RU2781459C1 - Ring stabilizer of the afterburner of aircraft engine - Google Patents
Ring stabilizer of the afterburner of aircraft engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781459C1 RU2781459C1 RU2022101018A RU2022101018A RU2781459C1 RU 2781459 C1 RU2781459 C1 RU 2781459C1 RU 2022101018 A RU2022101018 A RU 2022101018A RU 2022101018 A RU2022101018 A RU 2022101018A RU 2781459 C1 RU2781459 C1 RU 2781459C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- segment
- annular
- radial
- stabilizer
- afterburner
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping 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
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигательной техники, а именно, к устройствам форсажных камер сгорания.The invention relates to the field of aircraft propulsion technology, namely, devices for afterburner combustion chambers.
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, кольцевой топливный коллектор (см. патент RU 2366823 С1, МПК F02K 3/10, 10.09.2009).As the closest analogue (prototype), an annular afterburner stabilizer is selected, containing a housing made in the form of an interconnected annular element and radial elements located in the flow path, an annular fuel manifold (see patent RU 2366823 C1, IPC F02K 3/10 , 09/10/2009).
Основными недостатками такого технического решения является сложность его ремонта, так как для замены одного экрана требуется снять весь кольцевой стабилизатор.The main disadvantages of this technical solution is the complexity of its repair, since to replace one screen it is necessary to remove the entire annular stabilizer.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение описаного выше недостатка с сохранением или улучшением эксплуатационных свойств как кольцевого стабилизатора, так форсажной камеры в целом.The objective of the invention is to eliminate the disadvantage described above while maintaining or improving the operational properties of both the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
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 за стабилизатор и его охлаждения, 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.The technical result achieved when using the claimed device is to increase the maintainability of the annular stabilizer by making it detachable from several parts, as well as to increase the resource of the annular stabilizer and parts of the afterburner, located in close proximity to the latter, by shielding the radiant heat flux behind the stabilizer and its cooling, that is, by reducing their operating temperature, which increases the strength properties of the materials used for their manufacture in work. This allows during repair to disassemble only a part of the annular stabilizer and reduce its temperature and surrounding parts in operation, which increases the maintainability and service life of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что 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, кольцевой топливный коллектор, согласно предложению, кольцевой топливный коллектор расположен в проточной части и закреплен на кольцевом элементе корпуса, последний 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 штуцерами подвода топлива, по одному на каждый сегмент, средствами крепления топливного коллектора, по одному на каждый сегмент, и средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, одним на один сегмент, при этом каждый сегмент кольцевого элемента снабжен окружным перфорированным экраном, жестко закрепленным внутри сегмента с образованием полости между окружным перфорированным экраном и внутренней поверхностью стенок сегмента, причем полости соседних сегментов сообщены друг с другом, каждый радиальный элемент имеет форму трапеции в поперечном сечении и снабжен торцевой стенкой на минимальном радиусе и радиальным перфорированным экраном, жестко закрепленным внутри радиального элемента с зазором с образованием полости между радиальным перфорированным экраном и внутренней поверхностью радиального элемента, причем полость последнего сообщена с полостью сегмента кольцевого элемента.The expected technical result is achieved by the fact that in the well-known annular afterburner stabilizer of an aircraft engine, containing a housing made in the form of an annular element connected to each other and radial elements located in the flow part, the annular fuel manifold, according to the proposal, the annular fuel manifold is located in the flow part and fixed on the annular element of the body, the latter is made detachable from at least three segments, adjacent of which are made with the possibility of fixing relative to each other at the ends by connecting the protrusion - the groove, while the radial elements are placed one for each segment, the annular element has walls forming the shape of an angle in a plane passing through the axis of the annular stabilizer, while the apex of the angle is directed towards the flow and is equipped with fuel supply fittings, one for each segment, means for fastening the fuel manifold, one for each segment, and means attaching the stabilizer to adjacent elements of the afterburner, at least one per segment, wherein each segment of the annular element is provided with a circumferential perforated screen rigidly fixed inside the segment to form a cavity between the circumferential perforated screen and the inner surface of the segment walls, and the cavities of adjacent segments are connected with each other, each radial element has the shape of a trapezoid in cross section and is provided with an end wall at a minimum radius and a radial perforated screen rigidly fixed inside the radial element with a gap to form a cavity between the radial perforated screen and the inner surface of the radial element, the cavity of the latter communicating with the cavity of the segment of the annular element.
Общеизвестно, что стабилизаторы форсажных камер работают в условиях очень больших температур, что приводит к их частым поломкам и ограничению их ресурса в работе. Поэтому решения задач по снижению трудоемкости при их ремонте и снижению их рабочей температуры являются приоритетными.It is well known that afterburner stabilizers operate at very high temperatures, which leads to their frequent breakdowns and limitation of their service life. Therefore, solving the problems of reducing labor intensity during their repair and reducing their operating temperature are a priority.
Расположение кольцевого топливного коллектора в проточной части и закрепление его на кольцевом элементе корпуса позволяет отбирать топливо из кольцевого коллектора на нужды охлаждения корпуса, тем самым снижая его рабочую температуру, что повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.The location of the annular fuel manifold in the flow part and fixing it on the annular element of the housing allows fuel to be taken from the annular manifold for the needs of cooling the housing, thereby reducing its operating temperature, which increases the life of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
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.Making the housing detachable from at least three segments, adjacent of which are made with the possibility of fixing relative to each other at the ends by means of a protrusion-groove connection, allows during the repair process to disassemble and replace only that part of the housing that requires it, which increases maintainability ring stabilizer and afterburner as a whole.
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 прокачивать топливо внутри него для охлаждения, что приводит к меньшему их нагреву в работе и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.The placement of radial elements, one for each segment, as well as the implementation of the annular element with walls forming the shape of an angle in a plane passing through the axis of the annular stabilizer, while the direction of the top of the angle towards the flow, allows each segment to be streamlined and hollow for the ability to pump fuel inside it for cooling, which leads to less heating in operation and increases the resource of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
Снабжение вершины угла штуцерами подвода топлива, по одному на каждый сегмент, средствами крепления топливного коллектора, по одному на каждый сегмент, и средствами крепления стабилизатора к смежным элементам форсажной камеры, по меньшей мере, одним на один сегмент, позволяет обеспечить подвод топлива в каждый сегмент корпуса, надежное крепление кольцевого топливного коллектора на стабилизаторе и последнего в форсажной камере, что повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.Providing the top of the corner with fuel supply fittings, one for each segment, means for attaching the fuel manifold, one for each segment, and means for attaching the stabilizer to adjacent elements of the afterburner, at least one per segment, allows fuel to be supplied to each segment housing, reliable fastening of the annular fuel manifold on the stabilizer and the latter in the afterburner, which increases the resource of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
Снабжение каждого сегмента кольцевого элемента окружным перфорированным экраном, жестко закрепленным внутри сегмента с образованием полости между окружным перфорированным экраном и внутренней поверхностью стенок сегмента, причем с обеспечением сообщения полостей соседних сегментов друг с другом, позволяет обеспечивать постоянную прокачку топлива через них, не давая ему застаиваться внутри сегментов и обеспечивая наименьший температурный градиент по кольцевому стабилизатору, что приводит к меньшему его нагреву в работе и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.Supplying each segment of the ring element with a circumferential perforated screen, rigidly fixed inside the segment with the formation of a cavity between the circumferential perforated screen and the inner surface of the walls of the segment, and ensuring communication between the cavities of adjacent segments with each other, allows for constant pumping of fuel through them, preventing it from stagnation inside segments and providing the smallest temperature gradient along the annular stabilizer, which leads to less heating in operation and increases the resource of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
Выполнение каждого радиального элемента таким, что он имеет форму трапеции в поперечном сечении и снабжен торцевой стенкой на минимальном радиусе и радиальным перфорированным экраном, жестко закрепленным внутри радиального элемента с зазором с образованием полости между радиальным перфорированным экраном и внутренней поверхностью радиального элемента, причем полость последнего сообщена с полостью сегмента кольцевого элемента, позволяет обеспечивать постоянную прокачку топлива, не давая ему застаиваться внутри радиальных элементов и обеспечивая наименьший температурный градиент по ним, что приводит к меньшему их нагреву в работе и повышает ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.The execution of each radial element in such a way that it has the shape of a trapezoid in cross section and is provided with an end wall at a minimum radius and a radial perforated screen rigidly fixed inside the radial element with a gap to form a cavity between the radial perforated screen and the inner surface of the radial element, and the cavity of the latter is communicated with a segment cavity of the annular element, allows for constant pumping of fuel, preventing it from stagnation inside the radial elements and providing the smallest temperature gradient along them, which leads to less heating in operation and increases the life of the annular stabilizer and the afterburner as a whole.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.The essence of the present invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен продольный разрез заявленного изобретения.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the claimed invention.
На фиг. 2 представлен вид А на кольцевой стабилизатор (по потоку газа).In FIG. 2 shows view A of the annular stabilizer (along the gas flow).
На фиг. 3 представлено сечение по соединению выступ/паз близлежащих сегментов кольцевого стабилизатора.In FIG. 3 is a cross-sectional view of the tongue/groove junction of adjacent segments of the annular stabilizer.
На фиг. 4 увеличено представлено место В соединения выступ/паз близлежащих сегментов кольцевого стабилизатора.In FIG. 4 is an enlarged view of location B of the tongue/groove connection of the adjacent annular stabilizer segments.
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. 1), расположенных в проточной части. А также кольцевой топливный коллектор 4, расположенный в проточной части перед кольцевым стабилизатором (фиг. 2) и закрепленный на кольцевом элементе 2 посредством проушин 5. В частном случае реализации последний состоит из одиннадцати сегментов 6, 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 части кольцевого элемента каждого сегмента 6 выполнен паз 7, а на втором торце выполнен выступ 8 (фиг. 2). При этом смежные сегменты 6 установлены друг относительно друга с перехлестом, а выступ 8 располагается в пазах 7 (фиг. 3, 4). Кольцевой элемент 2 имеет стенки 9, образующие форму острого угла со скругленной вершиной в плоскости, проходящей через ось кольцевого стабилизатора. При этом вершина угла направлена навстречу потоку и снабжена штуцерами 10 подвода топлива. Кольцевой стабилизатор закреплен на смежных элементах форсажной камеры посредством средств крепления стабилизатора 11, каждый из которых выполнен в виде двух проушин. В частном случае реализации каждый сегмент 6 содержит часть кольцевого элемента 2, один радиальный элемент 3, один штуцер 10 подвода топлива, одну проушину 5 и одно средство крепления стабилизатора 11. Притом каждый сегмент 6 кольцевого элемента 2 снабжен окружным перфорированным экраном 12 (фиг. 1), жестко закрепленным внутри кольцевого элемента 2 с образованием полости 13 между окружным перфорированным экраном 12 и внутренней поверхностью стенок 9. Полости 13 соседних сегментов 6 сообщены между собой через торцы. Каждый радиальный элемент 3 имеет форму трапеции в поперечном сечении и снабжен торцевой стенкой 14 на минимальном радиусе и радиальным перфорированным экраном 15 (фиг. 1), жестко закрепленным внутри радиального элемента 3 с зазором, образующим полость 16 между ними. Последняя сообщается с полостью 13 соответствующего сегмента 6 (фиг. 1). В частности, окружные перфорированные экраны 12 и радиальные перфорированные экраны 15 закреплены при помощи клепок. В частном случае реализации кольцевой топливный коллектор 4 выполнен разборным из секторов, количество которых равно количеству сегментов 6. При этом последний дополнительно соединен с кольцевым элементом 2 посредством штуцеров 10 подвода топлива в его полость 13.In a particular case of implementation, the annular stabilizer contains an
При сборке заявленного устройства на каждый сегмент 6 устанавливают окружной перфорированный экран 12 и радиальный перфорированный экран 15 посредством клепок. После чего из сегментов 6 собирают корпус 1 и устанавливают на него разборный кольцевой топливный коллектор 4. После этого собранную конструкцию устанавливают в форсажную камеру и крепят за средства крепления стабилизатора 11.When assembling the claimed device, a circumferential perforated
При ремонте существует возможность снять один или несколько сегментов 6, не снимая кольцевой стабилизатор с форсажной камеры. Для этого отсоединяют часть топливного коллектора 4 от штуцера 10 подвода топлива и проушины 5, непосредственно установленную на требующем ремонта сегменте 6. Отсоединяют последний от форсажной камеры по его средству крепления стабилизатора 11. За счет податливости конструкции смещают в окружном направлении сегмент 6 сначала в одну сторону, размыкая его соединение с соседним сегментом 6 и смещая его в поперечном направлении от прежнего его положения. Затем смещают его в противоположном направлении, размыкая его соединение со вторым соседним сегментом 6. Установка нового сегмента 6 осуществляется в обратном порядке.When repairing, it is possible to remove one or
В работе кольцевой стабилизатор расположен в требуемом месте проточной части для формирования потока газа вокруг себя требуемым образом. В момент включения форсажа в топливный коллектор 4 Подается топливо, из которого оно попадает в полость 13 кольцевого элемента 2 посредством штуцеров 10 подвода топлива. Из последней топливо попадает в сообщающиеся с ней полости 16 каждого радиального элемента 3. Далее топливо попадает в проточную часть через перфорацию окружного перфорированного экрана 12 и радиального перфорированного экрана 15, что снижает рабочую температуру кольцевого стабилизатора.In operation, the annular stabilizer is located in the required location of the flow path to form the gas flow around itself in the required manner. At the moment the afterburner is turned on, fuel is supplied to the
Охлаждение топливом корпуса 1 и его сегментарное исполнение позволяет повысить ремонтопригодность и ресурс кольцевого стабилизатора и форсажной камеры в целом.The fuel cooling of the
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781459C1 true RU2781459C1 (en) | 2022-10-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810187C1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-12-22 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Flame stabilizer of afterburner of gas turbine engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2218471C1 (en) * | 2002-10-02 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" | Gas-turbine engine afterburner |
RU2258830C1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-08-20 | Акционерное общество отрытого типа Авиамоторный научно-технический комплекс "СОЮЗ" | Turbojet engine afterburner |
EP1593911A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-09 | Snecma | Air and fuel delivery system for a post combustor burning ring |
RU2480604C1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Jet turbine engine |
RU205518U1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-07-19 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | TWO-CIRCUIT TURBOJET ENGINE INJECTOR CHAMBER |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2218471C1 (en) * | 2002-10-02 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" | Gas-turbine engine afterburner |
RU2258830C1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-08-20 | Акционерное общество отрытого типа Авиамоторный научно-технический комплекс "СОЮЗ" | Turbojet engine afterburner |
EP1593911A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-09 | Snecma | Air and fuel delivery system for a post combustor burning ring |
RU2480604C1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Jet turbine engine |
RU205518U1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-07-19 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | TWO-CIRCUIT TURBOJET ENGINE INJECTOR CHAMBER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810187C1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-12-22 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Flame stabilizer of afterburner of gas turbine engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10830440B2 (en) | Combustion systems having bayonet features | |
US10578021B2 (en) | Combustion systems | |
JP3856158B2 (en) | gas turbine | |
US8220246B2 (en) | Impingement cooled crossfire tube assembly | |
RU2343298C2 (en) | Passive thermal expansion control of extensible turbojet engine casing | |
CA2509908C (en) | Combustor liner v-band louver | |
JP2001289062A (en) | Wall surface cooling structure for gas turbine combustor | |
CN106415131B (en) | The turbomachinery combustion chamber of annular | |
CN104454129A (en) | Arrangement comprising a cylinder head and a prechamber system | |
JP2007155326A (en) | Drilled and integrated secondary fuel nozzle and manufacturing method | |
KR20170002624A (en) | Cylinder for combustor, combustor, and gas turbine | |
RU2781459C1 (en) | Ring stabilizer of the afterburner of aircraft engine | |
JP6924039B2 (en) | Sleeve assembly and combustion system | |
RU2677746C2 (en) | Fuel injector for turbomachine | |
US3372542A (en) | Annular burner for a gas turbine | |
US20060093470A1 (en) | Turbine distributor part supplied with cooling air | |
JP2004108768A (en) | Conbustor for gas turbine | |
RU2673032C2 (en) | Combustion gas discharge nozzle for rocket engine, rocket engine with such nozzle and aircraft with said engine | |
DK143911B (en) | COMBUSTION ENGINE WITH A COOLING WATER FLOWED CYLINDER BLOCK | |
EP3256782A1 (en) | Annular combustor for a gas turbine engine | |
RU2779786C1 (en) | Ring stabilizer of the aftercajer of aircraft engine | |
CN102022754A (en) | Circumferentially self expanding combustor support for a turbine engine | |
EP3524885B1 (en) | Combustor panel standoff pin | |
US3910038A (en) | Afterburner fuel injection devices for jet engines | |
US3520134A (en) | Sectional annular combustion chamber |