RU2759397C1 - Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter - Google Patents
Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759397C1 RU2759397C1 RU2020141963A RU2020141963A RU2759397C1 RU 2759397 C1 RU2759397 C1 RU 2759397C1 RU 2020141963 A RU2020141963 A RU 2020141963A RU 2020141963 A RU2020141963 A RU 2020141963A RU 2759397 C1 RU2759397 C1 RU 2759397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- engine
- pipeline
- make
- engines
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
- B64C27/16—Drive of rotors by means, e.g. propellers, mounted on rotor blades
- B64C27/18—Drive of rotors by means, e.g. propellers, mounted on rotor blades the means being jet-reaction apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
-
- 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)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиастроения, а именно к маслосистемам двигателей, размещенных на лопастях несущего винта вертолета, и может найти применение в системах питания маслом двигателей с одновременным выполнением функции защиты лопастей несущего винта от обледенения.The invention relates to the field of aircraft construction, in particular to the oil systems of engines located on the rotor blades of a helicopter, and can be used in oil supply systems for engines while simultaneously performing the function of protecting the rotor blades from icing.
Известна система охлаждения авиационных двигателей с одновременным использованием для защиты от обледенения лопаток винта летательного аппарата (патент GB556983, F01P 11/18, B64D 15/02, публикация 04.07.1942 г.), в которой внутри лопаток винта размещены секции охлаждающей системы, выполненные в виде каналов для масла, которые сгруппированы на небольших участках лопаток через равные промежутки.A known cooling system for aircraft engines with simultaneous use for anti-icing of aircraft propeller blades (patent GB556983,
В данной системе горячее масло из картера двигателя проходит через центральный вал, собирается в поддоне картера и под действием центробежных сил попадает в охлаждающие системы лопаток винта. Всасывающий насос всасывает масло обратно в картер двигателя. Таким образом, поверхность лопаток винта нагревается горячим маслом, тем самым предотвращается обледенение лопаток, а масло возвращается к двигателю охлажденным.In this system, hot oil from the engine crankcase passes through the central shaft, collects in the oil pan and, under the action of centrifugal forces, enters the cooling systems of the propeller blades. The suction pump draws oil back into the crankcase. Thus, the surface of the propeller blades is heated by hot oil, thereby preventing the blades from icing, and the oil returns to the engine cooled.
Недостатком данного устройства является неоднородность нагрева поверхности лопатки винта, обусловленная наличием промежутков между секциями системы охлаждения, что снижает противообледенительный эффект устройства.The disadvantage of this device is the non-uniformity of heating of the surface of the propeller blade, due to the presence of gaps between the sections of the cooling system, which reduces the anti-icing effect of the device.
Известна также маслосистема турбореактивных двигателей, установленных на лопастях несущего винта, наиболее близкая к заявляемому техническому решению [Масленников М.М., и др. «Газотурбинные двигатели на вертолетах». - М.: Машиностроение. - 1969, стр. 311, рис. 9.17], содержащая подпитывающий бак, бак-радиатор, насос, трубку суфлирования, маслопровод, уравнительный клапан. Масло к двигателям подается под действием центробежных сил из бака подпитки, расположенного на втулке винта. Обратно в этот бак масло возвращается с помощью установленного на двигателе высоконапорного насоса, который преодолевает давление, создаваемое центробежными силами в маслопроводе.Also known is the oil system of turbojet engines mounted on the rotor blades, which is closest to the claimed technical solution [Maslennikov MM, et al. "Gas turbine engines in helicopters." - M .: Mechanical engineering. - 1969, p. 311, fig. 9.17], containing a feed tank, a radiator tank, a pump, a venting pipe, an oil line, an equalizing valve. Oil is supplied to the engines under the action of centrifugal forces from the make-up tank located on the propeller hub. The oil is returned back to this tank using a high-pressure pump installed on the engine, which overcomes the pressure created by centrifugal forces in the oil line.
Недостатками этого устройства являются (там же, стр. 306):The disadvantages of this device are (ibid., P. 306):
- повышенное давление масла в конечной точке маслопровода, т.к. при вращении несущего винта давление масла возрастает под действием центробежных сил;- increased oil pressure at the end point of the oil line, because when the rotor rotates, the oil pressure increases under the action of centrifugal forces;
- увеличение сопротивления двигателя и утяжеление конструкции силовой установки в связи с необходимостью размещения радиатора на двигателе для охлаждения масла;- an increase in engine resistance and a heavier structure of the power plant due to the need to place a radiator on the engine to cool the oil;
- низкая точность регулирования количества масла в системе, что затрудняет балансировку несущего винта с диаметрально расположенными на винте двигателями.- low accuracy of regulating the amount of oil in the system, which makes it difficult to balance the main rotor with engines diametrically located on the propeller.
Целями технического решения изобретения являются: понижение давления масла в конечной точке маслопровода, уменьшение сопротивления двигателя, уменьшение габаритов силовой установки, повышение точности регулирования количества масла в системе.The objectives of the technical solution of the invention are: lowering the oil pressure at the end point of the oil line, reducing the engine resistance, reducing the size of the power plant, increasing the accuracy of regulating the amount of oil in the system.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что маслосистема турбореактивных двигателей, размещенных на лопастях несущего винта вертолета содержит маслобак подпитки, соединенный трубопроводом подпитки с масляными системами каждого из двигателей, включающими трубопровод подачи масла к форсункам двигателя, картеры опор двигателя, соединенные суфлерной трубкой, трубопроводы откачки и нагнетания масла, насос высокого давления, маслорадиатор, трубку дренажа, и, в соответствии с изобретением, - на концевом участке трубопровода подачи масла у входа в двигатель на совместном валу с насосом высокого давления установлен гидромотор, каждый картер опор двигателя имеет плоские поддоны с нижней и внешней стораны картера, причем в месте стыка поддонов размещен заборник масла, при этом маслорадиатор выполнен в виде ряда параллельных каналов, расположенных в носовой части лопасти и по ее длине, а трубопровод подпитки от маслобака подпитки подсоединен к трубопроводу подачи масла после маслорадиатора и снабжен расходным жиклером и обратным клапаном. Причем трубка дренажа картера средней опоры размещена на уровне максимального количества масла в каждом двигателе.This goal is achieved due to the fact that the oil system of turbojet engines located on the rotor blades of the helicopter contains a make-up oil tank connected by a make-up pipeline with oil systems of each of the engines, including a pipeline for supplying oil to the engine nozzles, crankcases of engine mounts connected by a prompter tube, pumping out pipelines and oil injection, a high-pressure pump, an oil cooler, a drain pipe, and, in accordance with the invention, at the end of the oil supply pipeline at the engine inlet, a hydraulic motor is installed on a joint shaft with the high-pressure pump, each crankcase of the engine mounts has flat pallets with the outer side of the crankcase, and at the junction of the pallets there is an oil intake, while the oil cooler is made in the form of a series of parallel channels located in the nose of the blade and along its length, and the make-up pipeline from the make-up oil tank is connected to the oil supply pipeline after the oil cooler and equipped with a flow nozzle and a check valve. Moreover, the crankcase drainage pipe of the middle support is located at the level of the maximum amount of oil in each engine.
Таким образом достигаются следующие цели технического решения.Thus, the following objectives of the technical solution are achieved.
Гидромотор в трубопроводе подачи масла в двигатель, установленный на совместном валу с насосом, подающем масло в лопастной радиатор, возвращает основную часть энергии, затраченной насосом нагнетания масла,, и понижает давление масла в до рабочих значений на входе в двигатель.The hydraulic motor in the oil supply line to the engine, mounted on a joint shaft with the pump supplying oil to the vane radiator, returns most of the energy expended by the oil pump, and lowers the oil pressure to operating values at the engine inlet.
Выполнение охлаждающего маслорадиатора в виде ряда параллельных каналов, расположенных в носовой части лопасти несущего винта по ее длине, выполняет роль противообледенительной системы лопасти и позволяет отказаться от установки радиатора на двигателе. Это приводит к уменьшению габаритов силовой установки и уменьшению сопротивления двигателя.The implementation of the cooling oil cooler in the form of a series of parallel channels located in the nose of the main rotor blade along its length, serves as a de-icing system of the blade and eliminates the need to install a radiator on the engine. This leads to a decrease in the size of the power plant and a decrease in the resistance of the engine.
Размещение трубки дренажа на уровне максимального количества масла в каждом двигателе обеспечивает постоянное количество масла в двигателях и устраняет разбалансировку лопастей несущего винта из-за разности весов масла в двигателях.Placing the drain tube at the maximum amount of oil in each engine ensures a constant amount of oil in the engines and eliminates imbalance in the rotor blades due to the difference in oil weights in the engines.
Установка расходного жиклера и обратного клапана в трубопроводе подпитки маслосистемы обеспечивает постоянное количества масла в маслосистеме.Installing a flow nozzle and a check valve in the oil system make-up line ensures a constant amount of oil in the oil system.
Выполнение каждого картера с плоским поддоном с нижней ивнешней строны картера, а также расположение заборника масла в месте стыка поддонов со стенкой обеспечивает бесперебойную перекачку масла как в режиме малого газа при неподвижном несущем винте, так и на всех режимах во время вращения винта.The execution of each crankcase with a flat pan from the lower and external sides of the crankcase, as well as the location of the oil intake at the junction of the pallets with the wall, ensures uninterrupted pumping of oil both in idle mode with a stationary rotor, and in all modes during the rotation of the propeller.
Устройство маслосистемы турбореактивных двигателей 1, размещенных на лопастях несущего винта 2 вертолета, поясняется чертежами:The arrangement of the oil system of turbojet engines 1, located on the
фиг. 1 - схема маслосистемы турбореактивного двигателя, расположенного на лопасти вертолета при вращении несущего винта. Картера опор развернуты на 90° против часовой стрелки;fig. 1 is a diagram of the oil system of a turbojet engine located on the helicopter blade during the rotation of the main rotor. Support casing rotated 90 ° counterclockwise;
фиг. 2 - схема картера опоры двигателя на неподвижной лопасти;fig. 2 is a diagram of the crankcase of the engine support on a fixed blade;
фиг. 3 - схема картера опоры двигателя при вращении лопасти;fig. 3 is a diagram of the engine support crankcase when the blade rotates;
фиг. 4 - схема лопасти реактивного несущего винта с маслорадиатором,fig. 4 - diagram of a jet rotor blade with an oil cooler,
фиг. 5 - вид А-А фиг. 4;fig. 5 - view A-A of FIG. 4;
фиг. 6 - вид Т фиг. 4.fig. 6 is a view T of FIG. 4.
На валу 3 несущего винта (фиг. 1) установлен цилиндрический или кольцевой маслобак подпитки 4, снабженный заливной горловиной 5. Маслобак подпитки 4 соединен через трубопровод подпитки 6, в котором последовательно размещены расходный жиклер 7 и обратный клапан 8, с трубопроводом охлажденного масла 9.On the rotor shaft 3 (Fig. 1), a cylindrical or annular make-
На конце трубопровода 9 у двигателя установлен гидромотор 10. За гидромотором маслопровод разделяется на три трубопровода 11, подающих масло через форсунки 13 к подшипникам опор двигателя. В одном из трубопроводов 11 установлен датчик замера давления масла в двигателе 12.At the end of
Форсунки расположены в картерах 14, 15 и 16: передней, средней и задней опорах двигателя, соответственно.The injectors are located in
Картеры 14 и 16 передней и задней опор связаны с картером 15 средней опоры суфлерной трубкой 25. Причем, на картере 15, на уровне максимального количества масла в двигателе 1, установлена дренажная трубка 26, выводящая избыток масла и газы на срез сопла (см. фиг. 1, 2 и 3).
Каждый из картеров 14, 15 и 16 имеют плоские поддоны 27 с нижней и внешней стороны картера. Причем, в месте стыка поддонов расположен заборник масла 20 (см. фиг. 1, 2 и 3). Это позволяет обеспечивать откачку и забор масла насосами 18 и 21 как при неподвижном несущем винте, так и на всех режимах вращения несущего винта. Трубопровод забора масла 17 из картеров 14 и 16 передней и задней опор, соответственно, связан с насосом откачки 18.Each of the
Откачивающий насос 18 подает нагретое масло из картеров 14 и 16 трубопроводом 19 в картер 15. Из картера 15 нагретое масло насосом высокого давления 21 через трубопровод 22 подается в лопастной радиатор 23 (см. фиг. 1 и 4). В трубопроводе 22 установлен замер температуры горячего масла 28. Поддон 27 картера 15 снабжен сливным отверстием с пробкой 29 (см. фиг. 2 и 3).The
В маслосборном коллекторе 24 на выходе из маслорадиатора 22 размещен заправочный штуцер 31. Гидромотор 10 расположен на совместном валу 30 с насосом высокого давления 21. Маслорадиатор 22 выполнен в виде ряда параллельных каналов равномерно расположенных в носовой части лопасти 2 по ее длине (см. фиг. 4, 5 и 6). В носовой части лопасти в районе стыков концевых отсеков трубопроводы маслорадиатора изогнуты для уменьшения напряжения в них при изгибании лопасти (см. фиг. 3 место Т).In the
Расположение маслорадиатора в носке лопасти несущего винта позволяет выполнять, одновременно, функцию защиты лопасти от обледенения (противообледенительной системы).The location of the oil cooler in the nose of the main rotor blade allows performing, at the same time, the function of protecting the blade from icing (anti-icing system).
Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.
При установке нового двигателя 1 на конце лопасти 2 маслосистема заправляется дозированным количеством масла через заправочный штуцер 31 (фиг. 1). В процессе эксплуатации масло заправляется в маслобак подпитки 4 через заливную горловину 5.When installing a new engine 1 at the end of the
После запуска двигателей 1 холодное масло подается насосом 21 по трубопроводу подачи 22 через маслорадиатор 23 и гидромотор 10 к масляным форсункам 13 картеров 14, 15 и 16. При раскрутке несущего винта под действием центробежной силы давление масла в начальной части маслорадиатора и у гидроматора увеличивается. На рабочих оборотах несущего винта у реактивного вертолета В-7 может достичь 70 кг/см2, а у тяжелого реактивного вертолета - 240 кг/см2.After starting the engines 1, the cold oil is supplied by the
С целью понижения давления масла в двигателе на конце трубопровода 9 установлен гидромотор 10, на котором высокое давление масла понижается (срабатывается) до рабочих давлений, а крутящий момент с гидромотора совместным валом 30 передается насосу высокого давления 21, и таким образом уменьшаются затраты мощности на его привод.In order to reduce the oil pressure in the engine, a
После гидромотора 10 масло распределяется по масляным форсункам 13 для смазки опор двигателя. После смазки горячее масло сливается в поддоны 27 картеров 14, 15 и 16. Под действием центробежных сил капли масла отбрасывается к вертикальным стенкам поддонов 27. Из картеров 14 и 16 передней и задней опор, соответственно, по трубопроводу откачки 17 масло перекачивается насосом откачки 18 в картер 15 средней опоры. Излишки масла в картере 15 выбрасываются в атмосферу через трубку дренажа 26, тем самым устраняется разбалансировка несущего винта из-за разницы в расходе масла каждым двигателем. Отверстие под трубку дренажа 26 размещают на уровне максимального количества масла, в двигателе.After the
Из картера 15 масло откачивается насосом высокого давления 21 и по трубопроводу 22 поступает в маслорадиатор - противообледенительную систему лопасти 23. Горячее масло проходит через ряд параллельных трубок, расположенных в носке лопасти (см. фиг. 1, 4, 5 и 6), и охлаждается. Из трубок холодное масло попадает в масло сборный коллектор 24 и по трубопровод 9 возвращается к двигателю. В свою очередь, поверхность каждой лопасти 2 равномерно нагревается до температуры выше точки образования льда, что позволяет предотвратить ее обледенение.From the
Для поддержания рабочего количества масла в маслосистеме предусмотрена постоянная подпитка из маслобака подпитки 4. Из маслобака 4 масло через трубопровод 6 расходный жиклер 7 и обратный клапан 8 попадает в трубопровод охлажденного масла 9. Расходный жиклер 7 отрегулирован на максимально возможный расход масла в двигателе. Обратный клапан 8 предотвращает обратную перекачку масла в маслобак подпитки 4, что возможно на неподвижном двигателе и при малой частоты вращения несущего винта.To maintain the working amount of oil in the oil system, a constant make-up is provided from the make-up
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141963A RU2759397C1 (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141963A RU2759397C1 (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759397C1 true RU2759397C1 (en) | 2021-11-12 |
Family
ID=78607378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141963A RU2759397C1 (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759397C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB556983A (en) * | 1942-07-04 | 1943-10-29 | Reginald Charles Holden | An improved system for cooling aero engines and de-icing propellers |
GB1003740A (en) * | 1964-06-08 | 1965-09-08 | Rolls Royce | Helicopter rotor |
RU2211346C1 (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Oil system of gas turbine engine |
RU2244141C2 (en) * | 2003-03-24 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Gas-turbine engine oil system with continuous redundancy device |
-
2020
- 2020-12-18 RU RU2020141963A patent/RU2759397C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB556983A (en) * | 1942-07-04 | 1943-10-29 | Reginald Charles Holden | An improved system for cooling aero engines and de-icing propellers |
GB1003740A (en) * | 1964-06-08 | 1965-09-08 | Rolls Royce | Helicopter rotor |
RU2211346C1 (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Oil system of gas turbine engine |
RU2244141C2 (en) * | 2003-03-24 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Gas-turbine engine oil system with continuous redundancy device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Масленников М.М. и др. "Газотурбинные двигатели для вертолетов", Москва, "Машиностроение", 1969, часть 2, стр.311 рис 9.17. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109642521B (en) | Propulsion engine for an aircraft | |
US11203974B2 (en) | Auxiliary oil system for geared gas turbine engine | |
EP3492721B1 (en) | Auxiliary power unit with combined cooling of generator | |
EP3135881B1 (en) | Engine assembly with combined engine and cooling exhaust | |
US8893469B2 (en) | Oil bypass channel deaerator for a geared turbofan engine | |
EP3205843A1 (en) | Method of bowed rotor start response damping, corresponding bowed rotor start response damping system and gas turbine engine | |
RU2457155C2 (en) | Oil antiicing system of aircraft turbo-jet engine front cone | |
EP2834499B1 (en) | Turbomachine thermal management | |
EP3865735B1 (en) | Near zero velocity lubrication system for a turbine engine | |
WO2015147949A2 (en) | Auxiliary oil system for geared gas turbine engine | |
CA2504114A1 (en) | Turbine, particularly useful for small aircraft | |
US8910463B2 (en) | Turbine starter lubricant cooling | |
JP2019515176A (en) | Integrated offset oil tank for inline attached gearbox | |
JP2017082789A (en) | Gas turbine engine sump heat exchanger | |
EP3357631B1 (en) | Heat pipe cooling of geared architecture | |
US4962829A (en) | Oil management tank system | |
RU2759397C1 (en) | Oil system of turbojet engines placed on the rotor blades of a helicopter | |
CN106979077B (en) | Method and system for centrifugal pump | |
EP3081780B1 (en) | Lubricant circulation system and method of circulating lubricant in a gas turbine engine | |
RU2522713C1 (en) | Aircraft gas turbine | |
CA3166698A1 (en) | Lubrication system with anti-priming feature | |
RU2623854C1 (en) | Method of greasing and cooling front support of the rotor of the gas turbine engine | |
US20240076987A1 (en) | Shaft for a turbomachine | |
RU2703596C1 (en) | Engine lubrication system of a gas turbine plant with utilization of used engine oil | |
EP4303414A1 (en) | Contrail suppression system |