ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к авиационному двигателестроению, в частности, к форсажным камерам.
Известна форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленное в корпусе фронтовое устройство с кольцевым стабилизатором пламени и противовибрационным экраном, установленным на корпусе. [1]
Известна также, форсажная камера газотурбинного двигателя, содержащая установленные в корпусе фронтовое устройство и кольцевой стабилизатор пламени, расположенный коаксиально вибрационному поглотителю, в котором на двух участках выполнена перфорация. [2]
Задача полезной модели - оптимизация работы форсажной камеры в том числе и путем обеспечения более эффективного гашения акустических колебаний в широком диапазоне рабочих режимов форсажной камеры.
Эта задача достигается тем, что в форсажной камере газотурбинного двигателя, содержащей установленные в корпусе фронтовое устройство и кольцевой стабилизатор пламени, расположенный коаксиально вибрационному поглотителю, в котором на двух участках выполнена перфорация, вибрационный поглотитель выполнен в виде кока, состоящего, по меньшей мере, из одной обечайки и обруча, причем, по меньшей мере, одна обечайка жестко соединена с обручем и в них выполнен один из участков перфорации, причем расстояние от конца кока до обруча составляет 50-80% длины кока по его оси, а второй участок перфорации выполнен от конца кока на расстоянии не более 40% от длины кока по его оси.
При этом, кок дополнительно может содержать дно, а второй участок перфорации может быть выполнен в одной из обечаек и в дне.
Новым здесь является то, что вибрационный поглотитель выполнен в виде кока, состоящего, по меньшей мере, из одной обечайки и обруча,
причем, по меньшей мере, одна обечайка жестко соединена с обручем и в них выполнен один из участков перфорации, причем расстояние от конца кока до обруча составляет 50-80% длины кока по его оси, а второй участок перфорации выполнен от конца кока на расстоянии не более 40% от длины кока по его оси.
При наступлении режима вибрационного горения в форсажной камере возникают периодические колебания давления и скорости газа. Акустические колебания газа вызывают колебания газа в отверстиях перфорации кока. Перфорированный кок воздействует на колебания газа в форсажной камере как резонансный поглотитель (резонатор Гельмгольца). Расположение одного участка перфорации, отстоящего от конца кока на 50-80% длины по его оси, а второго участка, выполненного от конца кока на расстоянии не более 40% от длины кока по его оси, позволяет оптимизировать работу форсажной камеры с учетом обеспечения более эффективного гашения акустических колебаний в широком диапазоне рабочих режимов форсажной камеры.
На фиг.1 представлен продольный разрез форсажной камеры;
На фиг.2 представлен узел I в увеличенном масштабе;
На фиг.3 представлен узел II в увеличенном масштабе.
Форсажная камера газотурбинного двигателя содержит установленные в корпусе 1 фронтовое устройство 2 и кольцевой стабилизатор пламени 3. Кольцевой стабилизатор пламени 3 расположен коаксиально вибрационному поглотителю, в котором на двух участках выполнена перфорация 4 и 5. Вибрационный поглотитель выполнен в виде кока 6, состоящего, по меньшей мере, из одной обечайки 7 и обруча 8. Причем, обечайка 7 жестко соединена с обручем 8 и в них выполнен один из участков перфорации 4. Причем расстояние от конца кока 6 до обруча 8 составляет 50-80% длины кока 6 по его оси. Второй участок перфорации 5 выполнен от конца кока 6 на расстоянии не более 40% от длины кока 6 по его оси.
При этом, кок 6 дополнительно может содержать дно 10, а второй участок перфорации 5 может быть выполнен в одной из обечаек 9 и в дне 10.
При работе форсажной камеры происходит выгорание топливно-воздушной смеси за стабилизатором пламени 3. При поступлении режима вибрационного горения в форсажной камере возникают периодические колебания давления и скорости газа. Акустические колебания газа вызывают колебания газа в отверстиях перфорации 4 и 5 кока 6. Перфорированный кок 6 воздействует на колебания газа в форсажной камере как резонансный поглотитель (резонатор Гельмгольца). Расположение одного участка перфорации 4, отстоящего от конца кока на 50-80% его длины по оси, и второго участка 5, выбранного в пределах не более 40% от длины кока 6 по его оси от конца кока 6 позволяет оптимизировать работу форсажной камеры с учетом обеспечения более эффективного гашения акустических колебаний в широком диапазоне рабочих режимов форсажной камеры.
Приведем пример конкретного выполнения кока:
Пример: Рассмотрим кок, длина которого L=716 мм.
Расстояние от конца кока до обруча, т.е. расстояние от конца кока до первого участка перфорации, выбираем равным 410 мм, что составляет 57,2%, Данное расстояние входит в диапазон (0,5-0,8)L.
Второй участок перфорации, выполненный на конце кока, выбираем равным 215 мм, что составляет 30%. Данное расстояние не превышает 40% от длины кока по его оси.
Таким образом, вышеуказанное выполнение кока позволяет оптимизировать работу форсажной камеры, в том числе и путем обеспечения более эффективного гашения акустических колебаний в широком диапазоне рабочих режимов форсажной камеры, что и подтверждается опытным путем.
Источники информации:
1. Скубачевский Г.С., "Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей", М.: "Машиностроение", 1969 г., с.445).
2. Патентный документ RU 2117806, F 02 K 3/10, опубл. 20.08.1998 г.