Система топливопитания газотурбинного двигателя

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к системам топливопитания газотурбинных двигателей (ГТД) летательного аппарата (ЛА).
Известны системы топливопитания газотурбинных двигателей, содержащие насос подкачивающий, насос основной, дозатор топлива, топливные форсунки первого контура, топливные форсунки второго контура, дренажную систему, клапан запорный, клапан распределительный, клапан дренажный.
Подобной системой является система топливопитания газотурбинного двигателя Д-30. В данной системе насос основной, дозатор топлива, клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный объединены в один агрегат НР-30АР (см.: Авиационный двигатель Д-30 II серии: Л.П. Лозицкий, А.А. Иваненко, М.Д. Авдошко и др. - М.: Машиностроение, 1980 г).
Также подобной системой является система топливопитания газотурбинного двигателя ПС-90А. В этой системе клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный входят в состав АРТ-90Р, выполненного в виде отдельного агрегата, связанного топливными трубопроводами с насосом-регулятором, топливными форсунками и дренажной системой (см. ПС-90А. Руководство по технической эксплуатации. Книга 2. Часть 2. Раздел 73.23.03).
Недостатком приведенных систем топливопитания является вес и габариты, приходящиеся на клапан дренажный и топливные магистрали связывающие клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в улучшении массогабаритных характеристик системы топливопитания.
Для достижения указанного технического решения в системе топливопитания газотурбинного двигателя, содержащей насос подкачивающий, насос основной, дозатор топлива, топливные форсунки первого контура, топливные форсунки второго контура, дренажную систему, соединительные топливные магистрали, клапан запорный с уплотнительными элементами, клапан распределительный, причем клапан запорный выполняет функции переключения и разрыва гидравлических связей, при этом; в открытом положении запорного клапана дозатор топлива гидравлически связан с форсунками первого контура и клапаном распределительным, магистраль отвода топлива в дренажную систему перекрыта, а клапан распределительный выполняет функцию гидравлического дросселя переменного сечения в магистрали подвода топлива к форсункам второго контура; в закрытом положении запорного клапана магистраль подвода топлива от дозатора перекрыта, а форсунки первого и второго контура гидравлически связаны с дренажной системой. При этом клапан распределительный может быть размещен в клапане запорном, причем золотник клапана запорного выполняет функции корпуса и втулки для золотника клапана распределительного.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение массогабаритных характеристик системы топливопитания за счет следующих факторов:
исключением из состава системы клапана дренажного;
исключением из состава системы топливных магистралей, связывающих клапан дренажный с другими элементами системы топливопитания;
исключением из состава системы топливных магистралей, связывающих запорный клапан с распределительным, за счет размещения клапана распределительного внутри клапана запорного.
Предложенная система топливопитания представлена на чертежах и описана ниже. На фиг. 1 запорный и распределительный клапаны показаны в закрытом (нерабочем) положении, когда подача топлива отсутствует. На фиг. 2 запорный и распределительный клапаны показаны в открытом (рабочем) положении, при подаче топлива в форсунки газотурбинного двигателя.
Система содержит насос подкачивающий 1, насос основной 2, дозатор топлива 3. Насос подкачивающий 1 и насос основной 2, связаны механическими приводами с ГТД, а дозатор топлива 3 электрическими цепями с электронным регулятором (на чертеже не показаны).
Система также содержит форсунки топливные первого контура 4, форсунки топливные второго контура 5, дренажную систему 6, клапан запорный 7, клапан распределительный 8, канал входной 9, канал отвода в первый контур 10, канал отвода во второй контур 11, канал дренажа 12, уплотнение клапанное входное 13, уплотнение клапанное дренажное 14.
Клапан запорный 7 механически связан с пружиной 15. В клапане запорном 7 выполнены: окна входные 16, окна выходные 17, пазы продольные 18.
Клапан распределительный 8 механически связан с пружиной 19. В клапане распределительном 8 выполнены пазы профилированные 20.
При необходимости, в канале отвода первого контура 10 может быть установлен жиклер 21.
Система работает следующим образом.
Когда подача топлива системой топливопитания отсутствует, запорный клапан 7 усилием пружины 15 удерживается в положении закрытого входного уплотнения 13. При этом пазами продольными 18 гидравлически соединены канал отвода в первый контур 10 с каналом отвода во второй контур 11. Топливо от форсунок первого контура 4, проходя через канал отвода в первый контур 10, с жиклером 21, пазы продольные 18 пружинную полость клапана запорного 7 и канал дренажа 12 поступает в дренажную систему 6. Топливо от форсунок второго контура 5, проходя через канал отвода во второй контур 11, пазы продольные 18 пружинную полость клапана запорного 7 и канал дренажа 12, поступает в дренажную систему 6. Распределительный клапан 8 усилием пружины 19 удерживается в положении, в котором пазы профилированные 20 закрыты.
При подаче топлива системой топливопитания в газотурбинный двигатель, из топливной системы ЛА топливо поступает на вход в насос подкачивающий 1, затем на вход в насос основной 2 и на вход в дозатор топлива 3. Из дозатора 3 топливо поступает в канал входной 9.
Под действием давления топлива в канале 9 клапан запорный 7 перемещается, преодолевая усилие пружины 15. Уплотнение клапанное 13 открывается, а канал отвода в первый контур 10 разъединяется с каналом отвода во второй контур 11. В конечном положении клапана запорного 7 закрывается клапанное уплотнение 14, отсоединяя пружинную полость клапана запорного 7 от канала дренажа 12 и системы дренажной 6. Топливо из канала входного 9 через канал отвода в первый контур 10 с жиклером 21 поступает в топливные форсунки первого контура 4.
При увеличении расхода топлива увеличивается давление топлива в канале входном 9. Под действием давления топлива клапан распределительный 8 перемещается, преодолевая усилие пружины 19. Пазы профилированные 20 открываются, топливо из канала входного 9 через окна входные 16 поступает к распределительному клапану 8. Через пазы профилированные 20 распределительного клапана 8 топливо, последовательно проходит через окна выходные 17, пазы продольные 18, канал отвода во второй контур 11 и затем поступает в топливные форсунки второго контура 5.
Характер распределения топлива между топливными форсунками первого 4 и второго 5 контуров определяется расходными гидравлическими характеристиками форсунок, профилем пазов 20 жесткостью пружины 19, и расходной гидравлической характеристикой жиклера 21.
Применение настоящей полезной модели позволяет получить компактную конструкцию с минимальной массой.
Таким образом, предлагаемой полезной моделью «Система топливопитания газотурбинного двигателя», осуществляется новое компоновочное решение, позволяющее за счет взаимного положения составных элементов, совмещения функций выполняемых составными элементами системы и сокращения связей между элементами системы улучшить массогабаритные характеристики и надежность системы топливопитания. Что в свою очередь приводит к техническому результату, выражающемуся в более эффективном выполнении традиционных для систем топливопитания ГТД ЛА функций.