RU2596914C1 - Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions) - Google Patents

Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2596914C1
RU2596914C1 RU2015113289/06A RU2015113289A RU2596914C1 RU 2596914 C1 RU2596914 C1 RU 2596914C1 RU 2015113289/06 A RU2015113289/06 A RU 2015113289/06A RU 2015113289 A RU2015113289 A RU 2015113289A RU 2596914 C1 RU2596914 C1 RU 2596914C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
feather
profile
rotor
pen
Prior art date
Application number
RU2015113289/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирик Усманович Манапов
Евгений Ювенальевич Марчуков
Дмитрий Юрьевич Еричев
Виктор Викторович Куприк
Юрий Геннадьевич Шабаев
Ольга Владимировна Шишкова
Игорь Сергеевич Кузнецов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
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 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") filed Critical Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
Priority to RU2015113289/06A priority Critical patent/RU2596914C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596914C1 publication Critical patent/RU2596914C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines.
SUBSTANCE: vane of the fourth stage of turbojet engine low-pressure compressor rotor containing an impeller with disc with slots, and blade rim with grating profiles of the feather with frontal line. Blade comprises stem and vane with convex-concave profile. Airfoil has angle of γ installation of profile, defined as angle between connecting inlet and outlet edge of profile of chord and front line grid of blade rim, with its projection to conditional plane perpendicular to axis of the blade in root section profile value γto=(49.7÷57.7)°. Blade has variable on height of feather an angle γ of installation of feather profile relative to front line of profile grid of blade rim, decreasing with radial distance from rotor axis with the gradient (G)in n=(152.3÷218.9) [degree/m]. Blade root has leading and trailing edges, diverging to peripheral end with the chord increase gradient (G)in x=(4.3÷6.2)·10-2 [m/m]. Blade is made with the ratio of height h of the leading edge of the feather profile to central chord Lav, separating area of working surface profile into two equal parts making h/Lav=(1.5÷2.2). Blade feather has, variable on width and height, blade thickness. Maximum thickness of blade root profile is the highest in root section and height decreasing to peripheral end with Airfoil gradient (G)in t=(1.6÷2.3)10-2 [m/m].
EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency and wider range of modes of gas-dynamic stability of the compressor to 2,4%, longer life of blade in 2 times.
25 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к осевым компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely to axial low-pressure compressors of aircraft turbojet engines.

Известна профилированная лопатка компрессора для диска рабочего колеса, имеющего аксиальную, тангенциальную и радиальную ортогональные оси, содержащая стороны повышенного и низкого давления, простирающиеся в радиальном направлении от хвостовика к вершине и в аксиальном направлении между передней и задней кромками поперечные сечения, имеющие соответствующие хорды и линии изгиба, проходящие между передней и задней кромками, и центры тяжести, выровненные по оси укладки, имеющей двойной изгиб. Сторона низкого давления изогнута вдоль задней кромки вблизи хвостовика для уменьшения разделения потока на нем (RU 2000130594 A, опубл. 27.01.2003).Known profiled compressor blade for the impeller disk having axial, tangential and radial orthogonal axes, containing high and low pressure sides, extending in the radial direction from the shank to the apex and in the axial direction between the front and rear edges of the cross sections having corresponding chords and lines bends extending between the leading and trailing edges, and centers of gravity aligned along the axis of the stack having a double bend. The low pressure side is curved along the trailing edge near the liner to reduce the separation of the flow on it (RU 2000130594 A, publ. 01.27.2003).

Известна рабочая лопатка компрессора, включающая перо и хвостовик. Хвостовик лопатки расположен горизонтально, а перо соединено с хвостовиком через промежуточный элемент - ножку. Между ножкой и пером размещена полка, формирующая проточную часть двигателя (Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука. 2011. Стр. 257-263).Known compressor blades, including a feather and a shank. The shank of the blade is located horizontally, and the feather is connected to the shank through an intermediate element - the leg. Between the leg and the feather there is a shelf forming the engine flow part (NN Sirotin, AS Novikov, AG Paykin, AN Sirotin. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS system technologies. Book 1. Moscow. Science. 2011. Pages 257-263).

К недостаткам известных решений относятся неопределенность достижения эффективного взаимодействия лопаток с потоком рабочего тела вследствие отсутствия конкретизации диапазонов геометрических и аэродинамических параметров пространственной конфигурации пера и угловой установки лопатки в рабочем колесе четвертой ступени ротора, а также сложность получения компромиссного сочетания повышенных значений КПД, газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора и как следствие сложность обеспечения оптимальной динамической прочности и повышенного ресурса лопатки.The disadvantages of the known solutions include the uncertainty of achieving effective interaction of the blades with the flow of the working fluid due to the lack of specification of the ranges of geometric and aerodynamic parameters of the spatial configuration of the pen and the angular installation of the blades in the impeller of the fourth stage of the rotor, as well as the difficulty of obtaining a compromise combination of increased values of efficiency, gas-dynamic stability (GDU ) compressor and, as a consequence, the difficulty of ensuring optimal dynamic strength and Vyshen blade resource.

Задача группы изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке лопатки рабочего колеса четвертой ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД) с улучшенными конструктивными и аэродинамическими параметрами пространственной конфигурации и жесткостью пера лопатки, обеспечивающими возможность увеличения расхода сжимаемого рабочего тела - воздуха в четвертой ступени на всех режимах работы двигателя, а также увеличение газодинамической устойчивости и ресурса без увеличения материалоемкости лопатки.The task of the group of inventions, united by a single creative concept, is to develop the blades of the impeller of the fourth stage of the rotor of a low pressure compressor (KND) of a turbojet engine (TRD) with improved structural and aerodynamic parameters of the spatial configuration and stiffness of the blade’s pen, which provide the possibility of increasing the flow rate of a compressible working fluid - air in the fourth stage at all engine operating modes, as well as an increase in gas-dynamic stability and resource without increasing material consumption of the scapula.

Поставленная задача решается тем, что лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, согласно изобретению, содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; кроме того, лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазонеThe problem is solved in that the blade of the fourth stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine containing a housing with a flowing part and an impeller of the fourth stage with a disk endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, according to the invention, contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with the angle γ of the installation profile, define nym as the angle between connecting the inlet and outlet edges of the profile chord line and the front grille vane ring having a projection on a notional plane perpendicular to the axis of the pen, the root-sectional profile value to γ = (49,7 ÷ 57,7) °, and the shank of the blade has a sole with a longitudinal axis located in a conventional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in the projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the profile of the pen to the axis of the rotor in the root section; In addition, the blade is formed with a variable height feather angle γ Profile Fitting pen relative frontal grid lines profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range

Gу.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],G vp = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],

где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки; причем входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х увеличения соединяющей их хорды, равнымwhere γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades; moreover, the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G у.x increase the connecting chords equal to

Gy.x=(Lп.х-Lк.x)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],G yx = (L p.x -L c.x ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],

где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки; причем лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lср, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющем h/Lср=(1,5÷2,2).where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades; moreover, the blade is made with the ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cf , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cf = (1.5 ÷ 2.2).

При этом перо лопатки может быть выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равнымIn this case, the feather of the blade can be made variable in width and height of the feather with a thickness determined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the feather of the blade, while the maximum thickness of the profile of the feather of the blade is made the largest in the root section and decreasing the height of the pen to the peripheral end with a gradient of G weight equal to

Gy.т=(Cк-Cп)/Hср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],G y.t = (C to -C p ) / H cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],

где Cк - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Cп - то же, периферийного сечения; Hср - средняя высота пера лопатки.where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; C p - the same peripheral section; H cf - the average height of the feather blades.

Лопатка может быть снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».The blade can be equipped with a shelf forming a sector of the tapered sleeve surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the CPV rotor, and the blade shank is configured to form a dovetail lock in the circumferential groove around the rim of the disk rim.

Перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and in the direction of rotation clockwise.

Вариантно перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and against the direction of rotation clockwise (view by n.p.).

Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face of the blade vane pen can be made beveled with a repetition of the curvature of the internal surface of the engine duct in the zone of the fourth KND stage with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blade as part of the KND rotor of the engine.

Поставленная задача по второму варианту решается тем, что лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, согласно изобретению содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; при этом лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазонеThe task according to the second embodiment is solved in that the blade of the fourth stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine containing a housing with a flowing part and an impeller of the fourth stage with a disc endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, according to the invention contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with the installation angle γ and a profile, defined as the angle between the chord and the front line of the profile connecting the chord and the front line of the grating of the blade of the crown, having in the projection on a conditional plane perpendicular to the axis of the pen, in the root section of the profile, the value γ k = (49.7 ÷ 57.7) °, and the shank of the blade has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in the projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the pen profile to the axis of the rotor in the root section; wherein the blade is formed with a variable height feather angle γ Profile Fitting pen relative frontal grid lines profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range

Gу.п=(γк-γп)/Нср=(152,3÷218,9) [град/м],G vp = (γ to -γ p ) / N cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],

где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки; кроме того, лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющем h/Lcp=(1,5÷2,2).where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades; in addition, the blade is made with a ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cp , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cp = (1.5 ÷ 2.2).

При этом входная и выходная кромки пера могут быть выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды, равнымIn this case, the input and output edges of the pen can be made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient G yx of an increase in the chords connecting them, equal to

Gy.x=(Lп.х-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],G yx = (L p.x -L k.x ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],

где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.

Лопатка может быть снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».The blade can be equipped with a shelf forming a sector of the tapered sleeve surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the CPV rotor, and the blade shank is configured to form a dovetail lock in the circumferential groove around the rim of the disk rim.

Перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and in the direction of rotation clockwise.

Вариантно перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and against the direction of rotation clockwise (view by n.p.).

Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face of the blade vane pen can be made beveled with a repetition of the curvature of the internal surface of the engine duct in the zone of the fourth KND stage with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blade as part of the KND rotor of the engine.

Поставленная задача по третьему варианту решается тем, что лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, согласно изобретению содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; причем входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды, равнымThe task according to the third embodiment is solved by the fact that the blade of the fourth stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine containing a housing with a flowing part and an impeller of the fourth stage with a disc endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, according to the invention contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with an angle γ setting profile profile, defined as the angle between the chord and the front edge of the profile connecting the chord and the front line of the scaffold lattice, having in the projection onto a conditional plane perpendicular to the axis of the pen, in the root section of the profile, the value γ k = (49.7 ÷ 57.7) °, and the shank of the blade has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in the projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the pen profile to the axis of the rotor in the root section; moreover, the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G yx increasing the connecting chords equal to

Gy.x=(Lп.х-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],G yx = (L p.x -L k.x ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],

где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки; кроме того, лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющем h/Lcp=(1,5÷2,2).where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades; in addition, the blade is made with a ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cp , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cp = (1.5 ÷ 2.2).

При этом лопатка может быть выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазонеThus vane may be formed with a variable adjustment angle γ stylus pen installation profile line grating relative to the front profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range

Gу.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],G vp = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],

где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки;where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades;

Перо лопатки может быть выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена: наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равнымThe blade feather can be made variable in width and height of the feather with a thickness defined in cross section as the difference between the heights of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the feather blade, with the maximum thickness of the profile of the feather blade made: the largest in the root section and decreasing along the height of the pen to the peripheral end with a gradient of G equivalent equal to

Gy.т=(Cк-Cп)/Hср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],G y.t = (C to -C p ) / H cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],

где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного сечения; Hср - средняя высота пера лопатки;where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral section; H cf - the average height of the feather blades;

Лопатка может быть снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».The blade can be equipped with a shelf forming a sector of the tapered sleeve surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the CPV rotor, and the blade shank is configured to form a dovetail lock in the circumferential groove around the rim of the disk rim.

Перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п.- направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in the np-direction of flight), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and in the direction of rotation clockwise.

Вариантно перо лопатки может быть выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the feather of the blade can be made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, convex in the direction of rotation of the rotor and against the direction of rotation clockwise (view by n.p.).

Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face of the blade vane pen can be made beveled with a repetition of the curvature of the internal surface of the engine duct in the zone of the fourth KND stage with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blade as part of the KND rotor of the engine.

Поставленная задача по четвертому варианту решается тем, что лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, согласно изобретению содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; кроме того, перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно условной хорды, соединяющей кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равнымThe task according to the fourth embodiment is solved in that the blade of the fourth stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine, comprising a housing with a flowing part and a fourth-stage impeller with a grooved disk and a blade rim having a grill of feather profiles with a front line, according to the invention, a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the blade feather is made with an angle γ set profile sections, defined as the angle between the chord and the front edge of the profile connecting the chord and the front line of the scaffold lattice, having in the projection on a conditional plane perpendicular to the axis of the pen, in the root section of the profile, the value γ k = (49.7 ÷ 57.7) °, and the shank of the blade has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in the projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the pen profile to the axis of the rotor in the root section; in addition, the feather of the blade is made variable in width and height of the feather, the thickness defined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the conditional chord connecting the edges of the feather of the blade, while the maximum thickness of the profile of the feather of the blade is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G equivalent equal to

Gу.т=(Ск-Сп)/Нср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],G u.t = (C to -C p ) / N cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],

где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки;where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade;

Сп - то же, периферийного сечения; Hср - средняя высота пера лопатки.With p - the same peripheral section; H cf - the average height of the feather blades.

При этом лопатка может быть выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазонеThus vane may be formed with a variable adjustment angle γ stylus pen installation profile line grating relative to the front profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range

Gу.п=(γк-γп)/Нср=(152,3÷218,9) [град/м],G vp = (γ to -γ p ) / N cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],

где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки.where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades.

Входная и выходная кромки пера могут быть выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.x увеличения соединяющей их хорды, равнымThe input and output edges of the pen can be made diverging to the peripheral end of the scapula with a gradient G у.x of an increase in the chords connecting them equal to

Gу.х=(Lп.х-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],G у.х = (L п.х -L к.х ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],

где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.

Лопатка может быть снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».The blade can be equipped with a shelf forming a sector of the tapered sleeve surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the CPV rotor, and the blade shank is configured to form a dovetail lock in the circumferential groove around the rim of the disk rim.

Перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The blade feather is made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, turned concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight), and a convex back of the pen, convex in the direction against rotation of the rotor and in the direction clockwise rotation.

Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face of the blade vane pen can be made beveled with a repetition of the curvature of the internal surface of the engine duct in the zone of the fourth KND stage with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blade as part of the KND rotor of the engine.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью существенных признаков лопатки рабочего колеса четвертой ступени ротора КНД ТРД, заключается в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора на 2,4% при повышении ресурса лопатки в 2 раза.The technical result achieved by the above set of essential features of the impeller blades of the fourth stage of the rotor KND turbojet engine rotor is to increase the efficiency and expand the range of compressor gas-dynamic stability modes by 2.4% with a 2-fold increase in the resource of the blade.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 изображена лопатка рабочего колеса четвертой ступени, вид сбоку;in FIG. 1 shows a blade of the impeller of the fourth stage, side view;

на фиг. 2 - лопатка рабочего колеса четвертой ступени, фронтальная проекция;in FIG. 2 - the blade of the impeller of the fourth stage, frontal projection;

на фиг. 3 - перо лопатки рабочего колеса четвертой ступени, поперечный разрез;in FIG. 3 - feather blades of the impeller of the fourth stage, a cross section;

на фиг. 4 - лопатка рабочего колеса четвертой ступени, вид сверху.in FIG. 4 - the blade of the impeller of the fourth stage, top view.

Рабочее колесо четвертой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, содержащего корпус с проточной частью, снабжено диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией.The impeller of the fourth stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine containing a housing with a flow part is provided with a disk endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line.

Лопатка рабочего колеса содержит хвостовик 1 и перо 2 с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом 3 и выпуклой спинкой 4, сопряженными входной и выходной кромками 5 и 6 соответственно. Перо 2 лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6 профиля хордой 7 и фронтальной линией 8 решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,5)° а в периферийном сечении значение γп=(25,9÷33,9)°. В качестве соединяющей входную и выходную кромки профиля хорды 7 принята общая касательная к входной и выходной кромкам 5 и 6 профиля пера 2 лопатки. Хвостовик 1 лопатки имеет подошву 9 с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси 10 ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк=(18÷26)°, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении. В качестве оси пера 2 лопатки принята продольная ось профиля пера, совпадающая с осью закрутки профиля. В качестве оси 10 ротора принята ось вращения ротора.The impeller blade contains a shank 1 and a feather 2 with a convex-concave profile formed by a concave trough 3 and a convex back 4, conjugated by the input and output edges 5 and 6, respectively. The blade feather 2 is made with the profile installation angle γ defined as the angle between the chord 7 connecting the input and output edges 5 and 6 of the profile and the frontal line 8 of the blade crown lattice, which has a value in the projection onto a conventional plane perpendicular to the axis of the pen in the root section of the profile γ k = (49.7 ÷ 57.5) ° and in the peripheral section the value γ p = (25.9 ÷ 33.9) °. As connecting the input and output edges of the profile of the chord 7 adopted a common tangent to the input and output edges 5 and 6 of the profile of the pen 2 of the scapula. The shank 1 of the blade has a sole 9 with a longitudinal axis located in a conventional plane parallel to the rotor axis 10, with a deviation from the latter in the projection onto the specified plane at an angle α k = (18 ÷ 26) °, corresponding to the angle of the pen profile to the rotor axis in root section. As the axis of the pen 2 blades adopted the longitudinal axis of the profile of the pen, coinciding with the axis of twist of the profile. As the axis 10 of the rotor adopted the axis of rotation of the rotor.

Лопатка выполнена с переменным по высоте пера 2 углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии 8 решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси 10 ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазонеThe blade is formed with a variable height of the pen 2 Profile Fitting angle γ relative to the front of the pen line 8 lattice profiles blade row, with decreasing radial distance from the axis 10 of the rotor with a gradient G u.p having values in the range

Gу.п=(γк-γп)/Нср=(152,3÷218,9) [град/м],G vp = (γ to -γ p ) / N cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],

где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки.where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades.

Входная и выходная кромки 5 и 6 пера 2 выполнены расходящимися к периферийному торцу 11 лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды 7, равнымThe input and output edges 5 and 6 of the pen 2 are made diverging towards the peripheral end 11 of the blade with a gradient G yx of an increase in the chords 7 connecting them equal to

Gy.x=(Lп.х-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],G yx = (L p.x -L k.x ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],

где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.

Лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки 5 профиля пера 2 к средней хорде Lcp, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющем h/Lcp=(1,5÷2,2).The blade is made with a ratio of the height h of the input edge 5 of the profile of the pen 2 to the middle chord L cp , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cp = (1.5 ÷ 2.2).

Перо 2 лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки 3 и корыта 4 относительно хорды 7, соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6 пера 2 лопатки. Максимальная толщина профиля пера 2 лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера 2 к периферийному торцу 11 с градиентом Gy.т, равнымThe feather 2 of the blade is made variable in width and height of the feather thickness, defined in cross section as the difference between the heights of the back 3 and trough 4 relative to the chord 7 connecting the input and output edges 5 and 6 of the feather 2 of the blade. The maximum thickness of the profile of the pen 2 of the scapula is made the largest in the root section and decreasing in height of the pen 2 to the peripheral end face 11 with a gradient of G y.t equal to

Gу.т=(Ск-Сп)/Нср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],G u.t = (C to -C p ) / N cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],

где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного сечения; Hср - средняя высота пера лопатки.where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral section; H cf - the average height of the feather blades.

Лопатка снабжена полкой 12, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, Хвостовик 1 лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».The blade is equipped with a shelf 12, forming a sector of the conical sleeve surface of the flowing part on the axial section of the fourth stage of the KND rotor. The shank 1 of the blade is configured to form a dovetail lock connection in the circumferential groove around the rim of the disk rim.

Перо 2 лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом 3, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой 4 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather 2 of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough 3, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and a convex back 4 of the pen, convex in the direction against rotation of the rotor and in the direction of rotation clockwise.

Вариантно перо 2 лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом 3 профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой 4 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the feather 2 of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough 3 of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in n.p.), and a convex back of 4 feathers, convex to the side against rotation of the rotor and against clockwise rotation directions (view in n.p.).

Периферийный торец 11 пера 2 лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face 11 of the pen 2 of the blade is beveled with a repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the zone of the fourth stage of the low pressure valve with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the blade of the impeller in the rotor of the low pressure sensor.

Лопатку рабочего колеса четвертой ступени ротора КНД ТРД поэтапно изготавливают из прутка авиационного сплава. На первом этапе отрезают фрагмент прутка требуемой длины, из которого электровысадкой с последующей механической обработкой выполняют заготовку лопатки с локальными утолщениями на участке расположения хвостовика 1. На следующем этапе заготовку подвергают общему нагреву в электропечи до состояния термопластичности и выполняют горячую объемную штамповку, используя штамп, состоящий из двух ответно профилированных полуматриц. Рабочая поверхность одной из полуматриц штампа включает участок, форма которого выполнена ответной пространственной поверхности спинки 4 пера 2 лопатки. Рабочая поверхность другой полуматрицы штампа включает участок, форма которого выполнена ответной пространственной поверхности корыта 3 пера 2 лопатки. После чего лопатку подвергают механической обработке, включая обдирку облоя фрезерованием, протягивание хвостовика 1.The blade of the impeller of the fourth stage of the rotor KND TRD is stage-by-stage made from the bar of an aircraft alloy. At the first stage, a fragment of the rod of the required length is cut, from which the blade blank with local thickenings is performed by electric upsetting with local thickenings at the location of the shank 1. At the next stage, the blank is subjected to general heating in an electric furnace to the state of thermoplasticity and hot die forging is performed using a stamp consisting of of two responding profiled half-matrices. The working surface of one of the die semi-matrices includes a section whose shape is made of the mating spatial surface of the back 4 of the pen 2 of the blade. The working surface of the other half-matrix of the stamp includes a section, the shape of which is made mating spatial surface of the trough 3 pen 2 blades. After that, the blade is subjected to mechanical processing, including grinding the flap milling, pulling the shank 1.

Доводку обтекаемых поверхностей профилей пера 2 производят фрезерованием с последующей полировкой.The refinement of the streamlined surfaces of the profiles of the pen 2 is performed by milling with subsequent polishing.

Изготовленная таким образом лопатка состоит из объединенных в одно целое пера 2 с хвостовиком 1, выполненная как сегмент сборного кольца лопаточного венца рабочего колеса четвертой ступени ротора КНД ТРД.The blade made in this way consists of a single pen 2 with a shank 1, made as a segment of the assembled ring of the blade ring of the impeller of the fourth stage of the rotor of the low pressure turbojet engine.

Профиль пера 2 лопатки имеет следующие геометрические параметры:The profile of the pen 2 blades has the following geometric parameters:

- в корневом сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля Cmax=4,2 мм; длина хорды пера - 40,4 мм; угол γк установки профиля пера между соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6 профиля хордой 7 и фронтальной линией 8 решетки лопаточного венца составляет 68°; угол αк установки профиля пера 2 к оси вращения ротора составляет 22°;- in the root section, the profile of the blade feather is made with a maximum profile thickness C max = 4.2 mm; pen chord length - 40.4 mm; the angle γ to the installation of the profile of the pen between connecting the input and output edges 5 and 6 of the profile chord 7 and the front line 8 of the lattice of the blade of the crown is 68 °; the angle α to the installation profile of the pen 2 to the axis of rotation of the rotor is 22 °;

- в периферийном сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля Cmax=2,2 мм; длина хорды пера принята 69,5 мм; угол γп установки профиля пера составляет 30°;- in the peripheral section, the profile of the feather blade is made with a maximum profile thickness C max = 2.2 mm; feather chord length adopted 69.5 mm; the angle γ p setting the profile of the pen is 30 °;

- средняя высота Hср, профиля пера составляет 125,5 мм.- the average height H cf , the profile of the pen is 125.5 mm

Лопатка выполнена для фиксации на диске рабочего колеса вала ротора путем установки хвостовика 1 в пазу обода диска.The blade is made for fixing on the disk of the impeller of the rotor shaft by installing the shank 1 in the groove of the rim of the disk.

При работе компрессора каждая лопатка рабочего колеса четвертой ступени ротора КНД взаимодействует с рабочим телом, передавая последнему кинетическую и потенциальную энергию. В результате возникает направленный к выходу из лопаточного венца рабочего колеса поток сжимаемого рабочего тела, который поступает из межлопаточных каналов лопаточного венца рабочего колеса ротора на лопатки и в межлопаточные каналы направляющего аппарата статора четвертой ступени. После выравнивания в направляющем аппарате поток поступает далее во входной направляющий аппарат компрессора высокого давления.When the compressor is operating, each blade of the impeller of the fourth stage of the KND rotor interacts with the working fluid, transferring the kinetic and potential energy to the latter. The result is a flow of a compressible working fluid directed towards the exit from the impeller rim of the impeller, which flows from the interscapular channels of the impeller rim of the rotor impeller to the blades and into the interscapular channels of the stator of the fourth stage stator. After alignment in the guide apparatus, the flow then flows into the inlet guide apparatus of the high pressure compressor.

В процессе реализации разработанной в изобретении конструкции лопатки рабочего колеса четвертой ступени ротора КНД технический результат достигается только при установке лопатки в рабочем колесе с ориентацией профиля пера 2 под углом γ между соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6 профиля хордой 7 и фронтальной линией 8 решетки лопаточного венца, составляющим в корневом сечении γк=(49,7÷57,7)° в сочетании с одновременным согласованным удовлетворением условий соответствия найденных в изобретении геометрических и аэродинамических параметров пространственной конфигурации и градиентов их изменения по высоте пера лопатки. При назначении угла γ в корневом сечении пера лопатки, принятого из найденного в изобретении интервала значений γк с учетом углов установки профиля пера предыдущих ступеней ротора компрессора, достигают наиболее высокие значения КПД, ГДУ компрессора и ресурса лопатки. При уменьшении угла γк ниже заявленного значения существенно ограничивается диапазон газодинамической устойчивости работы компрессора, падает КПД ступени и возрастает риск аварийно опасного срыва воздушного потока с выпуклой спинки 4 пера 2 лопатки с результирующей потерей ГДУ. С увеличением угла γк выше заявленного значения также возрастает риск срыва воздушного потока с корыта 3 пера 2 лопатки и снижается КПД, а также неоправданно возрастают напряжения в лопатке на всех режимах работы КНД, что приводит к снижению ресурса, увеличению материалоемкости лопаток и, в конечном счете, к утяжелению компрессора и снижению эксплуатационной экономичности двигателя.In the process of implementing the design of the impeller blade of the fourth stage of the KND rotor developed in the invention, the technical result is achieved only when the blade is installed in the impeller with the orientation of the pen profile 2 at an angle γ between the chord 7 connecting the input and output edges 5 and 6 of the profile and the front line 8 of the scapular lattice ring constituting the root section to γ = (49,7 ÷ 57,7) ° in combination with simultaneous satisfaction agreed conditions found in conformity invention, geometrical and aerodynamic pair etrov spatial configuration and their gradients change in height of the blade. When assigning the angle γ in the root section of the blade pen adopted from the γ k interval found in the invention, taking into account the installation angles of the pen profile of the previous stages of the compressor rotor, the highest values of efficiency, GDU of the compressor and the resource of the blade reach. With a decrease in the angle γ to below the declared value, the range of gas-dynamic stability of the compressor operation is significantly limited, the efficiency of the stage decreases, and the risk of an accidentally dangerous airflow disruption from the convex back 4 of the pen 2 of the blade with the resulting loss of the GDU increases. With an increase in the angle γ to above the stated value, the risk of disruption of the air flow from the trough of 3 feathers 2 of the blade also increases and the efficiency decreases, as well as the voltage in the blade in all operating modes of the low pressure valve unreasonably increases, which leads to a decrease in resource, increase in material consumption of the blades and, ultimately account, to make the compressor heavier and reduce the operational efficiency of the engine.

Аналогичные процессы имеют место с получением положительного результата при соблюдении и отрицательного при выходе за пределы найденных в изобретении границ диапазонов градиентов Gу.п=(152,3÷218,9) [град/м] по высоте Hср пера 2 лопатки. При выполнении трехмерного профиля пера лопатки со значениями градиента Gу.п<152,3 [град/м] существенно ограничивается диапазон ГДУ работы КНД, падает КПД ступени и возрастает риск аварийно опасного срыва потока воздушного потока с выпуклой спинки 4 пера лопатки с результирующей потерей ГДУ. Увеличение отношения разности углов установки хорды 7 пера 2 по высоте лопатки до значений градиента Gу.п, превышающих верхний предел Gу.п>218,9 [град/м], приводит к недопустимому уменьшению угла раскрытия периферийного участка 13 пера 2 лопатки, что в свою очередь приводит к снижению КПД, негативному уменьшению диапазона ГДУ компрессора и недопустимому рассогласованию работы четвертой ступени ротора с предыдущими ступенями КНД.Similar processes take place with obtaining a positive result when observing and negative when going beyond the boundaries of the gradient ranges found in the invention G u = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m] along the height H cf of the pen 2 blades. When performing a three-dimensional profile of the feather of the blade with the gradient values G up <152.3 [deg / m], the range of GDU operation of the low pressure regulator is significantly limited, the efficiency of the stage decreases and the risk of an accidentally dangerous stall of the air flow from the convex back 4 of the feather of the blade with resulting loss GDU. An increase in the ratio of the difference in the angles of installation of the chord 7 of pen 2 along the height of the scapula to values of the gradient G cp exceeding the upper limit of G cp > 218.9 [deg / m], leads to an unacceptable decrease in the opening angle of the peripheral section 13 of the pen 2 of the scapula, which in turn leads to a decrease in efficiency, a negative reduction in the range of the compressor GDU and an unacceptable mismatch of the fourth stage of the rotor with the previous stages of the low pressure switch.

Градиент Gy.x увеличения хорды 7 пера 2 лопатки по средней высоте Hср пера 1 лопатки характеризует парусность пера, образованную в результате углового расхождения входной и выходной кромок 5 и 6 пера 2 от втулки до периферийного торца 11. Парусность пера по высоте лопатки спрофилирована по градиенту Gy.x углового расширения хорды 7 пера 2 с заявленным диапазоном Gy.x=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м], что обеспечивает получение технического результата изобретения. Уменьшение отношения разности длин периферийной и корневой хорд пера 2 к средней высоте Hср пера (Gу.х<4,3·10-2) приводит к образованию недостаточной густоты заполнения периферийного кольцевого участка площади поперечного сечения проточной части лопаточного венца периферийными участками 13 пера 2 лопаток в проекции на условную плоскость, нормальную к оси ротора. Как следствие возникает недопустимое снижение запаса ГДУ, сужение диапазона газодинамической устойчивости работы компрессора и существенному снижению КПД за счет возможного срыва воздушного потока со спинки 4 пера 2 лопатки. Увеличение (Gy.x>6,2·10-2) приводит к неоправданному увеличению потерь от трения потока о профиль пера 2 лопатки и к снижению КПД компрессора.Gradient G yx of chord increase of 7 feathers 2 blades according to average height H cf feather 1 blades characterizes feather sail formed as a result of angular divergence of input and output edges 5 and 6 of feather 2 from the sleeve to the peripheral end 11. The feather sail on the height of the shoulder blade is profiled according to the gradient G yx of the angular expansion of the chord 7 of pen 2 with the claimed range of G yx = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m], which provides a technical result of the invention. The decrease in the ratio of the difference between the lengths of the peripheral and root chords of pen 2 to the average height H cp of the pen (G ux <4.3 · 10 -2 ) leads to the formation of insufficient density of filling the peripheral annular portion of the cross-sectional area of the flowing part of the scapular crown with peripheral portions of 13 of the pen 2 blades in a projection on a conditional plane normal to the axis of the rotor. As a result, an unacceptable decrease in the GDU stock occurs, a narrowing of the range of gas-dynamic stability of the compressor and a significant decrease in efficiency due to the possible disruption of the air flow from the back 4 of the pen 2 blades. The increase (G yx > 6.2 · 10 -2 ) leads to an unjustified increase in losses from friction of the flow on the profile of the pen 2 blades and to reduce the efficiency of the compressor.

Технический результат повышения ресурса лопатки в два раза достигается при соблюдении условия соотношения разности толщин к средней высоте пера 2 лопатки, принимаемого в пределах найденного в изобретении указанного диапазона значений градиента Gу.т=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м] за счет обеспечения требуемой статической и динамической жесткости при оптимальной материалоемкости профиля пера 2 лопатки. При значениях градиента Gу.т<1,6·10-2 [м/м] возникает излишнее повышение материалоемкости вследствие неоправданного реальными сочетаниями нагрузок увеличения толщины периферийной части пера лопатки, что приводит к завышению массы компрессора и снижению экономичности двигателя. При значениях градиента Gу.т>2,3·10-2 [м/м] требуемое повышение ресурса лопатки не достигается из-за снижения динамической прочности в процессе эксплуатации компрессора вследствие неоправданного возрастания параметров изгибных колебаний профиля пера 2 при недопустимом уменьшении максимальной толщины профиля в наиболее нагруженной периферийной части длины пера лопатки.The technical result of increasing the resource of the blade by two times is achieved subject to the condition of the ratio of the difference in thickness to the average height of the pen 2 of the blade, taken within the specified range of gradient values found in the invention G u = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m] by providing the required static and dynamic stiffness with optimal material consumption of the profile of the pen 2 blades. When the gradient values G ут <1.6 · 10 -2 [m / m], an excessive increase in material consumption occurs due to the increase in the thickness of the peripheral part of the blade feather unjustified by real load combinations, which leads to an overestimation of the compressor mass and a decrease in engine efficiency. When the gradient values G ут > 2.3 · 10 -2 [m / m] the required increase in the resource of the blade is not achieved due to a decrease in dynamic strength during operation of the compressor due to an unjustified increase in the parameters of bending vibrations of the profile of pen 2 with an unacceptable decrease in the maximum thickness profile in the most loaded peripheral part of the length of the feather blade.

Таким образом, за счет улучшения конструктивных и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса четвертой ступени достигают повышения КПД и расширения диапазона режимов газодинамической устойчивости КНД двигателя без увеличения материалоемкости лопатки.Thus, by improving the design and aerodynamic parameters of the impeller blades of the fourth stage, they increase the efficiency and expand the range of gas-dynamic stability modes of the engine’s low pressure without increasing the material consumption of the blades.

Claims (25)

1. Лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, характеризующаяся тем, что содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; кроме того, лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gy.п, имеющим значения в диапазоне
Gy.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],
где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки; причем входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды, равным
Gy.x=(Lп.х-Lк.х)/Hcp=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],
где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки; причем лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющим h/Lcp=(1,5÷2,2).1. The blade of the fourth stage of the rotor of the low pressure compressor (KND) of the turbojet engine (turbojet engine), comprising a housing with a flowing part and an impeller of the fourth stage with a disk endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, characterized in that contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, moreover, the blade feather is made with the profile installation angle γ defined as the angle between Dinh inlet and outlet edges of the profile chord line and the front grille vane ring having a projection on a notional plane perpendicular to the axis of the pen, the root-sectional profile value to γ = (49,7 ÷ 57,7) °, and the blade root has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in projection onto the specified plane at an angle α k , corresponding to the installation angle of the pen profile to the rotor axis in the root section; in addition, the blade is made with a pen angle of installation angle γ of the profile of the pen relative to the front line of the lattice of the profiles of the blade rim, decreasing with a radial distance from the axis of the rotor with a gradient of G y.p , having values in the range
G y.p = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],
where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades; moreover, the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G yx increasing the connecting chords equal to
G yx = (L p.x -L k.x ) / H cp = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],
where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades; moreover, the blade is made with the ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cp , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cp = (1.5 ÷ 2.2). 2. Лопатка четвертой ступени по п. 1, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равным
Gу.т=(Ск-Сп)/Нср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],
где Gк - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного сечения; Нср - средняя высота пера лопатки.2. The blade of the fourth step according to claim 1, characterized in that the blade feather is made variable in width and height of the feather with a thickness defined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the blade feather, while the maximum thickness the profile of the feather of the scapula is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G equivalent equal to
G u.t = (C to -C p ) / N cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],
where G to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral section; N cf - the average height of the feather blades. 3. Лопатка четвертой ступени по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».3. The blade of the fourth stage according to claim 1, characterized in that it is provided with a shelf forming a sector of the tapered sleeve surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the low pressure rotor, and the shank of the blade is made with the possibility of forming in the annular groove around the circumference of the rim of the disk of the castle connection type " dovetail". 4. Лопатка четвертой ступени по п. 1, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.4. The blade of the fourth stage according to claim 1, characterized in that the feather of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and convex back of the pen, convex to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise. 5. Лопатка четвертой ступени по п. 1, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).5. The blade of the fourth step according to claim 1, characterized in that the feather of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, turned convex to the side against the rotation of the rotor and against the direction of rotation of the clockwise direction (view in np). 6. Лопатка четвертой ступени по п. 1, отличающаяся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.6. The blade of the fourth stage according to claim 1, characterized in that the peripheral end face of the feather blade is beveled with a repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the fourth stage of the low pressure valve with a decrease in radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for smooth rotation of the working blade wheels as a part of the rotor of the KND engine. 7. Лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, характеризующаяся тем, что лопатка содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; при этом лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазоне
Gу.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],
где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Нср - средняя высота пера лопатки; кроме того, лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lср, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющим h/Lcp=(1,5÷2,2).7. The blade of the fourth stage of the rotor of the low pressure compressor (KND) of the turbojet engine (turbojet engine), comprising a housing with a flowing part and an impeller of the fourth stage with a disk endowed with grooves and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, characterized in that the blade contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with the profile setting angle γ defined as the angle ezhdu connecting the inlet and outlet edges of the profile chord line and the front grille vane ring having a projection on a notional plane perpendicular to the axis of the pen, the root profile section to the value of γ = (49,7 ÷ 57,7) °, and has a blade shank a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the profile of the pen to the axis of the rotor in the root section; wherein the blade is formed with a variable height feather angle γ Profile Fitting pen relative frontal grid lines profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range
G vp = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],
where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; N cf - the average height of the feather blades; in addition, the blade is made with the ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cf , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cp = (1.5 ÷ 2.2). 8. Лопатка четвертой ступени по п. 7, отличающаяся тем, что входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.х увеличения соединяющей их хорды, равным
Gу.х=(Lп.х-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],
где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.8. The blade of the fourth stage according to claim 7, characterized in that the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G y.x of an increase in the chords connecting them equal to
G у.х = (L п.х -L к.х ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],
where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades. 9. Лопатка четвертой ступени по п. 7, отличающаяся тем, что снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».9. The blade of the fourth stage according to claim 7, characterized in that it is provided with a shelf forming a sector of a tapered bushing surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the low pressure rotor, and the shank of the blade is configured to form a lock connection of the type " dovetail". 10. Лопатка четвертой ступени по п. 7, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.10. The blade of the fourth stage according to claim 7, characterized in that the feather of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and convex back of the pen, convex to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise. 11. Лопатка четвертой ступени по п. 7, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).11. The blade of the fourth stage according to claim 7, characterized in that the feather of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing the concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, turned convex to the side against the rotation of the rotor and against the direction of rotation of the clockwise direction (view in np). 12. Лопатка четвертой ступени по п. 7, отличающаяся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.12. The blade of the fourth stage according to claim 7, characterized in that the peripheral end of the feather blade is beveled with a repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the zone of the fourth stage of the low pressure valve with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unhindered rotation of the working blade wheels as a part of the rotor of the KND engine. 13. Лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, характеризующаяся тем, что лопатка содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; причем входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды, равным
Gу.х=(Lп.x-Lк.х)/Нср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],
где Lп.x - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки; кроме того, лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp, разделяющей площадь рабочей поверхности профиля на две равные части, составляющим h/Lср=(1,5÷2,2).13. The blade of the fourth stage of the rotor of the low pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD), comprising a housing with a flowing part and a fourth stage impeller with a slot endowed with a groove and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, characterized in that the blade contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with the profile setting angle γ defined as the angle between the chord and the front line of the profile connecting the input and output edges of the profile of the blade of the crown of the blade, having a projection on a conditional plane perpendicular to the axis of the pen, in the root section of the profile the value is γ k = (49.7 ÷ 57.7) °, and the blade root has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the profile of the pen to the axis of the rotor in the root section; moreover, the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G yx increasing the connecting chords equal to
G у.х = (L п.x -L к.х ) / Н Wed = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],
where L p.x - the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blades in a conventional plane perpendicular to the axis of the feather blades; L K.x - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades; in addition, the blade is made with a ratio of the height h of the input edge of the profile of the pen to the middle chord L cp , dividing the area of the working surface of the profile into two equal parts, comprising h / L cf = (1.5 ÷ 2.2). 14. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gу.п, имеющим значения в диапазоне
Gу.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],
где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки.14. A blade according to claim fourth stage. 13, characterized in that the blade is formed with a variable height feather angle γ Profile Fitting pen relative frontal grid lines profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G u.p having values in the range
G vp = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],
where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades. 15. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равным
Gу.т=(Ск-Сп)/Нср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],
где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного сечения; Нср - средняя высота пера лопатки.15. The blade of the fourth step according to claim 13, characterized in that the blade feather is made variable in width and height of the feather with a thickness defined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the blade feather, while the maximum thickness the profile of the feather of the scapula is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G equivalent equal to
G u.t = (C to -C p ) / N cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],
where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral section; N cf - the average height of the feather blades. 16. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».16. The blade of the fourth stage according to claim 13, characterized in that it is equipped with a shelf forming a sector of a tapered bushing surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the low pressure rotor, and the shank of the blade is configured to form a lock connection of the type " dovetail". 17. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.17. The blade of the fourth stage according to claim 13, characterized in that the blade feather is made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and convex back of the pen, convex to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise. 18. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).18. The blade of the fourth step according to claim 13, characterized in that the feather of the blade is made with a convex-concave profile formed by a concave trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np), and a convex back of the pen, turned convex to the side against the rotation of the rotor and against the direction of rotation of the clockwise direction (view in np). 19. Лопатка четвертой ступени по п. 13, отличающаяся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.19. The blade of the fourth stage according to claim 13, characterized in that the peripheral end of the feather of the blade is made beveled with repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the zone of the fourth stage of the low pressure valve with a decrease in radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for smooth rotation of the working blade wheels as a part of the rotor of the KND engine. 20. Лопатка четвертой ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), содержащего корпус с проточной частью и рабочее колесо четвертой ступени с диском, наделенным пазами, и лопаточным венцом, имеющим решетку профилей пера с фронтальной линией, характеризующаяся тем, что лопатка содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, причем перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γк=(49,7÷57,7)°, а хвостовик лопатки имеет подошву с продольной осью, расположенной в условной плоскости, параллельной оси ротора, с отклонением от последней в проекции на указанную плоскость на угол αк, соответствующий углу установки профиля пера к оси ротора в корневом сечении; кроме того перо, лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно условной хорды, соединяющей кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т, равным
Gу.т=(Cк-Cп)/Hср=(1,6÷2,3)·10-2 [м/м],
где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного сечения; Hср - средняя высота пера лопатки.20. The blade of the fourth stage of the rotor of a low pressure compressor (KND) of a turbojet engine (TRD), comprising a housing with a flowing part and a fourth stage impeller with a slot endowed with a groove and a blade rim having a lattice of feather profiles with a front line, characterized in that the blade contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges, and the feather of the blade is made with the profile setting angle γ defined as the angle between the chord and the front line of the profile connecting the input and output edges of the profile of the blade of the crown of the blade, having a projection on a conditional plane perpendicular to the axis of the pen, in the root section of the profile the value is γ k = (49.7 ÷ 57.7) °, and the blade root has a sole with a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the axis of the rotor, with a deviation from the latter in projection onto the specified plane at an angle α to , corresponding to the angle of installation of the profile of the pen to the axis of the rotor in the root section; in addition, the feather and the blades are made variable in width and height of the feather, the thickness determined in cross section as the difference between the heights of the back and trough relative to the conditional chord connecting the edges of the feather of the blade, while the maximum thickness of the profile of the feather of the blade is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G equivalent equal to
G u.t = (C to -C p ) / H cf = (1.6 ÷ 2.3) · 10 -2 [m / m],
where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral section; H cf - the average height of the feather blades. 21. Лопатка четвертой ступени по п. 20, отличающаяся тем, что лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом Gy.п, имеющим значения в диапазоне
Gу.п=(γк-γп)/Hср=(152,3÷218,9) [град/м],
где γк - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γп - то же, в периферийном сечении; Hср - средняя высота пера лопатки.21. The blade of the fourth step according to claim 20, characterized in that the blade is made with a variable pitch height angle γ of setting the profile of the pen relative to the front line of the lattice of the profiles of the blade crown, decreasing with a radial distance from the axis of the rotor with a gradient of G y.p having the values in the range
G vp = (γ to -γ p ) / H cf = (152.3 ÷ 218.9) [deg / m],
where γ to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ p - the same in the peripheral section; H cf - the average height of the feather blades. 22. Лопатка четвертой ступени по п. 20, отличающаяся тем, что входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gy.x увеличения соединяющей их хорды, равным
Gy.x=(Lп.x-Lк.х)/Hср=(4,3÷6,2)·10-2 [м/м],
где Lп.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; Lк.х - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.22. The blade of the fourth stage according to claim 20, characterized in that the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient G yx of an increase in the chords connecting them equal to
G yx = (L p.x -L k.x ) / H cf = (4.3 ÷ 6.2) · 10 -2 [m / m],
where L p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L K.x - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades. 23. Лопатка четвертой ступени по п. 20, отличающаяся тем, что снабжена полкой, формирующей сектор конической втулочной поверхности проточной части на осевом участке четвертой ступени ротора КНД, а хвостовик лопатки выполнен с возможностью образования в кольцевом пазе по окружности обода диска замкового соединения типа «ласточкин хвост».23. The blade of the fourth stage according to claim 20, characterized in that it is provided with a shelf forming a sector of a tapered bushing surface of the flowing part on the axial portion of the fourth stage of the low pressure rotor, and the shank of the blade is configured to form a lock connection of the type " dovetail". 24. Лопатка четвертой ступени по п. 20, отличающаяся тем, что перо лопатки выполнено с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом профиля, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета), и выпуклой спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.24. The fourth-stage blade according to claim 20, characterized in that the blade feather is made with a convex-concave profile formed by a concave trough of the profile, facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight), and convex back of the pen, convex to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise. 25. Лопатка четвертой ступени по п. 20, отличающаяся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне четвертой ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя. 25. The fourth-stage blade according to claim 20, characterized in that the peripheral end face of the blade pen is beveled with a repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the zone of the fourth stage of the low pressure valve with a decrease in radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for smooth rotation of the working blade wheels as a part of the rotor of the KND engine.
RU2015113289/06A 2015-04-10 2015-04-10 Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions) RU2596914C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113289/06A RU2596914C1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113289/06A RU2596914C1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596914C1 true RU2596914C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015113289/06A RU2596914C1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596914C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785529A1 (en) * 1979-02-05 1980-12-07 Предприятие П/Я Р-6838 Axial turbomachine impeller
SU1348563A1 (en) * 1986-06-30 1987-10-30 И. К. Попов Attachment unit of axial compressor blade
RU2369765C1 (en) * 2008-05-12 2009-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Turbojet bypass engine with augmenter
CN202176549U (en) * 2011-08-30 2012-03-28 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 Secondary first-stage blade for air compressor of high power combustion gas turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785529A1 (en) * 1979-02-05 1980-12-07 Предприятие П/Я Р-6838 Axial turbomachine impeller
SU1348563A1 (en) * 1986-06-30 1987-10-30 И. К. Попов Attachment unit of axial compressor blade
RU2369765C1 (en) * 2008-05-12 2009-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Turbojet bypass engine with augmenter
CN202176549U (en) * 2011-08-30 2012-03-28 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 Secondary first-stage blade for air compressor of high power combustion gas turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565138C1 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor impeller blade
RU2565091C1 (en) Rotor impeller of lp compressor of jet turbine engine (versions)
RU2603382C1 (en) Turbojet engine low-pressure compressor first stage rotor impeller (versions)
RU2565114C1 (en) Rotor impeller of lp compressor of jet turbine engine (versions)
RU2596914C1 (en) Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)
RU2596915C1 (en) Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions)
RU155495U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU2581990C1 (en) Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine engine
RU2612282C1 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor fourth-stage impeller
RU2596912C1 (en) Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)
RU2596911C1 (en) Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)
RU2603380C1 (en) Gas turbine engine low pressure compressor rotor impeller (versions)
RU2596917C1 (en) Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions)
RU2596913C1 (en) Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions)
RU2565108C1 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor impeller (versions)
RU155498U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU155496U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU155492U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU2597324C1 (en) Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions)
RU2603383C1 (en) Turbojet engine low-pressure compressor second stage rotor impeller (versions)
RU155600U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU155601U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU2596916C1 (en) Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions)
RU155493U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE
RU155599U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner