МАСЛЯНАЯ СИСТЕМА АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
AIRCRAFT GAS TURBINE ENGINE OIL SYSTEM

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к маслосистеме авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) маневренного самолета.
Известна масляная система авиационного ГТД, содержащая масляные полости, в нижней части которых установлены маслозаборники, подключенные к откачивающим маслонасосам. Одна из полостей снабжена дублирующим маслозаборником, установленным в ее верхней части и подключенным к автономному откачивающему маслонасосу (Патент РФ №2273746, МКИ F02C 7/06, опубл. в 2006 г.).
Известная маслосистема не обеспечивает надежную работу двигателя при выполнении самолетом фигурных полетов (перевернутый полет и полеты с отрицательными перегрузками) из-за низкой надежности откачивающего маслонасоса, подключенного к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости. Упомянутый маслонасос при горизонтальном полете самолета работает вхолостую (без подвода смазки), что приводит к износу его подшипников и качающих шестерен и, следовательно, к резкому снижению производительности маслонасоса, или даже к его поломке.
В результате масло при фигурных полетах самолета не возвращается из верхних объемов масляных полостей в маслобак двигателя, что приводит к его масляному голоданию и, как следствие этого, отказу. Налицо явное техническое противоречие: с одной стороны, откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику в верхней части масляной полости, необходим для возврата масла в маслобак при фигурных полетах самолета, а с другой стороны, вреден, как снижающий надежность работы двигателя.
Задача изобретения - обеспечить надежный возврат смазки из верхней части масляной полости ГТД при выполнении самолетом фигурных полетов.
Указанная задача достигается тем, что в масляной системе авиационного ГТД, содержащей масляные полости, в нижней части которых установлены маслозаборники, подключенные к откачивающим маслонасосам, причем по меньшей мере одна масляная полость снабжена дублирующим маслозаборником, установленным в ее верхней части и подключенным к автономному откачивающему маслонасосу, в магистрали подачи масла в двигатель установлен сифонный затвор, снабженный жиклером стравливания, сообщенным магистралью со входом в откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости.
Новым в изобретении является то, что масляная система оборудована установленным в магистрали подачи масла в двигатель сифонным затвором, снабженным жиклером стравливания, сообщенным магистралью со входом в откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости.
Сообщение жиклера стравливания в сифонном затворе с входом в автономный откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости двигателя, обусловлено необходимостью избежать холостого режима его работы (без масла), приводящего к преждевременному выходу насоса из строя. При этом пропадает постоянная паразитная циркуляция масла через жиклер стравливания, необходимая для обеспечения работоспособности сифонного затвора. Циркуляция масла через автономный откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости, при нормальном (горизонтальном) полете самолета позволит постоянно держать его в полной боевой готовности перед выполнением фигурных полетов, когда насос будет переходить на собственное маслопитание от маслозаборника, установленного в верхней части масляной полости.
Надежное маслопитание автономного откачивающего маслонасоса, подключенного к маслозаборнику в верхней части масляной полости, при всех режимах полета самолета позволит исключить образование в нем воздушных пробок, что повысит надежность работы двигателя при выполнении самолетом фигурных полетов.
Из уровня техники не известны масляные системы авиационных ГТД, в которых в магистрали подачи масла установлен сифонный затвор, снабженный жиклером стравливания, сообщенным магистралью со входом в откачивающий маслонасос, подключенный к маслозаборнику, установленному в верхней части масляной полости.
Поэтому можно сделать вывод о том, что предложенная масляная система соответствует критерию "новизны" и "изобретательского уровня".
На чертеже изображена принципиальная схема масляной системы авиационного ГТД.
Масляная система содержит масляные полости 1, 2, 3 подшипниковых опор ротора и масляную полость коробки приводов 4, в которых установлены маслосборники 5, 6 и 7, 8, 9 соответственно. В нижней части полостей 1, 2, 3, 4 установлены маслозаборники 10, 11, 12, 13 соответственно, подключенные к откачивающим маслонасосам 14, 15, 16, 17. В верхней части полости 2 установлен дублирующий маслозаборник 18, подключенный к автономному откачивающему маслонасосу 19, выполненному конструктивно в едином блоке 20 с остальными насосами откачки масла. Выход из блока 20 сообщен магистралью с маслобаком 21, снабженным двумя маслозаборниками 22 и 23, установленными в нижней и верхней частях его полости и подключенным соответственно к нагнетающим насосам 24 и 25.
Нагнетающий маслонасос 25 через напорную магистраль 26 сообщен с форсунками 27, установленными в масляных полостях опор ротора и коробки приводов 1, 2, 3 и 4.
В магистрали 26 установлен сифонный затвор 28, снабженный жиклером стравливания 29, сообщенным магистралью 30 со входом в автономный откачивающий маслонасос 19. Масляные полости 1, 2, 3 и 4 через систему суфлирующих магистралей сообщены с входом в центробежный суфлер 31.
При нормальном (горизонтальном) полете самолета масло из маслобака 21 через маслозаборник 22 поступает на вход нагнетающего насоса 24, который под давлением переправляет его через сифонный затвор 28 и напорную магистраль 26 к форсункам 27, установленным в масляных полостях опор ротора и коробки приводов 1, 2, 3 и 4. Небольшая часть масла (≈ 2…3 л/мин) через жиклер стравливания 29 по магистрали 30 перепускается на вход автономного откачивающего маслонасоса 19. Отработанная в двигателе смазка собирается в маслосборниках 5, 6, 8, 9 и через систему масляных магистралей переправляется во входные каналы насосов 14, 15, 16 и 17 в блоке откачивающих насосов 20 и далее - в маслобак 21 для повторного использования. Нагнетающий маслонасос 25 будет работать в холостом режиме, так как через маслозаборник 23 на вход насоса будет поступать воздушная среда с мелкими каплями смазки ("масляный туман").
При фигурных полетах самолета (перевернутый полет или полет с отрицательными перегрузками) подача масла в двигатель осуществляется через маслозаборник 23 нагнетающим насосом 25 только в масляную полость 2 (полость, где расположен упорный подшипник, воспринимающий осевое усилие на ротор). Из этой же полости будет осуществляться откачка масла, скапливающегося в маслосборнике 7, с помощью маслозаборника 18 и автономного откачивающего маслонасоса 19.
Все остальные насосы откачки масла в блоке насосов 20 будут выполнять функции суфлеров масляных полостей опор ротора и коробки приводов 1, 2, 3 и 4, переправляя воздух с включениями смазки в маслобак 21 и далее - через маслоотделитель на вход центробежного суфлера 31.
Предложенная маслосистема авиационного двигателя повысит надежность работы двигателя при выполнении самолетом фигурных полетов. Кроме того, устройство позволит избежать применения запорных устройств в магистрали подачи масла в двигатель для предотвращения перетекания масла на стоянке из маслобака через зазоры нагнетающего насоса в масляные полости опор ротора и коробки приводов, уменьшить нагрев смазки и сократить потерю мощности в нагнетающем насосе.