СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ПОТОКОВ КОНТУРОВ И СНИЖЕНИЯ ШУМА РЕАКТИВНОЙ СТРУИ

Устройство предназначено для смешения потоков контуров и снижения шума реактивной струи турбореактивного двухконтурного двигателя.
В современных ТРДД смешение потоков осуществляется для повышения показателей двигателя и снижения шума реактивной струи. Вместе с тем при смешении потоков первого и второго контуров крупные вихри трактового газа, истекающие из турбины, измельчаются под воздействием потока воздуха второго контура. Как известно из аэроакустики, мелкие вихри быстрее затухают, и именно поэтому снижается уровень генерируемого ими шума.
Известно выполненное по этому принципу устройство для снижения шума газотурбинного двигателя (патент РФ №2233384, F02K 1/34, F01N 1/16, д.п. 27.07.2004 г.), содержащее обечайку, затурбинный кок, пилоны и механизмы приводов. Пилоны устройства выполнены в виде плоских неповоротных лопаток, установленных радиально и параллельно направлению набегающего потока газа двигателя и перемежающихся с неповоротными лопатками плоских поворотных лопаток. Оси вращения плоских поворотных лопаток расположены между входными и выходными кромками этих лопаток. Концы осей вращения плоских поворотных лопаток находятся на обечайке и затурбинном коке. Это устройство позволяет уменьшить шум, потери внутренней тяги двигателя, снизить усилия на механизмы приводов и уменьшить массу устройства.
Прототипом предполагаемой полезной модели может служить шевронное выхлопное сопло (патент РФ №2213240, F02K 1/40, д.п. 27.09.2003 г.), включающее в себя выхлопную трубу для протекания газовой реактивной струи, на заднем конце которой расположено множество смежных шевронов, ограничивающих выхлопное отверстие. Каждый из шевронов имеет треугольную конфигурацию с основанием, вершиной, сходящимися между боковыми задними кромками и ограниченными таким образом противолежащими в радиальном направлении первой и второй поверхностями. Задние кромки смежных шевронов разнесены друг от друга в поперечном направлении, определяя соответствующие расходящиеся пазы, сообщающиеся по потоку с трубой. Шевроны имеют вогнутый контур в осевом направлении между основаниями и вершинами, который способствует смешиванию реактивных струй через пазы. Изобретение позволит снизить шум истечения отработавших газов и инфракрасную характеристику при минимальном снижении характеристик двигателя.
Недостатком прототипа и аналога следует считать следующее. Обе конструкции, равно как и иные применяемые в настоящий момент, снижая шум за счет процесса смешения воздуха второго контура и трактового газа, никак не используют хладоресурс воздуха, смешиваемого с газом. Между тем воздух второго контура имеет очень низкую температуру.
С целью смешения потоков и снижения шума предлагается смесительное устройство турбореактивного двухконтурного двигателя, выполненное в виде заднего стоечного узла, содержащего радиальные стойки, в каждой из которых выполнено две полости: в первой размещаются масляные коллекторы для подачи масла на заднюю опору, а вторая используется для течения воздуха второго контура, который выдувается в проточную часть через отверстия в стойке и смешивается с горячим газом, истекающим из турбины.
Предлагаемая конструкция позволяет, во-первых, использовать хладоресурс воздуха второго контура для охлаждения стоек, снижения их теплового излучения и охлаждения масляного коллектора и протекающего к опоре масла. Таким образом, преимущество предполагаемой полезной модели заключается в дополнительном к шумоглушению эффекте - снижению температуры стоек и протекающего в их полостях масла для смазки задней опоры ротора.
3
Целью создания смесительного устройства турбореактивного двухконтурного двигателя является смешение потоков контуров, снижение шума реактивной струи и охлаждение заднего стоечного узла и масляного коллектора подачи масла к задней опоре ротора.
Технический результат при этом выражается в снижении шума двигателя, снижении температуры заднего стоечного узла, снижении его теплового излучения, снижении температуры масла для смазки задней опоры ротора.
Технический результат достигается тем, что в смесительном устройстве турбореактивного двухконтурного двигателя для смешения потоков контуров и снижения шума реактивной струи, представляющем собой задний стоечный узел, содержащий радиальные стойки, в каждой из стоек выполнено две полости: в первой размещаются масляные коллекторы для подачи масла на заднюю опору, а вторая используется для течения воздуха второго контура, который выдувается в проточную часть через отверстия в стойке и смешивается с горячим газом, истекающим из турбины, что позволяет охладить нагретые горячим газом стойки, снизить их тепловое излучение и охладить масляные коллекторы подвода масла к задним опорам.
Принцип действия предлагаемого смесительного устройства заключается следующем. Смесительное устройство турбореактивного двухконтурного двигателя, выполненное в виде заднего стоечного узла, содержит радиальные стойки, в каждой из которых выполнено две полости: в первой размещаются масляные коллекторы для подачи масла на заднюю опору, а вторая используется для течения воздуха второго контура, который выдувается в проточную часть через отверстия в стойке и смешивается с горячим газом, истекающим из турбины. Воздух охлаждает стойки, снижает их тепловое излечение и охлаждает масляные коллекторы подвода масла к задним опорам.
На чертеже представлена предлагаемая конструкция.
Полые, содержащие две раздельные полости, аэродинамического профиля стойки (1), располагаются между внутренним корпусом статора, включающим задний стекатель (2) и разделительным корпусом (3) за рабочим колесом последней ступени турбины (4). В первую полость в стойке пропускается маслоколлектор (5) подачи масла на заднюю опору ротора, во вторую (6) поступает воздух с низкой температурой из второго (наружного) контура двигателя. Воздух из второй полости выдувается через отверстия в задней кромке стойки (7) и смешивается с трактовым газом в образовавшейся между задним стекателем и разделительным корпусом камере смешения (8).