ВЕНТИЛЯТОР-КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к двигателестроению, а точнее касается вентилятора-компрессора для двухконтурного турбореактивного авиационного двигателя.
Полезная модель представляет собой вентилятор-компрессор в виде двухступенчатого биротативного вентилятора с подпорными осевыми ступенями компрессора внутреннего газогенераторного контура высокого давления.
Известен низкооборотный малошумный вентилятор, содержащий два биротативных рабочих колеса и рабочие колеса подпорного осевого компрессора внутреннего контура, расположенного между рабочими колесами вентилятора (М.J.Benzakein. The Future of the Jet Engine. 10 October 2003, GE Aircraft Engines). Подпорный осевой компрессор внутреннего контура также выполнен биротативным и состоит из нескольких рабочих колес осевых ступеней встречного вращения.
Часть лопаточных венцов рабочих колес подпорного компрессора установлена втулочным сечением на консольной полке диска первого рабочего колеса вентилятора. Другая часть лопаточных венцов рабочих колес подпорного компрессора установлена периферийным сечением на полочной перегородке лопаток второго рабочего колеса вентилятора. Полочная перегородка одновременно является наружной границей проточной части внутреннего газогенераторного контура компрессора ТРДД.
Лопаточные венцы рабочих колес подпорного компрессора с втулочной установкой и периферийной установкой чередуются через венец, создавая многоступенчатый осевой компрессор со ступенями встречного вращения.
Недостатком описанного вентилятора является наличие полочной перегородки во втулочной части лопаток второго рабочего колеса вентилятора. При обтекании полочной перегородки воздушным потоком появляются дополнительные потери и создается радиальная неравномерность потока за вторым рабочим колесом. Увеличение массы лопатки второго рабочего колеса с полочной перегородкой требует усиления втулочной части лопаток, увеличения толщины лопатки во втулочной части и усиления замковой части лопаток. В итоге снижается КПД второго рабочего колеса и вентилятора в целом, а также уменьшается диапазон устойчивой работы вентилятора.
Технология производства рабочих лопаток с полками существенно усложняется. Становится практически невозможным изготовление рабочих лопаток пустотелыми (оболочковыми) и исключается изготовление лопаток из композиционных материалов.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания вентилятора-компрессора двухконтурного (биротативного) турбореактивного авиационного двигателя с бесполочными лопатками рабочих колес вентилятора.
Техническим результатом является уменьшение потерь и радиальной неравномерности потока за вторым рабочим колесом
Поставленная задача решается тем, что в вентиляторе-компрессоре двухконтурного турбореактивного авиационного двигателя, содержащем биротативный вентилятор с двумя рабочими колесами встречного вращения, и подпорный осевой компрессор внутреннего контура, по меньшей мере с тремя рабочими колесами, лопатки которых расположены между лопатками биротативного вентилятора отличающийся тем, что лопатки двух рабочих колес подпорного осевого компрессора установлены втулочным сечением на консоле диска собственного рабочего колеса биротативного вентилятора, при этом периферийное сечение лопаток одного из этих колес дополнительно соединено с корпусной оболочкой подпорного осевого компрессора, лопатки по меньшей мере одного оставшегося рабочего колеса, размешенного за рабочим колесом, установленным только на консоле, установлены периферийным сечением на корпусной оболочке подпорного осевого компрессора.
Полезная модель представляет собой двухступенчатый биротативный вентилятор с подпорными осевыми ступенями компрессора внутреннего газогенераторного контура высокого давления, в котором второе рабочее колесо (колесо второй ступени) вентилятора выполняется с безполочными лопатками, как и лопатки первого рабочего колеса.
Полезная модель поясняется рисунком 1(а, б), на котором представлена принципиальная схема вентилятора-компрессора.
Вентилятор-компрессор содержит два рабочих колеса 1 и 2 биротативного вентилятора и рабочие колеса 3, 4 и 5 подпорного осевого компрессора.
Лопатка рабочего колеса 4 подпорного осевого компрессора установлена втулочным сечением на консоле 7 диска рабочего колеса 1 вентилятора и вращается вместе с ним в одном направлении (рис.1а). Лопатки рабочих колес 3 и 5 установлены периферийными сечениями на корпусной оболочке 6. Лопатка рабочего колеса 5 также втулочным сечением установлена на консоле 8 диска рабочего колеса 2 вентилятора и вращается вместе с ним в другом направлении. Направление вращения рабочих колес 3 и 5 в противоположную сторону относительно направления вращения рабочего колеса 4 обеспечивается направлением вращения рабочих колес 1 и 2 биротативного вентилятора (рис.1а).
Возможен также вариант (рис.16), когда лопатка рабочего колеса 4 подпорного осевого компрессора установлена втулочным сечением на консоле 8 диска рабочего колеса 2 вентилятора и вращается вместе с ним в одном направлении, а лопатки рабочих колес 3 и 5 установлены периферийными сечениями на корпусной оболочке 6 и лопатка рабочего колеса 3 также втулочным сечением установлена на консоле 7 диска рабочего колеса 1 вентилятора и вращается вместе с ним в другом направлении. Направление вращения рабочих колес 3 и 5 в противоположную сторону относительно направления вращения рабочего колеса 4 обеспечивается направлением вращения рабочих колес 1 и 2 биротативного вентилятора.
Полезная модель вентилятор-компрессор выполнена с биротативным двухступенчатым вентилятором и биротативными рабочими колесами подпорного осевого компрессора внутреннего контура без полочной перегородки во втулочной части лопаток биротативного вентилятора.
Число рабочих колес подпорного осевого компрессора может быть увеличено для обеспечения необходимой величины расчетной степени повышения давления внутреннего газогенераторного контура двигателя.
Подпорный осевой компрессор в полезной модели располагается в осевом зазоре между рабочими лопатками биротативного вентилятора, но, в отличие от известного вентилятора, лопаточные венцы рабочих колес подпорного осевого компрессора установлены на консолях дисков рабочих колес вентилятора. Одна группа рабочих лопаток подпорного осевого компрессора установлена непосредственно втулочным сечением на консоле диска первого рабочего колеса вентилятора. Другая группа рабочих колес подпорного осевого компрессора установлена периферийным сечением в корпусной оболочке, которая через один лопаточный венец из группы рабочих колес связана с консолью диска второго рабочего вентилятора.
При работе вентилятора-компрессора, воздушный поток обтекает лопатки без дополнительных потерь и создания радиальной неравномерности потока за вторым рабочим колесом.