RU2642718C1 - Blisk of cooled fuel feed pylons - Google Patents
Blisk of cooled fuel feed pylons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642718C1 RU2642718C1 RU2016151228A RU2016151228A RU2642718C1 RU 2642718 C1 RU2642718 C1 RU 2642718C1 RU 2016151228 A RU2016151228 A RU 2016151228A RU 2016151228 A RU2016151228 A RU 2016151228A RU 2642718 C1 RU2642718 C1 RU 2642718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- pylons
- channels
- blisk
- pylon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
- F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
Abstract
Description
Изобретение относится к области аэрокосмической техники и может быть использовано для подачи горючего в высокоскоростной поток воздуха в перспективных прямоточных воздушно-реактивных двигателях внутриатмосферных летательных аппаратов.The invention relates to the field of aerospace engineering and can be used to supply fuel to a high-speed air stream in promising ramjet engines of intra-atmospheric aircraft.
Из существующего уровня техники известен аэродинамический стабилизатор пламени для форсажных камер сгорания ВРД фирмы MTU (патент ФРГ №2329346, F02K 3/10, 08.03.73 г.). Этот стабилизатор имеет аэродинамический профиль, на обеих поверхностях которого имеются форсуночные отверстия, через которые готовая топливовоздушная смесь под давлением подается в воздушный поток, тем самым обеспечивает устойчивый процесс горения и минимальные гидравлические потери потока в камере. Для подготовки топливовоздушной смеси в стабилизаторе имеется смесительная камера с форсуночным устройством - трубкой - и одна или несколько воздушных полостей. Воздух поступает в воздушные полости, откуда в смесительную камеру через отверстия, расположенные на ее наружной стенке. В камеру также впрыскивается топливо. Гомогенная топливовоздушная смесь из камеры впрыскивается в наружный поток. Воспламенение топливовоздушных струй осуществляется свечой зажигания, помещенной в конце рециркуляционной зоны.From the existing level of technology, an aerodynamic flame stabilizer for afterburner combustion chambers of the WFD of the company MTU is known (German patent No. 2329346,
Недостатком такого типа стабилизатора является сложность его защиты от высоких значений тепловых потоков, воздействующих на стабилизатор от воздушного высокоскоростного потока, из-за чего отсутствует защита наиболее теплонапряженного места - передней и задней кромок стабилизатора. Кроме того, отсутствует возможность компенсирования тепловой деформации конструкции стабилизатора, что при сильном нагреве может вызвать его разрушение. Конструктивную дополнительную сложность и ненадежность в работе создает использование свечи зажигания для воспламенения топливной смеси.The disadvantage of this type of stabilizer is the difficulty of protecting it from high values of heat fluxes acting on the stabilizer from high-speed air flow, due to which there is no protection of the most heat-stressed place - the front and rear edges of the stabilizer. In addition, it is not possible to compensate for the thermal deformation of the stabilizer design, which, with strong heating, can cause its destruction. The use of a spark plug to ignite the fuel mixture creates constructive additional complexity and unreliability in operation.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является конструкция, описанная в способе автовоспламенения топливной смеси (патент РФ № RU 2444639, F02C 7/26, 10.03.2012 г.), характеризующаяся тем, что камера сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя содержит стойку для подачи топлива, которая выполнена в виде тела аэродинамического профиля с передней и задней кромками, закреплена с одной стороны внутри на стенке камеры сгорания через опору, заглушена с другой стороны и ориентирована профилем вдоль тракта камеры. Кроме того, стойка снабжена одним каналом подвода топлива и сообщающимися с каналом топливными форсунками, расположенными на передней кромке. При подаче высокоэнтальпийного высокоскоростного воздушного потока в камеру сгорания на передней кромке стойки возникает местное торможение и повышение статической температуры воздушного потока, а подаваемое топливо против потока воздуха хорошо смешивается с ним, нагревается и воспламеняется. При этом описываемая в способе конструкция отличается также тем, что используется стойка, которая дополнительно снабжена вторым каналом подвода топлива, расположенным в задней части стойки, и сообщающимися с каналом топливными форсунками, расположенными вдоль задней кромки стойки, причем стойка имеет боковую цилиндрическую поверхность и установлена на стенке камеры сгорания через опору с возможностью поворота вдоль тракта камеры, где воспламенение топливной смеси осуществляют тем, что в воздушном потоке стойку в месте закрепления на стенке устанавливают к оси тракта камеры наклонно под углом стреловидности, в зависимости от режима работы двигателя. Кроме того, в стойке на наружных боковых поверхностях выполняют симметричные продольные ниши, образуют в нишах вихревые зоны горения и осуществляют стабилизацию горения набегающего потока топливной смеси.Closest to the claimed technical solution is the design described in the method of auto-ignition of the fuel mixture (RF patent No. RU 2444639, F02C 7/26, 03/10/2012), characterized in that the combustion chamber of the ramjet engine contains a rack for supplying fuel , which is made in the form of a body of an aerodynamic profile with leading and trailing edges, is fixed on one side inside on the wall of the combustion chamber through a support, is muffled on the other hand, and is oriented by the profile along the chamber path. In addition, the rack is equipped with one channel for supplying fuel and fuel nozzles in communication with the channel located on the leading edge. When a high-enthalpy high-speed air stream is supplied to the combustion chamber, local braking and an increase in the static temperature of the air flow occur at the front edge of the rack, and the supplied fuel mixes well against the air flow, heats up and ignites. Moreover, the design described in the method also differs in that a strut is used, which is further provided with a second fuel supply channel located at the rear of the strut and fuel nozzles communicating with the channel located along the trailing edge of the strut, the strut having a lateral cylindrical surface and is mounted on the wall of the combustion chamber through the support with the possibility of rotation along the path of the chamber, where the ignition of the fuel mixture is carried out by the fact that in the air flow rack in the place of fixing on the wall is set to the axis of the camera path obliquely at an angle of sweep, depending on the mode of operation of the engine. In addition, in the rack on the outer side surfaces, symmetrical longitudinal niches are performed, eddy combustion zones are formed in the niches and stabilization of the combustion of the oncoming flow of the fuel mixture is performed.
Недостатками данного технического решения являются недостаточность для надлежащей работоспособности стойки охлаждения ее передней и задней кромок при высоких температурах набегающего воздушного потока, в случае стабилизации горения топливной смеси вблизи стойки и заброса пламени против воздушного потока, а также сильная зависимость перепада давления на форсунках, которые расположены в стойке, от массового расхода топлива, что может негативно сказаться на эффективности горения топливно-воздушной смеси. Кроме того, наличие устройства для поворота стойки в канале создает дополнительную конструктивную сложность и повышает вероятность отказа при работе.The disadvantages of this technical solution are the inadequacy for proper operation of the cooling rack of its front and rear edges at high temperatures of the incoming air flow, in the case of stabilization of the combustion of the fuel mixture near the rack and throwing flame against the air flow, as well as the strong dependence of the pressure drop on the nozzles, which are located in stand, from mass fuel consumption, which may adversely affect the combustion efficiency of the fuel-air mixture. In addition, the presence of a device for rotating the rack in the channel creates additional structural complexity and increases the likelihood of failure during operation.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание блиска охлаждаемых пилонов подачи горючего в высокоэнтальпийный воздушный поток внутри камеры сгорания с круглым поперечным сечением, который позволил бы получить существенный технический результат, а именно исключить возможность прогара пилонов при высоких тепловых нагрузках, тем самым повысить надежность блиска подачи горючего, а также расширить режимный диапазон по расходу горючего при практически неизменном перепаде давления на форсунках для улучшения эффективности горения смеси горючего с воздухом.The technical task of the invention is the creation of a blisk of cooled pylons for supplying fuel to a high enthalpy air flow inside a combustion chamber with a circular cross section, which would allow to obtain a significant technical result, namely, to exclude the possibility of burnout of pylons at high thermal loads, thereby improving the reliability of the blister of fuel supply, and also to expand the operating range for fuel consumption with a practically constant pressure drop across the nozzles to improve efficiency and burning the mixture of fuel and air.
Указанная задача решается тем, что предлагаемый блиск охлаждаемых пилонов подачи горючего 2 (см. фиг. 1), располагаемый между входным участком 1 и выходным участком 5 камеры сгорания, содержит несколько пилонов подачи горючего 3. Каждый пилон 3 выполнен заедино с корпусом блиска 6 (см. фиг. 2), в котором имеется распределительная полость 7. Распределительная полость закрыта цилиндрической крышкой 8 и соединена с патрубком 4 (см. фиг. 1). В каждом пилоне выполнены по три заглушенных с одной стороны канала 20, 11, 14 (см. фиг. 2). Открытые концы каналов 11 и 14 закрыты заглушками 9 и 10 соответственно. Каналы 20 и 14 соединены отверстием 16, а каналы 14 и 11 - отверстием 13. В отверстиях 16 и 13 установлены заглушки 12 и 15 соответственно. В центральном канале 11 расположена заслонка 19, уплотнительное кольцо 18, стопорное кольцо 21 и коническая пружина 17. В заслонке 19 выполнены отверстия 24 (см. фиг. 3). На боковых поверхностях каждого пилона изготовлено два уступа 22 (по одному с каждой стороны), в каждом из которых расположено по несколько струйных форсунок 23.This problem is solved in that the proposed blisk of cooled fuel supply pylons 2 (see Fig. 1), located between the
Техническая сущность представленного изобретения поясняется чертежами:The technical essence of the invention is illustrated by drawings:
На фиг. 1 представлена общая схема расположения блиска охлаждаемых пилонов подачи горючего, при этом на фиг. 1 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 shows a general arrangement of a blisk of cooled fuel supply pylons, with FIG. 1 the following notation is accepted:
1 - входной участок камеры сгорания;1 - input section of the combustion chamber;
2 - блиск охлаждаемых пилонов подачи горючего;2 - blisk of cooled fuel supply pylons;
3 - пилоны подачи горючего;3 - fuel supply pylons;
4 - патрубок;4 - pipe;
5 - выходной участок камеры сгорания.5 - output section of the combustion chamber.
На фиг. 2 представлена схема пилона в продольном разрезе, при этом на фиг. 2 приняты следующие обозначения:In FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the pylon, with FIG. 2 adopted the following notation:
6 - корпус блиска;6 - blisk body;
7 - распределительная полость;7 - distribution cavity;
8 - цилиндрическая крышка полости;8 - a cylindrical lid of the cavity;
9 - заглушка;9 - a stub;
10 - заглушка;10 - a stub;
11 - канал;11 - channel;
12 - заглушка;12 - a stub;
13 - отверстие;13 - hole;
14 - канал;14 - channel;
15 - заглушка;15 - a stub;
16 - отверстие;16 - hole;
17 - коническая пружина;17 - a conical spring;
18 - уплотнительное кольцо;18 - a sealing ring;
19 - заслонка;19 - shutter;
20 - канал;20 - channel;
21 - стопорное кольцо.21 - a lock ring.
На фиг. 3 показана схема пилона в поперечном разрезе А-А (положение 1), при этом на фиг. 3 приняты следующие обозначения:In FIG. 3 shows a cross-sectional diagram of a pylon AA (position 1), with FIG. 3 adopted the following notation:
22 - уступы;22 - ledges;
23 - струйная форсунка;23 - jet nozzle;
24 - отверстия в заслонке.24 - holes in the shutter.
На фиг. 4 показана схема пилона в поперечном разрезе А-А (положение 2).In FIG. 4 shows a cross-sectional diagram of a pylon AA (position 2).
Устройство работает следующим образом: горючее попадает через патрубок 4 в распределительную полость 7 и распределяется между пилонами. Далее горючее последовательно проходит через канал 20, отверстие 16, канал 14, отверстие 13 и попадает в полость заслонки 19. При прохождении через канал 20, отверстие 16 и канал 14 горючее интенсивно охлаждает кромки пилона и исключает возможность его прогара при высоких тепловых нагрузках, тем самым повышает надежность блиска подачи горючего. Под давлением горючего заслонка 19 опускается до состояния равновесия сил от давления горючего и воздействия конической пружины 17. При совпадении отверстий 24, расположенных в заслонке, и струйных форсунок 23 струйные форсунки 23 открываются и горючее через них поступает в выходной участок камеры сгорания 5. Состояние равновесия определяется количеством открытых струйных форсунок 23, упругостью конической пружины 17 и массовым расходом горючего. В зависимости от массового расхода горючего заслонка 19 смещается на разные расстояния, открывая тем самым необходимое количество форсунок 23 (с увеличением расхода - больше форсунок открыто), что позволяет реализовать режим авторегулирования и расширить режимный диапазон по расходу горючего при практически неизменном перепаде давления на форсунках для улучшения эффективности горения горючего с воздухом. Верхнее положение заслонки 19 ограничено стопорным кольцом 21. Для исключения попадания горючего в область между заслонкой 19 и конической пружиной 17 в отверстии 11 установлено уплотнительное кольцо 18. Наличие уступа 22 и подачи горючего под углом к оси камеры сгорания способствует улучшению смесеобразования и повышению эффективности горения горючего с воздухом.The device operates as follows: fuel enters through the
Вывод: за счет нового конструктивного решения в предложенном блиске пилонов подачи горючего, а именно наличия специальных отверстий и каналов, а также расположения в центральном отверстии каждого пилона заслонки, конической пружины, стопорного кольца и уплотнительного кольца решаются задачи исключения возможности прогара пилонов при высоких тепловых нагрузках, тем самым повышая надежность блиска подачи горючего, и расширения режимного диапазона по расходу горючего при практически неизменном перепаде давления на форсунках для улучшения эффективности горения смеси горючего с воздухом. Кроме того, дополнительно решается задача улучшения смесеобразования посредством подачи горючего под углом к оси камеры сгорания и выполнения уступов на боковых поверхностях пилонов.Conclusion: due to the new design solution in the proposed blister of fuel supply pylons, namely, the presence of special holes and channels, as well as the location in the central hole of each pylon of a damper, a conical spring, a retaining ring and an o-ring, the problems of eliminating the possibility of burnout of the pylons at high heat loads are solved thereby increasing the reliability of the fuel supply blisk, and expanding the operating range for fuel consumption with a practically constant pressure drop across the nozzles for better the efficiency of combustion of a mixture of fuel with air. In addition, the problem of improving mixture formation is additionally solved by supplying fuel at an angle to the axis of the combustion chamber and making steps on the side surfaces of the pylons.
Изобретение может быть использовано в области аэрокосмической техники, при создании эффективных и надежных энергосиловых установок, где проблемы организации эффективного процесса горения и обеспечения работоспособности контракции очень актуальны.The invention can be used in the field of aerospace engineering, when creating effective and reliable power plants, where the problems of organizing an effective combustion process and ensuring the efficiency of contraction are very relevant.
Источники информацииInformation sources
1. Патент ФРГ №2329346, F02K 3/10, 08.03.1973 г.1. The patent of Germany №2329346,
2. Патент РФ № RU 2444639, F02C 7/26, 10.03.2012 г.2. RF patent No. RU 2444639, F02C 7/26, 03/10/2012
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151228A RU2642718C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Blisk of cooled fuel feed pylons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151228A RU2642718C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Blisk of cooled fuel feed pylons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642718C1 true RU2642718C1 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151228A RU2642718C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Blisk of cooled fuel feed pylons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642718C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2255306A1 (en) * | 1972-11-11 | 1974-05-30 | Motoren Turbinen Union | AERODYNAMIC FLAME HOLDING |
RU104971U1 (en) * | 2011-02-10 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | FUEL SUPPLY STAND IN THE COMBUSTION CHAMBER OF A SUPERSONIC RECTANGULAR AIR-REACTIVE ENGINE |
RU2428576C1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Pylon-autoigniter of fuel |
RU2444639C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Минпромторг России | Self-ignition of fuel mix in ramjet engine |
-
2016
- 2016-12-26 RU RU2016151228A patent/RU2642718C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2255306A1 (en) * | 1972-11-11 | 1974-05-30 | Motoren Turbinen Union | AERODYNAMIC FLAME HOLDING |
RU2428576C1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Pylon-autoigniter of fuel |
RU2444639C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Минпромторг России | Self-ignition of fuel mix in ramjet engine |
RU104971U1 (en) * | 2011-02-10 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | FUEL SUPPLY STAND IN THE COMBUSTION CHAMBER OF A SUPERSONIC RECTANGULAR AIR-REACTIVE ENGINE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5396761A (en) | Gas turbine engine ignition flameholder with internal impingement cooling | |
US10907834B2 (en) | Slinger combustor having main combustion chamber and sub-combustion chamber, and gas turbine engine system having the same | |
EP3183448B1 (en) | Torch igniter | |
US4798048A (en) | Augmentor pilot | |
RU2646950C2 (en) | Turbomachine combustion system comprising improved fuel supply circuit | |
US20150167544A1 (en) | Tuned cavity rotating detonation combustion system | |
RU2157908C2 (en) | Fuel injection rack for ramjet engine working in wide range of mach numbers | |
CA2961771C (en) | Closed trapped vortex cavity pilot for a gas turbine engine augmentor | |
RU2379537C2 (en) | Method to improve ignition in two-flow turbojet engine afterburner and afterburner to this end | |
US11002196B2 (en) | Combustion chamber comprising two types of injectors in which the sealing members have a different opening threshold | |
JP6754595B2 (en) | gas turbine | |
JP2014238253A (en) | Fuel injector having ignitor for igniting combustor of gas turbine | |
JP6228607B2 (en) | Turbine engine combustion assembly with variable air supply | |
US3082603A (en) | Combustion chamber with primary and secondary air flows | |
CN110195654A (en) | Engine with rotation detonating combustion system | |
RU2642718C1 (en) | Blisk of cooled fuel feed pylons | |
RU104971U1 (en) | FUEL SUPPLY STAND IN THE COMBUSTION CHAMBER OF A SUPERSONIC RECTANGULAR AIR-REACTIVE ENGINE | |
US4170109A (en) | Thrust augmentor having swirled flows for combustion stabilization | |
US2978868A (en) | Concentric combustion system with cooled dividing partition | |
US3355884A (en) | Annular combustion chambers for gas turbine engines with improved guide vanes for mixing air with combustion gases | |
US4170111A (en) | Thrust augmentor | |
JP6092007B2 (en) | Gas turbine combustor | |
RU2429368C1 (en) | Solid-propellant rocket engine (versions) | |
US3085401A (en) | Reheat combustion equipment of gas-turbine engines | |
US3210928A (en) | Fuel cooled combustor assembly |