19 Rolls Royce Plc Hydraulic fluid transfer coupling
FR2977636B1 (fr) * 2011-07-06 2013-08-09 Snecma Dispositif de lubrification d'un palier a roulement inter-arbres de turbopropulseur a double helice
FR2978122B1 (fr) * 2011-07-21 2013-08-30 Snecma Dispositif d'alimentation en fluide d'un verin hydraulique pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur a double helice
US8740565B2 (en) * 2011-08-12 2014-06-03 Hamilton Sundstrand Corporation Modular counter rotating propeller system
FR2979162B1 (fr) * 2011-08-17 2018-04-27 Safran Aircraft Engines Procede de determination des performances d'au moins une helice d'une turbomachine
FR2981686B1 (fr) * 2011-10-21 2016-05-20 Snecma Turbomachine comprenant un recepteur a helices contrarotatives supporte par une enveloppe structurale fixee au carter intermediaire
US20130219859A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Gabriel L. Suciu Counter rotating low pressure compressor and turbine each having a gear system
US9028200B2 (en) * 2012-02-29 2015-05-12 United Technologies Corporation Counter rotating low pressure turbine with splitter gear system
FR2993607B1 (fr) * 2012-07-20 2014-08-22 Snecma Dispostif de transfert thermique entre une canalisation de lubrification et une canalisation hydraulique de commande de verin de calage de pales de turbomachine
US20150354463A1 (en) * 2013-01-10 2015-12-10 United Technologies Corporation Two Spool Gas Generator with Mount Ring
FR3001498B1 (fr) 2013-01-30 2015-02-27 Snecma Partie fixe de recepteur de turbomachine comprenant un ensemble de maintien en position de servitudes a l'interieur d'un arbre creux fixe
FR3011880B1 (fr) * 2013-10-10 2015-10-23 Snecma Dispositif de transfert d'huile entre deux referentiels en rotation l'un par rapport a l'autre, et turbomachine a helices pour aeronef avec un tel dispositif
FR3013386B1 (fr) * 2013-11-20 2015-12-04 Snecma Dispositif de lubrification pour une turbomachine
FR3014478B1 (fr) * 2013-12-06 2016-01-22 Snecma Assemblage pour turbomachine d'aeronef comprenant un dispositif de circulation de fluide a conception amelioree vis-a-vis des risques de fuite
FR3024179B1 (fr) 2014-07-25 2016-08-26 Snecma Systeme d'alimentation en air sous pression installe dans une turbomachine d'aeronef comportant des moyens d'etancheite
FR3034465B1 (fr) 2015-04-03 2017-05-05 Snecma Turbomoteur comportant deux flux de ventilation distincts
CN106286010B (zh) * 2015-06-26 2018-10-26 中航空天发动机研究院有限公司 一种反向安装核心机的齿轮传动涡扇发动机
US10710705B2 (en) * 2017-06-28 2020-07-14 General Electric Company Open rotor and airfoil therefor
FR3110194B1 (fr) * 2020-05-13 2022-11-18 Safran Aircraft Engines Turbomachine d’aeronef comprenant un dispositif de lubrification d’un palier

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817382A (en) * 1985-12-31 1989-04-04 The Boeing Company Turboprop propulsion apparatus
EP0420746A1 (fr) * 1989-09-27 1991-04-03 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Moteur de propulsion à soufflantes contrarotatives
FR2660362A1 (fr) * 1990-04-03 1991-10-04 Gen Electric Structure de fixation des extremites exterieures des aubes d'une turbine.
RU2157905C2 (ru) * 1994-01-17 2000-10-20 Акционерное общество закрытого типа "Энерготех" Газотурбинный двигатель
US6209311B1 (en) * 1998-04-13 2001-04-03 Nikkiso Company, Ltd. Turbofan engine including fans with reduced speed
RU2300652C2 (ru) * 2004-12-09 2007-06-10 Виктор Борисович Лужинский Газотурбинный двигатель

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2173863B (en) * 1985-04-17 1989-07-19 Rolls Royce Plc A propeller module for an aero gas turbine engine
GB2186918B (en) * 1986-02-25 1989-11-15 Rolls Royce Propeller module for an aero gas turbine engine
US4976102A (en) 1988-05-09 1990-12-11 General Electric Company Unducted, counterrotating gearless front fan engine
US5054998A (en) * 1988-09-30 1991-10-08 The Boeing Company, Inc. Thrust reversing system for counter rotating propellers
DE3837994A1 (de) * 1988-11-09 1990-05-10 Mtu Muenchen Gmbh Vorrichtung zur verstellung der rotorschaufeln eines propfan/turboproptriebwerkes
US5010729A (en) * 1989-01-03 1991-04-30 General Electric Company Geared counterrotating turbine/fan propulsion system
US4951461A (en) * 1989-03-20 1990-08-28 General Electric Company Power turbine support arrangement
US5156648A (en) * 1990-07-09 1992-10-20 General Electric Company Prop-fan pitch-change mechanism
US6732502B2 (en) * 2002-03-01 2004-05-11 General Electric Company Counter rotating aircraft gas turbine engine with high overall pressure ratio compressor
US7490461B2 (en) * 2005-10-19 2009-02-17 General Electric Company Gas turbine engine assembly and methods of assembling same
DE102005059438B3 (de) * 2005-12-13 2007-07-19 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Turbostrahlantrieb
FR2940247B1 (fr) 2008-12-19 2011-01-21 Snecma Systeme d'helices contrarotatives entrainees par un train epicycloidal offrant une repartition de couple equilibree entre les deux helices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817382A (en) * 1985-12-31 1989-04-04 The Boeing Company Turboprop propulsion apparatus
EP0420746A1 (fr) * 1989-09-27 1991-04-03 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Moteur de propulsion à soufflantes contrarotatives
FR2660362A1 (fr) * 1990-04-03 1991-10-04 Gen Electric Structure de fixation des extremites exterieures des aubes d'une turbine.
RU2157905C2 (ru) * 1994-01-17 2000-10-20 Акционерное общество закрытого типа "Энерготех" Газотурбинный двигатель
US6209311B1 (en) * 1998-04-13 2001-04-03 Nikkiso Company, Ltd. Turbofan engine including fans with reduced speed
RU2300652C2 (ru) * 2004-12-09 2007-06-10 Виктор Борисович Лужинский Газотурбинный двигатель

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672349C1 (ru) * 2017-12-19 2018-11-13 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Обтекатель-нагнетатель на входе в воздухозаборник компрессора турбовинтовентиляторного двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
CN102317598A (zh) 2012-01-11
CA2752214A1 (fr) 2010-08-19
CN102317598B (zh) 2014-11-19
FR2942203B1 (fr) 2011-04-22
EP2396525B1 (fr) 2019-04-03
EP2396525A1 (fr) 2011-12-21
JP5506827B2 (ja) 2014-05-28
US9057326B2 (en) 2015-06-16
BRPI1008870A2 (pt) 2016-03-15
WO2010092094A1 (fr) 2010-08-19
RU2011137545A (ru) 2013-03-20
FR2942203A1 (fr) 2010-08-20
US20110311361A1 (en) 2011-12-22
JP2012518113A (ja) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2526130C2 (ru) Малогабаритная система винтов противоположного вращения
RU2509903C2 (ru) Система вращающихся в противоположных направлениях воздушных винтов, приводимых в движение при помощи эпициклоидального механизма, обеспечивающая уравновешенное распределение крутящих моментов между двумя воздушными винтами
US7299621B2 (en) Three-spool by-pass turbojet with a high by-pass ratio
EP3872325B1 (en) Gas turbine bearing arrangement
US4860537A (en) High bypass ratio counterrotating gearless front fan engine
JP4588306B2 (ja) 非交互嵌合二重反転式低圧タービンを備えた航空機用ガスタービンエンジン
US7290386B2 (en) Counter-rotating gas turbine engine and method of assembling same
CN103291453B (zh) 具有分流齿轮系统的逆向旋转低压涡轮
CA2613606C (en) Turbofan engine assembly and method of assembling same
CN103291454B (zh) 均具有齿轮系统的反旋转低压压缩机和涡轮机
CA2619168C (en) Impeller rear cavity thrust adjustor
US9534608B2 (en) Multi-stage axial compressor with counter-rotation
EP3124752A1 (en) Gas turbine engine frame assembly
CN103291458A (zh) 带有安装到中间涡轮机框架的齿轮系统的反旋转低压涡轮机
US10823064B2 (en) Gas turbine engine
GB2419639A (en) Lubrication of counter-rotating fans of a gas turbine engine
US10036262B2 (en) Turbomachine impellor rotor with device for feathering the blades of the impellor
JP2927790B2 (ja) ガスタービン機関
CN111237252A (zh) 风扇叶片保持组件
CN212717365U (zh) 用于飞行器的气体涡轮引擎
EP3594476B1 (en) A geared turbofan gas turbine engine mounting arrangement
EP3546367B1 (en) A geared turbofan engine mount arrangement
CN116209821A (zh) 设置有螺旋桨和偏置定子轮叶的涡轮机模块

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner