RU2711895C2 - Double-flow jet turbine engine - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: double-flow turbojet engine comprises gas generator of internal circuit with compressor, combustion chamber and turbine, connected by gas generator shaft with compressor, intermediate housing and fan connected by shaft to turbine of fan, auxiliary units are driven by inner circuit gas generator shaft via central conical drive and set of gears. Auxiliary units are installed on annular separator of intermediate housing. Set of gears for driving auxiliary units is arranged inside annular separator.

EFFECT: invention is aimed at simplification of the design.

1 cl, 1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению, а именно к двухконтурному турбореактивному двигателю.The invention relates to a gas turbine engine, and in particular to a dual-circuit turbojet engine.

Известен двухконтурный турбореактивный двигатель SaM 146, состоящий из узлов вентилятора, турбины вентилятора, газогенератора и силового промежуточного корпуса с закрепленной на его наружном корпусе коробкой агрегатов [Киселев Ю.В. Двигатель SaM 146. Устройство основных узлов. Электронное учебное пособие, Ю.В. Киселев, Д.Ю. Киселев; Минобрнауки России, Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева - Самара, 2012].Known dual-circuit turbojet engine SaM 146, consisting of fan assemblies, fan turbines, gas generator and power intermediate housing with a gearbox mounted on its outer housing [Yu.V. Kiselev Engine SaM 146. The device of the main components. Electronic manual, Yu.V. Kiselev, D.Yu. Kiselev; Ministry of Education and Science of Russia, Samara State Aerospace University S.P. The Queen - Samara, 2012].

Недостатком известного двигателя являются его большие габариты по причине размещения коробки приводных агрегатов снаружи на корпусе двигателя, что затрудняет установку двигателя в мотогондоле самолета, а наличие узла коробки агрегатов усложняет конструкцию двигателя.A disadvantage of the known engine is its large dimensions due to the location of the box of drive units on the outside of the engine housing, which makes it difficult to install the engine in the nacelle of the aircraft, and the presence of the assembly unit assembly complicates the design of the engine.

Наиболее близким предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является двухконтурный турбореактивный двигатель PW 4000-100, содержащий вентилятор, соединенный валом с турбиной вентилятора, промежуточный корпус и газогенератор внутреннего контура, включающий компрессор, камеру сгорания и турбину, соединенную валом газогенератора с компрессором. Промежуточный корпус состоит из внутреннего корпуса с кольцевым разделителем потоков, соединенным радиальными стойками-обтекателями с наружным корпусом. Во внутреннем корпусе размещены опоры роторов вентилятора и компрессора внутреннего контура, центральный конический привод отбора мощности от вала газогенератора, а через радиальные стойки-обтекатели проходят коммуникации и вал-рессора подвода мощности к коробке привода вспомогательных агрегатов. Коробка привода расположена в межконтурном пространстве, агрегаты на коробке закреплены консольно, крепление коробки приводов - на корпусах двигателя [ЦИАМ им. П.И. Баранова, "Иностранные авиационные двигатели", Москва 2005, стр. 156].The closest proposed technical solution in terms of technical nature and the achieved result is a PW 4000-100 dual-circuit turbojet engine containing a fan connected by a shaft to a fan turbine, an intermediate casing and an internal circuit gas generator, including a compressor, a combustion chamber and a turbine connected by a gas generator shaft to a compressor. The intermediate casing consists of an inner casing with an annular flow separator connected by radial struts-fairings to the outer casing. In the inner case there are bearings of the rotors of the fan and the compressor of the internal circuit, a central conical power take-off drive from the gas generator shaft, and communications and a power-supply spring shaft to the auxiliary unit drive box pass through radial struts. The drive box is located in the inter-circuit space, the units on the box are fixed cantilever, the drive box is mounted on the engine housings [TsIAM them. P.I. Baranova, "Foreign Aircraft Engines", Moscow 2005, p. 156].

Размещение узла коробки приводов в межконтурном пространстве решает проблему значительных габаритов двигателя в случае расположения коробки приводов снаружи на его корпусах. Однако, в свою очередь, возникает проблема размещения узла коробки приводов в ограниченном межконтурном пространстве, что неизбежно приводит к усложнению конструкции узла. Минимизация габаритов узла коробки приводов сопряжена с усложнением технологии изготовления деталей уменьшенных габаритов с сохранением показателей прочности и надежности.Placing the drive box assembly in the inter-circuit space solves the problem of significant engine dimensions if the drive box is located outside on its housings. However, in turn, the problem arises of placing the drive box assembly in a limited inter-circuit space, which inevitably leads to a complication of the assembly design. Minimizing the dimensions of the drive box assembly involves complicating the manufacturing technology of reduced-sized parts while maintaining strength and reliability.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи расширения арсенала технических средств по обеспечению привода агрегатов с упрощением конструкции за счет исключения узла коробки привода агрегатов двухконтурного турбореактивного двигателя.The present invention is aimed at solving the problem of expanding the arsenal of technical means to ensure drive units with a simplification of the design by eliminating the unit box drive units of a dual-circuit turbojet engine.

Поставленная задача решается тем, что в двухконтурном турбореактивном двигателе, содержащем газогенератор внутреннего контура с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной валом газогенератора с компрессором, промежуточный корпус и вентилятор, соединенный валом с турбиной вентилятора, вспомогательные агрегаты с приводом от вала газогенератора внутреннего контура через центральный конический привод и набор шестерен, вспомогательные агрегаты установлены на кольцевом разделителе промежуточного корпуса, а набор шестерен для привода вспомогательных агрегатов размещен внутри кольцевого разделителя.The problem is solved in that in a dual-circuit turbojet engine containing an internal circuit gas generator with a compressor, a combustion chamber and a turbine connected by a gas generator shaft with a compressor, an intermediate casing and a fan connected by a shaft with a fan turbine, auxiliary units driven by an internal circuit gas generator shaft a central conical drive and a set of gears, auxiliary units are mounted on an annular separator of the intermediate housing, and a set of gears for I accessory drive disposed inside the annular separator.

Набор шестерен представляет собой кинематическую цепь, включающую шестерни с подшипниковыми опорами, необходимые для передачи мощности от центрального конического привода вспомогательным агрегатам.A set of gears is a kinematic chain, including gears with bearing bearings, necessary for transmitting power from a central conical drive to auxiliary units.

Установка вспомогательных агрегатов на кольцевом разделителе промежуточного корпуса и размещение набора шестерен для привода вышеназванных агрегатов внутри кольцевого разделителя промежуточного корпуса позволяет упростить схему обеспечения привода вспомогательных агрегатов - уменьшить число промежуточных шестерен и снизить нагрузку на шестерни и валы-рессоры за счет:The installation of auxiliary units on the annular splitter of the intermediate housing and the placement of a set of gears for driving the above units inside the annular splitter of the intermediate housing allows us to simplify the scheme for supporting the drive of auxiliary aggregates - reduce the number of intermediate gears and reduce the load on the gears and spring shafts due to:

- группирования вспомогательных агрегатов со сходными частотами вращения;- grouping of auxiliary units with similar speeds;

- привода каждой группы агрегатов через отдельный радиальный вал-рессору соединенный, с одной стороны, с ведомой шестерней центрального конического привода, и, с другой стороны, с ведущей шестерней конического привода группы агрегатов, установленного в кольцевом разделителе. При этом конический привод группы агрегатов обеспечивает необходимое передаточное отношение для первого агрегата группы, а остальные агрегаты, входящие в группу, приводятся через цилиндрические зубчатые передачи от приводного вала первого агрегата.- drive each group of units through a separate radial shaft spring connected, on the one hand, to the driven gear of the central conical drive, and, on the other hand, to the drive gear of the conical drive of the group of units installed in the ring splitter. In this case, the conical drive of the group of units provides the necessary gear ratio for the first unit of the group, and the remaining units included in the group are driven through cylindrical gears from the drive shaft of the first unit.

За счет распределения нагрузки на несколько валов-рессор снижается нагрузка на шестерни и валы-рессоры, что позволяет использовать шестерни с меньшим модулем и рессоры меньшего диаметра, что упрощает их размещение в ограниченных габаритах внутреннего пространства кольцевого разделителя и стоек-обтекателей.Due to the load distribution on several spring shafts, the load on the gears and spring shafts is reduced, which allows the use of gears with a smaller module and springs of a smaller diameter, which simplifies their placement in the limited dimensions of the inner space of the annular separator and fairing struts.

Кроме того, размещение на разделительном корпусе вспомогательных агрегатов, таких как масляные и топливные насосы, позволяет сократить длину масляных и топливных магистралей, что также упрощает конструкцию.In addition, the placement of auxiliary units, such as oil and fuel pumps, on the dividing case, reduces the length of the oil and fuel lines, which also simplifies the design.

Размещение набора шестерен для привода агрегатов в кольцевом разделителе позволяет уменьшить длину валов-рессор и не создавать для них промежуточные опоры или промежуточные редукторы, что упрощает конструкцию.Placing a set of gears for driving the units in an annular spacer allows reducing the length of the spring shafts and not creating intermediate supports or intermediate gearboxes for them, which simplifies the design.

Согласно предлагаемому техническому решению размещение набора шестерен для привода вспомогательных агрегатов внутри кольцевого разделителя промежуточного корпуса, по сути, является интегрированием всех приводов агрегатов в кольцевой разделитель, что позволяет исключить крупногабаритный корпус узла коробки приводов агрегатов при сохранении функции передачи мощности агрегатам от центрального привода.According to the proposed technical solution, the placement of a set of gears for driving auxiliary units inside the annular separator of the intermediate housing, in fact, is the integration of all unit drives into the annular separator, which eliminates the large-sized case of the unit box of the unit drive units while maintaining the function of transferring power to the units from the central drive.

На фиг. 1 показан продольный разрез двухконтурного турбореактивного двигателя; на фиг. 2 показан поперечный разрез А-А на фиг. 1In FIG. 1 shows a longitudinal section through a turbofan engine; in FIG. 2 shows a cross section AA in FIG. 1

Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит газогенератор внутреннего контура 1 с компрессором 2, камерой сгорания 3 и турбиной 4. Турбина 4 соединена валом газогенератора 5 с компрессором 2. Промежуточный корпус 6 состоит из внутреннего корпуса 7 с кольцевым разделителем 8, соединенным радиальными стойками-обтекателями 9 с наружным корпусом 10. Вентилятор 11 соединен валом 12 с турбиной вентилятора 13. Во внутреннем корпусе 7 размещены опора ротора 14 вентилятора 11 и опора компрессора внутреннего контура 15, центральный конический привод 16 отбора мощности от вала газогенератора 5. За кольцевым разделителем 8 расположены внутренний 17 и наружный 18 контуры. Вспомогательные агрегаты 19 закреплены на кольцевом разделителе 8 в межконтурном пространстве 20, а набор шестерен 21 для привода вспомогательных агрегатов 19 размещен внутри кольцевого разделителя 8. Через радиальные стойки-обтекатели 9 промежуточного корпуса 6 (фиг. 2) проходят валы-рессоры 22 подвода мощности к наборам шестерен 21 для привода вспомогательных агрегатов 19.The dual-circuit turbojet engine contains an internalcircuit gas generator 1 with acompressor 2, acombustion chamber 3 and aturbine 4. Theturbine 4 is connected by agas generator shaft 5 to acompressor 2. The intermediate housing 6 consists of an internal housing 7 with anannular separator 8 connected by radial struts-fairings 9 to theexternal case 10. The fan 11 is connected by ashaft 12 to the turbine of thefan 13. In the inner case 7 are placed the support of the rotor 14 of the fan 11 and the support of the compressor of theinner circuit 15, the centralconical drive 16 about boron shaft power from thegas generator 5. Duringannular separator 8 disposed inner 17 and outer 18 contours.Auxiliary units 19 are mounted on anannular splitter 8 in theinter-circuit space 20, and a set ofgears 21 for drivingauxiliary units 19 is placed inside theannular splitter 8. Through the radial struts-fairings 9 of the intermediate housing 6 (Fig. 2)pass spring shafts 22 for supplying power togear sets 21 for drivingauxiliary units 19.

Предлагаемый двухконтурный турбореактивный двигатель работает следующим образом.The proposed dual-circuit turbojet engine operates as follows.

Компрессор 2, установленный на опоре 15 получает вращение от турбины 4, вращение которой происходит за счет энергии сгораемого в камере сгорания 3 топлива, таким образом, обеспечивается работа газогенератора внутреннего контура 1. Вентилятор 11, размещенный на опоре 14, получает вращение от турбины вентилятора 13 через вал 12 так же за счет энергии сгорания топлива в камере сгорания 3. При работе двигателя с помощью центрального конического привода 16 происходит отбор мощности от вала газогенератора 5 и передача ее с помощью валов-рессор 22 к наборам шестерен 21, размещенным непосредственно в кольцевом разделителе 8, разделяющем двигатель на внутренний 17 и наружный контуры 18, и осуществляющим распределение механической энергии между вспомогательными агрегатами 19, закрепленными на кольцевом разделителе 8. В зависимости от количества вспомогательных агрегатов 19 задействовано несколько радиальных стоек-обтекателей 9, закрепленных к наружному корпусу 10, с расположенными в них валами-рессорами 22. Центральный конический привод 16 расположен во внутреннем корпусе 7 промежуточного корпуса 6.Thecompressor 2 mounted on thesupport 15 receives rotation from theturbine 4, the rotation of which occurs due to the energy of the fuel burned in thecombustion chamber 3, thus ensuring the operation of the gas generator of theinner circuit 1. The fan 11, located on the support 14, receives rotation from the turbine of thefan 13 through theshaft 12 also due to the energy of combustion of fuel in thecombustion chamber 3. When the engine is running with the help of a centralconical drive 16, power is taken from the shaft of thegas generator 5 and transmitted using thesprings 22 to theset m gears 21 located directly in theannular splitter 8, dividing the engine into the inner 17 and theouter circuits 18, and distributing mechanical energy between theauxiliary units 19, mounted on theannular splitter 8. Depending on the number ofauxiliary units 19, several radial fairing racks are involved 9, fixed to theouter casing 10, withsprings 22 located therein. The centralconical drive 16 is located in the inner casing 7 of the intermediate casing 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию двухконтурного турбореактивного двигателя, а привод вспомогательных агрегатов обеспечить без отдельного узла коробки привода агрегатов.Thus, the present invention allows to simplify the design of a dual-circuit turbojet engine, and drive the auxiliary units without a separate unit box drive units.

Claims (1)

Translated fromRussian

Двухконтурный турбореактивный двигатель, содержащий газогенератор внутреннего контура с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной валом газогенератора с компрессором, промежуточный корпус и вентилятор, соединенный валом с турбиной вентилятора, вспомогательные агрегаты с приводом от вала газогенератора внутреннего контура через центральный конический привод и набор шестерен, отличающийся тем, что вспомогательные агрегаты установлены на кольцевом разделителе промежуточного корпуса, а набор шестерен для привода вспомогательных агрегатов размещен внутри кольцевого разделителя.A dual-circuit turbojet engine containing an internal circuit gas generator with a compressor, a combustion chamber and a turbine connected by a gas generator shaft to a compressor, an intermediate casing and a fan connected by a shaft to a fan turbine, auxiliary units driven by an internal circuit gas generator shaft through a central bevel drive and a set of gears, characterized in that the auxiliary units are mounted on the annular separator of the intermediate housing, and a set of gears for driving the auxiliary The underbody units are located inside the annular separator.

Images