RU2779786C1 - Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя - Google Patents
Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779786C1 RU2779786C1 RU2022100417A RU2022100417A RU2779786C1 RU 2779786 C1 RU2779786 C1 RU 2779786C1 RU 2022100417 A RU2022100417 A RU 2022100417A RU 2022100417 A RU2022100417 A RU 2022100417A RU 2779786 C1 RU2779786 C1 RU 2779786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular
- segment
- stabilizer
- afterburner
- radial
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области авиадвигательной техники, а именно, к устройствам форсажных камер сгорания. Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя содержит корпус, выполненный в виде соединенных между собой кольцевого элемента и радиальных элементов, расположенные в проточной части. Кольцевой элемент корпуса выполнен разъемным из, по меньшей мере, трех сегментов, соседние из которых выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга по торцам посредством соединения выступ-паз, при этом радиальные элементы размещены по одному на каждый сегмент. Кольцевой элемент имеет стенки, образующие форму угла в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора, при этом вершина угла направлена навстречу потоку и снабжена средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, двумя на один сегмент. Каждый радиальный элемент имеет стенки, образующие форму трапеции в поперечном сечении и торцевую стенку на минимальном радиусе, при этом каждый сегмент кольцевого элемента и каждый радиальный элемент снабжен закладным элементом, закрепленным с зазором внутри сегмента посредством крепежных элементов с возможностью относительного перемещения вдоль последних. Закладной элемент выполнен единым для сегмента и радиального элемента, а между закладными элементами соседних сегментов имеется зазор. Закладной элемент выполнен сплошным из керамики. Технический результат - повышение ремонтопригодности кольцевого стабилизатора, увеличение ресурса кольцевого стабилизатора и деталей форсажной камеры, расположенных в непосредственной близости от последнего, что повышает прочностные свойства применяемых для их изготовления материалов в работе. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области авиадвигательной техники, а именно, к устройствам форсажных камер сгорания.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран кольцевой стабилизатор форсажной камеры, содержащий корпус, выполненный в виде соединенных между собой кольцевого элемента и радиальных элементов, расположенные в проточной части (см. патент RU 2366823 С1, МПК F02K 3/10, 10.09.2009).
Основными недостатками такого технического решения является сложность его ремонта, так как для замены одного экрана требуется снять весь кольцевой стабилизатор.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение описанного выше недостатка с сохранением или улучшением эксплуатационных свойств как кольцевого стабилизатора, так форсажной камеры в целом.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является повышение ремонтопригодности кольцевого стабилизатора за счет выполнения его разъемным из нескольких частей, а также увеличение ресурса кольцевого стабилизатора и деталей форсажной камеры, расположенных в непосредственной близости от последнего, за счет экранирования лучистого теплового потока на данные детали от зоны горения за счет установки закладных элементов в кольцевой стабилизатор, то есть за счет снижения их рабочей температуры, что повышает прочностные свойства применяемых для их изготовления материалов в работе. Это позволяет при ремонте проводить разборку только части кольцевого стабилизатора и снижать его температуру и окружающих деталей в работе, что повышает ремонтопригодность и ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Ожидаемый технический результат достигается тем, в известном кольцевом стабилизаторе форсажной камеры авиационного двигателя, содержащем корпус, выполненный в виде соединенных между собой кольцевого элемента и радиальных элементов, расположенных в проточной части, согласно предложению кольцевой элемент корпуса выполнен разъемным из по меньшей мере трех сегментов, соседние из которых выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга по торцам посредством соединения выступ-паз, при этом радиальные элементы размещены по одному на каждый сегмент, кольцевой элемент имеет стенки, образующие форму угла в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора, при этом вершина угла направлена навстречу потоку и снабжена средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, двумя на один сегмент, каждый радиальный элемент имеет стенки, образующие форму трапеции в поперечном сечении и торцевую стенку на минимальном радиусе, при этом каждый сегмент кольцевого элемента и каждый радиальный элемент снабжен закладным элементом, закрепленным с зазором внутри сегмента посредством крепежных элементов с возможностью относительного перемещения вдоль последних, при этом закладной элемент выполнен единым для сегмента и радиального элемента, а между закладными элементами соседних сегментов имеется зазор. Закладной элемент может быть выполнен сплошным из керамики.
Общеизвестно, что стабилизаторы форсажных камер работают в условиях очень больших температур, что приводит к их частым поломкам и ограничению их ресурса в работе. Поэтому решение задач по снижению трудоемкости при их ремонте и снижение их рабочей температуры являются приоритетными.
Выполнение корпуса разъемным из, по меньшей мере, трех сегментов, соседние из которых выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга по торцам посредством соединения выступ-паз, позволяет в процессе ремонта производить разборку и замену только той части корпуса, которая этого требует, что повышает ремонтопригодность кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Размещение радиальных элементов по одному на каждый сегмент, а также выполнение кольцевого элемента со стенками, образующими форму угла в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора, при этом направление вершины угла навстречу потоку, позволяет выполнить каждый сегмент обтекаемой формы и полым для возможности размещения внутри него закладных элементов из материалов с низкой теплопроводностью, что приводит к меньшему нагреву в работе сегментов и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Снабжение вершины угла средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, двумя на один сегмент, позволяет обеспечить надежное крепление кольцевого стабилизатора в форсажной камере, что повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Выполнение каждого радиального элемента таким, что он имеет форму трапеции в поперечном сечении и снабжен торцевой стенкой на минимальном радиусе, позволяет выполнить каждый сегмент обтекаемой формы и полым для возможности размещения внутри него закладных элементов из материалов с низкой теплопроводностью, что приводит к меньшему нагреву в работе сегментов и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Снабжение каждого сегмента кольцевого элемента и каждого радиального элемента закладным элементом, закрепленным с зазором внутри сегмента посредством крепежных элементов с возможностью относительного перемещения вдоль последних, позволяет снизить рабочую температуру несущих элементов конструкции и позволяет обеспечить свободные относительные деформации элементов конструкции из материалов с разными коэффициентами линейного расширения, что приводит к меньшему нагреву в работе сегментов и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Выполнение закладного элемента единым для сегмента и радиального элемента позволяет сократить количество деталей форсажной камеры и сократить время сборки/разборки кольцевого стабилизатора, что повышает ремонтопригодность последнего и форсажной камеры в целом.
Выполнение зазора между закладными элементами соседних сегментов позволяет в процессе ремонта производить разборку и замену только той части корпуса, которая этого требует, что повышает ремонтопригодность кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Выполнение закладного элемента сплошным из керамики позволяет эффективно защищать кольцевой стабилизатор и часть деталей форсажной камеры за счет низкой теплопроводности данного материала, что снижает рабочую температуру данных деталей и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен продольный разрез заявленного изобретения.
На фиг. 2 представлен вид А на кольцевой стабилизатор со стороны закладных элементов.
На фиг. 3 представлен разрез Б-Б кольцевого сегмента плоскостью, проходящей через ось кольцевого стабилизатора и крепежные элементы закладного элемента.
На фиг. 4, 5 представлены виды на выступ/паз для соединения близлежащих сегментов кольцевого стабилизатора.
В частном случае реализации кольцевой стабилизатор содержит кольцевой корпус 1, установленный внутри форсажной камеры авиационного двигателя и выполненный в виде кольцевого элемента 2 и радиальных элементов 3 (фиг. 2), расположенных в проточной части. В частном случае реализации кольцевой элемент 2 состоит из одиннадцати сегментов 4, которые соединены друг с другом посредством соединения, обеспечивающего относительные перемещения в окружном направлении и ограничивающего осевые и радиальные перемещения. Для этого на одном из торцов каждого сегмента 4 выполнены пазы 5, а на втором торце выполнен выступ 6 (фиг. 4, 5). При этом смежные сегменты 4 установлены друг относительно друга с перехлестом, а выступ 6 располагается в пазах 5. Кольцевой элемент 2 имеет стенки 7, образующие форму острого угла со скругленной вершиной в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора. При этом вершина угла направлена навстречу потоку и снабжена средствами крепления стабилизатора 8 к смежным элементам форсажной камеры. Каждое средство крепления стабилизатора 8 выполнено в виде двух проушин. В частном случае реализации каждый сегмент 4 содержит часть кольцевого элемента 2, один радиальный элемент 3 и одно средство крепления стабилизатора 8. Притом каждый сегмент 4 кольцевого элемента 2 снабжен закладным элементом 9, закрепленным внутри кольцевого элемента 2 и радиального элемента 3, а также выполненным из керамического материала. При этом каждый закладной элемент 9 установлен с зазором 10 (фиг. 1) относительно кольцевого элемента 2 и радиального элемента 3, а также закреплен внутри соответствующего сегмента 4 посредством крепежных элементов 11 (фиг. 3). Каждый из последних является штифтом, жестко закрепленным на соответствующем сегменте 4. При этом каждый крепежный элемент 11 обеспечивает подвижное соединение вдоль своей оси с соответствующим закладным элементом 9 и его удержание в поперечном своей оси направлении. Каждый радиальный элемент 3 имеет форму трапеции в поперечном сечении и снабжен торцевой стенкой 12 на минимальном радиусе. При этом закладные элементы 9 двух соседних сегментов 4 образуют окружной зазор 13 (фиг. 2).
При сборке заявленного устройства в каждый сегмент 4 устанавливают закладной элемент 9 посредством крепежных элементов 11. После чего из сегментов 4 собирают корпус 1. После этого собранный конструкцию устанавливают в форсажную камеру и крепят за средства крепления стабилизатора 8.
При ремонте существует возможность снять один или несколько сегментов 4, не снимая кольцевой стабилизатор с форсажной камеры. Для этого отсоединяют требующий ремонта сегмент 4 от форсажной камеры по его средству крепления стабилизатора 8. За счет податливости конструкции смещают в окружном направлении сегмент 4 сначала в одну сторону, размыкая его соединение с соседним сегментом 4 и смещая его в поперечном направлении от прежнего его положения. Затем смещают его в противоположном направлении, размыкая его соединение со вторым соседним сегментом 4. Установка нового сегмента 4 осуществляется в обратном порядке.
В работе кольцевой стабилизатор расположен в требуемом месте проточной части для формирования потока газа вокруг себя требуемым образом. В момент включения форсажа закладной элемент 9 защищает кольцевой стабилизатор и часть смежных деталей от лучистой энергии зоны горения топлива, что снижает рабочую температуру последних. При этом закладные элементы 9 не создают дополнительных напряжений в кольцевом стабилизаторе от тепловых нагрузок за счет наличия зазоров 10 и окружных зазоров 13, а также способа крепления к элементам сегментов 4.
Установка закладных элементов 9 в корпус 1 и его сегментарное исполнение позволяет повысить ремонтопригодность и ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.
Claims (2)
1. Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя, содержащий корпус, выполненный в виде соединенных между собой кольцевого элемента и радиальных элементов, расположенные в проточной части, отличающийся тем, что кольцевой элемент корпуса выполнен разъемным из, по меньшей мере, трех сегментов, соседние из которых выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга по торцам посредством соединения выступ-паз, при этом радиальные элементы размещены по одному на каждый сегмент, кольцевой элемент имеет стенки, образующие форму угла в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора, при этом вершина угла направлена навстречу потоку и снабжена средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, двумя на один сегмент, каждый радиальный элемент имеет стенки, образующие форму трапеции в поперечном сечении и торцевую стенку на минимальном радиусе, при этом каждый сегмент кольцевого элемента и каждый радиальный элемент снабжен закладным элементом, закрепленным с зазором внутри сегмента посредством крепежных элементов с возможностью относительного перемещения вдоль последних, при этом закладной элемент выполнен единым для сегмента и радиального элемента, а между закладными элементами соседних сегментов имеется зазор.
2. Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что закладной элемент выполнен сплошным из керамики.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2779786C1 true RU2779786C1 (ru) | 2022-09-13 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2050541U (zh) * | 1989-04-27 | 1990-01-03 | 国营长空机械厂 | 孔隙型低阻燃烧稳定器 |
RU2366823C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Форсажная камера двухконтурного газотурбинного двигателя со смешением потоков (варианты) |
RU2382894C2 (ru) * | 2004-03-10 | 2010-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Форсажная камера газотурбинного двигателя |
RU2682220C1 (ru) * | 2018-03-01 | 2019-03-15 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2050541U (zh) * | 1989-04-27 | 1990-01-03 | 国营长空机械厂 | 孔隙型低阻燃烧稳定器 |
RU2382894C2 (ru) * | 2004-03-10 | 2010-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Форсажная камера газотурбинного двигателя |
RU2366823C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Форсажная камера двухконтурного газотурбинного двигателя со смешением потоков (варианты) |
RU2682220C1 (ru) * | 2018-03-01 | 2019-03-15 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3061924B1 (en) | Shroud hanger assembly with clamped shroud | |
US4422300A (en) | Prestressed combustor liner for gas turbine engine | |
US8092161B2 (en) | Thermal shield at casing joint | |
US4987736A (en) | Lightweight gas turbine engine frame with free-floating heat shield | |
RU2310795C2 (ru) | Газовая турбина с камерой сгорания, выполненной из композитного материала | |
JP6142000B2 (ja) | 補助周囲キャビティの内部に空気を排出する、動的に周囲を冷却する外側ケースを具備するガスタービン | |
US7082766B1 (en) | One-piece can combustor | |
RU2558731C2 (ru) | Конструкция монтажа направляющих лопаток сопла входного канала радиальной газовой турбины двигателя | |
KR101613096B1 (ko) | 가스 터빈 | |
WO2012161941A1 (en) | Turbine combustion system coupling with adjustable wear pad and corresponding assembling method | |
US20200355369A1 (en) | Combustor wall assembly for gas turbine engine | |
JPH08121772A (ja) | V字形エッジセラミック燃焼器タイル | |
JP2002372241A (ja) | 燃焼室端部壁を固定するためのシステムを備える燃焼室 | |
RU2779786C1 (ru) | Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя | |
KR20140138710A (ko) | 환형 연소실 바이패스 | |
GB2076067A (en) | Axial-flow compressor or turbine outer casing | |
JP2004108768A (ja) | ガスタービンの燃焼器 | |
RU2673032C2 (ru) | Выпускное сопло для газообразных продуктов сгорания ракетного двигателя, ракетный двигатель с таким соплом и летательный аппарат с указанным двигателем | |
US9650919B2 (en) | Moveable sealing arrangement for a gas turbine diffuser gap | |
RU2781459C1 (ru) | Кольцевой стабилизатор форсажной камеры авиационного двигателя | |
JP5517043B2 (ja) | 解体可能なバーナ | |
US7322196B2 (en) | Combustion chamber for combusting a combustible fluid mixture | |
JP4167224B2 (ja) | ガスタービン用燃焼室 | |
US10697634B2 (en) | Inner cooling shroud for transition zone of annular combustor liner | |
CN115298485A (zh) | 具有陶瓷隔热罩和密封件的燃烧室 |