SE464718B - MOTORATING EXCHANGE-FREE FRONT FLAFT ENGINE - Google Patents

MOTORATING EXCHANGE-FREE FRONT FLAFT ENGINE

Info

Publication number
SE464718B
SE464718B SE8703275A SE8703275A SE464718B SE 464718 B SE464718 B SE 464718B SE 8703275 A SE8703275 A SE 8703275A SE 8703275 A SE8703275 A SE 8703275A SE 464718 B SE464718 B SE 464718B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fan
compressor
gas turbine
rotating
engine according
Prior art date
Application number
SE8703275A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8703275D0 (en
SE8703275L (en
Inventor
J B Taylor
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of SE8703275D0 publication Critical patent/SE8703275D0/en
Publication of SE8703275L publication Critical patent/SE8703275L/en
Publication of SE464718B publication Critical patent/SE464718B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/06Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
    • F02C3/067Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages having counter-rotating rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/072Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with counter-rotating, e.g. fan rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

464 718 2 Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en gasturbinmotor, som uppvisar två stationära ramar, mellan vilka stödjes en gasgeneratorkärnmotor och vilka stödjer en motroterande turbinsektion akter om kärnmotorn och en mot- roterande fläktbladsektion framför kärnmotorn med en motroterande förstärknings- kompressorsektion mellan fläktbladsektionerna. Yet another object of the invention is to provide a gas turbine engine having two stationary frames between which a gas generator core engine is supported and which supports a counter-rotating turbine section aft of the core engine and a counter-rotating fan blade section in front of the core engine with a counter-rotating boost fan section .

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en gas- turbinmotor, hos vilken alla motordelar stöds av kärnmotorns yttre hölje och ett par åtskilda fasta stöd, och varvid motordelarna är inneslutna i en icke-struk- turell stödjande yttre mantel.A further object of the present invention is to provide a gas turbine engine in which all engine parts are supported by the outer casing of the core engine and a pair of spaced apart fixed supports, and the engine parts being enclosed in a non-structural supporting outer shell.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma en gasturbinmotor, som uppvisar en frontmonterad, motroterande fläkt med en ringformig mantel och en motroterande förstärkningskompressor anordnad åtskilt mellan fläktsektio- nerna.A further object of the invention is to provide a gas turbine engine which has a front-mounted, counter-rotating fan with an annular jacket and a counter-rotating boost compressor arranged separately between the fan sections.

Sammanfattning av uppfinningen Ovanstående syften har uppnåtts genom att gasturbinmotorn enligt uppfin- ningen erhållit de i krav 1 angivna kännetecknen.Summary of the invention The above objects have been achieved in that the gas turbine engine according to the invention has obtained the characteristics stated in claim 1.

Föreliggande uppfinning åstadkommer ett turbomaskineri för en frontfläkt- motor med mycket högt förbiledningsförhållande, vilken motor ej utnyttjar någon utväxling mellan fläkten och turbinen och ej heller använder ett stort antal förstärkar- och turbinsteg. Motorn består av motroterande fläktsektioner anslut- na till en motroterande turbin. De anslutande motroterande axlarna mellan fläkten och turbinen passerar genom kärnmotorns centrumhål. En motroterande förstärkningskompressor är likaledes driven av samma axlar. Genom användning av ett arrangemang med motroterande förstärkare och motroterande turbin, kan antalet förstärkar- och turbinsteg allmänt reduceras med en faktor två för en given nivå med avseende på verkningsgrad och varvtal.The present invention provides a turbomachinery for a front fan motor with a very high bypass ratio, which motor does not utilize any gear ratio between the fan and the turbine, nor does it use a large number of amplifier and turbine stages. The engine consists of counter-rotating fan sections connected to a counter-rotating turbine. The connecting counter-rotating shafts between the fan and the turbine pass through the center hole of the core motor. A counter-rotating boost compressor is also driven by the same shafts. By using an arrangement with counter-rotating amplifier and counter-rotating turbine, the number of amplifier and turbine stages can generally be reduced by a factor of two for a given level with respect to efficiency and speed.

Vid en utföringsform är den motroterande förstärkaren belägen axiellt mellan de motroterande främre och bakre fläktsektionerna. Motorn stöds av två axiellt åtskilda stationära stödramar. En centrumkärnmotor innefattande en kompressor, förbrännare och högtrycksturbin stöds av tvåramsstödet. Den mot- roterande turbinen stöds av den bakre stödramen bakom kärnmotorn. Den främre stödramen stöder även den motroterande fläktsektionen och de motroterande för- stärkarsektionerna. Stöttor, som sträcker sig från det främre stödet stödjer även en trumma, som är ringformigt anordnad omkring fläktsektionerna. En gondol är anordnad omkring motorn, varvid gondolen ej bildar något strukturellt stöd för någon av motordelarna. 464 715 Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 är en schematisk tvärsektion av en motroterande, utväxlingsfri front- fläktmotor med högt förbiledningsförhållande, enligt en utföringsform av före- liggande uppfinning, fig 2A och 2B tillsammans visar en mera detaljerad vy av den i fig 1 visade gasturbinmotorn.In one embodiment, the counter-rotating amplifier is located axially between the counter-rotating front and rear fan sections. The motor is supported by two axially separated stationary support frames. A center core engine including a compressor, combustor and high pressure turbine is supported by the two frame frame support. The counter-rotating turbine is supported by the rear support frame behind the core engine. The front support frame also supports the counter-rotating fan section and the counter-rotating amplifier sections. Supports extending from the front support also support a drum which is annularly arranged around the fan sections. A gondola is arranged around the engine, the gondola not forming any structural support for any of the engine parts. 464 715 Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic cross-section of a counter-rotating, gear-free front fan motor with high bypass ratio, according to an embodiment of the present invention, Figs. 2A and 2B together show a more detailed view of the gas turbine engine shown in Fig. 1. .

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Fig 1 visar en gasturbinmotor 10 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Motorn 10 innefattar en längsgående centrumlinjeaxel 12 och en ring- formig mantel 14, som är koaxiellt anordnad omkring axeln 12. Såsom kommer att beskrivas närmare i detalj nedan är manteln 14 icke-strukturell eftersom den ej stödjer någon av motorkomponenterna. Den kan därför konstrueras av tunn metall- plåt, såsom aluminium och/eller kompositmaterial.Detailed Description of the Invention Fig. 1 shows a gas turbine engine 10 according to an embodiment of the present invention. The motor 10 includes a longitudinal centerline shaft 12 and an annular jacket 14 which is coaxially arranged about the shaft 12. As will be described in more detail below, the jacket 14 is non-structural as it does not support any of the motor components. It can therefore be constructed of thin sheet metal, such as aluminum and / or composite material.

Motorn 10 innefattar även en kärngasgenerator allmänt benämnd kärnmotor 16.The engine 10 also includes a nuclear gas generator commonly referred to as a nuclear engine 16.

Denna kärngenerator innefattar en kompressor 18, en förbrännare 20 och en hög- trycksturbin 22, antingen enstaka eller flerstegs. Kärnmotorn bildar en modul eftersom den är en enhet och kan oberoende ersättas separat i förhållande till gasturbinens andra delar. Alla kärnmotorns 16 delar är anordnade koaxiellt omkring motorns 10 längsgående axel 12 axiellt i serie med varandra. En ring- formig drivaxel 24A och 24B förbinder fast kompressorn 18 och högtrycksturbinen 22.This core generator includes a compressor 18, a combustor 20 and a high pressure turbine 22, either single or multi-stage. The core engine forms a module because it is a unit and can be independently replaced separately in relation to the other parts of the gas turbine. All parts of the core motor 16 are arranged coaxially about the longitudinal axis 12 of the motor 10 axially in series with each other. An annular drive shaft 24A and 24B securely connects the compressor 18 and the high pressure turbine 22.

Kärnmotorn stöds på en huvudstödram innefattande ett stationärt stöd 30 och bakre stödelement 32. Dessa ramstöd 30 och 32 stödjer även motorns andra delar.The core motor is supported on a main support frame comprising a stationary support 30 and rear support elements 32. These frame supports 30 and 32 also support the other parts of the motor.

Motorkomponenterna beror ej av den yttre manteln 14, varigenom manteln 14 til- låts vara ett icke-strukturellt element. Gasgeneratorkärnmotorn 16 är anordnad att alstra förbränningsgaser. Tryckluft från kompressorn 18 blandas med bränsle i förbrännaren 20 och antänds, varigenom förbränningsgaser alstras. Visst arbete uttages från dessa gaser av högtrycksturbinen 22, som driver kompressorn 18. Återstoden av förbränningsgaserna utsläpps från gasgeneratorkärnmotorn 16 in i den allmänt vid 34 visade kraftturbinen.The motor components do not depend on the outer jacket 14, whereby the jacket 14 is allowed to be a non-structural element. The gas generator core engine 16 is arranged to generate combustion gases. Compressed air from the compressor 18 is mixed with fuel in the combustor 20 and ignited, whereby combustion gases are generated. Some work is taken from these gases by the high pressure turbine 22, which drives the compressor 18. The remainder of the combustion gases is discharged from the gas generator core engine 16 into the power turbine generally shown at 34.

Kraftturbinen 34 innefattar en första yttre ringformig trumrotor 36, som är roterbart monterad på den bakre stödramen 32. Rotorn 36 innefattar ett flertal första turbinbladrader 38, som sträcker sig radiellt inåt från den och är axiellt åtskilda från varandra. « Kraftturbinen 34 innefattar även en andra, inre ringformig trumrotor 40 anordnad radiellt innanför den första yttre rotorn 36 och de första bladraderna 38. Den andra rotorn 40 innefattar ett flertal andra turbinbladrader 42, som sträcker sig radiellt utåt från den och är axiellt åtskilda. 464 718 Ett roterande ramstöd 44 ger stöd för det yttre turbinrotorhöljet 36 och bladen 38. Detta stöd i sin tur bärs av det bakre stationära stödelementet 32.The power turbine 34 includes a first outer annular drum rotor 36 rotatably mounted on the rear support frame 32. The rotor 36 includes a plurality of first turbine blade rows 38 extending radially inwardly therefrom and axially spaced apart. The power turbine 34 also includes a second inner annular drum rotor 40 disposed radially within the first outer rotor 36 and the first rows of blades 38. The second rotor 40 includes a plurality of second turbine blade rows 42 extending radially outwardly therefrom and axially spaced apart. 464 718 A rotating frame support 44 provides support for the outer turbine rotor housing 36 and the blades 38. This support in turn is supported by the rear stationary support member 32.

Från stödet 44 sträcker sig en inre axel 46. En yttre koaxiell axel 43 är ansluten till den andra, inre rotorn 40. Differentiallagersatser 50 och 52 är kopplade mellan de roterande axlarna 46 och 48.Extending from the support 44 is an inner shaft 46. An outer coaxial shaft 43 is connected to the second, inner rotor 40. Differential bearing sets 50 and 52 are coupled between the rotating shafts 46 and 48.

Kärnmotorn 16 med dess höga varvtal bildar en separat enhetsmodul med sina egna högvarvtalslager. Därför kan de differentiallager, som stöder axlarna 46, 48 vara lågvarvtalslager. Differentiallagerarrangemanget kan innefatta ett lager, som stöds av det andra.The core motor 16 with its high speed forms a separate unit module with its own high speed bearings. Therefore, the differential bearings that support the shafts 46, 48 may be low speed bearings. The differential bearing arrangement may include one bearing, which is supported by the other.

Var och en av de fösta och andra turbinbladraderna 38, 42 innefattar ett flertal perifert åtskilda turbinblad, varvid de första bladraderna 38 är omväx- lande åtskilda av de andra bladraderna 42. Bladen hos de två rotorerna ingriper mellan och omväxlar med varandra. Förbränningsgaser, som strömmar genom blad- raderna 38 och 42 driver de första och andra rotorerna 36, 40 i motroterande riktningar. Axlarna 46 och 48 kommer sålunda även att rotera i motroterande riktningar. Axlarna 46, 48 är koaxiellt anordnade relativt motorns 10 centrum- linje 12 och sträcker sig framåt genom kärnsektionen 16.Each of the first and second turbine blade rows 38, 42 comprises a plurality of circumferentially spaced turbine blades, the first blade rows 38 being alternately separated by the second blade rows 42. The blades of the two rotors engage and alternate with each other. Combustion gases flowing through the blades 38 and 42 drive the first and second rotors 36, 40 in counter-rotating directions. The shafts 46 and 48 will thus also rotate in counter-rotating directions. The shafts 46, 48 are coaxially arranged relative to the center line 12 of the motor 10 and extend forward through the core section 16.

Vid motorns främre del är en frontfläktsektion 54 anordnad. En yttre fläkt- trumma, -tunnel eller -huv 56 omger ringformigt fläktsektionen 54. Huven 56 stöds medelst stag 58, vilka sträcker sig från huvudstödramen 30.At the front part of the engine a front fan section 54 is arranged. An outer fan drum, tunnel or hood 56 surrounds the annular fan section 54. The hood 56 is supported by struts 58 which extend from the main support frame 30.

Fläktsektionen 54 innefattar en första fläktbladrad 60 ansluten till en främre ände av den inre motroterande axeln 46, som sträcker sig mellan turbinen och fläktsektionerna. Fläktsektionen 54 innefattar en andra fläktbladrad 62 ansluten till den främre änden av den inre drivaxeln 48, som likaledes är ansluten mellan turbinen och fläktsektionerna. Var och en av de första och andra fläktbladraderna 60 och 62 innefattar ett flertal perifert åtskilda fläktblad.The fan section 54 includes a first fan blade 60 connected to a front end of the inner counter-rotating shaft 46 which extends between the turbine and the fan sections. The fan section 54 includes a second fan blade 62 connected to the front end of the inner drive shaft 48, which is likewise connected between the turbine and the fan sections. Each of the first and second fan blade rows 60 and 62 includes a plurality of circumferentially spaced fan blades.

Fläktbladraderna 60 och 62 är motroterande, vilket ger en relativt hög fläkt- verkningsgrad och drivverkningsgrad med allmänt lågt absolut spetsvarvtal vid varje fläktbladrad. Fläktbladraderna 60 och 62 sträcker sig radiellt till fläkt- trumman 56 och korsar väsentligen hela luftflödespassagen mellan motorhöljet och huven 56. Fläktbladens ledande och/eller bakre kanter kan vara antingen krökt eller icke-krökt utförda.The fan blade rows 60 and 62 are counter-rotating, which gives a relatively high fan efficiency and drive efficiency with a generally low absolute tip speed at each fan blade row. The fan blade rows 60 and 62 extend radially to the fan drum 56 and cross substantially the entire airflow passage between the motor housing and the hood 56. The leading and / or trailing edges of the fan blades may be either curved or non-curved.

Den motroterande fläktbladraden 62 tjänar till att avlägsna virvel- eller perifera komponenten av luft, som överförs av den motroterande fläktbladraden 60. På detta sätt är stagen 58 ej några utloppsledskenor i den meningen att ingen virvelbildning behöver tas ut av stagen. Därför krävs endast ett relativt litet antal stag 58 för stöd av huven 56. Typiskt behövs endast sex eller åtta fläktramstöd, jämfört med approximativt 40 stöd, där dylika stöd även måste användas för att avlägsna virvelbildningen från luften. 464 71-8 _ Stöden 58 är belägna axiellt framför kärnmotorn 16. Detta tillåter stöd av motorn på ett ställe så nära som möjligt till fläktbladraderna 60 och 62.The counter-rotating fan blade row 62 serves to remove the vortex or peripheral component of air transmitted by the counter-rotating fan blade row 60. In this way, the struts 58 are not outlet guide rails in the sense that no vortex formation needs to be taken out of the stays. Therefore, only a relatively small number of struts 58 are required to support the hood 56. Typically, only six or eight fan frame supports are needed, compared to approximately 40 supports, where such supports must also be used to remove the vortex from the air. 464 71-8 _ The supports 58 are located axially in front of the core motor 16. This allows support of the motor at a location as close as possible to the fan blade rows 60 and 62.

Motorn 10 innefattar vidare en förstärkningskompressor 64. Förstärknings- kompressorn 64 innefattar en första ringformig rotor 66, som även tjänar som inloppsände för huvudströmningsbanan genom motorn. Ett flertal första kompres- sorbladrader 68 sträcker sig radiellt inåt från rotorn 66 och är axiellt åtskilda från varandra. Förstärkningskompressorn 64 innefattar även en andra ringformig rotor 70 anordnad innanför rotorn 66 och innefattar ett flertal andra kompressorbladrader 72, som sträcker sig radiellt utåt därifrån och är axiellt åtskilda. De första och andra kompressorbladraderna 68, 72 ingriper mellan varandra och är motroterande. Rotorn 66 är fästad vid fläktbladraden 62 liksom en främe ände av den yttre axeln 48. På liknande sätt är rotorn 70 fästad vid fläktbladraden 60 och den främre änden av den inre axeln 46.The motor 10 further includes a gain compressor 64. The gain compressor 64 includes a first annular rotor 66, which also serves as the inlet end for the main flow path through the motor. A plurality of first compressor blade rows 68 extend radially inwardly of the rotor 66 and are axially spaced apart. The boost compressor 64 also includes a second annular rotor 70 disposed within the rotor 66 and includes a plurality of second compressor blade rows 72 which extend radially outwardly therefrom and are axially spaced apart. The first and second compressor blade rows 68, 72 engage each other and are counter-rotating. The rotor 66 is attached to the fan blade row 62 as well as a front end of the outer shaft 48. Similarly, the rotor 70 is attached to the fan blade row 60 and the front end of the inner shaft 46.

Var och en av de första och andra kompressorbladraderna 68, 72 innefattar ett flertal perifert åtskilda kompressorblad, varvid bladraderna omväxlar med varandra. Kompressorbladraderna 68 och 72 är motroterande och belägna i den till huvudkärnmotorn 16 ledande strömningspassagen.Each of the first and second compressor blade rows 68, 72 comprises a plurality of circumferentially spaced compressor blades, the blade rows alternating with each other. The compressor blade rows 68 and 72 are counter-rotating and located in the flow passage leading to the main core motor 16.

Den motroterande förstärkningskompressorn 64 tillför en betydelsefull tryckökning till den i kärnmotorn 16 inträdande luften. En fördel med att ha fläktbladraden och kompressorbladraderna drivna av samma drivaxel är att energi uttas optimalt från kraftturbinen 34. Utan drivning av förstärkningskompressor- stegen genom kraftturbinen från axlarna 46 och 48 skulle en separat kompressor med en ytterligare axel och drivturbin erfordras. Om förstärkningskompressor- stegen ej skulle finnas skulle dessutom motorn vara begränsad med avseende på det totala tryckförhållandet, vilket skulle resultera i sämre verkningsgrad. Den roterande förstärkaren ger tillräcklig tryckökning trots den låga fläkthastig- heten. Genom att ha kompressorbladraderna 68 och 72 motroterande är ett mindre antal kompressorbladrader möjligt än vad som skulle erfordras för en enda låg- varvtalskompressor driven endast av en axel.The counter-rotating boost compressor 64 supplies a significant increase in pressure to the air entering the core motor 16. An advantage of having the fan blade row and the compressor blade rows driven by the same drive shaft is that energy is optimally extracted from the power turbine 34. Without driving the boost compressor stages through the power turbine from the shafts 46 and 48, a separate compressor with an additional shaft and drive turbine would be required. In addition, if the boost compressor stages were not present, the engine would be limited in terms of the total pressure ratio, which would result in poorer efficiency. The rotary amplifier provides sufficient pressure increase despite the low fan speed. By having the compressor blade rows 68 and 72 counter-rotating, a smaller number of compressor blade rows is possible than would be required for a single low speed compressor driven by only one shaft.

Vid axlarnas 46 och 48 framände finns det likaså två satser lager 74 och 76, av vilka lagersatsen 76 är en differential. Ej heller dessa stödjer högvarv- talslagret omkring vilket kärnmotorn roterar. En roterande ram 80 är anordnad att stödja de bakre fläktbladen 62 liksom det yttre förstärkarhöljet och bladen.At the front ends of the shafts 46 and 48 there are also two sets of bearings 74 and 76, of which the bearing set 76 is a differential. Nor do these support the high-speed bearing around which the core motor rotates. A rotating frame 80 is provided to support the rear fan blades 62 as well as the outer amplifier housing and the blades.

Den roterande ramen 80 stöds i sin tur av den stationära ramen. En serie tätningar 78 är på lämpligt sätt anordnade för att kvarhålla flödet inom motor- passagerna.The rotating frame 80 is in turn supported by the stationary frame. A series of seals 78 are suitably provided to retain the flow within the engine passages.

Ett viktigt kännetecken hos föreliggande uppfinning är placeringen av förstärkningskompressorn 64. För att reducera det ljud, som härrör från fläktbladsektionerna 60 och 62, måste tillräckligt avstånd föreligga mellan 464 718 bladsektionerna. Avståndet bör företrädesvis vara en och en halv gång mer än det första bladets 60 vingkordalängd. Det bör även finnas ett avstånd mellan den bakre bladsektionen 62 och stöden 58. Företrädesvis bör detta avstånd vara omkring en kordalängd.An important feature of the present invention is the location of the gain compressor 64. To reduce the noise emanating from the fan blade sections 60 and 62, sufficient spacing must be present between the 464,718 blade sections. The distance should preferably be one and a half times greater than the wing cord length of the first blade 60. There should also be a distance between the rear blade section 62 and the supports 58. Preferably this distance should be about a chord length.

Det axiella avståndet mellan fläktbladsektionerna 60 och 62 används föl- f jaktligen för att bestämma läget för de motroterande förstärkarbladen 68 och 72.The axial distance between the fan blade sections 60 and 62 is consequently used to determine the position of the counter-rotating amplifier blades 68 and 72.

Förstärkaren är därigenom belägen inom fläktsektionernas längd och parallellt med luftflödet.The amplifier is thereby located within the length of the fan sections and parallel to the air flow.

Fig 2A och 28 visar tillsammans en mera detaljerad vy av den i fig 1 visade gasturbinmotorn. Samma delar i fig 2A och 2B som i fig 1 har erhållit samma hän- visningsbeteckningar. Vissa ytterligare kännetecken visas emellertid i fig 2A och 2B och dessa kommer att beskrivas i det följande.Figs. 2A and 28 together show a more detailed view of the gas turbine engine shown in Fig. 1. The same parts in Figs. 2A and 2B as in Fig. 1 have received the same reference numerals. However, some additional features are shown in Figures 2A and 2B and these will be described in the following.

Utefter motorns flödesbana, och belägen bakom förstärkningskompressorn 64, befinner sig en roterande ledskeneram 80. Ledskeneramen är ansluten till den yttre rotorn 66 och roterar tillsammans med förstärkningskompressorbladen 68.Along the flow path of the motor, and located behind the boost compressor 64, is a rotating guide rail frame 80. The guide rail frame is connected to the outer rotor 66 and rotates together with the boost compressor blades 68.

Genom införandet av fronfläktbladen 60 kan på detta sätt förstärkningskompres- sorn betraktas såsom en sexstegs förstärkare varvid förstärkningssektionerna hos en bladrad identifieras med bokstaven a och förstärkningssektionerna hos den andra bladraden identifieras med bokstaven b. Den bakre fläktbladraden 62 är belägen i förbiledningsflödet men ej i huvudkärnluftflödet.By inserting the front fan blades 60, the gain compressor can in this way be considered as a six-stage amplifier, the gain sections of one blade row being identified by the letter a and the gain sections of the second blade row identified by the letter b.

Avtappningsluckor 82 är anordnade i ändamål att inställa trycket utefter flödesbanan. Tryckförhållandet vid förstärkarsektionen 64 är högre än fläkt- tryckförhållandet och avtappningsluckorna tjänar till att styra överstegrings- marginalen vid förstärkarna. Ett högre totalt tryckförhållande kan sålunda uppnås. När avtappningsluckorna är öppnade töms luften bakom fläkten. Pumpnings- egenskaperna hos lågtrycksförstärkaren och pumpningsegenskaperna hos kärnan är ej desamma. De anpassas vid det höga varvtal, där motorn normalt löper. Vid lågt varvtal är det emellertid nödvändigt att avlasta trycket så att det ej uppträder något backtryck, varigenom överstegring skulle kunna uppträda. Luckorna öppnas för att avlasta trycket vid lågt varvtal och vid tomgång så att det ej överstegrar förstärkarna.Drain hatches 82 are provided for the purpose of adjusting the pressure along the flow path. The pressure ratio at the amplifier section 64 is higher than the fan pressure ratio and the drain hatches serve to control the overshoot margin at the amplifiers. A higher total pressure ratio can thus be achieved. When the drain doors are opened, the air behind the fan is emptied. The pumping properties of the low pressure amplifier and the pumping properties of the core are not the same. They are adapted to the high speed at which the engine normally runs. At low speeds, however, it is necessary to relieve the pressure so that no back pressure occurs, whereby override could occur. The doors are opened to relieve the pressure at low speed and at idle so that it does not exceed the amplifiers.

De stationära ramelementen 30 vid frontänden och 32 vid bakänden innefattar fasta armar, som sträcker sig därifrån och stödjer kärnmotorn 16. Likaså stöds kraftturbinen 34 av den stationära ramen 32 vid bakänden, och fläkt- och förstärkarsektionerna 54 och 64 stöds av den främre stationära ramen 30. Kärnan roterar utefter en tvålagersats innefattande det främre lagret 26 och det bakre lagret 28.The stationary frame members 30 at the front end and 32 at the rear end include fixed arms extending therefrom and supporting the core motor 16. Likewise, the power turbine 34 is supported by the stationary frame 32 at the rear end, and the fan and amplifier sections 54 and 64 are supported by the front stationary frame 30. The core rotates along a two-layer set including the front bearing 26 and the rear bearing 28.

I! -i 1 464 vis, Motorkomponenterna stöds alla av de två stationära huvudstöden 30 och 32 och kärnmotorns 16 yttre hölje. Det yttre höljet eller gondolen 14 stöder därför icke-strukturell. Ändutblåsningssystemet 84 forsätter att rotera tillsammans med axeln 46. På detta sätt behöver det ej stödjas av den yttre gondolen. Om så önskas skulle emellertid ändmunstycket kunna separeras och ett strukturellt stöd skulle kunna sträcka sig mellan det yttre höljet 14 och ändutblåsningssystemet.IN! In 1,464 ways, the motor components are all supported by the two stationary headrests 30 and 32 and the outer casing of the core motor 16. The outer casing or gondola 14 therefore supports non-structural. The end exhaust system 84 continues to rotate along the shaft 46. In this way, it does not need to be supported by the outer gondola. However, if desired, the end nozzle could be separated and a structural support could extend between the outer casing 14 and the end exhaust system.

I detta fall skulle det emellertid vara nödvändigt att göra höljet 14 struktu- rellt stelt.In this case, however, it would be necessary to make the housing 14 structurally rigid.

Själva kärnmotorn kan vara av typen GE/NASA E3, vars specifikationer är tillgängliga. Eftersom emellertid kärnmotorn är en sammanhängande enhet i sig själv, är det möjligt att ersätta denna motor med andra motorer såsom av typen CF6 eller CFM 56, eller liknande.The core engine itself may be of the GE / NASA E3 type, the specifications of which are available. However, since the core motor is a cohesive unit in itself, it is possible to replace this motor with other motors such as the CF6 or CFM 56 type, or the like.

För att uppnå dragkraftomkastning, kan en dragkraftomkastande enhet av standardtyp införlivas med systemet. Alternativt kan en mekanism med variabel stigning av i och för sig känt slag införlivas i systemet.To achieve traction reversal, a standard traction reversing unit can be incorporated into the system. Alternatively, a variable pitch mechanism of a per se known type can be incorporated into the system.

Fläktarna kommer typiskt att rotera med väsentligen samma varvtal och kan inställas med känd teknik för att modifiera varvtalen till önskade värden.The fans will typically rotate at substantially the same speeds and can be set with known techniques to modify the speeds to desired values.

Ovannämna motor utnyttjar motroterande frontfläktar, som drivs av en mot- roterande turbin. Fläktrotorerna innehåller förstärkningskompressorsteg, vilka används för att överladda kärnmotorn. Antalet förstärkningskompressorsteg beror på graden av önaskad överladdning. Antalet och storleken av de motroterande turbinstegen beror på energikravet och den önskade verkningsgradsnivån. Kärn- motorn består av en kompressor, förbrännare, och turbin med en tillräckligt dimensionerad centrumborrning för att uppta de motroterande turbinaxlarna. Kärn- motorn kan vara konstruerad för att svara mot varierande krav och påkännings- nivåer på skivborrningen, vilka ligger inom tillgängliga gränser.The above-mentioned engine uses counter-rotating front fans, which are driven by a counter-rotating turbine. The fan rotors contain boost compressor stages, which are used to overload the core motor. The number of boost compressor stages depends on the degree of island damage overcharging. The number and size of the counter-rotating turbine stages depend on the energy requirement and the desired efficiency level. The core engine consists of a compressor, combustor, and turbine with a sufficiently dimensioned center bore to accommodate the counter-rotating turbine shafts. The core motor can be designed to meet varying requirements and stress levels on the disc bore, which are within available limits.

Det bör framhållas att motorn är utväxlingslös och att ändock en front- fläktmotor med myycket högt förbiledningsförhållande uppnås, vilken kan ge en reduktion av den specifika bränsleförbrukningen utan komplikationen med en växellåda och tillbehör därtill. Med användning av en sådan motroterande, ut- växlingsfri fronfläktmotor av högt förbiledningsförhållande med en yttre tunnel, kan förbiledningsförhållanden av 10-20 uppnås och effekter av storleksordningen 75 000 hästkrafter eller mera.It should be emphasized that the engine is gearless and that a front fan engine with a very high bypass ratio is still achieved, which can reduce the specific fuel consumption without the complication of a gearbox and accessories. With the use of such a counter-rotating, gear-free front fan motor of high bypass ratio with an outer tunnel, bypass ratios of 10-20 can be achieved and effects of the order of 75,000 horsepower or more.

Claims (11)

464 718 8 Patentkrav.464 718 8 Patent claims. 1. Gasturbinmotor, k ä n n e t e c k n a d av åtskilda väsentligen ringformiga stationära främre och bakre ramstöd (30, °> 32), en kärngasgeneratormotor (16), som stöds mellan ramstöden (30, 32) och innefattar en kärnkompressor (18), förbrännare (20), och turbin (22) i serie- flödesförhållande och anordnad att alstra förbränningsgaser, en bakom kärnmotorn anordnad kraftturbin (34), som stöds av de bakre ram- stöden (32) och innefattar första och andra motroterande turbinbladrader (38, Oh 42) inrättade att rotera första resp andra drivaxlar (46, 48), en för om kärnsektionen (16) anordnad fläktsektion (54), som stöds av det främre ramstödet (30) och innefattar en första fläktbladrad (60) ansluten till den första drivaxeln (46) och en andra fläktbladrad (62) ansluten till den andra drivaxeln (48), en förstärkningskompressor (64) innefattande åtminstone en första kompres- sorbladrad (68) ansluten till den första drivaxeln (46) och åtminstone en andra kompressorbladrad (72) ansluten till den andra drivaxeln (48).Gas turbine engine, characterized by separate substantially annular stationary front and rear frame supports (30, °> 32), a nuclear gas generator engine (16), which is supported between the frame supports (30, 32) and comprises a nuclear compressor (18), combustor (20 ), and turbine (22) in series flow ratio and arranged to generate combustion gases, a power turbine (34) arranged behind the core engine, which is supported by the rear frame supports (32) and comprises first and second counter-rotating turbine blades (38, Oh 42) arranged to rotate first and second drive shafts (46, 48), respectively, a fan section (54) arranged around the core section (16), which is supported by the front frame support (30) and comprises a first fan blade row (60) connected to the first drive shaft (46). ) and a second fan blade row (62) connected to the second drive shaft (48), a boost compressor (64) comprising at least one first compressor blade row (68) connected to the first drive shaft (46) and at least one second compressor blade row (72) connected to the n the second drive shaft (48). 2. Gasturbinmotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de första och andra fläktbladraderna (60, 62) är axiellt åtskilda approximativt en till två gånger vingkordalängden hos den första yttre bladsektionen (60).A gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the first and second fan blade rows (60, 62) are axially spaced approximately one to two times the wing cord length of the first outer blade section (60). 3. Gasturbinmotor enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av en de första och andra bladraderna (60, 62) omgivande ringformig fläkttunnel (56), samt ett flertal radiellt förlöpande stag (58), vilka stödjer fläkttunneln och är axiellt åtskilda från och belägna efter den bakre bladraden med approximativt en vingkordalängd av det andra fläktbladet.Gas turbine engine according to claim 1 or 2, characterized by an annular fan tunnel (56) surrounding the first and second rows of blades (60, 62), and a plurality of radially extending struts (58), which support the fan tunnel and are axially separated from and located after the rear row of blades with approximately one wing cord length of the second fan blade. 4. Gasturbinmotor enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att antalet stag är approximativt 6-8.Gas turbine engine according to claim 3, characterized in that the number of struts is approximately 6-8. 5. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en roterande ledskeneram (80) är belägen utefter huvudflödesbanan mellan förstärkningskompressorn (64) och kärnmotor (16), samt motroterande i förhållande till det bakersta kompressorbladet.Gas turbine engine according to one of the preceding claims 1, characterized in that a rotating guide rail frame (80) is located along the main flow path between the boost compressor (64) and the core motor (16), and counter-rotating relative to the rear compressor blade. 6. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att avtappningsportar (82) är belägna mellan förstärkningskompressorn (64) och kärnmotorn (16) för att lätta på tryckskillnaden i'ändamål att styra överstegringsmarginalen vid förstärkningskompressorn. 9 464 718Gas turbine engine according to any one of the preceding claims 1, characterized in that drain ports (82) are located between the boost compressor (64) and the core engine (16) to facilitate the pressure difference for the purpose of controlling the overshoot margin at the boost compressor. 9 464 718 7. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ett roterande utblåsningssystem (36, 44) är kopplat att rotera med en av turbinbladraderna.Gas turbine engine according to one of the preceding claims, characterized in that a rotating exhaust system (36, 44) is coupled to rotate with one of the turbine blade rows. 8. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att kärnmotorns (16) roterande delar är roterbart monterade på ramstöden via ett högvarvtalslagringssystem, och att kraftturbinen, fläktsektionen och för- stärkningskompressorn är roterbart monterade på ramstöden medelst ett lågvarvs- differentiallagringssystem.Gas turbine engine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating parts of the core engine (16) are rotatably mounted on the frame supports via a high-speed storage system, and that the power turbine, fan section and gain compressor are rotatably mounted on frame supports by means of a low-speed system. 9. Motor enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att ett ringformigt ele- ment, som roterar med en av förstärkningskompressorbladraderna avgränsar en del av ett luftintag hos motorn.9. An engine according to claim 8, characterized in that an annular element which rotates with one of the rows of boost compressor blades defines a part of an air intake of the engine. 10. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav, k äín n e t e c k n a d av att ett icke-strukturellt, ringformigt stödhölje (14) är anordnat omkring kärn- motorn mellan ramstöden.Gas turbine engine according to one of the preceding claims, characterized in that a non-structural, annular support housing (14) is arranged around the core engine between the frame supports. 11. Gasturbinmotor enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att densamma är en motroterande utväxlingsfri frontfläktmotor med högt förbi- ledningsförhållande.Gas turbine engine according to one of the preceding claims, characterized in that it is a counter-rotating gear-free front fan engine with a high bypass ratio.
SE8703275A 1986-08-29 1987-08-24 MOTORATING EXCHANGE-FREE FRONT FLAFT ENGINE SE464718B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US90234186A 1986-08-29 1986-08-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8703275D0 SE8703275D0 (en) 1987-08-24
SE8703275L SE8703275L (en) 1988-03-01
SE464718B true SE464718B (en) 1991-06-03

Family

ID=25415717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8703275A SE464718B (en) 1986-08-29 1987-08-24 MOTORATING EXCHANGE-FREE FRONT FLAFT ENGINE

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP2927790B2 (en)
DE (1) DE3728437C2 (en)
FR (1) FR2603343B1 (en)
GB (1) GB2194593B (en)
IT (1) IT1222555B (en)
SE (1) SE464718B (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812027A1 (en) * 1988-04-11 1989-10-26 Mtu Muenchen Gmbh PROPFAN TURBO ENGINE
US4976102A (en) * 1988-05-09 1990-12-11 General Electric Company Unducted, counterrotating gearless front fan engine
US5010729A (en) * 1989-01-03 1991-04-30 General Electric Company Geared counterrotating turbine/fan propulsion system
US5443590A (en) * 1993-06-18 1995-08-22 General Electric Company Rotatable turbine frame
WO1998000628A1 (en) * 1996-06-28 1998-01-08 Hiroyasu Tanigawa Combined steam and gas turbine engine
DE19824421A1 (en) * 1998-05-30 1999-12-02 Bmw Rolls Royce Gmbh Housing formation on a gas turbine
US6666017B2 (en) * 2002-05-24 2003-12-23 General Electric Company Counterrotatable booster compressor assembly for a gas turbine engine
US6684626B1 (en) * 2002-07-30 2004-02-03 General Electric Company Aircraft gas turbine engine with control vanes for counter rotating low pressure turbines
FR2866073B1 (en) * 2004-02-11 2006-07-28 Snecma Moteurs TURBOREACTOR HAVING TWO SOLIDARITY CONTRAROTATIVE BLOWERS OF A CONTRAROTATIVE LOW-PRESSURE COMPRESSOR
US7950220B2 (en) 2006-06-19 2011-05-31 United Technologies Corporation Turbine engine compressor
DE102008005163B4 (en) 2008-01-19 2009-12-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Aircraft engine
US10961850B2 (en) * 2017-09-19 2021-03-30 General Electric Company Rotatable torque frame for gas turbine engine
FR3095670B1 (en) * 2019-04-30 2021-12-03 Safran Aircraft Engines Improved architecture of a contra-rotating turbine engine
CN109973244A (en) * 2019-05-12 2019-07-05 西北工业大学 From driving by-pass air duct to change shape flabellum compression set

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2404767A (en) * 1941-10-28 1946-07-23 Armstrong Siddeley Motors Ltd Jet propulsion plant
GB586570A (en) * 1943-03-18 1947-03-24 Karl Baumann Improvements in internal combustion turbine plant for propulsion
US3861139A (en) * 1973-02-12 1975-01-21 Gen Electric Turbofan engine having counterrotating compressor and turbine elements and unique fan disposition
US3903690A (en) * 1973-02-12 1975-09-09 Gen Electric Turbofan engine lubrication means
GB2061389B (en) * 1979-10-23 1983-05-18 Rolls Royce Rod installation for a gas turbine engine
NL8303401A (en) * 1982-11-01 1984-06-01 Gen Electric DRIVE TURBINE FOR OPPOSITE ROTATING PROPELLERS.
GB2155110A (en) * 1984-03-02 1985-09-18 Gen Electric High bypass ratio counter-rotating turbofan engine

Also Published As

Publication number Publication date
SE8703275D0 (en) 1987-08-24
IT8721739A0 (en) 1987-08-28
FR2603343B1 (en) 1994-04-08
GB2194593B (en) 1991-05-15
GB2194593A (en) 1988-03-09
JP2927790B2 (en) 1999-07-28
DE3728437C2 (en) 2002-01-31
JPS63134817A (en) 1988-06-07
IT1222555B (en) 1990-09-05
SE8703275L (en) 1988-03-01
FR2603343A1 (en) 1988-03-04
GB8716113D0 (en) 1987-08-12
DE3728437A1 (en) 1988-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4860537A (en) High bypass ratio counterrotating gearless front fan engine
US4790133A (en) High bypass ratio counterrotating turbofan engine
EP1577491B1 (en) Turbine engine arrangements
US4976102A (en) Unducted, counterrotating gearless front fan engine
US6209311B1 (en) Turbofan engine including fans with reduced speed
JP4588306B2 (en) Aircraft gas turbine engine with non-intermeshing counter-rotating low pressure turbine
JP5019721B2 (en) Method and apparatus for assembling a gas turbine engine
EP1403499B1 (en) Counter rotating fan aircraft gas turbine engine with aft booster
CA2440527C (en) Variable torque split aircraft gas turbine engine counter rotating low pressure turbines
EP3124752A1 (en) Gas turbine engine frame assembly
JPH0351899B2 (en)
US4183210A (en) Gas turbine engine powerplants
CN107035431A (en) Engine with variablepiston exit guide blade
EP1825111B1 (en) Counter-rotating compressor case for a tip turbine engine
EP3553303A1 (en) Gas turbine engine and turbine arrangement
CA1262409A (en) Counter rotation power turbine
SE464718B (en) MOTORATING EXCHANGE-FREE FRONT FLAFT ENGINE
US6578351B1 (en) APU core compressor providing cooler air supply
EP1831519B1 (en) Tip turbine engine with multiple fan and turbine stages
JPS58149898A (en) Engine for propelling prop fan type aircraft
GB2405184A (en) A gas turbine engine lift fan with tandem inlet guide vanes
EP3647564B1 (en) Cooling of gas turbine engine accessories
GB2189844A (en) Gas turbine engines
US3462953A (en) Gas turbine jet propulsion engine
GB2038425A (en) Gas Turbine Engine

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8703275-1

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed