RU2803681C1 - Birotating bypass gas turbine engine - Google Patents

Birotating bypass gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2803681C1
RU2803681C1 RU2023103111A RU2023103111A RU2803681C1 RU 2803681 C1 RU2803681 C1 RU 2803681C1 RU 2023103111 A RU2023103111 A RU 2023103111A RU 2023103111 A RU2023103111 A RU 2023103111A RU 2803681 C1 RU2803681 C1 RU 2803681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
birotative
compressor
turbine
birotating
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2023103111A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Application granted granted Critical
Publication of RU2803681C1 publication Critical patent/RU2803681C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas turbine engines.
SUBSTANCE: birotating bypass gas turbine engine containing a non-rotating combustion chamber, a jet nozzle, and a birotating turbine with a birotating compressor. The birotating compressor is made inside the birotating turbine, a fairing is installed concentrically with the outer rotor of the turbine, inside which one working stage of the fan is installed with a fan guide stage behind it, and the non-rotating combustion chamber is made cylindrical, at the junction of the birotating compressor with the birotating turbine with the possibility of turning the air flow from birotating compressor at 180°, and the outlet from the birotating turbine is connected by turning the flow of combustion products by 180° - with a central cylindrical channel inside the birotating compressor and with a jet nozzle at the outlet of the engine. All connections of the stators and rotors of the birotating compressor and birotating turbine to each other and to the combustion chamber are protected by connection protection units.
EFFECT: increased efficiency of the compressor and turbine and simplified design.
8 cl, 9 dwg

Description

Изобретение может использоваться для авиационных ГТД (газотурбинных двигателей) любого назначения, в том числе военных и гражданских с дозвуковой скоростью полета и очень низким расходом топлива.The invention can be used for aviation gas turbine engines (gas turbine engines) for any purpose, including military and civilian ones with subsonic flight speed and very low fuel consumption.

Известен биротативный газотурбинный двигатель по патенту РФ на изобретение №2702317, МПК F02C 3/16, опубл. 07.10.2019 г.A birotative gas turbine engine is known according to RF patent for invention No. 2702317, IPC F02C 3/16, publ. 10/07/2019

Этот биротативный газотурбинный двигатель содержит корпус, на котором установлены жестко трубопроводы подачи окислительного и горючего рабочих тел в рабочее колесо первого ротора, установленного жестко на валу с возможностью вращения, содержащего компрессор для сжатия окислительного рабочего тела, и реактивную турбину, выполненную в виде сегнерова колеса, а также содержащий рабочее колесо второго ротора, установленное соосно и коаксиально вокруг рабочего колеса первого ротора, с возможностью независимого вращения на своем валу в противоположную от первого ротора сторону, рабочее колесо первого ротора выполнено в виде моноблока, установленного жестко на своем валу с возможностью вращения, содержащего двухпоточное закрытое центробежное колесо.This birotative gas turbine engine contains a housing on which pipelines for supplying oxidizing and fuel working fluids to the impeller of the first rotor are rigidly mounted, mounted rigidly on a rotatable shaft, containing a compressor for compressing the oxidizing working fluid, and a reaction turbine made in the form of a Segner wheel, and also containing an impeller of the second rotor, installed coaxially and coaxially around the impeller of the first rotor, with the possibility of independent rotation on its shaft in the direction opposite to the first rotor, the impeller of the first rotor is made in the form of a monoblock, mounted rigidly on its shaft with the possibility of rotation, containing a double-flow closed centrifugal wheel.

Недостаток: сложная конструкция ГТД из-за применения центробежных компрессоров и турбин.Disadvantage: complex design of gas turbine engines due to the use of centrifugal compressors and turbines.

Известен биротативный газотурбинный двигатель по патенту РФ №2347179, МПК Е45В 25/00, опубл. 20.02.2009 г., прототип.A birotative gas turbine engine is known according to RF patent No. 2347179, IPC E45B 25/00, publ. 02/20/2009, prototype.

Этот биротативный газотурбинный двигатель содержит невращающуюся камеру сгорания, реактивное сопло и биротативную турбину с биротативным компрессором, размещенные последовательно друг за другом.This bi-rotative gas turbine engine contains a non-rotating combustion chamber, a jet nozzle and a bi-rotative turbine with a bi-rotative compressor, placed in series one behind the other.

Недостатки: большой осевой габарит двигателя и неоптимальность работы его узлов: компрессора и турбины и их большой вес.Disadvantages: the large axial size of the engine and the suboptimal operation of its components: the compressor and turbine and their heavy weight.

Задачи создания изобретения: повышение эффективности работы компрессора и турбины упрощение конструкции и уменьшение веса и габаритов.Objectives of creating the invention: increasing the efficiency of the compressor and turbine, simplifying the design and reducing weight and dimensions.

Достигнутые технические результаты; повышение эффективности работы компрессора и турбины, упрощение конструкции и уменьшение веса и габаритов.Achieved technical results; increasing the efficiency of the compressor and turbine, simplifying the design and reducing weight and dimensions.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель, содержащий невращающуюся камеру сгорания, реактивное сопло и биротативную турбину с биротативным компрессором, тем, что биротавный компрессор выполнен внутри биротативной турбины, концентрично внешнему ротору турбины установлен обтекатель, внутри которой установлена, одна рабочая ступень вентилира с направляющей ступенью вентилятора за ней, а невращающаяся камера сгорания выполнена цилиндрической, в месте стыка биротативного компрессора с биротативной турбиной с возможностью поворота воздушного потока из биротативного компрессора на 180°, а выход из биротативной турбины соединен посредством поворота потока продуктов сгорания на 180° - с центральным цилиндрическим каналом внутри биротативного компрессора и с реактивным соплом на выходе из двигателя, а все соединения статоров и роторов биротативного компрессора и биротативной турбины между собой и с камерой сгорания защищены узлами защиты соединений.The solution to these problems is achieved due to the fact that a two-circuit bi-rotative gas turbine engine containing a non-rotating combustion chamber, a jet nozzle and a bi-rotative turbine with a bi-rotative compressor, the fact that the bi-rotative compressor is made inside the bi-rotative turbine, a fairing is installed concentrically with the outer rotor of the turbine, inside which is installed one the working stage of the fan with the fan guide stage behind it, and the non-rotating combustion chamber is made cylindrical, at the junction of the birotation compressor with the birotation turbine with the possibility of rotating the air flow from the birotation compressor by 180°, and the outlet from the birotation turbine is connected by rotating the flow of combustion products by 180 ° - with a central cylindrical channel inside the birotation compressor and with a jet nozzle at the engine outlet, and all connections of the stators and rotors of the birotation compressor and the birotation turbine to each other and to the combustion chamber are protected by connection protection units.

Внутренний вал биротативного компрессора может быть соединен с первой рабочей ступенью винтовентилятора.The internal shaft of a birotative compressor can be connected to the first working stage of a propfan.

Внешний вал биротативной турбины может быть соединен с второй рабочей ступенью винтовентилятора.The external shaft of the birotation turbine can be connected to the second working stage of the propfan.

Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель может содержать передний, средний и задний подшипники, которые содержат системы смазки.A bi-rotative gas turbine engine may contain front, middle and rear bearings, which contain lubrication systems.

Передний подшипник может быть установлен под первой направляющей ступенью вентилятора, средний подшипник - под невращающейся камерой между внешним валом биротативного компрессора и промежуточным ротором, а задний подшипник - на выходе внутреннего ротора биротативного компрессора из - под невращающейся камеры между внешним валом биротативного компрессора и промежуточным ротором,The front bearing can be installed under the first guide stage of the fan, the middle bearing - under the non-rotating chamber between the outer shaft of the birotation compressor and the intermediate rotor, and the rear bearing - at the outlet of the inner rotor of the birotation compressor from under the non-rotating chamber between the outer shaft of the birotation compressor and the intermediate rotor,

Узлы защиты соединений могут быть оборудованы уплотнениями, подшипниками скольжения и упорными подшипниками.Connection protection units can be equipped with seals, plain bearings and thrust bearings.

Реактивное сопло может быть выполнено вращающимся от внутреннего ротора биротативного компрессора.The jet nozzle can be configured to rotate from the internal rotor of the birotative compressor.

Все подшиники может быть оборудованы маслосимой с охлаждение масла.All bearings can be equipped with an oil cooler.

Условные обозначения принятые в описании:Conventions used in the description:

невращающаяся камера сгорания - 1,non-rotating combustion chamber - 1,

реактивное сопло - 2,jet nozzle - 2,

биротативный компрессор - 3,birotative compressor - 3,

внутренний ротор компрессора - 4,internal compressor rotor - 4,

промежуточный ротор - 5,intermediate rotor - 5,

направляющий аппарат компрессора - 6,compressor guide vane - 6,

рабочая лопатка компрессора - 7,compressor blade - 7,

биротативиая турбина - 8,birotative turbine - 8,

внешний ротор турбины - 9,external turbine rotor - 9,

сопловой аппарат турбины - 10,turbine nozzle apparatus - 10,

рабочее колесо турбины - 11,turbine impeller - 11,

входной обтекатель - 12,entrance fairing - 12,

воздухозаборник - 13,air intake - 13,

внутренняя полость камеры - 14,internal cavity of the chamber - 14,

воздушная полость - 15,air cavity - 15,

отсек горения - 16,combustion compartment - 16,

форсуночная плита - 17,nozzle plate - 17,

топливо-воздушная форсунка - 18,fuel-air injector - 18,

жаровая труба - 19,flame tube - 19,

узел защиты соединений - 20,connection protection unit - 20,

уплотнение - 21,seal - 21,

подшипник скольжения - 22,sliding bearing - 22,

упорный подшипник - 23,thrust bearing - 23,

топливопровод - 24,fuel line - 24,

насос основной - 25,main pump - 25,

основной отсечной клапан - 26,main shut-off valve - 26,

центральная передняя панель - 27,central front panel - 27,

передняя панель - 28,front panel - 28,

цилиндрическая центральная полость - 29,cylindrical central cavity - 29,

первая рабочая ступень вентилятора - 30,the first operating stage of the fan is 30,

первая рабочая лопатка вентилятора - 31,first fan blade - 31,

первая направляющая ступень вентилятора - 32,first guide stage of the fan - 32,

первая направляющая лопатка вентилятора - 33,first fan guide blade - 33,

второй контур - 34,second circuit - 34,

обтекатель - 35,fairing - 35,

задние ребра обтекателя - 36,rear fins of the fairing - 36,

сопло второго контура - 37,secondary circuit nozzle - 37,

задняя опора - 38,rear support - 38,

средняя опора - 39,middle support - 39,

первое входное отверстие воздуха - 40,first air inlet - 40,

второе входное отверстие воздуха - 41,second air inlet - 41,

бак топлива - 42,fuel tank - 42,

бак масла - 43,oil tank - 43,

маслопровод - 44,oil line - 44,

масляная полость - 45,oil cavity - 45,

топливный коллектор - 46,fuel manifold - 46,

отверстия жаровой трубы - 47flame tube holes - 47

внутренняя стенка жаровой трубы - 48,inner wall of the flame tube - 48,

внешняя стенка жаровой трубы - 49,outer wall of the flame tube - 49,

выходной канал - 50,output channel - 50,

первая ступень винтовентилятора - 51,first stage of the propfan - 51,

лопатка первой ступени винтовентилятора - 52,blade of the first stage of the propfan - 52,

втулка первой ступени лоратки винтовентиляторам - 53,bushing of the first stage of the lorat for propfans - 53,

вторая ступень винтовентилятора - 54,second stage of the propfan - 54,

лопатка второй ступени винтовентилятора - 55,blade of the second stage of the propfan - 55,

втулка второй ступени лопатки винтовентиляторам - 56,bushing of the second stage of the propfan blade - 56,

кожух камеры сгорания - 57,combustion chamber casing - 57,

уплотнение камеры сгорания - 58,combustion chamber seal - 58,

внутренне уплотнение - 59,internal seal - 59,

отвод масла - 60,oil drain - 60,

теплообменник - 61,heat exchanger - 61,

вентилятор - 62,fan - 62,

возвратная труба масла - 63,oil return pipe - 63,

гофрированный лист - 64,corrugated sheet - 64,

продольное ребро - 65,longitudinal rib - 65,

передний подшипник - 66.front bearing - 66.

Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1-9), где:The essence of the invention is illustrated in the drawings (Fig. 1-9), where:

на фиг. 1 приведен внешний вид биротативного газотурбинного двигателя с одним первым рабочим ротором внешнего вентилятора,in fig. Figure 1 shows the appearance of a birotation gas turbine engine with one first working rotor of an external fan,

на фиг. 2 приведен вид по А на входе в двигатель,in fig. Figure 2 shows a view along A at the engine inlet,

на фиг. 3 приведен узел соединения,in fig. 3 shows the connection node,

на фиг. 4 приведена камера сгорания,in fig. 4 shows the combustion chamber,

на фиг. 5 приведены невращающаяся камера сгорания и реактивное сопло,in fig. 5 shows a non-rotating combustion chamber and a jet nozzle,

на фиг. 6 приведен разез С-С по первым отвертиям на внешем роторе турбины,in fig. Figure 6 shows a section C-C along the first holes on the external rotor of the turbine,

на фиг. 7 приведен внеший ротор турбины с первое входное отверстие воздуха,in fig. Figure 7 shows the outer turbine rotor with the first air inlet,

на фиг. 8 приведена разрез Ε-Ε,in fig. 8 shows the section Ε-Ε,

на фиг. 9 привено задняя часть двигателя с реактивны соплом и его работа.in fig. 9 shows the rear part of the engine with a jet nozzle and its operation.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…9.The essence of the invention is illustrated in Fig. 1…9.

Биротативный газотурбинный двигатель содержит (фиг. 1) невращающуюся камеру сгорания 1 и реактивное сопло 2, которое вращается вместе с внутренним ротором компрессора 4.A birotative gas turbine engine contains (Fig. 1) a non-rotating combustion chamber 1 and a jet nozzle 2, which rotates together with the internal rotor of the compressor 4.

Кроме того, он содержит биротативный компрессор 3, внутренний ротор компрессора 4, промежуточный ротор 5, направляющие аппараты компрессора 6, рабочие лопатки компрессора 7.In addition, it contains a birotative compressor 3, an internal compressor rotor 4, an intermediate rotor 5, compressor guide vanes 6, and compressor rotor blades 7.

Биротативная турбина 8 содержит внешний ротор турбины 9, сопловые аппараты турбины 10, рабочее колесо турбины 11, входной обтекатель 12, воздухозаборник 13 (фиг. 1).The birotation turbine 8 contains an external turbine rotor 9, turbine nozzles 10, a turbine impeller 11, an inlet fairing 12, and an air intake 13 (Fig. 1).

Возможно исполнение двигателя: с одной рабочей ступенью вентилятора (фиг. 1) с небольшой степенью двухконтурности 0,2-0,3.The engine can be designed with one fan operating stage (Fig. 1) with a low bypass ratio of 0.2-0.3.

Невращающаяся камера сгорания 1 (Фиг. 1 и 4) содержит внутренню полость камеры 14, воздушную полость 15, отсек горения 16, форуночную плиту 17, топливо-воздушные форсунки 18 и жаровую трубу 19.Non-rotating combustion chamber 1 (Fig. 1 and 4) contains an internal chamber cavity 14, an air cavity 15, a combustion compartment 16, a burner plate 17, fuel-air nozzles 18 and a flame tube 19.

В двигателе на его входе (Фиг. 1) установлена первая рабочая ступень вентилятора 30 с первыми рабочая лопатками вентилятора 31, первую направляющую ступень вентилятора 32 с первыми направляющими лопатками вентилятора 33.In the engine at its inlet (Fig. 1) there is installed the first working stage of the fan 30 with the first working blades of the fan 31, the first guide stage of the fan 32 with the first guide blades of the fan 33.

Первая рабочая ступень вентилятора 30 прикреплена к внутреннему ротору компрессора 4, а первая направляющая ступень вентилятора 32 установлена между обтекателем 35 и внешним ротором турбины 9.The first operating stage of the fan 30 is attached to the inner rotor of the compressor 4, and the first guide stage of the fan 32 is installed between the fairing 35 and the outer rotor of the turbine 9.

Кроме того, все ротора 4, 5 и 9 имеют с обеих сторон узел зашиты соединений 20, который содержит уплотнения 21, подшипник скольжения 22 и упорный подшипник 23 (фиг. 3).In addition, all rotors 4, 5 and 9 have a connection protection unit 20 on both sides, which contains seals 21, a plain bearing 22 and a thrust bearing 23 (Fig. 3).

Важным узлом являются уплотнения 21. Они должны работать при высоких температурах длительное время.An important component is the seals 21. They must operate at high temperatures for a long time.

Примером такого уплотнения можно считать изобретение РФ №2695874, МПК F16J 15/08, опубл. 29.07.2019 г., разработанное РАН (институт им. А.А. Благонравова).An example of such a seal can be considered the invention of the Russian Federation No. 2695874, IPC F16J 15/08, publ. 07/29/2019, developed by the Russian Academy of Sciences (A.A. Blagonravov Institute).

Предложено выполнить уплотнение в виде кремнеземного полого шнура.It is proposed to make the seal in the form of a silica hollow cord.

Топливопровод 24 (фиг. 1) содержит насос 25 с основным отсечным клапаном 26 и соединен с топливным коллектором 46 для подачи топлива в топливные форсунки 18.Fuel line 24 (FIG. 1) contains a pump 25 with a main shut-off valve 26 and is connected to a fuel manifold 46 to supply fuel to fuel injectors 18.

В передней части двигателя установлены неподвижная центральная передняя панель 27 и передняя панель 28, внутри внутреннего биротативного компрессора 3 выполнена цилинричечув центральная полость 29.A fixed central front panel 27 and a front panel 28 are installed in the front part of the engine; a cylindrical central cavity 29 is made inside the internal birotative compressor 3.

Воздух к невнащающейся камере сгорания 1 подводится через первые входные отверстия 40 и через вторые входные отверстия 41 приведенные более детально на фиг. 9 и 10. Больша часть воздуха (около 90% поступает в воздушную полость 15 для питания топливно-воздушных форсунок 18, установленных на форсуночной плите 17, и сообщающихся с топливным коллентором 46 (Фиг. 1 и 4).Air is supplied to the unaffected combustion chamber 1 through the first inlet openings 40 and through the second inlet openings 41, shown in more detail in FIG. 9 and 10. Most of the air (about 90% enters the air cavity 15 to power the fuel-air injectors 18 mounted on the nozzle plate 17 and communicating with the fuel manifold 46 (Fig. 1 and 4).

Передний подшипник 66 может быть установлен под первой направляющей ступенью вентилятора 30, средний подшипник 39 - под невращающейся камерой 2 между внешним валом биротативного компрессора 4 и промежуточным ротором 9, а задний подшипник 38- на выходе внутреннего ротора биротативного компрессора 4 из - под невращающейся камеры 2 между внешним валом биротативного компрессора 4 и промежуточным ротором 9,The front bearing 66 can be installed under the first guide stage of the fan 30, the middle bearing 39 - under the non-rotating chamber 2 between the outer shaft of the birotation compressor 4 and the intermediate rotor 9, and the rear bearing 38 - at the exit of the internal rotor of the birotation compressor 4 from under the non-rotating chamber 2 between the outer shaft of the birotative compressor 4 and the intermediate rotor 9,

Все подшипники 66, 39 и 38 оборудованы системами смазки и охлаждения масла. Далее будет подробнее показана эта система (маслонасосы и фильтры и другая арматура систему смазки и охлаждения масла на фиг. 1-9 не показаны),All bearings 66, 39 and 38 are equipped with lubrication and oil cooling systems. This system will be shown below in more detail (oil pumps and filters and other fittings for the lubrication and oil cooling system are not shown in Fig. 1-9),

Невращающаяся камера сгорания 1 содержит жаровую трубу 19 с внутренней стенкой жаровой трубы 48 и внешней стенкой жаровой трубы 49. В этих стенках выполнены отверстия жаровой трубы 47 для ее охлаждения. (Фиг. 1 и 4).The non-rotating combustion chamber 1 contains a flame tube 19 with an inner wall of the flame tube 48 and an outer wall of the flame tube 49. In these walls, holes are made in the flame tube 47 for its cooling. (Fig. 1 and 4).

Выходной канал жаровой трубы 40 выполнен цилиндрическим в виде пустотелого цилиндра и для предотвращения обгорания и защищен гофрированным листом 64 (фиг. 8). В задней части двигателя (фиг. 1 и 9) установлено реактивное сопло 2, которое выполнено вращающимся вместе с внутренним ротором компрессора 4 и имеет внутри продольные ребра 65, которые закручивают выхлопные продукты сгорания, а это способствует закрутке холодного воздуха, выходящего из тракта 2-го контура 34 (фиг. 9). Это способствует повышению тяги двигателя и снижению удельного расхода топлива.The outlet channel of the flame tube 40 is made cylindrical in the form of a hollow cylinder and is protected by a corrugated sheet 64 to prevent burning (Fig. 8). At the rear of the engine (Figs. 1 and 9) there is a jet nozzle 2, which is designed to rotate together with the internal rotor of the compressor 4 and has longitudinal ribs 65 inside, which swirl the exhaust combustion products, and this contributes to the swirling of cold air leaving the duct 2- th circuit 34 (Fig. 9). This helps to increase engine thrust and reduce specific fuel consumption.

РАБОТА ДВУХКОНТУРНОГО БИРОТАТИВНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯOPERATION OF DOUBLE-CIRCUIT BIROTATIVE GAS TURBINE ENGINE

Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель, как упомянуто ранее, содержит (фиг. 1…9) невращающуюся камеру сгорания 1 и реактивное сопло 2 (фиг. 1). Невращающаяся камера сгораний 1 крепится к крылу самолета.A double-circuit birotative gas turbine engine, as mentioned earlier, contains (Fig. 1...9) a non-rotating combustion chamber 1 and a jet nozzle 2 (Fig. 1). Non-rotating combustion chamber 1 is attached to the aircraft wing.

В биротативном компрессоре 3, проходя между направляющими аппаратами компрессора 6 и рабочими лопатками компрессора 7 (фиг. 1) воздух сжимается до 30…40 раз и более. Одновременно вращение с внутреннего ротора компрессора 4 передается на первые рабочие лопатки вентилятора 31 первой рабочей ступени вентилятора 30.In the birotative compressor 3, passing between the guide vanes of the compressor 6 and the working blades of the compressor 7 (Fig. 1), the air is compressed up to 30...40 times or more. At the same time, rotation from the internal rotor of the compressor 4 is transmitted to the first working blades of the fan 31 of the first working stage of the fan 30.

Потом поток сжатого воздуха первого контура поворачивается ни 180 для входа в невращающуюся камеру сгорания 1 и далее продукты сгорания идут в биротативную турбину 8.Then the flow of compressed air from the primary circuit turns 180 to enter the non-rotating combustion chamber 1 and then the combustion products go into the bi-rotating turbine 8.

Проходя под внешним ротором турбины 9 через сопловые аппараты турбины 10 и рабочие колеса турбины 11 продукты сгорания отдают мощность биротативной турбине 8 для привода компрессора 3 и для создания тяги в реактивном сопле 2 (фиг. 1 и 4)Passing under the outer rotor of the turbine 9 through the nozzle devices of the turbine 10 and the impellers of the turbine 11, the combustion products give power to the birotation turbine 8 to drive the compressor 3 and to create thrust in the jet nozzle 2 (Figs. 1 and 4)

Для этого поток продуктов сгорания еще раз поворачивают на 180° во входном обтекателе 12 для подачи в цилиндрическую центральную полость 29. (подробнее показано на фиг. 1 и 2). Поток продуктов сгорания проходит между воздухозаборниками 13 для дальнейшего продвижения в цилиндрическую центральную полость 29 и далее в реактивное сопло 2. Реактивное сопло 2 выполнено вращающимся вместе с внутренним ротором компрессора 4.To do this, the flow of combustion products is once again rotated by 180° in the inlet fairing 12 to be fed into the cylindrical central cavity 29 (details shown in Figs. 1 and 2). The flow of combustion products passes between the air intakes 13 for further advancement into the cylindrical central cavity 29 and then into the jet nozzle 2. The jet nozzle 2 is designed to rotate together with the internal rotor of the compressor 4.

Невращающаяся камера сгорания 1 (Фиг. 1) содержит внутреннюю полость камеры 14 (Фиг. 4), которая делится на воздушную полость 15 и отсек горения 16 форсуночной плитой 17. На форсуночной плите 17 со стороны отсека горения 16 установлены топливо=воздушные форсунки 18, а со стороны воздушной полости 15 - топливный коллектор 19,The non-rotating combustion chamber 1 (Fig. 1) contains the internal cavity of the chamber 14 (Fig. 4), which is divided into an air cavity 15 and a combustion compartment 16 by a nozzle plate 17. On the nozzle plate 17 from the side of the combustion compartment 16, fuel = air nozzles 18 are installed, and on the side of the air cavity 15 - fuel manifold 19,

В невращающейся камере сгорания 1In a non-rotating combustion chamber 1

Кроме того, все ротора 4, 5 и 9 имеют с обеих сторон узлы защиты соединений 20. Узел защиты соединений 20 содержит уплотнение 21, подшипник скольжения 22, и упорный подшипник 23 (фиг. 5).In addition, all rotors 4, 5 and 9 have connection protection units 20 on both sides. The connection protection unit 20 contains a seal 21, a plain bearing 22, and a thrust bearing 23 (Fig. 5).

Топливопровод 24 (фиг. 1) содержит насос 25 с отсечным клапан 26 и соединен с топливным коллектором 46.Fuel line 24 (Fig. 1) contains a pump 25 with a shut-off valve 26 and is connected to the fuel manifold 46.

В передней части двигателя установлены центральная передняя панель 27 и передняя панель 28, которая вращается.At the front of the engine, a central front panel 27 and a front panel 28, which rotates, are installed.

На фиг. 8 приведен разрез С-С. Стенки жаровой трубы 48 и 49 установлены с радиальными зазорами δ. В радиальных зазорах δ установлены гофрированные листы 64.In fig. Figure 8 shows the section C-C. The walls of the flame tube 48 and 49 are installed with radial clearances δ. Corrugated sheets 64 are installed in the radial gaps δ.

На фиг. 9 приведено реактивное сопло 2 и его работа.In fig. Figure 9 shows the jet nozzle 2 and its operation.

Реактивное сопло 2 выполнено вращающимся вместе с внешним ротором биротативного компрессора 4. Внутри реактивного сопла 2 установлены продольные ребра 65, которые закручивают выхлопной поток первого контураThe jet nozzle 2 is designed to rotate together with the external rotor of the birotative compressor 4. Inside the jet nozzle 2, longitudinal ribs 65 are installed, which spin the exhaust flow of the primary circuit

Вследствие этого осуществляется перемешивание горячих продуктов сгорания и холодного воздуха после ступеней винтовентиляторов 51 и 53.As a result, the hot combustion products and cold air are mixed after the propfan stages 51 and 53.

Это увеличивает тягу двигателя и снижает удельный расход топлива.This increases engine thrust and reduces specific fuel consumption.

Применение изобретения позволило:The use of the invention allowed:

- создать двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель с максимальным количеством вращающихся роторов,- create a two-circuit birotative gas turbine engine with the maximum number of rotating rotors,

- отказаться от редуктора для уменьшения веса количества оборудования,- abandon the gearbox to reduce the weight of the amount of equipment,

- значительно улучить прочностные и аэродинамические показатели и уменьшить длину двигателя почти на 50% и его вес в 3…4 раза,- significantly improve strength and aerodynamic parameters and reduce the length of the engine by almost 50% and its weight by 3...4 times,

- уменьшить напряжение от действия центробежных сил на вращающиеся детали,- reduce stress from the action of centrifugal forces on rotating parts,

- обеспечить дозвуковые полеты гражданских и военных самолетов с очень низким расходом топлива,- ensure subsonic flights of civil and military aircraft with very low fuel consumption,

- надежно перемешать потоки первого и второго контуров на выхлопе для увеличения тяги двигателя и уменьшения удельного расхода топлива.- reliably mix the flows of the first and second exhaust circuits to increase engine thrust and reduce specific fuel consumption.

Claims (8)

1. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель, содержащий невращающуюся камеру сгорания, реактивное сопло и биротативную турбину с биротативным компрессором, отличающийся тем, что биротативный компрессор выполнен внутри биротативной турбины, концентрично внешнему ротору турбины установлен обтекатель, внутри которого установлена одна рабочая ступень вентилятора с направляющей ступенью вентилятора за ней, а невращающаяся камера сгорания выполнена цилиндрической, в месте стыка биротативного компрессора с биротативной турбиной с возможностью поворота воздушного потока из биротативного компрессора на 180°, а выход из биротативной турбины соединен посредством поворота потока продуктов сгорания на 180° - с центральным цилиндрическим каналом внутри биротативного компрессора и с реактивным соплом на выходе из двигателя, а все соединения статоров и роторов биротативного компрессора и биротативной турбины между собой и с камерой сгорания защищены узлами защиты соединений.1. A two-circuit birotative gas turbine engine containing a non-rotating combustion chamber, a jet nozzle and a birotative turbine with a birotative compressor, characterized in that the birotative compressor is made inside the birotative turbine, a fairing is installed concentrically with the outer rotor of the turbine, inside which one working stage of the fan with a fan guide stage is installed behind it, and the non-rotating combustion chamber is made cylindrical, at the junction of the birotation compressor with the birotation turbine with the possibility of rotating the air flow from the birotation compressor by 180°, and the outlet from the birotation turbine is connected by rotating the flow of combustion products by 180° - with a central cylindrical channel inside birotative compressor and with a jet nozzle at the engine outlet, and all connections of the stators and rotors of the birotative compressor and birotative turbine with each other and with the combustion chamber are protected by connection protection units. 2. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что внутренний вал биротативного компрессора соединен с первой рабочей ступенью винтовентилятора.2. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the internal shaft of the birotative compressor is connected to the first working stage of the propfan. 3. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что внешний вал биротативной турбины соединен с второй рабочей ступенью винтовентилятора.3. A two-circuit birotative gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the outer shaft of the birotative turbine is connected to the second working stage of the propfan. 4. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он содержит передний, средний и задний подшипники, которые содержат системы смазки.4. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 1, characterized in that it contains front, middle and rear bearings, which contain lubrication systems. 5. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 4, отличающийся тем, что передний подшипник установлен под первой направляющей ступенью вентилятора, средний подшипник - под невращающейся камерой между внешним валом биротативного компрессора и промежуточным ротором, а задний подшипник - на выходе внутреннего ротора биротативного компрессора из-под невращающейся камеры между внешним валом биротативного компрессора и промежуточным ротором.5. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 4, characterized in that the front bearing is installed under the first guide stage of the fan, the middle bearing is installed under the non-rotating chamber between the outer shaft of the birotative compressor and the intermediate rotor, and the rear bearing is installed at the exit of the internal rotor of the birotative compressor from -under the non-rotating chamber between the outer shaft of the birotative compressor and the intermediate rotor. 6. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что узлы защиты соединений оборудованы уплотнениями, подшипниками скольжения и упорными подшипниками.6. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the connection protection units are equipped with seals, plain bearings and thrust bearings. 7. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что реактивное сопло выполнено вращающимся от внутреннего ротора биротативного компрессора.7. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the jet nozzle is made rotating from the internal rotor of the birotative compressor. 8. Двухконтурный биротативный газотурбинный двигатель по п. 4, отличающийся тем, что все подшипники оборудованы маслосистемой с охлаждением масла.8. Double-circuit birotative gas turbine engine according to claim 4, characterized in that all bearings are equipped with an oil system with oil cooling.
RU2023103111A 2023-02-09 Birotating bypass gas turbine engine RU2803681C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803681C1 true RU2803681C1 (en) 2023-09-19

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0426500A1 (en) * 1989-11-03 1991-05-08 ROLLS-ROYCE plc Tandem fan engine
RU2418969C2 (en) * 2009-03-03 2011-05-20 Андрей Владимирович Грехнев Turbojet engine
WO2017013366A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Safran Aircraft Engines Aircraft comprising two contra-rotating fans to the rear of the fuselage, with spacing of the blades of the downstream fan
RU2727532C1 (en) * 2019-11-29 2020-07-22 Владимир Дмитриевич Куликов Turbojet engine
CN113982781A (en) * 2021-08-18 2022-01-28 高阳 Compressor multi-rotor impeller and turbine multi-rotor full-contra-rotating aero-engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0426500A1 (en) * 1989-11-03 1991-05-08 ROLLS-ROYCE plc Tandem fan engine
RU2418969C2 (en) * 2009-03-03 2011-05-20 Андрей Владимирович Грехнев Turbojet engine
WO2017013366A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Safran Aircraft Engines Aircraft comprising two contra-rotating fans to the rear of the fuselage, with spacing of the blades of the downstream fan
RU2727532C1 (en) * 2019-11-29 2020-07-22 Владимир Дмитриевич Куликов Turbojet engine
CN113982781A (en) * 2021-08-18 2022-01-28 高阳 Compressor multi-rotor impeller and turbine multi-rotor full-contra-rotating aero-engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10927791B2 (en) Engine assembly with combined engine and cooling exhaust
US10927734B2 (en) Turboprop engine assembly with combined engine and cooling exhaust
US10240522B2 (en) Auxiliary power unit with combined cooling of generator
CA2921392C (en) Compound engine assembly with coaxial compressor and offset turbine section
CA2921375C (en) Engine intake assembly with selector valve
US10533489B2 (en) Compound engine assembly with common inlet
CN109028142B (en) Propulsion system and method of operating the same
CA2921379C (en) Compound engine assembly with modulated flow
RU2803681C1 (en) Birotating bypass gas turbine engine
EP4137686A1 (en) Propulsion systems for aircraft
RU2805947C1 (en) Birotating bypass gas turbine engine
RU2735040C1 (en) Gas transfer unit
RU2379532C1 (en) Nuclear gas turbine aircraft engine
RU2376483C1 (en) Nuclear gas turbine engine with afterburning
RU2349775C1 (en) Nuclear gas-turbine aviation engine
CN114076035B (en) Air turbine starter with primary and secondary airflow paths
RU2375219C1 (en) Nuclear gas turbine locomotive and its power plant
RU2334115C1 (en) Double-stage gas turbine engine
CN116878031A (en) Trapped vortex combustion chamber and aeroengine
RU2336429C1 (en) Nuclear gas turbine engine
WO2020040716A1 (en) Gas turbine engine having heat exchanger
CN117988985A (en) Air guide for a gas turbine engine