ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ С РАЗДЕЛЬНЫМ ИСТЕЧЕНИЕМ ПОТОКОВ

Полезная модель относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей (ТРД).
Известно выходное устройство (ВУ) газотурбинного двигателя (ГТД) с раздельным истечением потоков, содержащее сопло наружного контура с корпусом, формирующим сужающийся в поперечном кольцевом сечении проход наружного контура, и сопло внутреннего контура с корпусом (см. книгу А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий "Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок», М.: Машиностроение, 2008 г., том 2, с. 309, рис. 9.14).
Недостатком данного ВУ являются невозможность изменения площади критического и выходного сечения при изменении режимов работы двигателя, что не позволяет получать максимальную тягу на всех диапазонах работы ГТД. Отсутствие ВУ с изменяемыми площадями проходных сечений не позволяет получать оптимальные характеристики на всех диапазонах работы ГТД.
Задача полезной модели - устранение недостатков прототипа.
Технический результат - изменение проходного сечения выходного устройства во всех диапазонах работы двигателя с получением при этом максимальных значений тяги для заданного режима работы при сохранении текущего расхода топлива, как следствие, повышение экономичности и тяговых характеристик двигателя.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном выходном устройстве ГТД с раздельным истечением потоков, содержащем сопло наружного контура с корпусом, формирующим сужающийся в поперечном кольцевом сечении проход наружного контура, сопло внутреннего контура с корпусом, согласно предложению, на корпусе сопла внутреннего контура установлено кольцевое центральное тело с возможностью осевого перемещения, и средства перемещения кольцевого центрального тела, причем осевое перемещение кольцевого центрального тела является поступательно-вращательным параллельно продольной оси турбомашины между двумя крайними положениями, в которых поперечное кольцевое сечение прохода наружного контура соответственно является минимальным или максимальным, средства перемещения выполнены в виде силовых цилиндров, установленных в корпусе сопла внутреннего контура и связанных с кольцевым центральным телом посредством тяг через оси поворота, кольцевое центральное тело установлено на корпусе сопла внутреннего контура на осях поворота и закрыто кольцевым обтекателем, формирующим проточную часть сопла при выдвинутом положении центрального тела.
Установка на корпусе сопла внутреннего контура кольцевого центрального тела с возможностью осевого перемещения позволяет изменять площадь кольцевого сечения прохода наружного контура.
Реализация осевого перемещения кольцевого центрального тела путем поступательно-вращательного движения параллельно продольной оси турбомашины позволяет осуществить установку кольцевого центрального тела на корпусе сопла внутреннего контура на осях, что позволит избежать изготовления продольных разрезов в корпусе сопла внутреннего контура, через которые возможно возникновение перетечек газа.
При нахождении кольцевого центрального тела в положении, при котором поперечное кольцевое сечение прохода наружного контура является минимальным, обеспечивается максимальная тяга ГТД при заданном расходе топлива на минимальном и крейсерском режимах.
При нахождении кольцевого центрального тела в положении, при котором поперечное кольцевое сечение прохода наружного контура является максимальным, обеспечивается возможность достижения оптимальных характеристик на всех режимах работы ГТД.
Нахождение кольцевого центрального тела в промежуточном положении позволяет добиться оптимальных характеристик при работе ГТД на переходных режимах.
Установка кольцевого центрального тела на корпусе сопла внутреннего контура на осях поворота обеспечивает центрирование центрального тела с осью двигателя и позволяет избежать применения направляющих конструкций.
Установка на центральное тело кольцевого обтекателя позволяет сформировать поле течения газа с минимальными газодинамическими потерями.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фиг. 1-3.
На фиг. 1 и 2 представлена принципиальная схема ВУ с кольцевым центральным телом при минимальном (фиг. 1) и максимальном (фиг. 2) значении проходного сечения ВУ.
На фиг. 3 показана схема перемещения кольцевого центрального тела.
Выходное устройство ГТД состоит из сопла наружного контура с корпусом 1, формирующим сужающийся в поперечном кольцевом сечении проход наружного контура, кольцевого центрального тела 2 и корпуса сопла внутреннего контура 3. Центральное тело 2 установлено в корпусе 3 на осях поворота 4. Оси 4 установлены в корпус 3 в паре трения, состоящей из двух втулок 5, которые так же обеспечивают центрирование кольцевого тела относительно оси двигателя. Оси 4 соединены с пальцами 6 кольцевого центрального тела тягами 7 через сферические подшипники.
Привод осей поворота осуществляется силовыми цилиндрами 8 через тяги 9. В качестве силовых цилиндров могут быть использованы, например, гидроцилиндры. Силовые цилиндры закреплены на корпусе 3 через кронштейн 10. Кольцевое центральное тело закрыто кольцевым обтекателем 11, формирующим проточную часть сопла при выдвинутом положении центрального тела.
Устройство работает следующим образом: силовые цилиндры 8, закрепленные в корпусе сопла внутреннего контура 3, осуществляют поворот установленных на оси 4 тяг 7, которые передают момент сил через установленные в кольцевом центральном теле 2 пальцы 6, заставляя вращательно-поступательным движением перемещаться в продольном направлении центральное тело 2 из одного крайнего положения в другое, изменяя при этом поперечное кольцевое сечение наружного контура и тем самым регулируя тягу двигателя.
Полезная модель позволяет повысить экономичность и тяговые характеристики двигателя.