ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
GAS-TURBINE ENGINE

Изобретение относится к двухконтурным газотурбинным двигателям высокой и сверхвысокой степени двухконтурности.
Известен газотурбинный двигатель высокой степени двухконтурности, приводные агрегаты которого размещены в пилоне, в верхней части двигателя (С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. Москва: «Машиностроение», 1981, стр.546, рис.13.2).
Такое расположение агрегатов позволяет уменьшить внешний диаметр мотогондолы и снизить ее сопротивление, однако делает агрегаты труднодоступными, что ухудшает эксплуатационную технологичность двигателя.
Наиболее близким к заявляемому является газотурбинный двигатель, в котором агрегаты расположены под обтекателем газогенератора, а с внешней стороны обтекателя газогенератора расположены решетчатое реверсивное устройство и сопло канала наружного контура (EP 1852595, F02K 1/72, F02K 1/00, 2006).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является пониженная экономичность из-за паразитных утечек воздуха через реверсивное устройство на режимах прямой тяги и низкая эксплуатационная технологичность из-за труднодоступности агрегатов под обтекателем газогенератора.
Техническая задача заключается в обеспечении эксплуатационной технологичности газотурбинного двигателя при регламентных работах по техническому обслуживанию путем облегчения доступа к агрегатам и повышение экономичности за счет исключения утечек воздуха через реверсивное устройство.
Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинном двигателе с агрегатами, установленными под обтекателем газогенератора, решетчатым реверсивным устройством и установленным ниже по потоку соплом канала наружного контура, согласно изобретению внешняя и внутренняя обечайки сопла выполнены с осевым разъемом в вертикальной плоскости, обтекатель газогенератора с внешней стороны от агрегатов выполнен из сегментов, H/L=1,01-1,10, где
Н - осевая длина воздушной полости во внешней обечайке сопла, обращенной к реверсивному устройству;
L - осевая длина решетки реверсивного устройства на входе,
при этом реверсивное устройство выполнено с кольцевыми упругими элементами и нераспашным.
Выполнение внешней и внутренней обечаек сопла наружного контура с осевым разъемом в вертикальной плоскости позволяет обеспечить легкий доступ к расположенным вокруг газогенератора приводным и неприводным агрегатам во время регламентного технического обслуживания, так как внешняя и внутренняя обечайки сопла наружного контура, имеющие минимальную массу, могут поворачиваться на шарнирах при минимальных прикладываемых усилиях.
Выполнение обтекателя газогенератора с внешней стороны от агрегатов в виде отдельных сегментов, шарнирно закрепленных на газогенераторе, обеспечивает доступ при регламентных работах к коробке приводов, которая выполнена с односторонним расположением приводных агрегатов (агрегаты направлены в сторону сопла).
Выполнение реверсивного устройства с кольцевыми упругими элементами позволяет обеспечить герметичность реверсивного устройства на режимах прямой тяги, что повышает экономичность газотурбинного двигателя.
При Н/L<1,01 возможен контакт подвижного силового кольца реверсивного устройства с внешней обечайкой сопла наружного контура на режимах реверсирования, а при Н/L>1,1 возрастают осевые габариты сопла наружного контура.
На фигуре 1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя, на фиг.2 - продольный разрез газотурбинного двигателя во время регламентных работ с открытым доступом к расположенным вокруг газогенератора агрегатам и к коробке приводов. На фиг.3 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2.
Газотурбинный двигатель 1 состоит из вентилятора 2 с каналом наружного контура 3 и из газогенератора 4, под обтекателем 5 которого расположены установленная на газогенераторе 4 односторонняя коробка приводов 6 с приводными агрегатами 7, направленными в сторону сопла 8 канала наружного контура 3. На наружном кольце 9 спрямляющего аппарата 10 вентилятора 2 зафиксировано реверсивное устройство 11, ниже по потоку которого расположено сопло 8 наружного контура, образованное двойной внешней обечайкой 12 и внутренней обечайкой 13, являющейся продолжением обтекателя 5 газогенератора 4.
Внешняя 12 и внутренняя 13 обечайки сопла 8 соединены между собой верхним обтекателем 14, причем обечайки 12 и 13, а также обтекатель 14 выполнены с вертикальным осевым разъемом 15 и состоят из 2-х симметричных относительно вертикальной оси половинок 16 и 17, шарнирами 18 и 19 закрепленных на пилоне 20 с возможностью распахивания из положения 21 в положение 22 для доступа к агрегатам 7 и к коробке 6 во время проведения регламентных работ по техническому обслуживанию двигателя 1.
Для обеспечения более удобного доступа к агрегатам 7 и к коробке приводов 6, обтекатель 5 газогенератора 4 с внешней стороны от коробки 6 и агрегатов 7 выполнен в виде сегментов 23, шарнирами 24 закрепленных на газогенераторе 4, с возможностью поворота сегментов 23 в положение 25.
На режимах реверсирования подвижное силовое кольцо 26 реверсивного устройства 11 перемещается из положения 26 в положение 27 и для исключения контакта кольца 26 с внешней обечайкой 12 сопла 8 обечайка 12 выполнена с кольцевой осевой полостью 28, обращенной в сторону реверсивного устройства 11.
Для обеспечения полной герметичности реверсивного устройства 11 на режимах прямой тяги газотурбинного двигателя 1 реверсивное устройство 11 выполнено без осевых радиальных разъемов, т.е. нераспашным, а передний 29 и задний 30 упругие уплотнительные элементы выполнены кольцевыми.
Работает данное устройство следующим образом.
При работе газотурбинного двигателя 1 высокой и сверхвысокой степени двухконтурности основная часть тяги создается воздухом наружного контура, при этом на режимах прямой тяги благодаря герметичности реверсивного устройства 11 паразитные утечки из канала наружного контура 3 равны нулю, что благоприятно сказывается на экономичности двигателя 1.
На режимах реверсирования силовое кольцо 26 свободно перемещается в положение 27 в кольцевой полости 28 обечайки 12.
При проведении регламентных работ двойная внешняя обечайка 12 совместно с внутренней обечайкой 13 распахиваются на шарнирах 18 и 19, при этом подпружиненные сегменты 23 обтекателя газогенератора устанавливаются в положение 25, открывая доступ к агрегатам 7, коробке приводов и к газогенератору 4.