RU2727655C2 - Малоразмерный газотурбинный двигатель - Google Patents
Малоразмерный газотурбинный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727655C2 RU2727655C2 RU2018121769A RU2018121769A RU2727655C2 RU 2727655 C2 RU2727655 C2 RU 2727655C2 RU 2018121769 A RU2018121769 A RU 2018121769A RU 2018121769 A RU2018121769 A RU 2018121769A RU 2727655 C2 RU2727655 C2 RU 2727655C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearings
- compressor
- generator
- starter
- holes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- 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
- F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к малоразмерным газотурбинным двигателям, и может быть использовано, например, в качестве основного или маневрового двигателя беспилотного летательного аппарата, а также как энергосиловая установка для выработки электроэнергии для нужд летательного аппарата. Малоразмерный газотурбинный двигатель содержит передний корпус с опорой, в которой на подшипниках консольно-закреплен ротор с компрессором и турбиной, стартер-генератор, содержащий систему постоянных магнитов, камеру сгорания, а также систему охлаждения и смазки. В переднем корпусе перед стартер-генератором имеются отверстия, которые соединяют внутреннюю полость переднего корпуса с участком на входе в двигатель, причем площадь проточной части на этом участке меньше площади на входе в компрессор. Стартер-генератор консольно расположен по другой сторону компрессора и турбины относительно подшипников. Для организации циркуляционной системы смазки отверстия могут располагаться в верхней части опоры, тогда в нижней части опоры располагаются отверстия для удаления смазывающей жидкости. Изобретение позволяет повысить эффективность системы смазки и охлаждения подшипников малоразмерных газотурбинных двигателей, а также уменьшить действующие на подшипники нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Известен малоразмерный газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, турбину, камеру сгорания, ротор турбокомпрессора, опирающийся на высокоскоростные подшипники, систему охлаждения и смазки подшипников, при этом подшипники охлаждаются воздухом, отобранным за компрессором, смешанным с топливомасляной смесью (см. патент RU 2597322 класса F02C 7/06, опубл. в 2016 г.).
Недостатком такой конструкции является низкая эффективность охлаждения смазываемых подшипников, так как топливомасляная смесь подается в поток воздуха, отбираемого из средней части компрессора и имеющего высокую температуру. Кроме того, задний подшипник находится за турбиной, в зоне высоких температур, и, получая дополнительный тепловой поток от корпусных деталей, требует дополнительного расхода охлаждающей смеси, которая затем выбрасывается за сопло и не участвует в создании тяги, тем самым увеличивая расход топлива.
Известен выбранный за прототип малоразмерный газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, турбину, камеру сгорания, ротор турбокомпрессора, опирающийся на высокооборотные подшипники, систему управления температурным состоянием двигателя, систему смазки подшипников топливо-масляной смесью, при этом подшипники и другие детали двигателя охлаждаются набегающим потоком воздуха, проходящего через фильтр в переднем кожухе входного устройства (публикация США US 7475549 В2 «Thermal management system for a gas turbine engine», заявка № US 11/197248, опубл. 13.01.2009 [2]).
Недостатком прототипа является низкий ресурс подшипников, из-за повышенной нагрузки со стороны консольно-расположенного ротора. Кроме того, задний подшипник охлаждается смесью воздуха, нагретого от генератора и переднего подшипника, и топливомасляной смесью, что снижает эффективность охлаждения.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Технический результат - повышение эффективности системы смазки и охлаждения подшипников малоразмерных газотурбинных двигателей, а также уменьшение действующей на подшипники нагрузки.
Указанных технический результат достигается за счет того, что в газотурбинном двигателе, содержащем передний корпус, в котором на подшипниках консольно-закреплен ротор с компрессором и турбиной, стартер-генератор, содержащий систему постоянных магнитов, камеру сгорания, систему охлаждения и смазки, согласно изобретению, в переднем корпусе перед стартер-генератором имеются отверстия, которые соединяют внутреннею полость переднего корпуса с участком на входе в двигатель, площадь проточной части которого меньше площади на входе в компрессор, а стартер-генератор консольно-расположен по другой сторону компрессора и турбины относительно подшипников. Для организации циркуляционной системы смазки отверстия могут располагаются в верхней части опоры, тогда в нижней части опоры располагаются отверстия для удаления смазывающей жидкости.
Консольное расположение стартер-генератора позволяет снизить нагрузки на подшипники за счет частичной компенсации момента силы, вызванного весом компрессора и турбины.
Размещение отверстий на участке на входе в двигатель, где площадь проточной части меньше площади на входе в компрессор, а, следовательно, на участке более низкого статического давления, позволяет организовать течение охлаждающего воздуха через зазор между компрессором и опорой в направлении статор-генератора. Таким образом холодный воздух сначала проходит через более нагруженный, а, следовательно, более теплонапряженный, задний подшипник, затем через передний подшипник, через стартер-генератор и выходит через отверстия, что повышает эффективность охлаждения подшипников (по сравнению с конструкцией прототипа, в которой менее нагруженный передний подшипник охлаждается холодным воздухом, а более нагруженный - воздухом, нагретым от переднего подшипника и стартер-генератором). Одновременно с этим на подшипники подается смазывающая жидкость (масло или топливомасляная смесь), которая вместе с охлаждающим воздухом, проходит через подшипники и стартер-генератор и выходит через отверстия в проточную часть.
Поток воздуха будет препятствовать утечке смазывающей жидкости через зазор между опорой и компрессором. А размещение отверстий в верхней части опоры препятствует попаданию смазывающей жидкости в проточную часть. Это позволяет организовать циркуляционную систему смазки подшипников маслом и масляную полость, из которой при помощи отверстий в нижней части опоры откачивается масло. Циркуляционная система смазки маслом позволяет увеличить ресурс подшипников за счет использования масла вместо топливомасляной смеси, снизить безвозвратные утечки масла, снизить размер масляного бака и соответственно вес двигателя (по сравнению с разомкнутой системой смазки маслом).
Предлагаемое изобретение иллюстрируется фиг. 1-3.
Фиг. 1 - Схематичный вид газотурбинного двигателя
Фиг. 2 - Течение охлаждающего воздуха в опоре
Фиг. 3 - Втулка для подачи масла к заднему подшипнику
Газотурбинный двигатель содержит передний корпус 1, ротор 2 с колесами компрессора 3 и турбины 4, установленный на высокоскоростные передний 5 и задний 6 подшипники, обтекатель 7, стартер-генератор 8, камеру сгорания 9 и выходное устройство 10. Подшипники 5, 6 и стартер-генератор 8 размещаются во внутренней полости переднего корпуса (центральная часть). Стартер-генератор, состоящий из ротора 11, содержащего систему постоянных магнитов, и статора 12, консольно-расположен перед передним подшипником для снижения нагрузок действующих на подшипники. Снижение нагрузки достигается за счет уменьшения момента, вызванного весом колес компрессора 3 и турбины 4, относительно подшипника. Электроэнергия передается по проводам, проходящим через стойку корпуса, в блок управления стартер-генератора.
Камера сгорания выполнена по противоточной схеме, содержит корпус 13 и жаровую трубу 14 с испарительными трубками 15, в которые из топливного коллектора 16 подается топливо. Для воспламенения топлива в камере сгорания установлена факельная свеча накала 17.
Передний корпус 1 содержит неподвижную втулку 18 для подачи смазывающей жидкости на задний подшипник 6, волновую пружину 19 для создания предварительной осевой нагрузки на подшипники и подвижную втулку 20 для подачи смазывающей жидкости на передний подшипник 5. На втулках имеются окна 21 для доступа к отверстиям 22 в переднем корпусе 1, через которые откачивается смазывающая жидкости.
Охлаждение подшипником осуществляется воздухом, поступающим через зазор между передним корпусом 1 и компрессором 3, и смазывающей жидкостью. Течение воздуха во внутренней области переднего корпуса 1 в направлении от заднего подшипника 6 к стартер-генератору 8, возможно благодаря отверстиям 23, которые расположены на участке на входе в компрессор в сечении, где площадь проточной части F1 меньше чем на входе в компрессор F2 (меньшая площадь проходного сечения ведет к большей скорости, а значит к меньшему значению статического давления).
Осуществление изобретения позволяет повысить эффективность системы смазки и охлаждения подшипников малоразмерных газотурбинных двигателей, уменьшить действующей на подшипники нагрузки и повысить ресурс подшипникового узла.
Claims (2)
1. Газотурбинный двигатель, содержащий передний корпус, в котором на подшипниках консольно закреплен ротор с компрессором и турбиной, стартер-генератор, содержащий систему постоянных магнитов, камеру сгорания, систему охлаждения и смазки, отличающийся тем, что в переднем корпусе перед стартер-генератором имеются отверстия, которые соединяют внутреннюю полость переднего корпуса с участком на входе в двигатель, площадь проточной части которого меньше площади на входе в компрессор, а стартер-генератор консольно расположен по другой сторону компрессора и турбины относительно подшипников.
2. Газотурбинный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что отверстия располагаются в верхней части опоры, а в нижней части опоры имеются отверстия для удаления смазывающей жидкости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121769A RU2727655C2 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121769A RU2727655C2 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018121769A RU2018121769A (ru) | 2019-12-13 |
RU2018121769A3 RU2018121769A3 (ru) | 2019-12-13 |
RU2727655C2 true RU2727655C2 (ru) | 2020-07-22 |
Family
ID=69005060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121769A RU2727655C2 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727655C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767579C2 (ru) * | 2020-01-29 | 2022-03-17 | Никита Александрович Королев | Турбогенератор |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL435036A1 (pl) | 2020-08-20 | 2022-02-21 | General Electric Company Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Konstrukcja połączeń dla zespołu generatora |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4740711A (en) * | 1985-11-29 | 1988-04-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pipeline built-in electric power generating set |
RU2321761C2 (ru) * | 2002-07-17 | 2008-04-10 | Снекма Моторс | Привод вспомогательного оборудования |
RU94635U1 (ru) * | 2009-10-26 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
RU2406829C2 (ru) * | 2006-01-24 | 2010-12-20 | Снекма | Газотурбинный двигатель и стартер-генератор для газотурбинного двигателя |
RU2450218C2 (ru) * | 2010-07-16 | 2012-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Парокомпрессионная установка |
RU2597322C1 (ru) * | 2015-04-28 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Омское моторостроительное конструкторское бюро" (ОАО "ОМКБ") | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121769A patent/RU2727655C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4740711A (en) * | 1985-11-29 | 1988-04-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pipeline built-in electric power generating set |
RU2321761C2 (ru) * | 2002-07-17 | 2008-04-10 | Снекма Моторс | Привод вспомогательного оборудования |
RU2406829C2 (ru) * | 2006-01-24 | 2010-12-20 | Снекма | Газотурбинный двигатель и стартер-генератор для газотурбинного двигателя |
RU94635U1 (ru) * | 2009-10-26 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
RU2450218C2 (ru) * | 2010-07-16 | 2012-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Парокомпрессионная установка |
RU2597322C1 (ru) * | 2015-04-28 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Омское моторостроительное конструкторское бюро" (ОАО "ОМКБ") | Малоразмерный газотурбинный двигатель |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767579C2 (ru) * | 2020-01-29 | 2022-03-17 | Никита Александрович Королев | Турбогенератор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018121769A (ru) | 2019-12-13 |
RU2018121769A3 (ru) | 2019-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7065954B2 (en) | Turbine, particularly useful for small aircraft | |
US10598086B2 (en) | Compound engine assembly with cantilevered compressor and turbine | |
RU2424435C2 (ru) | Турбореактивный двигатель, оснащенный встроенным генератором электрического тока | |
US8132398B2 (en) | Apparatus and method of operating a gas turbine engine at start-up | |
CA2921384C (en) | Compound engine assembly with confined fire zone | |
US7574867B2 (en) | Hybrid microturbine for generating electricity | |
US20100132365A1 (en) | Start-Up Control For a Compact Lightweight Turbine | |
US10428734B2 (en) | Compound engine assembly with inlet lip anti-icing | |
CA2921396C (en) | Engine assembly with modular compressor and turbine | |
US10533500B2 (en) | Compound engine assembly with mount cage | |
US10677154B2 (en) | Compound engine assembly with offset turbine shaft, engine shaft and inlet duct | |
US10533492B2 (en) | Compound engine assembly with mount cage | |
RU2727655C2 (ru) | Малоразмерный газотурбинный двигатель | |
JP2015531455A (ja) | 駆動シャフトを駆動するための熱エンジン | |
US10865728B2 (en) | Method of using backflow from common-rail fuel injector | |
RU2704502C1 (ru) | Турбореактивный двигатель с редуктором и камерой сгорания | |
FR3099203A1 (fr) | Circuit de lubrification d’une turbomachine d’aeronef | |
RU2812232C2 (ru) | Ветрогазотурбинный двигатель | |
US20240093773A1 (en) | Compact accessory gearbox comprising an integrated electric machine | |
RU2020116555A (ru) | Турбореактивный трехконтурный двигатель с комбинированной термокамерой сгорания | |
Mottram | The Compact Industrial Gas Turbine Recent Technical Improvements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200614 |