RU2424439C1 - Method for protecting turboejector engine against stall - Google Patents
Method for protecting turboejector engine against stall Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424439C1 RU2424439C1 RU2010100339/06A RU2010100339A RU2424439C1 RU 2424439 C1 RU2424439 C1 RU 2424439C1 RU 2010100339/06 A RU2010100339/06 A RU 2010100339/06A RU 2010100339 A RU2010100339 A RU 2010100339A RU 2424439 C1 RU2424439 C1 RU 2424439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- protecting
- channel
- low pressure
- bypass
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиадвигателестроению.The invention relates to aircraft engine manufacturing.
Известен турбоэжекторный двигатель (патент RU 2190772, МПК 7 F02C 3/32, 1999 г.), содержащий входное устройство, компрессор, основную камеру сгорания, турбину, газовый эжектор, канал высокого давления которого с одной стороны соединен с компрессором через основную камеру сгорания, а с другой - с турбиной через камеру смешения, канал низкого давления с одной стороны соединен с атмосферой через входное устройство, а с другой - с турбиной через камеру смешения, форсажную камеру сгорания, выходное устройство.Known turbojet engine (patent RU 2190772, IPC 7 F02C 3/32, 1999) containing an input device, a compressor, a main combustion chamber, a turbine, a gas ejector, the high pressure channel of which is connected on one side to the compressor through the main combustion chamber, and on the other hand, with a turbine through the mixing chamber, the low pressure channel is connected to the atmosphere on the one hand through the inlet device, and on the other hand, with the turbine through the mixing chamber, afterburner, and the outlet device.
В турбоэжекторном двигателе (ТРДЭ) существует вероятность попадания горячих газов на вход в компрессор (через канал низкого давления газового эжектора), что может привести к помпажу двигателя. Выброс газов происходит при запирании эжектора, когда размеры струи эжектирующего газа становятся равными размерам поперечного сечения камеры смешения (коэффициент эжекции m=0).In a turbojet engine (TRDE), there is a possibility of hot gases entering the compressor inlet (through the low pressure channel of the gas ejector), which can lead to surging of the engine. The gas ejection occurs when the ejector is blocked, when the dimensions of the jet of ejection gas become equal to the dimensions of the cross section of the mixing chamber (ejection coefficient m = 0).
Целью изобретения является исключение возможности возникновения помпажа ТРДЭ по причине попадания горячих газов на вход в компрессор.The aim of the invention is to eliminate the possibility of surge TRDE due to the ingress of hot gases at the inlet to the compressor.
Известен воздушно-реактивный двигатель (свидетельство на полезную модель RU 22311, 2002 г.), в котором используется вентилятор, часть воздуха которого через канал низкого давления газового эжектора перепускается в камеру смешения.A known jet engine (certificate of utility model RU 22311, 2002), which uses a fan, part of the air through a low pressure channel of the gas ejector is transferred to the mixing chamber.
Известен способ регулирования осевого компрессора перепуском воздуха из средних ступеней (Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей./Под ред. С.М.Шляхтенко. М.: Машиностроение, 1987, рис.4.13, с.119). Перепуск воздуха (выпуск воздуха) осуществляется на пониженных частотах вращения ротора (запуск, малый газ). Способ позволяет повысить запасы устойчивости компрессора.A known method of controlling an axial compressor by air bypass from the middle stages (Theory and calculation of jet engines. / Under the editorship of S.M. Shlyakhtenko. M.: Engineering, 1987, Fig. 4.13, p.119). Air bypass (air exhaust) is carried out at reduced rotor speeds (start, low gas). The method allows to increase the stability margins of the compressor.
Поставленная цель достигается тем, что на скоростях полета менее двух чисел Маха воздух из средних ступеней компрессора перепускается в канал низкого давления газового эжектора, вход в который при этом закрывается.The goal is achieved by the fact that at flight speeds of less than two Mach numbers, air from the middle stages of the compressor is transferred to the low pressure channel of the gas ejector, the entrance to which is closed.
Предпочтительно при суммарной степени повышения давления в условиях взлета 3,5÷4,0 степени повышения давления в компрессоре до и после отбора воздуха равны.Preferably, with a total degree of pressure increase under take-off conditions of 3.5 ÷ 4.0, the degrees of pressure increase in the compressor before and after air sampling are equal.
Предпочтительно перепуск осуществляется на скоростях полета менее двух чисел Маха.Preferably, the bypass is carried out at flight speeds of less than two Mach numbers.
Предпочтительно в канал низкого давления газового эжектора подается топливо.Preferably, fuel is supplied to the low pressure channel of the gas ejector.
Сущность изобретения состоит в том, что перепад полных давлений между каналами высокого и низкого давлений газового эжектора при перепуске воздуха уменьшается (при равенстве степеней повышения давления в компрессоре до и после отбора перепад давлений становится менее критического), что ведет к увеличению коэффициента эжекции (более чем в два раза) - исключает возможность запирания камеры смешения (выброс горячих газов).The essence of the invention lies in the fact that the differential pressure between the high and low pressure channels of the gas ejector decreases when the air is bypassed (if the degree of increase in pressure in the compressor is equal before and after selection, the pressure drop becomes less critical), which leads to an increase in the ejection coefficient (more than twice) - excludes the possibility of locking the mixing chamber (emission of hot gases).
На скоростях полета М>2 коэффициент эжекции в ТРДЭ становится более 10%, при котором запирание камеры смешения не происходит.At flight speeds M> 2, the ejection coefficient in the turbofan engine becomes more than 10%, at which the mixing chamber does not lock.
Для повышения тяги двигателя в канал низкого давления газового эжектора может быть подано дополнительное топливо. В этом случае горение топлива будет происходить с обеих сторон камеры сгорания.To increase engine thrust, additional fuel can be supplied to the low pressure channel of the gas ejector. In this case, the combustion of fuel will occur on both sides of the combustion chamber.
На фиг.1 изображена схема ТРДЭ, иллюстрирующая способ защиты двигателя от помпажа.Figure 1 shows a diagram of TRDE, illustrating a method of protecting the engine from surging.
На фиг.2 изображена характеристика газового эжектора в системе ТРДЭ.Figure 2 shows the characteristic of the gas ejector in the TRDE system.
ТРДЭ состоит из входного устройства 1, компрессора 2, канала низкого давления газового эжектора 3 (второй контур), заслонки 4, основной камеры сгорания 5, камеры смешения 6, турбины 7, выходного устройства 8. Степень повышения давления в компрессоре в условиях взлета составляет 3,5÷4,0 (Письменный В.Л. Концепция газотурбинного двигателя для гиперзвуковых скоростей полета. // Полет, 2009, №8, с.19-23).TRDE consists of an input device 1, a compressor 2, a low pressure channel of a gas ejector 3 (second circuit), a damper 4, a main combustion chamber 5, a mixing chamber 6, a turbine 7, an output device 8. The degree of increase in pressure in the compressor under take-off conditions is 3 5 ÷ 4.0 (Written V.L.Concept of a gas turbine engine for hypersonic flight speeds. // Polet, 2009, No. 8, p.19-23).
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На скоростях полета М<2 заслонка 4 перекрывает вход в канал 3 и открывает доступ воздуха из средних ступеней компрессора в тот же канал 3 (фиг.1, верхний вид). При этом расход воздуха через канал 3 увеличивается. Увеличение расхода воздуха связано с ростом производительности первых ступеней компрессора, которая оказывается выше той, которую имел двигатель до момента открытия заслонки 4. Увеличение расхода воздуха через канал 3 ведет к увеличению коэффициента эжекции до 10% и более, при котором запирание камеры смешения не происходит.At flight speeds M <2, the shutter 4 blocks the entrance to the channel 3 and opens the air from the middle stages of the compressor to the same channel 3 (Fig. 1, top view). In this case, the air flow through the channel 3 increases. The increase in air flow rate is associated with an increase in the productivity of the first stages of the compressor, which turns out to be higher than that which the engine had before opening the damper 4. An increase in air flow through channel 3 leads to an increase in the ejection coefficient to 10% or more, at which the mixing chamber does not lock.
Конечно, перепуск воздуха на максимальных частотах вращения ухудшает характеристики компрессора (переводит компрессор на нерасчетный режим работы), однако на характеристиках двигателя это практически не отражается до скоростей полета М≈2. Ухудшение характеристик компрессора компенсируется увеличением расхода воздуха и снижением потерь в камере смешения (скорости истечения газа из первого и второго контуров - дозвуковые).Of course, bypassing air at maximum rotational speeds degrades the compressor's performance (puts the compressor on an off-design mode of operation), but this practically does not affect the characteristics of the engine up to flight speeds of M≈2. The deterioration of compressor characteristics is compensated by an increase in air flow rate and a decrease in losses in the mixing chamber (subsonic flow rates of gas from the first and second circuits).
На скоростях М>2 эффект компенсации исчезает, но при этом коэффициент эжекции ТРДЭ уже выше 10%, что исключает запирание камеры смешения. Заслонка 4 возвращается в исходное положение (фиг.1, нижний вид).At speeds M> 2, the compensation effect disappears, but at the same time, the ejection coefficient of the TRDE is already higher than 10%, which excludes locking of the mixing chamber. The damper 4 is returned to its original position (figure 1, bottom view).
На фиг.2 изображена характеристика эжектора в системе ТРДЭ (πэж - степень повышения давления в эжекторе, πк - степень повышения давления в компрессоре, m - коэффициент эжекции). Здесь кривая г-г, соединяющая предельные точки линий πк=const, является линией критических режимов, кривая р-р - рабочей линией. Момент закрытия заслонки 4 отмечен на характеристике горизонтальной линией. Видно, что перепуск воздуха позволяет исключить режимы работы эжектора с низкими запасами устойчивости (штрихпунктирные линии).Figure 2 shows the characteristic of the ejector in the TRDE system (π ej is the degree of increase in pressure in the ejector, π to is the degree of increase in pressure in the compressor, m is the ejection coefficient). Here the curve rg connecting the limit points of the lines π to = const is the line of critical regimes, the curve rr is the working line. The closing moment of the shutter 4 is marked on the characteristic by a horizontal line. It can be seen that the air bypass allows to exclude the operation modes of the ejector with low stability margins (dash-dotted lines).
Применение способа позволяет повысить безопасность полетов при использовании турбоэжекторных двигателей.The application of the method improves flight safety when using turbojet engines.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100339/06A RU2424439C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method for protecting turboejector engine against stall |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100339/06A RU2424439C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method for protecting turboejector engine against stall |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2424439C1 true RU2424439C1 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100339/06A RU2424439C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Method for protecting turboejector engine against stall |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2424439C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557830C2 (en) * | 2012-07-20 | 2015-07-27 | Юрий Васильевич Дробышевский | Creation of propulsive force for aircraft displacement and turbojet to this end |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100339/06A patent/RU2424439C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557830C2 (en) * | 2012-07-20 | 2015-07-27 | Юрий Васильевич Дробышевский | Creation of propulsive force for aircraft displacement and turbojet to this end |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6030940B2 (en) | System and method for active clearance control | |
US7950218B2 (en) | Bypass turbomachine with artificial variation of its throat section | |
US7231770B2 (en) | Onboard supplemental power system at varying high altitudes | |
US7089744B2 (en) | Onboard supplemental power system at varying high altitudes | |
CA2499675C (en) | Methods and apparatus for operating gas turbine engines | |
EP2930330A1 (en) | Gas turbine engine | |
CN103835836B (en) | The gas turbine that a kind of bypass ratio is controlled | |
CA2531741C (en) | Methods and apparatus for operating gas turbine engines | |
JP5604521B2 (en) | How to operate an adaptive core engine | |
WO2015012920A2 (en) | Secondary nozzle for jet engine | |
US11884414B2 (en) | Supersonic aircraft turbofan engine | |
RU2659133C2 (en) | Turbofan reducer engine, which is equipped with the low pressure system for controlling the aircraft environment | |
CN105221295A (en) | A kind of punching press-turbojet compound aeroengine | |
US20170218852A1 (en) | Inlet bleed heat system and method of assembling the same | |
US20200386408A1 (en) | Aircraft engine and method of operation thereof | |
GB1313841A (en) | Gas turbine jet propulsion engine | |
US20200102913A1 (en) | Auxiliary device for three air flow path gas turbine engine | |
CN103967650A (en) | Turbofan engine | |
RU2424439C1 (en) | Method for protecting turboejector engine against stall | |
EP2971968A1 (en) | Multi-passage diffuser with reactivated boundry layer | |
JPS5941012B2 (en) | Gas turbine engine fuel control method and device | |
JP2009057955A (en) | Inter-turbine-bypass variable-cycle engine for supersonic aircraft | |
RU2011119958A (en) | DIAGNOSTIC METHOD OF A TURBOREACTIVE TWO-CIRCUIT ENGINE WITH FLOW MIXING | |
CN116201656A (en) | Turbojet propulsion power system suitable for hypersonic cruising of unmanned aerial vehicle | |
CN103967617A (en) | Turboprop engine |