RU2545111C1 - Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method - Google Patents
Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545111C1 RU2545111C1 RU2013149546/06A RU2013149546A RU2545111C1 RU 2545111 C1 RU2545111 C1 RU 2545111C1 RU 2013149546/06 A RU2013149546/06 A RU 2013149546/06A RU 2013149546 A RU2013149546 A RU 2013149546A RU 2545111 C1 RU2545111 C1 RU 2545111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- gas
- gas turbine
- turbine engine
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely to aircraft gas turbine engines.
Известен двухконтурный, двухвальный газотурбинный двигатель (ГТД), включающий турбокомпрессорные комплексы, один из которых содержит установленные на одном валу компрессор и турбину низкого давления, а другой содержит аналогично объединенные на другом валу, соосном с первым, компрессор и турбину высокого давления, промежуточный разделительный корпус между упомянутыми компрессорами, наружный и внутренние контуры, основную и форсажную камеры сгорания, камеру смешения газовоздушных потоков рабочего тела и регулируемое сопло (Н.Н. Сиротин и др. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва, изд. «Наука», 2011 г., стр.19-46, рис.1.24).Known double-circuit, twin-shaft gas turbine engine (GTE), including turbocompressor complexes, one of which contains a compressor and a low pressure turbine mounted on one shaft, and the other contains a compressor and a high pressure turbine, an intermediate separation housing, similarly combined on the other shaft, coaxial with the first between the aforementioned compressors, the external and internal circuits, the main and afterburner combustion chambers, a chamber for mixing gas-air flows of the working fluid and an adjustable nozzle (N.N. Siroti and others. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system.
Известен газотурбинный двигатель, который выполнен двухконтурным, содержит корпус, опертые на него компрессоры и турбины, охлаждаемую камеру сгорания, топливно-насосную группу, реактивные сопла, а также систему управления с командными и исполнительными органами (Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. Под редакцией Д.В. Хронина. М.: Машиностроение 1989. с.12-88).Known gas turbine engine, which is a dual-circuit, contains a housing supported by compressors and turbines, a cooled combustion chamber, a fuel pump group, jet nozzles, as well as a control system with command and executive bodies (Design and engineering of aircraft gas turbine engines. Edited by D .V. Chronin. M.: Mechanical Engineering 1989.p.12-88).
Известен способ разработки и испытаний авиационных двигателей типа газотурбинных, включающий отработку заданных режимов, контроль параметров и оценку по ним ресурса и надежности работы двигателя. С целью сокращения времени испытаний при доводке двигателей 10-20% испытания проводят с температурой газа перед турбиной, превышающей максимальную рабочую температуру на 45-65°C (SU 1151075 A1, опубл. 10.08.2004).A known method of development and testing of aircraft engines such as gas turbine, including the development of predetermined modes, parameter control and assessment of resource and reliability of the engine. In order to reduce the test time during engine refinement of 10-20%, tests are carried out with the gas temperature in front of the turbine exceeding the maximum operating temperature by 45-65 ° C (SU 1151075 A1, publ. 10.08.2004).
Известен способ испытаний газотурбинного реактивного двигателя, заключающийся в создании на входе в двигатель неравномерности потока воздуха путем установления сеток во входном канале для определения границы устойчивой работы компрессора. Для введения компрессора двигателя в помпаж требуется набор сеток, которые устанавливаются во входной канал? поочередно последовательно ступенчато увеличивая неравномерность, что приводит к увеличению количества запусков, затрат энергии и времени для установки сеток во входной канал и проведения испытаний (Ю.А. Литвинов, В.О. Боровик. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, 288 с, стр.13-15).A known method of testing a gas turbine jet engine, which consists in creating at the entrance to the engine uneven air flow by establishing grids in the inlet channel to determine the boundary of the stable operation of the compressor. Does introducing a motor compressor into surge require a set of grids that are installed in the input channel? sequentially incrementally increasing the unevenness, which leads to an increase in the number of starts, energy costs and time for installing grids in the inlet channel and conducting tests (Yu.A. Litvinov, V.O. Borovik. Characteristics and operational properties of aircraft gas turbine engines. M .: Engineering, 1979, 288 s, pp. 13-15).
Известен стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, который дополнительно оборудован регулируемым нагревателем, вторым рекуперативным теплообменником, теплообменником-охладителем и регулируемым интерцептором, выполненным в виде корпуса с центральным каналом для прохода газа и расположенными по образующей корпуса сквозными отверстиями, соединенными с атмосферой через управляемые клапаны. Регулируемый интерцептор установлен на входе в компрессор испытуемого турбокомпрессора (RU 2199727 C1, 27.12.2004).A known bench for testing a turbocharger of an internal combustion engine, which is additionally equipped with an adjustable heater, a second recuperative heat exchanger, a heat exchanger-cooler and an adjustable interceptor, made in the form of a housing with a central channel for gas passage and through holes located along the generatrix of the housing, connected to the atmosphere through controlled valves . An adjustable interceptor is installed at the compressor inlet of the turbocharger under test (RU 2199727 C1, 12/27/2004).
Недостатками указанных известных технических решений являются повышенная трудо- и энергоемкость испытаний, выполняемых известными способами, и, как следствие, недостаточно высокая надежность оценки важнейших параметров двигателя в широком диапазоне режимов и условий эксплуатации. Наиболее существенным из указанных недостатков является необходимость многократного останова двигателя в процессе испытаний и многократной замены интерцепторов с различной аэродинамической прозрачностью, создающих ту или иную степень аэродинамических помех и снижения или увеличения потока воздуха, поступающего в испытуемый двигатель. Известная технология испытаний приводит к необходимости многократных запусков двигателя в процессе испытания и связана с пережогом топлива и непроизводительными затратами времени и труда испытателей.The disadvantages of these known technical solutions are the increased labor and energy intensity of tests performed by known methods, and, as a result, the reliability of the assessment of the most important engine parameters in a wide range of operating conditions and conditions is not high enough. The most significant of these drawbacks is the need for multiple engine shutdown during testing and multiple replacement of interceptors with different aerodynamic transparency, creating one degree or another of aerodynamic interference and reducing or increasing the flow of air entering the test engine. Known test technology leads to the need for multiple engine starts during the test and is associated with burnout of fuel and unproductive time and labor of testers.
Задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, заключается в разработке способа серийного производства газотурбинного двигателя и выполненного заявляемым способом ГТД, совокупность технических решений которых обеспечивает возможность оптимального регулирования допустимой тяги в полном диапазоне газодинамической устойчивости работы компрессора без вхождения двигателя в помпаж, а также в упрощении технологии и сокращении трудозатрат и энергоемкости процесса испытания ГТД на этапе серийного промышленного производства при повышении достоверности определения границ допустимого диапазона варьирования тяги.The task of the group of inventions related by a single creative idea is to develop a method for the mass production of a gas turbine engine and a gas turbine engine made by the claimed method, the combination of technical solutions of which allows optimal regulation of the permissible thrust in the full range of gas-dynamic stability of the compressor without the engine entering the surge, and also in simplification technologies and reduction of labor costs and energy consumption of the gas turbine engine test process at the stage of serial industrial production dstva while increasing reliability of determining the boundaries of the acceptable range of variation of thrust.
Поставленная задача решается тем, что в способе серийного производства газотурбинного двигателя согласно изобретению изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя; собирают модули в количестве не менее восьми - от компрессора низкого давления (КНД) до всережимного поворотного реактивного сопла; в процессе изготовления КНД собирают статор, в котором устанавливают входной, не более трех промежуточных направляющих аппаратов и выходной спрямляющий аппарат, а также собирают ротор, включая вал, на котором устанавливают и жестко соединяют дисками не более четырех рабочих колес с системой лопаток, при этом формируют кольцевые участки внутренней поверхности воздухозаборного канала проточной части КНД из профилированных в направлении потока воздуха элементов лопаток рабочих колес и направляющих аппаратов КНД; собирают, предпочтительно, помодульно двигатель, который выполняют двухконтурным, двухвальным, при этом устанавливают на технологическом стапеле промежуточный корпус; газогенератор, включая компрессор высокого давления (КВД), имеющий статор, а также ротор с валом и системой оснащенных лопатками рабочих колес, число которых не менее чем в два раза превышает число упомянутых рабочих колес КНД, основную камеру сгорания и турбину высокого давления (ТВД); затем перед промежуточным корпусом устанавливают КНД, а за газогенератором последовательно соосно устанавливают турбину низкого давления (ТНД), смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и поворотное реактивное сопло, включающее поворотное устройство, которое, предпочтительно, разъемно прикрепляют неподвижным элементом к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, которое аналогично прикрепляют к подвижному элементу поворотного устройства с возможностью выполнения поворотов для изменения направления вектора тяги; кроме того, в процессе изготовления КНД входной направляющий аппарат (ВНА) оснащают аэродинамически прозрачной силовой решеткой из радиальных стоек, которые устанавливают равномерно распределенно по кругу входного сечения ВНА и с аэродинамическим затенением, создаваемым упомянутой решеткой совместно с фронтальным коком ВНА, составляющим менее 30% от полной площади входного круга, очерченного внешним радиусом проточной части ВНА; причем после сборки производят испытания двигателя, по меньшей мере, на определение газодинамической устойчивости (ГДУ) работы серийного ГТД, для этого произвольно отбирают не менее чем один, для репрезентативности, предпочтительно, три-пять ГТД из серийно произведенной партии, испытуемый двигатель размещают на стенде с входным аэродинамическим устройством, которое снабжено регулируемо пересекающим воздушный поток, преимущественно, дистанционно управляемым выдвижным интерцептором с отградуированной шкалой положений интерцептора в потоке подаваемого в двигатель воздуха, имеющей фиксированную критическую точку, отделяющую двигатель на 2-5% от перехода в помпаж; повторяют испытания на определенном по регламенту наборе режимов, соответствующих режимам, характерным для последующей реальной работы ГТД в полетных условиях; экспериментально подтверждают область газодинамической устойчивости работы и, по меньшей мере, в режиме с наименьшим запасом газодинамической устойчивости выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ», и при достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы газодинамической устойчивости компрессора двигателя.The problem is solved in that in the method for mass production of a gas turbine engine according to the invention, parts are made and assembly units, elements and units of engine modules and systems are completed; at least eight modules are assembled - from a low-pressure compressor (LPC) to an all-mode rotary jet nozzle; in the process of manufacturing KND, a stator is assembled, in which an input, not more than three intermediate guide vanes and an output straightener are installed, and also a rotor is assembled, including a shaft, on which no more than four impellers are mounted and rigidly connected by disks to the blade system, and annular sections of the inner surface of the intake channel of the KND flowing section from elements of the impeller vanes and KND guiding devices profiled in the direction of the air flow; preferably, modularly, an engine is assembled, which is performed by a double-circuit, two-shaft, while an intermediate case is mounted on the technological slipway; a gas generator, including a high pressure compressor (HPC) having a stator, as well as a rotor with a shaft and a system of impellers equipped with blades, the number of which is at least twice the number of the mentioned KND impellers, the main combustion chamber and high pressure turbine (HPD) ; then, in front of the intermediate casing, low pressure valves are installed, and a low pressure turbine (low pressure turbine), mixer, front device, afterburner and rotary jet nozzle, including a rotary device, which is preferably detachably fixed with a fixed element to the afterburner, are sequentially coaxially installed behind the gas generator; and an adjustable jet nozzle, which is likewise attached to the movable element of the rotary device with the possibility of making turns to change is directed I thrust vector; in addition, in the process of manufacturing the low pressure switch, the input guide vane (VNA) is equipped with an aerodynamically transparent power grid of radial struts, which are installed evenly distributed around the inlet section of the VNA and with aerodynamic shading created by the said lattice together with the frontal VNA coke, which is less than 30% of the total area of the input circle, outlined by the external radius of the flow part of the VNA; moreover, after assembly, the engine is tested for at least gas dynamic stability (GDU) determination of the operation of a serial gas turbine engine, for this purpose at least one is randomly selected, for representativeness, preferably three to five gas turbine engines from a serial batch, the test engine is placed on a bench with an aerodynamic inlet device, which is equipped with an adjustable crossover air flow, mainly a remotely controlled retractable interceptor with a graduated scale of interceptor positions in Otok air supplied to the engine, having a fixed critical point that separates the engine at 2-5% in transition from surging; repeat the tests on a set of modes defined by the regulations corresponding to the modes characteristic of the subsequent real work of the gas turbine engine in flight conditions; experimentally confirm the area of gas-dynamic stability of operation and, at least in the mode with the least margin of gas-dynamic stability, perform counter-throttle response according to the regulations: holding at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position, and when the frequency value is reached rotation corresponding to the value of the developed unevenness, perform engine throttle response to maximum mode by translating the engine control lever into Proposition "maximum speed" and define reserves dynamic stability of the engine compressor.
При этом ось вращения поворотного устройства могут выполнять повернутой относительно горизонтальной оси на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° по часовой стрелке (вид по н.п.) для правого двигателя и на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° против часовой стрелки (вид по н.п.) для левого двигателя.In this case, the rotation axis of the rotary device can be rotated relative to the horizontal axis by an angle of at least 30 °, preferably by (32 ÷ 34) ° clockwise (view in np) for the right engine and by an angle of at least 30 °, preferably, at (32 ÷ 34) ° counterclockwise (NP view) for the left engine.
При монтаже ось регулируемого реактивного сопла могут выполнять отклоненной вниз от нейтрального положения оси двигателя на угол, составляющий (2°÷3°30′).During installation, the axis of the adjustable jet nozzle can be executed deviated down from the neutral position of the engine axis by an angle of (2 ° ÷ 3 ° 30 ′).
Промежуточный корпус могут наделять функцией силового узла двигателя с возможностью восприятия суммарных осевых и радиальных нагрузок от компрессоров и турбин с последующей передачей на внешние силовые элементы и устанавливают между КНД и КВД, разделяя поступающий из КНД воздух на два потока - наружный и внутренний контуры, при этом в наружном контуре вокруг корпуса основной камеры сгорания собирают не менее чем из шестидесяти трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник, а над промежуточным корпусом на внешнем корпусе двигателя устанавливают коробку приводов двигательных агрегатов.The intermediate housing can be endowed with the function of a power unit of the engine with the possibility of perceiving the total axial and radial loads from compressors and turbines with subsequent transmission to external power elements and is installed between the low pressure switch and the high pressure switch, dividing the air coming from the low pressure switch into two flows - external and internal circuits, while in the outer circuit around the body of the main combustion chamber, an annular air-air heat exchanger is assembled from at least sixty tubular block modules, and above the intermediate casing on the outer Engine sensor body mounted box drive motor units.
Статор КВД могут выполнять содержащим входной направляющий аппарат, не более восьми промежуточных направляющих аппаратов и выходной спрямляющий аппарат.The stator of the HPC can be performed comprising an input guide vane, no more than eight intermediate guide vanes and an output rectifier.
Радиальные стойки ВНА могут устанавливать равномерно распределенно по кругу входного сечения ВНА, преимущественно, в плоскости, нормальной к оси двигателя, с угловой частотой (3,0÷4,0) ед/рад.VNA radial struts can be installed uniformly distributed around the VNA input section, mainly in the plane normal to the axis of the engine, with an angular frequency (3.0 ÷ 4.0) units / rad.
Входной направляющий аппарат компрессора низкого давления могут оснащать, предпочтительно, двадцатью тремя радиальными стойками, соединяющими наружное и внутреннее кольца ВНА с возможностью передачи нагрузок от внешнего корпуса двигателя на переднюю опору, причем радиальные стойки выполняют состоящими из неподвижного полого и управляемого подвижного элементов, при этом, по меньшей мере, часть радиальных стоек совмещают с каналами масляной системы, размещенными в неподвижных элементах стоек, с возможностью подачи и отвода масла, а также суфлирования масляной и предмасляных полостей передней опоры ротора компрессора низкого давления.The inlet guide apparatus of the low-pressure compressor can preferably be equipped with twenty-three radial racks connecting the outer and inner BHA rings with the possibility of transferring loads from the external engine casing to the front support, and the radial racks are made up of a fixed hollow and controllable movable elements, while at least part of the radial racks are combined with the channels of the oil system located in the stationary elements of the racks, with the possibility of supply and removal of oil, and that the venting and oil predmaslyanyh cavities front low pressure compressor rotor bearing.
В процессе монтажа, предпочтительно, разъемно могут объединять КНД с ТНД по валу ротора с возможностью передачи компрессору крутящего момента от указанной турбины, а КВД аналогично объединяют с ТВД с образованием общего вала ротора КВД-ТВД с возможностью получения крутящего момента компрессором высокого давления от указанной турбины высокого давления.During the installation process, it is preferable that the KND with the low pressure pump on the rotor shaft can be detachably combined with the possibility of transmitting torque to the compressor from the specified turbine, and the KVD is likewise combined with the high pressure fuel pump with the formation of the common KVD-TVD rotor shaft with the possibility of receiving high pressure from the specified turbine high pressure.
Вал ротора КВД-ТВД могут выполнять с большим диаметром и более коротким, чем объединенный вал КНД-ТНД, по меньшей мере, на совокупную осевую длину промежуточного корпуса, основной камеры сгорания и ТНД и устанавливают с коаксиальным охватом последнего с возможностью автономного вращения указанных валов.The rotor shaft KVD-TVD can be made with a larger diameter and shorter than the combined shaft KND-TND, at least for the total axial length of the intermediate housing, the main combustion chamber and the high pressure pump and set with coaxial coverage of the latter with the possibility of independent rotation of these shafts.
Корпуса наружного и внутреннего контуров двигателя могут монтировать фрагментами с возможностью частичного совмещения с монтажом воздушной, электрической, гидравлических систем и системы управления, при этом в воздушной системе выделяют подсистемы охлаждения перегреваемых узлов, а также антиобледенительного обогрева ВНА КНД, подсистемы наддува опор роторов компрессоров и турбин.Cases of the external and internal circuits of the engine can be mounted in fragments with the possibility of partial combination with the installation of air, electric, hydraulic systems and a control system, while in the air system there are allocated cooling subsystems for overheated units, as well as anti-icing heating VNA KND, pressurization subsystems for compressor rotors and turbines .
Подсистему антиобледенительного обогрева ВНА могут сообщать с КВД каналом забора подогретого воздуха с возможностью забора последнего из полости, расположенной не менее чем за седьмым рабочим колесом указанного компрессора.The VNA anti-icing heating subsystem can be communicated with the HPC by the heated air intake channel with the possibility of taking the latter from the cavity located at least behind the seventh impeller of the specified compressor.
При испытаниях экспериментально могут подтверждать область газодинамической устойчивости работы двигателя, в том числе для режима с наименьшим запасом ГДУ при встречной приемистости, проверенной по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ» и в фазах частоты вращения, соответствующего значениям промежуточных неравномерностей с проверкой приемистости двигателя на максимальный режим при установке рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» с результирующим определением запасов газодинамической устойчивости компрессора двигателя.During the tests, they can experimentally confirm the area of gas-dynamic stability of the engine, including for the regime with the smallest reserve of the GDU with on-board throttle response, checked according to the regulations: shutter speed at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position and in phases frequency of rotation corresponding to the values of intermediate irregularities with a check of engine throttle response to maximum mode when the engine control lever is set to " Maximum Feed turnovers' with a resultant determination of dynamic stability inventory engine compressor.
Поставленная задача в части газотурбинного двигателя решается тем, что газотурбинный двигатель согласно изобретению выполнен описанным выше способом.The problem in part of the gas turbine engine is solved by the fact that the gas turbine engine according to the invention is made as described above.
Технический результат, обеспечиваемый группой изобретений, связанных единым творческим замыслом, состоит в разработке способа серийного производства газотурбинного двигателя и совокупности модулей с обеспечиваемыми в изобретении параметрами выполненного заявляемым способом ГТД с улучшенными эксплуатационными характеристиками и более надежным определением границ возможного варьирования тяги в пределах допустимого диапазона газодинамической устойчивости работы компрессора.The technical result provided by the group of inventions related by a single creative idea is to develop a method for the mass production of a gas turbine engine and a set of modules with the parameters provided by the invention of a gas turbine engine with improved performance characteristics and more reliable determination of the limits of possible thrust variation within the allowable range of gas-dynamic stability compressor operation.
Это достигается за счет применения в двигателе разработанной в изобретении совокупности основных модулей с параметрами и техническими решениями регулирования подачи воздуха без введения двигателя в помпаж, которые проверены предложенной в изобретении системой испытаний на газодинамическую устойчивость компрессора с упрощенной технологией и сокращением трудо- и энергоемкости испытаний. Предложенная система построена на применении выдвижного интерцептора с регулированием подачи воздуха без останова процесса испытания, а также разработанной градуированной шкалы выдвижения интерцептора в воздушный поток, поступающий в двигатель. Выдвижной интерцептор обеспечивает создание процентно выверенного снижения поступления воздуха и создаваемой неравномерности потока до граничного значения, при котором сохраняется газодинамическая устойчивость. Технология испытания на этапе серийного производства по настоящему изобретению обеспечивает возможность надежного определения экспериментально подтверждаемого запаса газодинамической устойчивости. Применение изобретения открывает возможность обеспечить по предложенной системе работу двигателя в допустимом диапазоне ГДУ на новом, более высоком уровне надежности и эксплуатации с лучшим качеством.This is achieved through the use in the engine of the set of basic modules developed in the invention with parameters and technical solutions for regulating air supply without introducing the engine into the surge, which are verified by the compressor gas dynamic stability test system proposed in the invention with simplified technology and reduced labor and energy consumption of tests. The proposed system is based on the use of a retractable interceptor with air supply regulation without stopping the test process, as well as the developed graduated scale for extending the interceptor into the air flow entering the engine. A retractable interceptor provides the creation of a percentage-adjusted reduction in air intake and created uneven flow to a boundary value at which gas-dynamic stability is maintained. The test technology at the stage of mass production of the present invention provides the ability to reliably determine the experimentally confirmed margin of gas-dynamic stability. The application of the invention opens up the possibility of ensuring the engine operation according to the proposed system in the permissible range of the GDU at a new, higher level of reliability and operation with better quality.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображен газотурбинный двигатель, продольный разрез;figure 1 shows a gas turbine engine, a longitudinal section;
на фиг.2 - входное устройство аэродинамической установки для испытаний двигателя, снабженной интерцептором, вид сбоку;figure 2 - input device of an aerodynamic installation for testing an engine equipped with an interceptor, side view;
на фиг.3 - разрез по A-A на фиг.2, где Hи - высота интерцептора, Dкан - диаметр канала входного устройства;Figure 3 - a section along AA in Figure 2, and where H - the height of the spoiler, D kan - the diameter of the channel of the input device;
на фиг.4 - входной направляющий аппарат компрессора низкого давления, вид сверху.figure 4 - input guide apparatus of the low-pressure compressor, top view.
Способ серийного производства газотурбинного двигателя изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя. Затем собирают модули в количестве не менее восьми - от компрессора 1 низкого давления (КНД) до всережимного поворотного реактивного сопла.The method of mass production of a gas turbine engine is used to make parts and complete assembly units, elements and units of engine modules and systems. Then assemble the modules in an amount of at least eight - from the
В процессе изготовления КНД 1 собирают статор, в котором устанавливают входной направляющий аппарат 2 (ВНА), не более трех промежуточных направляющих аппаратов 3 и выходной спрямляющий аппарат 4. Также собирают ротор, включая вал 5, на котором устанавливают и жестко соединяют дисками не более четырех рабочих колес 6 с системой лопаток 7. При этом из профилированных в направлении потока воздуха элементов лопаток 7 рабочих колес 6 и лопаток промежуточных направляющих аппаратов 3 формируют кольцевые участки внутренней поверхности воздухозаборного канала 8 проточной части КНД 1.In the process of manufacturing
Собирают, предпочтительно, помодульно двигатель. ТДР выполняют двухконтурным, двухвальным. При этом устанавливают на технологическом стапеле промежуточный корпус 9, образующий газогенератор-компрессор 10 высокого давления, а также основную камеру 11 сгорания и турбину 12 высокого давления. Компрессор 10 высокого давления включает статор, а также ротор с валом 13 и системой оснащенных лопатками 14 рабочих колес 15. Число рабочих колес 15 КВД 10 не менее чем в два раза превышает число рабочих колес 6 КНД 1. Перед промежуточным корпусом 9 устанавливают КНД 1, а за газогенератором последовательно соосно устанавливают турбину 16 низкого давления, смеситель 17, фронтовое устройство 18, форсажную камеру 19 сгорания и поворотное реактивное сопло. Поворотное реактивное сопло включает поворотное устройство 20, которое, предпочтительно, разъемно прикрепляют неподвижным элементом к форсажной камере 19 сгорания, и регулируемое реактивное сопло 21, которое аналогично прикрепляют к подвижному элементу поворотного устройства 20 с возможностью выполнения поворотов для изменения направления вектора тяги.The engine is preferably assembled modularly. TDR perform double-circuit, two-shaft. At the same time, an
В процессе изготовления КНД 1 входной направляющий аппарат 2 оснащают аэродинамически прозрачной силовой решеткой из радиальных стоек 22. Радиальными стойками 22 соединяют наружное и внутреннее кольца 23 и 24 соответственно ВНА 2 с возможностью передачи нагрузок от внешнего корпуса 25 двигателя на переднюю опору. Радиальные стойки 22 устанавливают равномерно распределенно по кругу входного сечения ВНА 2, преимущественно, в плоскости, нормальной к оси двигателя, с угловой частотой (3,0÷4,0) ед/рад, и с аэродинамическим затенением, создаваемым упомянутой решеткой совместно с фронтальным коком 26 ВНА, составляющим менее 30% от полной площади входного круга, очерченного внешним радиусом проточной части ВНА 2.In the process of manufacturing KND 1, the
После сборки производят испытания двигателя, по меньшей мере, на определение газодинамической устойчивости (ГДУ) работы серийного ГТД. Для этого произвольно отбирают не менее чем один, для репрезентативности, предпочтительно, три-пять ГТД из серийно произведенной партии. Испытуемый двигатель размещают на стенде с входным аэродинамическим устройством 27. Устройство 27 снабжено регулируемо пересекающим воздушный поток, преимущественно, дистанционно управляемым выдвижным интерцептором 28 с отградуированной шкалой положений интерцептора в потоке подаваемого в двигатель воздуха, имеющей фиксированную критическую точку, отделяющую двигатель на 2-5% от перехода в помпаж. Повторяют испытания на определенном по регламенту наборе режимов, соответствующих режимам, характерным для последующей реальной работы ГТД в полетных условиях. Экспериментально подтверждают область газодинамической устойчивости работы и, по меньшей мере, в режиме с наименьшим запасом газодинамической устойчивости выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ». При достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы газодинамической устойчивости компрессора двигателя.After assembly, the engine is tested at least to determine the gas-dynamic stability (GDU) of a serial gas turbine engine. For this, at least one is randomly selected, for representativeness, preferably three to five gas turbine engines from a batch produced. The test engine is placed on a bench with an
Ось вращения поворотного устройства 20 выполняют повернутой относительно горизонтальной оси на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° по часовой стрелке (вид по направлению полета) для правого двигателя и на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° против часовой стрелки (вид по направлению полета) для левого двигателя.The rotation axis of the
При монтаже ось регулируемого реактивного сопла 21 выполняют отклоненной вниз от нейтрального положения оси двигателя на угол, составляющий (2°÷3°30′).During installation, the axis of the
Промежуточный корпус 9 наделяют функцией силового узла двигателя с возможностью восприятия суммарных осевых и радиальных нагрузок от компрессоров 1, 10 и турбин 12, 16 с последующей передачей на внешние силовые элементы и устанавливают между КНД 1 и КВД 10, разделяя поступающий из КНД воздух на два потока - наружный и внутренний контуры 29 и 30 соответственно. В наружном контуре 29 вокруг корпуса основной камеры 11 сгорания собирают не менее чем из шестидесяти трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник 31. Над промежуточным корпусом 9 на внешнем корпусе 25 двигателя устанавливают коробку приводов двигательных агрегатов (на чертежах не показано).The
Статор КВД 10 выполняют содержащим входной направляющий аппарат 32, не более восьми промежуточных направляющих аппаратов 33 и выходной спрямляющий аппарат 34.The stator of the
Входной направляющий аппарат 2 КНД 1 содержит, предпочтительно, двадцать три радиальные стойки 22, состоящие из неподвижного полого и управляемого подвижного элементов. По меньшей мере, часть радиальных стоек 22 совмещают с каналами масляной системы, размещенными в неподвижных элементах стоек, с возможностью подачи и отвода масла, а также суфлирования масляной и предмасляных полостей передней опоры ротора КНД 1.The
В процессе монтажа, предпочтительно, разъемно объединяют КНД 1 с ТНД 16 по валу 5 ротора с возможностью передачи компрессору 1 крутящего момента от указанной турбины 16. КВД 10 аналогично объединяют с ТВД 12 с образованием общего вала 13 ротора КВД-ТВД с возможностью получения крутящего момента компрессором 10 высокого давления от турбины 12 высокого давления.During the installation, it is preferable to detach the
При этом вал 5 ротора КВД-ТВД выполняют с большим диаметром и более коротким, чем объединенный вал 13 КНД-ТНД, по меньшей мере, на совокупную осевую длину промежуточного корпуса 9, основной камеры 11 сгорания и ТНД 16 и устанавливают с коаксиальным охватом последнего с возможностью автономного вращения указанных валов 5 и 13.The
Корпуса наружного и внутреннего контуров двигателя монтируют фрагментами с возможностью частичного совмещения с монтажом воздушной, электрической, гидравлических систем и системы управления. В воздушной системе выделяют подсистемы охлаждения перегреваемых узлов, а также антиобледенительного обогрева входного направляющего аппарата 2 КНД 1, подсистемы наддува опор роторов компрессоров и турбин.Cases of the external and internal circuits of the engine are mounted in fragments with the possibility of partial combination with the installation of air, electric, hydraulic systems and control systems. In the air system, the cooling subsystems of the overheated units are distinguished, as well as the anti-icing heating of the
Подсистему антиобледенительного обогрева ВНА 2 сообщают с КВД 10 каналом забора подогретого воздуха (на чертежах не показано) с возможностью забора последнего из полости, расположенной не менее чем за седьмым рабочим колесом 15 КВД 10.The
При испытаниях экспериментально подтверждают область газодинамической устойчивости работы двигателя, в том числе для режима с наименьшим запасом ГДУ при встречной приемистости, проверенной по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ» и в фазах частоты вращения, соответствующего значениям промежуточных неравномерностей с проверкой приемистости двигателя на максимальный режим при установке рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» с результирующим определением запасов газодинамической устойчивости компрессора двигателя.When testing experimentally confirm the area of gas-dynamic stability of the engine, including for the regime with the smallest margin GDU with counter throttle response checked according to the regulations: shutter speed at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position and in the frequency phases rotation corresponding to the values of intermediate irregularities with checking engine throttle response to maximum mode when the engine control lever is set to “max “high revolutions” with the resulting determination of the reserves of gas-dynamic stability of the engine compressor.
Газотурбинный двигатель выполнен описанным выше способом производства.The gas turbine engine is made by the production method described above.
Пример реализации испытания газотурбинного двигателя.An example of a gas turbine engine test.
На стадии серийного производства после сборки ТДР испытанию подвергают двухконтурный двигатель с минимальной проектной газодинамической устойчивостью на частоте вращения ротора 0,8 Макс, где Макс - максимальные допустимые обороты ротора данного двигателя.At the stage of mass production after the assembly of the TDR, a double-circuit engine with a minimum design gas-dynamic stability at a rotor speed of 0.8 Max is tested, where Max is the maximum permissible rotor speed of this engine.
Устанавливают двигатель на испытательном стенде и сообщают с входным аэродинамическим устройством 27 через фланец 35. Устройство 27 снабжено регулируемо управляемым выдвижным интерцептором 28, установленным с возможностью пересечения подаваемого в двигатель воздушного потока. Интерцептор 28 выполнен с возможностью создания неравномерности и регулирования количества поступающего в двигатель воздуха в интервале от 0 до 100% путем нулевого, промежуточного или полного перекрытия площади рабочего сечения входного аэродинамического устройства 27. Для этого интерцептор 28 снабжен электроприводом, содержащим приводной шток 36 с гидроцилиндром 37, и шкалой выдвижения интерцептора 28, отградуированной с шагом в 1% от площади входного сечения воздушного потока, подаваемого в двигатель.The engine is mounted on a test bench and is communicated with the
Выводят испытуемый ГТД на режимы вращения ротора от «малого газа» (МГ) до Макс с шагом изменения оборотов от режима к режиму 0,05 Макс и с последовательной итерацией к границе потери газодинамической устойчивости. Для этого на каждом из режимов последовательно выдвигают интерцептор 28 в сечение воздушного потока с шагом (1-5)% от площади указанного сечения, доводя до признаков появления помпажа. В результате данного этапа испытания определяют граничное значение частоты вращения ротора с минимальным запасом газодинамической устойчивости, составляющее 0,8 Макс при выдвижении интерцептора 28 на 73%.The tested gas turbine engine is brought to the rotor rotation modes from “small gas” (MG) to Max with a step of changing revolutions from mode to 0.05 Max mode and with a sequential iteration to the boundary of loss of gas-dynamic stability. To do this, at each of the modes, the
Затем путем обратного перемещения интерцептора 28 в интервале до 7% от максимального положения, при котором произошел срыв в помпаж с потерей газодинамической устойчивости устанавливают, что при смещении интерцептора 28 на 5% признаки помпажа отсутствуют, двигатель работает устойчиво.Then, by backward movement of the
Проводят анализ результатов испытаний, принимая во внимание, что результирующие испытания выполнены без срыва в помпаж при максимальном введении интерцептора 28 на оборотах ротора, создающих минимальный запас устойчивости, устанавливают границу газодинамической устойчивости работы данного типа ГТД в полном диапазоне рабочих оборотов ротора двигателя.An analysis of the test results is carried out, taking into account that the resulting tests were performed without disruption in surging with the maximum introduction of the
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149546/06A RU2545111C1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149546/06A RU2545111C1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2545111C1 true RU2545111C1 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=53383175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013149546/06A RU2545111C1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545111C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719256A (en) * | 2022-04-06 | 2022-07-08 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | Self-adaptive adjustable combined supporting device with guiding function for fuel gas generator |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199727C2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-02-27 | Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта | Internal combustion engine turbocompressor test bed |
| RU2243530C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-27 | Самарская государственная академия путей сообщения | Test stand for internal combustion engine turbocompressor |
-
2013
- 2013-11-07 RU RU2013149546/06A patent/RU2545111C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199727C2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-02-27 | Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта | Internal combustion engine turbocompressor test bed |
| RU2243530C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-27 | Самарская государственная академия путей сообщения | Test stand for internal combustion engine turbocompressor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛИТВИНОВ Ю.А. и др. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных газотурбинных двигателей, Москва, Машиностроенипе, 1979, с.132-15. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719256A (en) * | 2022-04-06 | 2022-07-08 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | Self-adaptive adjustable combined supporting device with guiding function for fuel gas generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2544410C1 (en) | Method of turbojet batch manufacturing and turbojet manufactured according to this method | |
| RU2555928C2 (en) | Jet turbine engine | |
| RU2544686C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2551249C1 (en) | Method of operational development of experimental jet turbine engine | |
| RU2544412C1 (en) | Method of operational development of experimental turbojet engine | |
| RU2545111C1 (en) | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method | |
| RU2555939C2 (en) | Jet turbine engine | |
| RU2551013C1 (en) | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method | |
| RU2544636C1 (en) | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method | |
| RU2544634C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2551142C1 (en) | Method of gas turbine engine batch manufacturing and gas turbine engine manufactured according to this method | |
| RU2545110C1 (en) | Gas-turbine engine | |
| RU142807U1 (en) | TURBOJET | |
| RU2555933C2 (en) | Gas-turbine engine | |
| RU142812U1 (en) | Turbojet engine test bench for turbojet AT dynamic stability, aerodynamic devices INPUT stands for testing of turbojet AT dynamic stability and aerodynamic devices spoilers INPUT stands for testing of turbojet AT dynamic stability | |
| RU144419U1 (en) | TURBOJET | |
| RU2555935C2 (en) | Method of mass production of gas turbine engine and gas turbine engine made using this method | |
| RU2544407C1 (en) | Method of turbojet batch manufacturing and turbojet manufactured according to this method | |
| RU2551246C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2555940C2 (en) | Method of mass production of gas turbine engine and gas turbine engine made using this method | |
| RU2551915C1 (en) | Method of batch production of gas-turbine engine, and gas-turbine engine made by means of this method | |
| RU144433U1 (en) | GAS TURBINE ENGINE | |
| RU142810U1 (en) | GAS TURBINE ENGINE | |
| RU2544639C1 (en) | Method of batch production of turbo-jet engine, and turbo-jet engine made by means of this method | |
| RU2544409C1 (en) | Method of turbojet batch manufacturing and turbojet manufactured according to this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |