ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области авиационного двигателестроения, в частности, к форсажным камерам авиационных турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДДФ) со смешением потоков.
Известна форсажная камера ТРДДФ с смесителем потоков и общей форсажной камерой, фронтовым устройством с карбюраторными испарительными трубками с заборными патрубками в стабилизаторах (см., например, книгу "Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей" под ред. Хронина Д.В. - М.: Машиностроение, 1989, с. 457).
Организация рабочего процесса в форсажных камерах ТРДДФ сопряжена с дополнительными трудностями. Смешение потоков горячего газа и холодного воздуха осуществляется перед стабилизаторами пламени, и в поперечном сечении камеры возникает существенная неравномерность газового потока по температуре, коэффициенту избытка воздуха и скорости. Эта неравномерность усиливается с увеличением скорости полета самолета, так как возрастает степень двухконтурности двигателя.
Известна форсажная камера двухконтурного турбореактивного двигателя со смешением потоков, содержащая смеситель потоков первого и второго контуров, фронтовое устройство с форсунками и стабилизаторами с карбюраторными устройствами.
Σopt
Применительно к форсированным режимам работы двигателя основными проблемами управления являются обеспечение и поддержание оптимального состава топливовоздушной смеси в форсажной камере сгорания (α).
При расположении форсунок распыливания форсажного топлива перед стабилизаторами и различных условиях полета на форсажном режиме между лучами стабилизаторов и за ними коэффициент избытка воздуха значительно отличается от оптимального (Коршенко В.Н., Мосягин В.В., К вопросу о структуре газового потока во фронтовом устройстве форсажной камеры сгорания ТРДДФ. // Климовские чтения - 2014: перспективные направления развития авиадвигателестроения: сборник докладов международной научно-технической конференции. В 2-х т.- СПб.: Изд-во «Скифия-принт», 2014. -Т. 1 - 19…31 с. ).
Недостатком такой системы смешения топлива в стабилизаторе является изменение коэффициента избытка воздуха за стабилизатором при попадании распыленного форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов в полость стабилизатора через воздушные отверстия в полках стабилизаторов, что в некоторых условиях полета может вызвать погасание пламени.
Задачей полезной модели является получение топливовоздушной смеси с требуемым коэффициентом избытка воздуха в любой точке сечения стабилизатора фронтового устройства форсажной камеры.
Поставленная задача решается тем, что предлагается форсажная камера двухконтурного турбореактивного двигателя со смешением потоков, содержащая корпус, смеситель, фронтовое устройство с распылителями форсажного топлива, стабилизаторами пламени карбюраторного типа, отличающаяся тем что к распылителю форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов прикреплены отражающие экраны, разделенные в зоне прохода воздуха к заборникам карбюраторных трубок перегородками.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлены:
Фиг. 1. Разрез форсажной камеры двухконтурного турбореактивного двигателя,
Фиг. 2. Фронтовое устройство форсажной камеры,
Фиг. 3. Вид на стабилизатор с карбюраторными трубками по потоку (Вид А) и против потока (Вид Б),
где
1 - корпус,
2 - смеситель,
3 - фронтовое устройство,
4 - распылитель форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов,
5 - распылитель форсажного топлива 1-го коллектора,
6 - стабилизатор пламени,
7 - карбюраторная трубка,
8 - жаровая труба,
9 - защитный экран,
10 - заборник карбюраторной трубки,
11 - отверстие карбюраторной трубки,
12 - форсунки распылителя форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов,
13 - отражающий экран,
14 - опорная пластина,
15 - перегородка.
Форсажная камера двухконтурного турбореактивного двигателя со смешением потоков, содержит корпус 1, смеситель 2, фронтовое устройство 3 с распылителем 4 форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов, распылителем 5 форсажного топлива 1-го коллектора, стабилизаторами пламени 6, карбюраторными трубками 7 и жаровую трубу 8 с защитным экраном 9. Подача форсажного топлива из 2-го и 3-го коллекторов происходит через форсунки 12 распылителя 4. Отражающие экраны 13, прикреплены к распылителю 4 с помощью опорных пластин 14 и разделены плоскими перегородками 15. Форсунки 12 распылителя 4 в зоне, огороженной пластинами 15 от заборника 10, отсутствуют.
После запуска форсажного режима топливо, из распылителя 5 форсажного топлива 1-го коллектора смешивается с газами, поступающими через заборники 10 карбюраторных трубок, создавая в карбюраторных трубках 7 требуемый состав топливовоздушной смеси, которая выходя через отверстия 11, создает устойчивое горение в полости стабилизатора и обеспечивает минимальный форсажный режим при заданном коэффициенте избытка воздуха.
При увеличении форсажного режима и подаче форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов из форсунок 12 распылителя 4 на отражающие экраны 13 плоские перегородки 15 препятствуют прямому попаданию топлива из зон распыливания I и II в заборник 10, обеспечивая требуемый коэффициент избытка воздуха в любой точке сечения стабилизатора, что исключает погасание пламени в полости стабилизатора и повышает полноту сгорания форсажного топлива.
Таким образом, предлагаемая конструкция исключает попадание распыленного форсажного топлива 2-го и 3-го коллекторов во внутреннюю полость стабилизатора, что исключает погасание пламени в полости стабилизатора и, обеспечивая требуемый коэффициент избытка воздуха в любой точке сечения стабилизатора, повышает полноту сгорания форсажного топлива.