RU2596916C1 - Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) - Google Patents
Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596916C1 RU2596916C1 RU2015114145/06A RU2015114145A RU2596916C1 RU 2596916 C1 RU2596916 C1 RU 2596916C1 RU 2015114145/06 A RU2015114145/06 A RU 2015114145/06A RU 2015114145 A RU2015114145 A RU 2015114145A RU 2596916 C1 RU2596916 C1 RU 2596916C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- feather
- pen
- rotor
- profile
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно, к осевым компрессорам низкого давления авиационных газотурбинных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely, to axial low-pressure compressors of aircraft gas turbine 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, cross sections having corresponding chords and bending lines extending between the leading and trailing edges, and centers of gravity aligned along a pivot axis 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.
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 третьей 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 third stage of the rotor, as well as the difficulty of obtaining a compromise combination of increased values of efficiency, gas-dynamic stability (GDU ) of the compressor and, as a consequence, the difficulty of ensuring optimal dynamic strength and shennogo blade resource.
Задача группы изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке лопатки рабочего колеса третьей ступени ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД) с улучшенными конструктивными и аэродинамическими параметрами пространственной конфигурации и жесткостью пера лопатки, обеспечивающими возможность увеличения расхода сжимаемого рабочего тела - воздуха в третьей 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 third stage of the rotor of the low pressure compressor (KND) of the gas turbine engine (GTE) 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 the compressible working fluid air in the third stage at all engine operating modes, as well as an increase in gas-dynamic stability and resource without increasing the mother the capacity of the scapula.
Поставленная задача решается тем, что лопатка рабочего колеса третьей ступени, имеющего диск с пазами и лопаточный венец с фронтальной линией решетки профилей пера, в составе ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, содержащего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, имеющего турбину низкого давления, турбину высокого давления и силовую турбину, согласно изобретению, содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, при этом перо выполнено со спиральной закруткой относительно оси пера, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера, определенный как угол между общей касательной, соединяющей входную и выходную кромки, образуя хорду профиля, и фронтальной линией решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца, имеющий в корневом сечении пера значение γуст.к. = (64,1÷72,1)°, а в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°, при этом угол γуст установки профиля пера выполнен убывающим по высоте лопатки с градиентом Gу.п. изменения угла γуст, имеющим значения в диапазонеThe problem is solved in that the blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the profile of the pen, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part limited along the peripheral contour of the engine body having a low pressure turbine , the high pressure turbine and the power turbine according to the invention contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, mating GOVERNMENTAL inlet and outlet edges, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front grille line profiles in a flat scan of a cylindrical section of the blade of the crown, having the value γ set in the root section of the pen = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17,9 ÷ 25,9) °, wherein the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
Gу.п. = (γуст.к.-γуст.п.)/Нср = (208,7÷300,0) [град/м],G uniformizing parameter = (γ set.- γ set.p. ) / N cf. = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Hср - средняя высота пера лопатки; а входная и выходная кромки пера выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымwhere γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; H cf - the average height of the feather blades; and the input and output edges of the pen are made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G C an increase in the connecting chords equal to
Gу.х. = (Lп.х.-Lк.х.)/Hcp = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м],G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cp = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки.where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades.
При этом лопатка может быть выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp.x., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lcp.x. = (1,78÷2,56).In this case, the blade can be made with the ratio of the height h of the input edge of the pen profile to the middle chord L cp.x. , dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cp.x. = (1.78 ÷ 2.56).
Хвостовик лопатки может быть выполнен с подошвой, имеющей продольную ось, расположенную в условной плоскости, параллельной оси ротора, и снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.The blade shank can be made with a sole having a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the rotor axis and provided with a groove for fixing the blade in the disc from the shift of the shank along the groove axis with a split locking ring.
Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The feather of the blade can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight) and with the back of the feather convex towards the side of rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction (view in n .P.).
Вариантно перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со 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 trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (n.p. view) and with a back of the pen convex towards the side of rotation of the rotor and counterclockwise direction of rotation of the clockwise direction (view in n.p. .).
Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей 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 third 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 as part of the low pressure cylinder rotor.
Поставленная задача по второму варианту решается тем, что лопатка рабочего колеса третьей ступени, имеющего диск с пазами и лопаточный венец с фронтальной линией решетки профилей пера, в составе ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, содержащего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, имеющего турбину низкого давления, турбину высокого давления и силовую турбину, согласно изобретению, содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, при этом перо выполнено со спиральной закруткой относительно оси пера, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера, определенный как угол между общей касательной, соединяющей входную и выходную кромки, образуя хорду профиля, и фронтальной линией решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца, имеющий в корневом сечении пера значение γуст.к. = (64,1÷72,1)°, а в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°, при этом угол γуст установки профиля пера выполнен убывающим по высоте лопатки с градиентом Gу.п. изменения угла γуст, имеющим значения в диапазонеThe task of the second embodiment is solved in that the impeller blade of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the pen profiles, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part bounded by a peripheral contour of the engine casing having a low pressure turbine, a high pressure turbine and a power turbine according to the invention comprise a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and convex oh backrest paired inlet and outlet edges, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line of the lattice of profiles in a flat scan of the cylindrical section of the blade rim, having the value γ set in the root section of the pen = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17,9 ÷ 25,9) °, wherein the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
Gу.п. = (γуст.к.-γуст.п.)/Нср = (208,7÷300,0) [град/м],G uniformizing parameter = (γ set.- γ set.p. ) / N cf. = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Нср - средняя высота пера лопатки; причем лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp.x., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lcp.x. = (1,78÷2,56).where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; 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 pen profile to the middle chord L cp.x. , dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cp.x. = (1.78 ÷ 2.56).
При этом входная и выходная кромки пера могут быть выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымIn this case, the input and output edges of the pen can be made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G u.x. an increase in the connecting chords equal to
Gу.х. = (Lп.х.-Lк.х./Hcp = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м],G uh = (L p.h.- L c.h. / H cp = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки.where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades.
Хвостовик лопатки может быть выполнен с подошвой, имеющей продольную ось, расположенную в условной плоскости, параллельной оси ротора, и снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.The blade shank can be made with a sole having a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the rotor axis and provided with a groove for fixing the blade in the disc from the shift of the shank along the groove axis with a split locking ring.
Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The feather of the blade can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight) and with the back of the feather convex towards the side of rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction (view in n .P.).
Вариантно перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со 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 trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (n.p. view) and with a back of the pen convex towards the side of rotation of the rotor and counterclockwise direction of rotation of the clockwise direction (view in n.p. .).
Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей 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 third 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 as part of the low pressure cylinder rotor.
Поставленная задача по третьему варианту решается тем, что лопатка рабочего колеса третьей ступени, имеющего диск с пазами и лопаточный венец с фронтальной линией решетки профилей пера, в составе ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, содержащего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, имеющего турбину низкого давления, турбину высокого давления и силовую турбину, согласно изобретению, содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, при этом перо выполнено со спиральной закруткой относительно оси пера, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера, определенный как угол между общей касательной, соединяющей входную и выходную кромки, образуя хорду профиля, и фронтальной линией решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца, имеющий в корневом сечении пера значение γуст.к. = (64,1÷72,1)°, а в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°, причем 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 входная и выходная кромки пера выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымThe task of the third embodiment is solved by the fact that the impeller blade of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the pen profiles, as a part of the low-pressure compressor rotor of a gas turbine engine containing a flow part limited by a peripheral contour of the engine casing having the low pressure turbine, the high pressure turbine, and the power turbine according to the invention comprise a liner and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a hollow loi backrest paired inlet and outlet edges, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line of the lattice of profiles in a flat scan of the cylindrical section of the blade rim, having the value γ set in the root section of the pen = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17.9 ÷ 25.9) °, and the feather of the blade 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 feather of the blade, while the input and output the edges of the pen are made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G u.x. an increase in the connecting chords equal to
Gу.х. = (Lп.х.-Lк.х.)/Hcp = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м],G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cp = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки 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.x., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lcp.x. = (l,78÷2,56).where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; 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 pen profile to the middle chord L cp.x. , dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cp.x. = (l, 78 ÷ 2.56).
При этом угол γуст установки профиля пера может быть выполнен убывающим по высоте лопатки с градиентом Gу.п. изменения угла γуст, имеющим значения в диапазонеThe angle γ mouth profile settings pen may be made on the height of the blade decreasing gradient G uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
Gу.п. = (γуст.к.-γуст.п.)/Нср = (208,7÷300,0) [град/м],G uniformizing parameter = (γ set.- γ set.p. ) / N cf. = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Нср - средняя высота пера лопатки.where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; N cf - the average height of the feather blades.
Хвостовик лопатки может быть выполнен с подошвой, имеющей продольную ось, расположенную в условной плоскости, параллельной оси ротора, и снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.The blade shank can be made with a sole having a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the rotor axis and provided with a groove for fixing the blade in the disc from the shift of the shank along the groove axis with a split locking ring.
Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The feather of the blade can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight) and with the back of the feather convex towards the side of rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction (view in n .P.).
Вариантно перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со 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 trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (n.p. view) and with a back of the pen convex towards the side of rotation of the rotor and counterclockwise direction of rotation of the clockwise direction (view in n.p. .).
Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей 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 third 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 as part of the low pressure cylinder rotor.
Поставленная задача по четвертому варианту решается тем, что лопатка рабочего колеса третьей ступени, имеющего диск с пазами и лопаточный венец с фронтальной линией решетки профилей пера, в составе ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, содержащего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, имеющего турбину низкого давления, турбину высокого давления и силовую турбину, согласно изобретению, содержит хвостовик и перо с выпукло-вогнутым профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками, при этом перо выполнено со спиральной закруткой относительно оси пера, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера, определенный как угол между общей касательной, соединяющей входную и выходную кромки, образуя хорду профиля, и фронтальной линией решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца, имеющий в корневом сечении пера значение γуст.к. = (64,1÷72,1)°, а в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°, причем 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., равнымThe task of the fourth embodiment is solved in that the impeller blade of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the pen profiles, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine containing a flow part bounded by a peripheral contour of the engine casing having the low pressure turbine, the high pressure turbine and the power turbine according to the invention comprise a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and you ukloy backrest paired inlet and outlet edges, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line of the lattice of profiles in a flat scan of the cylindrical section of the blade rim, having the value γ set in the root section of the pen = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17.9 ÷ 25.9) °, and the feather of the blade is 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 of the blade, with the maximum thickness of the profile the blade is made greatest at the root section and decreasing in height to the peripheral end of the pen with a gradient G of fuel equivalent equal to
Gу.т. = (Ск-Сп)/Нср = (2,17÷3,12)·10-2 [м/м],G ut = (C to -C p ) / N cf = (2.17 ÷ 3.12) · 10 -2 [m / m],
где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного; Нср - средняя высота пера лопатки; кроме того лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lcp.x., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lcp.x. = (1,78÷2,56).where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With p - the same peripheral; 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 pen profile to the middle chord L cp.x. , dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cp.x. = (1.78 ÷ 2.56).
При этом угол γуст установки профиля пера может быть выполнен убывающим по высоте лопатки с градиентом Gу.п. изменения угла γуст, имеющим значения в диапазонеThe angle γ mouth profile settings pen may be made on the height of the blade decreasing gradient G uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
Gу.п. = (γуст.к.-γуст.п)/Нср = (208,7÷300,0) [град/м],G uniformizing parameter = (γ set.- γ set.p ) / N cf. = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Нср - средняя высота пера лопатки.where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; N cf - the average height of the feather blades.
Входная и выходная кромки пера могут быть выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымThe input and output edges of the pen can be made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G C an increase in the connecting chords equal to
Gу.х. = (Lп.х.-Lк.х.)./Нср = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м],G uh = (L p.h.- L k.h. ) ./ N cf. = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки.where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades.
Хвостовик лопатки может быть выполнен с подошвой, имеющей продольную ось, расположенную в условной плоскости, параллельной оси ротора, и снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.The blade shank can be made with a sole having a longitudinal axis located in a conditional plane parallel to the rotor axis and provided with a groove for fixing the blade in the disc from the shift of the shank along the groove axis with a split locking ring.
Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The feather of the blade can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight) and with the back of the feather convex towards the side of rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction (view in n .P.).
Вариантно перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со 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 trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (n.p. view) and with a back of the pen convex towards the side of rotation of the rotor and counterclockwise direction of rotation of the clockwise direction (view in n.p. .).
Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей 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 third 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 as part of the low pressure cylinder rotor.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью существенных признаков лопатки рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ГТД, заключается в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора на 2,2% при повышении ресурса лопатки в 2 раза.The technical result achieved by the given set of essential features of the impeller blade of the third stage of the rotor KND gas turbine engine consists in increasing the efficiency and expanding the range of compressor gas-dynamic stability modes by 2.2% while increasing the blade resource by 2 times.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображена лопатка рабочего колеса третьей ступени, вид сбоку;in FIG. 1 shows a blade of the impeller of the third stage, side view;
на фиг. 2 - перо лопатки рабочего колеса третьей ступени, поперечный разрез;in FIG. 2 - feather blades of the impeller of the third stage, a cross section;
на фиг. 3 - лопатка рабочего колеса третьей ступени, вид сверху.in FIG. 3 - the blade of the impeller of the third stage, top view.
Лопатка рабочего колеса третьей ступени, имеющего диск с пазами и лопаточный венец с фронтальной линией решетки профилей пера, в составе ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, содержащего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, имеющего турбину низкого давления, турбину высокого давления и силовую турбину, содержит хвостовик 1 и перо 2. Перо 2 лопатки выполнено 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 со спиральной закруткой относительно оси пера 2, создающей переменный по высоте пера угол γуст установки профиля пера, определенный как угол между общей касательной, соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6, образуя хорду 7 профиля, и фронтальной линией 8 решетки профилей в плоской развертке цилиндрического сечения лопаточного венца, имеющий в корневом сечении пера значение γуст.к. = (64,1÷72,1)°, а в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°. В качестве оси пера 2 лопатки принята продольная ось профиля пера, совпадающая с осью закрутки профиля. В качестве оси ротора принята ось вращения ротора.The blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the grating of the profile of the pen, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part limited along the peripheral contour of the engine casing having a low-pressure turbine, high-pressure turbine and power the turbine contains a
Угол γуст установки профиля пера 2 выполнен убывающим по высоте лопатки с градиентом Gу.п. изменения угла γуст, имеющим значения в диапазонеAngle γ mouth
Gу.п. = (γуст.к.-γуст.п.)/Нср = (208,7÷300,0) [град/м],G uniformizing parameter = (γ set.- γ set.p. ) / N cf. = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Нср - средняя высота пера лопатки.where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; N cf - the average height of the feather blades.
Входная и выходная кромки 5 и 6 пера 2 лопатки выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу 9 лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды 7, равнымThe inlet and
Gу.х. = (Lп.х.-Lк.х.)/Hcp = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м],G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cp = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Нср - средняя высота пера лопатки.where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; N cf - the average height of the feather blades.
Перо 2 лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера 2 толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки 4 и корыта 3 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 к периферийному торцу 9 с градиентом Gу.т., равнымThe
Gу.т. = (Ск-Сп)/Нср = (2,17÷3,12)·10-2 [м/м],G ut = (C to -C p ) / N cf = (2.17 ÷ 3.12) · 10 -2 [m / m],
где Ск - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Сп - то же, периферийного; Нср - 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; N cf - the average height of the feather blades.
Лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки 5 профиля пера 2 к средней хорде Lcp.x., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lcp.x. = (1,78÷2,56).The blade is made with the ratio of the height h of the
Хвостовик 1 лопатки выполнен с подошвой 10, имеющей продольную ось, расположенную в условной плоскости, параллельной оси ротора, и снабжен канавкой 11 для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.The
Перо 2 лопатки выполнено с корытом 3, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п.- направлению полета) и со спинкой 4 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The
Вариантно перо 2 лопатки выполнено с корытом 3, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со спинкой 4 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the
Периферийный торец 9 пера 2 лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей 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
Лопатку рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ГТД 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 локальным утолщением 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. Доводку обтекаемых поверхностей профилей пера 2 производят фрезерованием с последующей полировкой. Изготовленная таким образом лопатка состоит из объединенных в одно целое пера 2 с хвостовиком 1, выполненной как сегмент сборного кольца лопаточного венца рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ГТД.The blade of the impeller of the third stage of the rotor KND GTD 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 is prepared by electric upsetting, followed by machining, with a local thickening at the location of the
Профиль пера 2 лопатки имеет следующие геометрические параметры:The profile of the
- в корневом сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля Cmax = 4,7 мм; длина хорды пера - 40,4 мм; угол γуст.к. установки профиля пера между соединяющей входную и выходную кромки 5 и 6 профиля хордой 7 и фронтальной линией 8 решетки лопаточного венца составляет 68,1°;- in the root section, the profile of the feather blade is made with a maximum profile thickness C max = 4.7 mm; pen chord length - 40.4 mm; angle γ set setting the profile of the pen between connecting the input and
- в периферийном сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля Сmax = 2,14 мм; длина хорды пера принята 48,2 мм; угол γуст.п. установки профиля пера составляет 21,9°;- in the peripheral section, the profile of the feather blade is made with a maximum thickness of the profile With max = 2.14 mm; the length of the chord of the pen is 48.2 mm; angle γ ust.p. The pen profile setting is 21.9 °;
- средняя высота Нср профиля пера составляет 96 мм.- the average height H cf the pen profile is 96 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
При работе компрессора каждая лопатка рабочего колеса третьей 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 третьей ступени. После выравнивания в направляющем аппарате поток поступает в последующую ступень КНД.When the compressor is operating, each blade of the impeller of the third 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 guide apparatus of the third stage. After alignment in the guide vane, the flow enters the next stage of the low pressure switch.
В процессе реализации разработанной в изобретении конструкции лопатки рабочего колеса третьей 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, составляющем в корневом сечении γуст.к. = (64,1÷72,1)° и в периферийном сечении значение γуст.п. = (17,9÷25,9)°, 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 γуст в корневом и периферийном сечениях пера лопатки, принятых из найденного в изобретении интервала значений γуст.к. и γуст.п. с учетом углов установки профиля пера предыдущих и последующей ступеней ротора компрессора, достигают наиболее высокие значения КПД, ГДУ компрессора и ресурса лопатки. При уменьшении углов γуст.к. и γуст.п. ниже заявленных значений 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 углов γуст.к. и γуст.п. выше заявленных значений 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 third 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
Аналогичные процессы имеют место с получением положительного результата при соблюдении и отрицательного при выходе за пределы найденных в изобретении границ диапазонов градиентов Gу.п. = (208,7÷300,0) [град/м] по высоте Нср пера 2 лопатки. При выполнении трехмерного профиля пера лопатки со значениями градиента Gу.п. < 208,7 [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. > 300,0 [град/м], приводит к недопустимому уменьшению угла раскрытия периферийного участка пера 2 лопатки, что в свою очередь приводит к снижению КПД, негативному уменьшению диапазона ГДУ компрессора и недопустимому рассогласованию работы третьей ступени ротора с последующими ступенями НКД.Similar processes take place with obtaining a positive result when observed and negative when going beyond the limits of the gradient ranges G in . = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m] in height H cf pen 2 blades. When performing three-dimensional profile of the blade with the gradient values G uniformizing parameter <208.7 [deg / m], the range of GDU operation of the low pressure switch is significantly limited, the efficiency of the stage drops, and the risk of an accidentally dangerous stall of the air flow from the convex back of the 4 feather blades increases with the resulting loss of GDU. Increasing the angle difference
Градиент Gу.х. увеличения хорды 7 пера 2 лопатки по средней высоте Нср 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 9. Парусность пера по высоте лопатки спрофилирована по градиенту Gу.х. углового расширения хорды 7 пера 2 с заявленным диапазоном Gу.х. = (7,9÷11,4)·10-2 [м/м], что обеспечивает получение технического результата изобретения. Уменьшение отношения разности длин периферийной и корневой хорд пера 2 к средней высоте Нср пера (Gу.х. < 7,9·10-2) приводит к образованию недостаточной густоты заполнения периферийного кольцевого участка площади поперечного сечения проточной части лопаточного венца периферийными участками 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 (Gу.х. > 11,4·10-2) приводит к неоправданному увеличению потерь от трения потока о профиль пера 2 лопатки и к снижению КПД компрессора.Gradient G WH an increase in the
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. = (2,17÷3,12)·10-2 [м/м] за счет обеспечения требуемой статической и динамической жесткости при оптимальной материалоемкости профиля пера 2 лопатки. При значениях градиента Gу.т. < 2,17·10-2 [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. > 3,12·10-2 [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 increasing the blade life twice achieved under condition the thickness difference ratio to the average height of the
Таким образом, за счет улучшения конструктивных и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса третьей ступени достигают повышение КПД и расширение диапазона режимов газодинамической устойчивости КНД двигателя без увеличения материалоемкости лопатки.Thus, by improving the structural and aerodynamic parameters of the blades of the impeller of the third stage, they achieve an increase in efficiency and an expansion of the range of gas-dynamic stability modes of the low-pressure engine without increasing the material consumption of the blades.
Claims (25)
Gу.п.=(γуст.к.-γуст.п.)/Hср=(208,7÷300,0) [град/м],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Hср - средняя высота пера лопатки; а входная и выходная кромки пера выполнены парусно расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом Gу.х. увеличения соединяющей их хорды, равным
Gу.х.=(Lп.х.-Lк.х.)/Hср=(7,9÷11,4)·10-2 [м/м],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.1. The blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the profile of the pen, as part of the rotor of the low-pressure compressor (KND) of a gas turbine engine (GTE), containing a flow part, limited by a peripheral contour of the engine body having a turbine low pressure (ТНД), high pressure turbine (ТД) and power turbine (ST), characterized in that it contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated in discharge and outlet edges, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line profile grating in a flat scan of a cylindrical section of the blade of the crown, having the value γ set in the root section of the pen = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17,9 ÷ 25,9) °, wherein the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
G uniformizing parameter = (γ setpoint -γ setpoint ) / H cf = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; H cf - the average height of the feather blades; and the input and output edges of the pen are made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G C an increase in the connecting chords equal to
G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cf = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.
Gу.п.=(γуст.к.-γуст.п.)/Hср=(208,7÷300,0) [град/м],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Hср - средняя высота пера лопатки; причем лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lср.х., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lср.х.=(1,78÷2,56).7. The blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the profile of the pen, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part limited along the peripheral contour of the engine body having a low pressure turbine, a high pressure turbine and a power turbine, characterized in that it contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugate the input and output edges and wherein the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line profiles grating in a planar reamer a cylindrical section of the scapular rim, having in the root section of the pen the value of γ set. = (64,1 ÷ 72,1) °, and in a peripheral section of γ value ust.p. = (17,9 ÷ 25,9) °, wherein the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
G uniformizing parameter = (γ setpoint -γ setpoint ) / H cf = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; 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 pen profile to the middle chord L cf. dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cf. = (1.78 ÷ 2.56).
Gу.х.=(Lп.х.-Lк.х.)/Hср=(7,9÷11,4)·10-2 [м/м],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.8. The blade of the impeller of the third stage of the rotor according to claim 7, characterized in that the input and output edges of the pen are sail diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G u.x. an increase in the connecting chords equal to
G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cf = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.
Gу.х.=(Lп.х.-Lк.х.)/Hср=(7,9÷11,4)·10-2 [м/м],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки 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 Lср.х., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lср.х.=(1,78÷2,56).13. The blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the profile of the pen, as a part of the rotor of the low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part limited along the peripheral contour of the engine casing having a low pressure turbine, a high pressure turbine and a power turbine, characterized in that it contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugate the input and output edges E, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line profiles grating in a planar reamer a cylindrical section of the scapular rim, having in the root section of the pen the value of γ set. = (64.14 ÷ 72.1) °, and in the peripheral section the value of γ is set = (17.9 ÷ 25.9) °, and the feather of the blade 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 feather of the blade, while the input and output the edges of the pen are made sailing diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G u.x. an increase in the connecting chords equal to
G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cf = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - 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 pen profile to the middle chord L cf. dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cf. = (1.78 ÷ 2.56).
Gу.п.=(γуст.к.-γуст.п.)/Hср=(208,7÷300,0) [град/м],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Hср - средняя высота пера лопатки.14. The blade of the impeller of the third-stage rotor according to claim. 13, characterized in that the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
G uniformizing parameter = (γ setpoint -γ setpoint ) / H cf = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; H cf - the average height of the feather blades.
Gу.т.=(Cк-Cп)/Hср=(2,17÷3,12)·10-2 [м/м],
где Cк - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; Cп - то же, периферийного; Hср - средняя высота пера лопатки; кроме того, лопатка выполнена с отношением высоты h входной кромки профиля пера к средней хорде Lср.х., разделяющей площадь рабочей поверхности пера на две равные части, составляющим h/Lср.х.=(1,78÷2,56).19. The blade of the impeller of the third stage, having a disk with grooves and a blade rim with a front line of the lattice of the profile of the pen, as part of the rotor of a low-pressure compressor of a gas turbine engine, containing a flow part limited along the peripheral contour of the engine body having a low pressure turbine, a high pressure turbine and a power turbine, characterized in that it contains a shank and a feather with a convex-concave profile formed by a concave trough and a convex back, conjugate the input and output edges E, the pen formed with a spiral twist with respect to the pen axis, to create a variable height feather angle γ mouth profile settings pen defined as the angle between the common tangent line connecting the inlet and outlet edges, forming a chord of the profile, and the front line profiles grating in a planar reamer a cylindrical section of the scapular rim, having in the root section of the pen the value of γ set. = (64.14 ÷ 72.1) °, and in the peripheral section the value of γ is set = (17.9 ÷ 25.9) °, and the feather of the blade is 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 of the blade, with the maximum thickness of the profile the blade is made greatest at the root section and decreasing in height to the peripheral end of the pen with a gradient G of fuel equivalent equal to
G ut = (C to -C p ) / H cf = (2.17 ÷ 3.12) · 10 -2 [m / m],
where C to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; C p - the same peripheral; 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 pen profile to the middle chord L cf. dividing the area of the working surface of the pen into two equal parts, comprising h / L cf. = (1.78 ÷ 2.56).
Gу.п.=(γуст.к.-γуст.п.)/Hср=(208,7÷300,0) [град/м],
где γуст.к. - угол установки профиля в корневом сечении пера лопатки; γуст.п. - то же в периферийном сечении пера лопатки; Hср - средняя высота пера лопатки.20. The blade of the impeller of the third-stage rotor according to claim. 19, characterized in that the angle γ mouth profile settings pen configured decreasing height of the blade G with the gradient uniformizing parameter changes in the angle γ lips having values in the range
G uniformizing parameter = (γ setpoint -γ setpoint ) / H cf = (208.7 ÷ 300.0) [deg / m],
where γ set - the angle of installation of the profile in the root section of the feather blades; γ set - the same in the peripheral section of the pen blade; H cf - the average height of the feather blades.
Gу.х.=(Lп.х.-Lк.х.)/Hср=(7,9÷11,4)·10-2 [м/м],
где Lп.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси спиральной закрутки пера лопатки; Lк.х. - то же, длина корневой хорды; Hср - средняя высота пера лопатки.21. The blade of the impeller of the third stage of the rotor according to claim 19, characterized in that the input and output edges of the pen are sail diverging towards the peripheral end of the blade with a gradient of G u.x. an increase in the connecting chords equal to
G uh = (L p.h.- L k.h. ) / H cf = (7.9 ÷ 11.4) · 10 -2 [m / m],
where L p.h. - 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 spiral twist of the feather blade; L c.h. - the same, the length of the root chord; H cf - the average height of the feather blades.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015114145/06A RU2596916C1 (en) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015114145/06A RU2596916C1 (en) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2596916C1 true RU2596916C1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015114145/06A RU2596916C1 (en) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2596916C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369765C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Turbojet bypass engine with augmenter |
| CN104235062A (en) * | 2014-08-28 | 2014-12-24 | 孙金福 | Adjustable ventilation fan |
| RU149739U1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR |
| RU149745U1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | TURBOJET ENGINE COMPRESSOR ROTOR ROTOR BLADE |
-
2015
- 2015-04-17 RU RU2015114145/06A patent/RU2596916C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369765C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Turbojet bypass engine with augmenter |
| RU149739U1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR |
| RU149745U1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | TURBOJET ENGINE COMPRESSOR ROTOR ROTOR BLADE |
| CN104235062A (en) * | 2014-08-28 | 2014-12-24 | 孙金福 | Adjustable ventilation fan |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2565138C1 (en) | Turbojet low-pressure compressor rotor impeller blade | |
| RU2603382C1 (en) | Turbojet engine low-pressure compressor first stage rotor impeller (versions) | |
| RU2565114C1 (en) | Rotor impeller of lp compressor of jet turbine engine (versions) | |
| RU2596915C1 (en) | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) | |
| RU2596916C1 (en) | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) | |
| RU155495U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU2612282C1 (en) | Turbojet low-pressure compressor rotor fourth-stage impeller | |
| RU2596917C1 (en) | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) | |
| RU149745U1 (en) | TURBOJET ENGINE COMPRESSOR ROTOR ROTOR BLADE | |
| RU2603380C1 (en) | Gas turbine engine low pressure compressor rotor impeller (versions) | |
| RU2597324C1 (en) | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine (versions) | |
| RU2565108C1 (en) | Turbojet low-pressure compressor rotor impeller (versions) | |
| RU2581990C1 (en) | Impeller blade of rotor of compressor of low-pressure gas turbine engine | |
| RU2603383C1 (en) | Turbojet engine low-pressure compressor second stage rotor impeller (versions) | |
| RU2603379C1 (en) | Gas turbine engine low pressure compressor rotor impeller (versions) | |
| RU155600U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU155601U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU155599U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU2596913C1 (en) | Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions) | |
| RU155491U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU155607U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU2596912C1 (en) | Impeller vane of turbojet engine low-pressure compressor rotor (versions) | |
| RU155496U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU155492U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE | |
| RU155498U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE LOW PRESSURE ROTOR WHEEL BLADE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |