Способ регулирования двухконтурного турбореактивного двигателя

,М.Люлькио бъединение тани 1069033, кл. Я ДВГХКОНГО ДВИГАлико Е ГГЛИРОВАНИ БОРЕАКТИВНО Изобретение относится к способам регулирования двухконтурных двигателей стурбиной и камерой сгорания во внешнем, контуре, предназначенных, главным обра зом, для высокоскоростных самолетов.Цель изобретения - расширение диапазона дроссельных режимов, характерныхпостоянным расходом воздуха через двигатель,Для осуществления этой цели на бесФорсажных режимах при уменьшении температуры в камере сгорания наружногоконтура уменьшают проходное сечение соплового аппарата и увеличивают критическое сечение сопла так, что степень сжатиякомпрессора низкого давления и его обороты поддерживают равными их значениям намаксимальном бесфорсажном режиме,, При регулировании двигателя такимспособом становится возможным приуменьшении температуры перед турбинойнаружного контура сохранить постояннойсуммарную мощность турбины низкого давлений и.турбины наружного контура за счет ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: в авиадвигателестрое-. нии для газотурбинных двигателей высокоскоростных самолетов. Сущность изобретения: при дросселировании двух- контурного турбореактивного двигателя с камерой сгорания и турбиной в наружном контуре на бесфорсажных режимах увеличивают критическое сечение сопла при од-. новременном уменьшении проходной площади соплового аппарата турбины наружного контура, 1 ил. увеличения степени расширения на обеих турбинах, Полная компенсация снижения температуры возможна при относительно малой степени расширения на максимальном бесфорсажном режиме - только в этом случае прирост степени расширения способен значительно увеличить мощности тур- , д бины.Именно такая степень расширения характерна для турбины наружного контура.Одновременно с раскрытием створок 0 сопла при уменьшении температуры в каме- в ре наружного контура уменьшают проход- фь ную площадь соплового аппарата, т.к, ) последний оказывается переразмеренным и не может поддержать заданную степень сжатия компрессора низкого давления.Отметим, что регулирование критического сечения сопла и положения сопловых аппаратов производится теми же регуляторами, что и на форсажных режимах - обороты компрессора низкого давления и его степень сжатия поддерживаются программным механизмом в зависимости от температуры торможения воздуха на входе в двигатель. Однако, в отличие от способа регулирования двигателя-прототипа регуляторыне отключаютсяна максимальном бесфорсажном режиме, а функционируют и на бесфорсажных режимах,В двухконтурном двигателе с турбинойв наружном контуре при степени двухконтурности на взлетном режиме в = 0,6 предлагаемый способ регулирования позволяет;- на крейсерском режиме при скоростиполета, соответствующей Мп=2,5 на высотеН=11 км уменьшить минимальную относительную тягу (Й =В)Ввзлетнс 0,195 до 0,096 при увеличении величины относительного удельного расхода топлива (Суд) с 1,513 кг/кг.час до 1,595кг/кг.час, что вполне допустимо;- на крейсерском режиме полета на высоте Н=11 км при Мп=0,8 минимальная относительная тяга при постоянном расходеуменьшается с 0,22 до 0,16 при одновременном улучшении экономичности с Суд = 1,15кг/кг.час до Суд = 0,87 кг/кг.час- на крейсерском режиме у земли (Н=Окм) при скорости полета Мп=О;9 минимальная относительная тяга уменьшается с 0,83до 0,6 при уменьшении удельйого расхода с1,27 кг/кг.час, до 1,04 кг/кг.час,Предложенный способ регулированияможет быть осуществлен не только в различных двигателях с.турбиной в наружном контуре; но также в двухконтурных двигателяхс раздельными форсажными камерами и водноконтурных двигателях, Однако, из-забольших исходных значений степени расширения на турбине в этих двигателях такоерегулирование менее эффективно,На чертеже схематично изображено дляпримера устройство двухконтурного двига, теля, в котором регулирование осуществляется по предложенному способу.Двигатель состоит из компрессора низкого давления 1, выход из которого соединен с внутренним и наружным каналами 2 и3. Во внутреннем канале 2 последовательноустановлены, компрессор высокого давления 4, камера сгорания 5, турбина высокогодавления б, жестко связанная с компрессором 4, и турбина низкого давления 7, жесткосвязанная с компрессором 1. На вьходе изтурбины 7 установлен переходник 8, в котором внутренний и наружный каналы перекрещиваются, причем выход из турбины 7сообщен с диффузором 9,В наружном канале за переходником 8установлена камера сгорания 10 и турбина.11 с поворотным сопловым аппаратом 12,жестко связанная с турбиной 7. Выход из турбины 11 и выход из диффузора 9 соединены с входом в форсажную камеру 13, на выходе из которой установлено сопло 14 с 5 регулируемым критическим сечением.Привод механизмов, управляющихстворками сопла 14 и соплового аппарата12, осуществляется регуляторами 15 и 16, связанными с датчиками температуры воэ- "О духа на входе в двигатель 17, оборотов компрессора низкого давления 18 и степенисжатия этого компрессора 19,Регулирование двигателя на бесфорсажных режимах производится следующим"5 образом, При дросселировании двигателя,.работающего на максимальном режиме,ручкой управления двигателем уменьшается подача топлива в камеру 10 и, следовательно, температура передтурбиной 11, Это20 приводит к уменьшению оборотов компрессора 1 и его степени сжатия,Регулятор 15 не допускает сниженияоборотов ниже заданных на максимальномбесфорсажном режиме. Последние задают 25 ся в функции температуры воздуха на входев двигатель, которая замеряется датчиком17. Обороты поддерживаются путем увеличения критического сечения сопла 14,Регулятор 16 не допускает снижения30 степени сжатия ниже заданной на максимальном режиме в виде функции температуры воздуха на входев двигатель, Степеньсжатия поддерживается путем уменьшенияпроходной площади соплового аппарата 12.35 Одновременное изменение площади критического сечения и соплового аппарата обес-,печивает подобный режим работыкомпрессора 1 и, следовательно, постоянство расхода воздухе через двигатель. Оборо 40 ты компрессора 4 поддерживаютсяпостоянным дозированием топлива в ка, меру 5.Регуляторы 15 и 16 перестают функционировать при уменьшении площади сопло 45 вого аппарата 12 до минимального значения- при установке на упор, Положение упораназначается, исходя из максимального значения коэффициента приведенной скоростина выходе из турбины низкого давления 7.50 . Дальнейшее дросселирование послеустановки соплового аппарата на упор производится, как в двигателе-прототипе и вдвухконтурных двигателях обычных схем, -с уменьшением расхода воздуха через дви 55 гатель. При этом камера 10 полностью выключается, сопловые аппараты икритическое сечение сопла фиксируются вположении минимальной площади. Умень-шение тяги производится ручкой управления двигателем путем уменьшения подачи1809149 Составитель Н.Дев.боТехред М. Моргентал Корректор А.Мотыл Редактор В.Трубче М Заказ 1272 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 топлива в камеру 5. Увеличение тяги двигателя производится в обратном порядке. ВРегулирование двигателя на форсажных режимах при переменной температуре форсажа производится при одновременном функционировании четырех регуляторов, поддерживающих заданные в функции температуры воздуха на входе в Двигатель законы изменения оборотов компрессора 1, его степени сжатия, температуру газа перед турбинами 6 и 10. Формула изобретения Способ регулирования двухконтурногатурбореактивного двигателя путем изменения проходной площади соплового аппара та турбины наружного контура икритического сечения сопла, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона работы двигателя с постоянным расходом воздуха, уменьшают проходное 10 сечение соплового аппарата и увеличиваюткритическое. сечение сопла для поддержания числа оборотов компрессора низкого давления равным их значению на максимальном бесфорсажном режиме.