close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

газотурбинный двигатель

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 300 652
(13)
C2
(51) МПК
F02C 7/06 (2006.01)
F01D 25/16 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2004136041/06, 09.12.2004
(72) Автор(ы):
Лужинский Виктор Борисович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
09.12.2004
(73) Патентообладатель(и):
Лужинский Виктор Борисович (RU)
(43) Дата публикации за вки: 20.05.2006
R U
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
Адрес дл переписки:
119019, Москва, до востребовани В.Б.
Лужинскому
2 3 0 0 6 5 2
прочности барабанного ротора. 3 ил.
R U
(57) Реферат:
Газотурбинный
двигатель
содержит
барабанный ротор с лопатками компрессора и
турбины на его внутренней поверхности. Опоры
ротора
выполнены
в
виде
подшипников
скольжени ,
рабочие
полости
которых
расположены между наружной поверхностью
ротора и внутренней поверхностью корпуса,
охватывающего
ротор.
В
качестве
смазки
подшипников используетс криогенна жидкость
или газ. Наружна поверхность ротора выполнена
из материала, прочность которого повышаетс под
воздействием криогенной смазки. Изобретение
позвол ет
повысить
производительность
компрессора и т гу двигател за счет повышени Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
2 3 0 0 6 5 2
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 2704645 А, 22.03.1955. SU 796620 А,
15.01.1981. US 4707978 А, 04.11.1978. SU
58018 А, 30.09.1938. SU 796620 А, 15.01.1981.
RU 2237094 С2, 27.09.2004.
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 300 652
(13)
C2
(51) Int. Cl.
F02C 7/06 (2006.01)
F01D 25/16 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004136041/06, 09.12.2004
(72) Inventor(s):
Luzhinskij Viktor Borisovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 09.12.2004
(73) Proprietor(s):
Luzhinskij Viktor Borisovich (RU)
(43) Application published: 20.05.2006
R U
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
Mail address:
119019, Moskva, do vostrebovanija V.B.
Luzhinskomu
C 2
2 3 0 0 6 5 2
R U
Страница: 2
EN
2 dwg
C 2
(57) Abstract:
FIELD: mechanical engineering; gas-turbine
engines.
SUBSTANCE: proposed gas-turbine engine has
drum rotor with blades of compressor and turbine
its inner surface. Supports of rotor are made in
form of sliding bearings whose working spaces are
arranged between outer surface of rotor and inner
surface
of
housing
enclosing
the
rotor.
Cryogenic liquid or gas is used as bearing
lubricant.
Outer surface of rotor is made of
material whose strength increases under action of
cryogenic lubricant.
EFFECT: increased capacity of compressor and
thrust of engine owing to increased strength of
drum rotor.
2 3 0 0 6 5 2
(54) GAS-TURBINE ENGINE
RU 2 300 652 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к газотурбинным реактивным двигател м и может быть
использовано в качестве двигательной установки воздушно-космических систем (ВКС).
Известен газотурбинный двигатель (ГТД) с ротором барабанно-дискового типа, где
лопатки компрессора и турбины закреплены на наружной поверхности дисков ротора (см.
Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели, 1974, с.56). Недостатком этого
двигател вл етс большой вес, обусловленный прежде всего большим весом дисков, изза чего он до сих пор не использовалс в ВКС.
Известен ГТД с концентрическими противовращающимис роторами, где один из
роторов барабанного типа, без дисков, имеет лопатки компрессора и турбины на своей
внутренней поверхности (см. там же, с.55). Лопатки такого ротора испытывают
напр жение от центробежных сил на сжатие, а не на раст жение, что делает возможным
изготовл ть их более тонкими и легкими. Однако, сам по себе, ротор барабанного типа
испытывает значительную нагрузку от центробежных сил на раст жение, что не позвол ет
достигать высоких скоростей вращени из-за опасности разрыва, снижает
производительность компрессора и т гу двигател .
Задачей насто щего изобретени вл етс повышение производительности
компрессора и т ги двигател .
Поставленна задача достигаетс тем, что в ГТД, содержащем барабанный ротор с
лопатками компрессора и турбины на внутренней поверхности, опоры ротора выполнены в
виде подшипников скольжени , рабочие полости которых расположены между наружной
поверхностью ротора и внутренней поверхностью неподвижного корпуса, охватывающего
ротор, причем в качестве смазки подшипников используетс криогенна жидкость или газ,
например жидкий воздух или охлажденный сжатый воздух, а наружна поверхность ротора
выполнена из материала, прочность которого повышаетс под воздействием криогенной
смазки.
Давление криогенной смазки снаружи на барабанный ротор противодействует
раст гивающим центробежным силам, а низка температура способствует повышению
прочности материала ротора. Как известно, прочность большинства материалов
повышаетс с понижением температуры. Особого внимани заслуживают сплавы
алюмини , прочность которых при глубоком охлаждении повышаетс в 2-3 раза без
увеличени хрупкости.
Повышение прочности барабанного ротора под воздействием криогенной смазки
позвол ет увеличить скорость вращени ротора и соответственно повысить
производительность компрессора и т гу двигател .
Здесь необходимо отметить, что потери на трение и износ в подшипниках скольжени в
режиме жидкостного трени и, тем более, в газовых подшипниках, не выше, чем в
подшипниках качени (см. Сидоренко А.А. Конструирование и проектирование
гидрогазостатических опор, 1996, с.8).
На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого газотурбинного двигател . На
фиг.2 показан увеличенный фрагмент ротора с подшипником скольжени . На фиг.3
изображен другой возможный вариант двигател с одноступенчатым вентил тором.
Двигатель содержит барабанный ротор 1 (закрашен сплошным черным цветом) с
лопатками компрессора 2 и турбины 3 на внутренней поверхности. Ротор установлен
внутри корпуса 4 с помощью цилиндрического 5 и конического 6 подшипников скольжени .
В рабочей полости подшипников 7 между ротором и корпусом циркулирует криогенна смазка - охлажденный сжатый или жидкий воздух.
Зазор в цилиндрическом подшипнике скольжени должен быть достаточен дл того,
чтобы при расширении барабанного ротора под воздействием центробежных сил не
происходило заклинивани . Конструкци современных гидрогазостатических и
гидрогазодинамических подшипников скольжени , уже давно примен емых в
машиностроении, позвол ет избежать заклинивани и биени ротора.
В корпусе расположен трубопровод системы охлаждени 8, где в качестве хладагента
используетс криогенное горючее - жидкий водород.
Страница: 3
DE
RU 2 300 652 C2
5
10
15
20
25
30
35
Полый статор 9 с направл ющими лопатками 10 на наружной поверхности расположен
внутри ротора. Статор прикреплен к корпусу с помощью стоек 11, через которые проходит
трубопровод дл подачи горючего в камеру сгорани 12. Имеютс также входное
устройство 13, форсажна камера 14 и сопло 15.
Характерной особенностью насто щего двигател вл етс то, что благодар отсутствию дисков и узлов подшипников качени центральна часть двигател освобождаетс и здесь в полости статора можно расположить дополнительный
пр моточный контур 16. При этом лобова т га двигател увеличиваетс за счет
увеличени площади сечени дл прохождени воздуха.
Ракетно-турбинный вариант двигател , изображенный на фиг.3, содержит
одноступенчатый вентил тор 17, приводимый в действие турбиной 18 от ракетного
газогенератора 19. В центральной полости расположен ракетный двигатель 20. Камера
сгорани воздушного контура 21 служит дл дожигани продуктов газогенератора.
Насто щий газотурбинный двигатель работает следующим образом. При запуске в
систему охлаждени поступает горючее - жидкий водород. При этом происходит глубокое
охлаждение или сжижение воздуха в полости подшипников скольжени . Охлаждение
наружной поверхности ротора способствует его упрочнению. Далее осуществл етс раскрутка ротора, сжатие воздуха в компрессоре, горение и все процессы, характерные
дл реактивных газотурбинных двигателей. При достижении скоростей полета свыше 3М
ротор переводитс в режим авторотации и двигатель начинает работать в пр моточном
режиме.
Конструкци барабанного ротора с рабочими лопатками на внутренней поверхности,
испытывающими напр жение на сжатие (а не на раст жение), позвол ет изготовл ть
лопатки компрессора из легких композиционных материалов, а лопатки турбины из
жаропрочной керамики.
Простота конструкции, небольшой вес и высока лобова т га, характерные дл предлагаемого двигател , делают его наиболее пригодным дл использовани на ВКС.
Формула изобретени Газотурбинный двигатель, содержащий барабанный ротор с лопатками компрессора и
турбины на внутренней поверхности, отличающийс тем, что опоры ротора выполнены в
виде подшипников скольжени , рабочие полости которых расположены между наружной
поверхностью ротора и внутренней поверхностью корпуса, охватывающего ротор, причем в
качестве смазки подшипников используетс криогенна жидкость или газ, а наружна поверхность ротора выполнена из материала, прочность которого повышаетс под
воздействием криогенной смазки.
40
45
50
Страница: 4
CL
RU 2 300 652 C2
Страница: 5
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
118 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа