RU2680020C1 - Unregulated nozzle of gas turbine engine - Google Patents

Unregulated nozzle of gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2680020C1
RU2680020C1 RU2017139959A RU2017139959A RU2680020C1 RU 2680020 C1 RU2680020 C1 RU 2680020C1 RU 2017139959 A RU2017139959 A RU 2017139959A RU 2017139959 A RU2017139959 A RU 2017139959A RU 2680020 C1 RU2680020 C1 RU 2680020C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
walls
nozzle
engine
input
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2017139959A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Куница
Тимур Маматкулович Ланевский
Андрей Владимирович Попарецкий
Ольга Павловна Семенова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК - УМПО")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК - УМПО") filed Critical Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК - УМПО")
Priority to RU2017139959A priority Critical patent/RU2680020C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680020C1 publication Critical patent/RU2680020C1/en

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: unregulated nozzle of a gas turbine engine containing four walls interconnected by a detachable connection to form a channel for discharging the working gas. Walls are connected in pairs, forming interconnected inlet and outlet elements of the channel for withdrawing the working gas, which has a curvilinear shape. Output element consists of two walls connected in the horizontal plane of the engine. Input element consists of two walls connected in a vertical plane of the engine, and made with the possibility of attachment to the body of the outer contour of the engine. Input and output elements are made of different materials. Inner surface of the walls is coated with the desired properties, such as heat resistance, heat resistance, corrosion resistance.EFFECT: invention allows to create a nozzle design of a complex spatial form, allowing to apply a coating on its inner part and reduce its total weight.3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нерегулируемым соплам газотурбинных двигателей.The invention relates to unregulated nozzles of gas turbine engines.

Известно нерегулируемое сопло газотурбинного двигателя, которое состоит из четырех плоских стенок, образующих прямой канал отвода рабочего газа. Все четыре стенки соединены между собой неразъемным соединением. При небольших габаритах сопла нанесение на внутренние поверхности любых покрытий невозможно или низко технологично. [1] (ЕР 1750001 А2, 07.02.2007)Known unregulated nozzle of a gas turbine engine, which consists of four flat walls forming a direct channel for the removal of working gas. All four walls are interconnected by an integral connection. With the small dimensions of the nozzle, applying to the inner surfaces of any coatings is impossible or low-tech. [1] (EP 1750001 A2, 02/07/2007)

Известно нерегулируемое сопло газотурбинного двигателя, которое состоит из четырех плоских стенок, образующих сужающийся в сторону выхода прямой канал отвода рабочего газа. Все четыре стенки по ребрам соединены между собой разъемными фланцевыми соединениями. Во входной части сопла выполнен кольцевой фланец, с помощью которого сопло стыкуется с двигателем. Для создания герметичной конструкции сопла между стенками и фланцем установлены проставки. При небольших габаритах сопла нанесение на внутренние поверхности любых покрытий невозможно или низко технологично. Кроме того, конструкция сопла подразумевает выполнение его из одного материала, что приводит к увеличению массы всей конструкции, а достаточно простая и громоздкая форма сопла не позволяет вписать его в обводы летательного аппарата без ухудшения летно-технических характеристик (ЛТХ). [2] (US 2012/0255307 A1, 11.10.2012 - прототип).A non-adjustable nozzle of a gas turbine engine is known, which consists of four flat walls forming a direct channel for exhausting the working gas tapering towards the exit. All four walls along the ribs are interconnected by detachable flange connections. An annular flange is made in the inlet part of the nozzle, with the help of which the nozzle fits into the engine. To create a tight design of the nozzle, spacers are installed between the walls and the flange. With the small dimensions of the nozzle, applying to the inner surfaces of any coatings is impossible or low-tech. In addition, the design of the nozzle implies that it is made of one material, which leads to an increase in the mass of the entire structure, and the rather simple and cumbersome shape of the nozzle does not allow it to fit into the contours of the aircraft without impairing flight performance. [2] (US 2012/0255307 A1, 10/11/2012 - prototype).

Задачей предлагаемого изобретения является создание максимально легкой конструкции криволинейного дозвукового сопла, обеспечивающей возможность нанесения на внутренние стенки сопла покрытий с требуемыми свойствами.The task of the invention is to create the most lightweight design of a curved subsonic nozzle, which enables the application of coatings with the desired properties on the inner walls of the nozzle.

Технический результат - создание легкой в сборке конструкции сопла сложной пространственной формы, позволяющей наносить на его внутреннюю часть покрытие с требуемыми свойствами и снизить его общую массу.The technical result is the creation of an easy-to-assemble nozzle design with a complex spatial shape, which makes it possible to apply a coating with the required properties to its internal part and reduce its total weight.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном нерегулируемом сопле газотурбинного двигателя, содержащем четыре стенки, жестко соединенные между собой с образованием канала отвода рабочего газа, согласно предложению стенки соединены попарно, образуя соединенные между собой входной и выходной элементы канала отвода рабочего газа, имеющего криволинейную форму, при этом входной элемент состоит из двух стенок, соединенных в вертикальной плоскости двигателя, и выполнен с возможностью крепления к корпусу наружного контура двигателя, выходной элемент состоит из двух стенок, соединенных в горизонтальной плоскости двигателя, входной и выходной элементы выполнены из разных материалов, а на внутренние поверхности стенок нанесено покрытие с требуемыми свойствами. Входной и выходной элементы канала отвода рабочего газа соединены между собой механическим разъемным, например фланцевым, соединением. Покрытие нанесено методом плазменного напыления.The specified technical result is achieved by the fact that in the known unregulated nozzle of a gas turbine engine containing four walls rigidly connected to each other to form a working gas exhaust channel, according to the proposal, the walls are connected in pairs, forming interconnected input and output elements of the working gas exhaust channel having a curved shape, while the input element consists of two walls connected in the vertical plane of the engine, and is made with the possibility of fastening to the housing of the outer loop and the engine, the output member consists of two walls joined in a horizontal plane of the engine, the input and output elements are made of different materials, and on the inner wall surface coated with the desired properties. The input and output elements of the working gas exhaust channel are interconnected by a mechanical detachable, for example flange, connection. The coating is applied by plasma spraying.

Покрытие с требуемыми свойствами предполагает, например, свойства жаропрочности (способность материала сохранять прочностные свойства при высоких температурах), жаростойкости (способность сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах), коррозионной стойкости (способность сопротивляться коррозии в агрессивных средах эксплуатации). Покрытия могут быть как в виде керамических объемных материалов, так и в виде тонкого слоя напиленного различными технологическими методами.A coating with the required properties assumes, for example, the properties of heat resistance (the ability of a material to maintain strength properties at high temperatures), heat resistance (ability to resist gas corrosion at high temperatures), corrosion resistance (ability to resist corrosion in aggressive operating environments). Coatings can be either in the form of ceramic bulk materials, or in the form of a thin layer sawn by various technological methods.

Наличие членения сопла на четыре части позволяет повысить технологичность нанесения покрытия на внутреннюю часть стенок сопла сложной пространственной формы. Выполнение соединения стенок разъемным облегчает сборку и позволяет осуществлять ремонт и перенанесение покрытия.The presence of the division of the nozzle into four parts allows to increase the manufacturability of coating on the inner part of the walls of the nozzle with a complex spatial shape. The implementation of the connection of the walls detachable facilitates assembly and allows for the repair and reposition of the coating.

Криволинейная, например S-образная форма канала сопла отвода рабочего газа позволяет обеспечить лучшую компоновку двигателя на летательном аппарате, что улучшает ЛТХ последнего.Curvilinear, for example, S-shaped channel shape of the working gas outlet nozzle allows to provide the best engine layout on the aircraft, which improves the performance characteristics of the latter.

Стенки сопла соединены попарно с образованием входного и выходного элементов канала, что позволяет выполнить указанные элементы из различных материалов для облегчения массы всей конструкции. Возможны следующие варианты сочетания материалов, из которых изготовлены входной и выходной элементы канала - титановый сплав/жаропрочный никелевый сплав; алюминиевый жаропрочный сплав/жаропрочный никелевый сплав; титановый сплав/композит на основе углеродных волокон; интерметаллид титана/жаропрочный никелевый сплав и другие.The nozzle walls are connected in pairs with the formation of the input and output channel elements, which allows these elements to be made of various materials to facilitate the weight of the entire structure. The following combinations of materials are possible from which the input and output elements of the channel are made - titanium alloy / heat-resistant nickel alloy; aluminum heat resistant alloy / heat resistant nickel alloy; carbon fiber titanium alloy / composite; titanium intermetallic / heat resistant nickel alloy and others.

Соединение двух стенок входного элемента по вертикальной плоскости двигателя, а выходного элемента - по горизонтальной осуществляется для обеспечения жесткости конструкции сопла.The connection of the two walls of the input element along the vertical plane of the engine, and the output element along the horizontal is carried out to ensure the rigidity of the nozzle structure.

На чертеже представлен общий вид нерегулируемого сопла газотурбинного двигателя и схема его сборки.The drawing shows a General view of an unregulated nozzle of a gas turbine engine and its assembly diagram.

Нерегулируемое сопло криволинейной формы состоит из входного элемента 1 и выходного элемента 2 канала отвода рабочего газа. Входной элемент 1 состоит из стенок 3, 4, соединенных между собой механическим разъемным соединением по продольным фланцам 5, 6 в вертикальной плоскости двигателя. Выходной элемент 2 состоит из стенок 7, 8, соединенных между собой по продольным фланцам 9, 10 механическим разъемным соединением в горизонтальной плоскости двигателя. На внутренние поверхности стенок 3, 4, 7, 8 сопла нанесено покрытие. Входной элемент 1 и выходной элемент 2 соединены между собой по поперечным фланцам 11, 12.An unregulated nozzle of a curved shape consists of an input element 1 and an output element 2 of a working gas outlet channel. The input element 1 consists of walls 3, 4, interconnected by a mechanical detachable connection along the longitudinal flanges 5, 6 in the vertical plane of the engine. The output element 2 consists of walls 7, 8, interconnected along the longitudinal flanges 9, 10 by a mechanical detachable connection in the horizontal plane of the engine. The inner surfaces of the walls 3, 4, 7, 8 of the nozzle are coated. The input element 1 and the output element 2 are interconnected by transverse flanges 11, 12.

Сборку сопла осуществляют следующим образом.The assembly of the nozzle is as follows.

Перед сборкой сопла на внутренние поверхности стенок 3, 4, 7, 8 наносят покрытие. Собирают входной элемент 1. Для этого стенки 3 и 4 соединяют по фланцам 5, 6 крепежными элементами, например болтами. Параллельно собирают выходной элемент 2. Для этого стенки 7, 8 соединяют по фланцам 9, 10 крепежными элементами, например болтами. Затем входной элемент 1 и выходной элемент 2 соединяют вместе по поперечным фланцам 11, 12 крепежными элементами, например болтами.Before assembling the nozzle, the inner surfaces of the walls 3, 4, 7, 8 are coated. The input element 1 is assembled. For this, walls 3 and 4 are connected via flanges 5, 6 with fasteners, for example, bolts. At the same time, the output element 2 is assembled. For this, the walls 7, 8 are connected via flanges 9, 10 with fasteners, for example, bolts. Then, the input element 1 and the output element 2 are connected together by transverse flanges 11, 12 with fasteners, for example, bolts.

Claims (3)

1. Нерегулируемое сопло газотурбинного двигателя, содержащее четыре стенки, жестко соединенные между собой с образованием канала отвода рабочего газа, отличающееся тем, что стенки соединены попарно, образуя соединенные между собой входной и выходной элементы канала отвода рабочего газа, имеющего криволинейную форму, при этом входной элемент состоит из двух стенок, соединенных в вертикальной плоскости двигателя, и выполнен с возможностью крепления к корпусу наружного контура двигателя, выходной элемент состоит из двух стенок, соединенных в горизонтальной плоскости двигателя, входной и выходной элементы выполнены из разных материалов, а на внутренние поверхности стенок нанесено покрытие.1. An unregulated nozzle of a gas turbine engine containing four walls, rigidly interconnected to form a working gas outlet channel, characterized in that the walls are connected in pairs, forming interconnected input and output elements of the working gas outlet channel, which has a curved shape, while the input the element consists of two walls connected in the vertical plane of the engine, and is made with the possibility of fastening to the body of the outer contour of the engine, the output element consists of two walls connected x in the horizontal plane of the engine, the input and output elements are made of different materials, and the interior surfaces of the walls coated. 2. Нерегулируемое сопло газотурбинного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что входной и выходной элементы канала отвода рабочего газа соединены между собой разъемным соединением.2. An unregulated nozzle of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the input and output elements of the working gas exhaust channel are interconnected by a detachable connection. 3. Нерегулируемое сопло газотурбинного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что покрытие нанесено методом плазменного напыления.3. The unregulated nozzle of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the coating is applied by plasma spraying.
RU2017139959A 2017-11-17 2017-11-17 Unregulated nozzle of gas turbine engine RU2680020C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139959A RU2680020C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Unregulated nozzle of gas turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139959A RU2680020C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Unregulated nozzle of gas turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680020C1 true RU2680020C1 (en) 2019-02-14

Family

ID=65442542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139959A RU2680020C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Unregulated nozzle of gas turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680020C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140099198A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 Rolls-Royce Plc Duct assembly
US20150330236A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Rolls-Royce Plc Bifurcation fairing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140099198A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 Rolls-Royce Plc Duct assembly
EP2719868A2 (en) * 2012-10-10 2014-04-16 Rolls-Royce plc A duct assembly
US20150330236A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Rolls-Royce Plc Bifurcation fairing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10006369B2 (en) Method and system for radial tubular duct heat exchangers
RU2462601C2 (en) External cover of air pipe of gas-turbine engine fan
EP1464822A2 (en) Methods and apparatus for operating gas turbine engines
JP6063246B2 (en) Compact high pressure exhaust silencer
US20160186997A1 (en) Attachment scheme for a ceramic bulkhead panel
CA2582028A1 (en) Mixer for separate-stream nozzle
JP2008163950A (en) Guide vane and method of fabricating the same
GB2402196A (en) A laminar flow nacelle for an aircraft engine
CA2934159C (en) Axial turbomachine compressor casing
CA2702765A1 (en) Icing protection system and method for enhancing heat transfer
US10436049B2 (en) Airfoil with dual profile leading end
EP2778380A2 (en) Gas turbine engine exhaust mixer with aerodynamic struts
RU2680020C1 (en) Unregulated nozzle of gas turbine engine
CN106481365B (en) Gas turbine component and method of assembling same
US10605088B2 (en) Airfoil endwall with partial integral airfoil wall
US3631678A (en) Exhaust system
FR3061741B1 (en) TURBINE FOR TURBOMACHINE
US9810434B2 (en) Transition duct system with arcuate ceramic liner for delivering hot-temperature gases in a combustion turbine engine
RU160797U1 (en) TURBINE HOUSING OF A TURBO PUMP UNIT OF A LIQUID ROCKET ENGINE
JP2003065156A (en) Lobe mixer
RU2490496C2 (en) Outlet device of double-flow gas-turbine engine
US10393384B2 (en) Wave rotor with canceling resonator
RU2804492C2 (en) Nacelle air intake and nacelle containing such air intake
US10570762B2 (en) Vane strut positioning and securing systems including locking washers
EP2971574A1 (en) Structural guide vane leading edge