[go: up one dir, main page]

RU2645863C2 - Turboprop engine - Google Patents

Turboprop engine Download PDF

Info

Publication number
RU2645863C2
RU2645863C2 RU2016134175A RU2016134175A RU2645863C2 RU 2645863 C2 RU2645863 C2 RU 2645863C2 RU 2016134175 A RU2016134175 A RU 2016134175A RU 2016134175 A RU2016134175 A RU 2016134175A RU 2645863 C2 RU2645863 C2 RU 2645863C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
gas turbine
turbine engine
gearbox
propellers
Prior art date
Application number
RU2016134175A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016134175A (en
Inventor
Валерий Владимирович Леонтьев
Алексей Владимирович Григорьев
Original Assignee
Акционерное общество "Климов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Климов" filed Critical Акционерное общество "Климов"
Priority to RU2016134175A priority Critical patent/RU2645863C2/en
Publication of RU2016134175A publication Critical patent/RU2016134175A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645863C2 publication Critical patent/RU2645863C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: turboprop engine comprises turbo-gas turbine engine and propeller-type reduction gear. Output shaft of the turbo-gas turbine engine is connected to the gearbox of the propellers by means of a mechanical transmission. Gearbox has output shafts for driving the coaxial propellers and the gearbox axis is displaced relative to the axis of the turbo-gas turbine engine by a value, allowing to place the air intake of the gas turbine engine in the middle zone of the radius of the propellers.
EFFECT: invention is aimed at increasing power of turboprop engine by boosting the air intake without forcing the base turbo-gas turbine engine included in its composition, the elimination of balancing losses of energy on aircraft, associated with the compensation of the total reactive torque, equivalent to additional increase in engine power, as well as reduction of engine mass and aircraft structural elements.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в конструкции авиационных двигателей и силовых установок.The invention relates to the field of aviation technology and can be used in the design of aircraft engines and power plants.

Известен турбовинтовой двигатель НК-12 для самолета ТУ95 (Двигатели 1944-2000 авиационные, ракетные, морские, промышленные. М.: АКС-Конверсалт, 2000. С. 187-190), содержащий редуктор соосных воздушных винтов и газотурбинный турбовальный двигатель, выходной вал которого соединен с редуктором соосных воздушных винтов.Known NK-12 turboprop engine for the TU95 aircraft (1944-2000 aircraft, rocket, marine, industrial engines. M: AKS-Conversalt, 2000. S. 187-190), containing a coaxial propeller gearbox and a gas turbine turbo engine, an output shaft which is connected to the gearbox of coaxial propellers.

Ось редуктора воздушных винтов двигателя НК-12 расположена соосно выходному валу двигателя, воздухозаборник выполнен кольцевым. Вход воздухозаборника находится в области воздушного потока, сформированного участками лопастей воздушных винтов, близкими к их корневой части. Эти конструктивные особенности не позволяют эффективно использовать энергию воздушного потока, сформированного воздушными винтами, так как в этой зоне наддув практически отсутствует.The axis of the NK-12 engine propeller reducer is located coaxially with the engine output shaft; the air intake is circular. The air intake is located in the area of the air flow formed by sections of propeller blades close to their root part. These design features do not allow the efficient use of the energy of the air flow generated by the propellers, since in this zone the boost is practically absent.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является принятый за прототип турбовинтовой двигатель ТВ3-117СБМ1 для самолета АН-140 (HIS Janes's Aero-Engines 2013-2014, с. 268), содержащий редуктор воздушного винта и воздухозаборник, расположенный в зоне корневой части лопасти воздушного винта, причем выходной вал газотурбинного турбовального двигателя соединен с редуктором воздушного винта механической трансмиссией, а выхлопной патрубок выполнен с поворотом потока.Closest to the proposed invention is the prototype TV3-117SBM1 turboprop engine adopted for the AN-140 aircraft (HIS Janes's Aero-Engines 2013-2014, p. 268), comprising a propeller gearbox and an air intake located in the root portion of the propeller blade, moreover, the output shaft of the gas turbine turboshaft engine is connected to the propeller gearbox by a mechanical transmission, and the exhaust pipe is made with flow rotation.

Недостатками указанного двигателя являются:The disadvantages of this engine are:

- применение «одиночного» воздушного винта создает реактивный крутящий момент на двигателе и, как следствие, балансировочные потери мощности на самолете, необходимость компенсировать крутящий момент ведет к существенным затратам мощности;- the use of a “single” propeller creates reactive torque on the engine and, as a result, balancing power losses on the plane, the need to compensate for the torque leads to significant power costs;

- недостаточное смещение оси воздушного винта относительно оси двигателя, не позволяющее повысить эффективную мощность за счет наддува воздухозаборника.- insufficient displacement of the axis of the propeller relative to the axis of the engine, not allowing to increase the effective power due to the boost of the air intake.

Смещение оси воздушного винта относительно оси двигателя на величину, не позволяющую разместить воздухозаборник двигателя в зоне средней части радиуса воздушного винта, исключает возможность эффективного наддува воздухозаборника потоком воздуха за воздушным винтом и, как следствие, исключает увеличение мощности двигателя за счет этого, а также возможность применения прямого воздухозаборника с малыми аэродинамическими потерями энергии. Кроме того, воздухозаборник двигателя с поворотом потока имеет в полете существенно большие аэродинамические потери, чем прямой без поворотов потока воздухозаборник. Выхлопной патрубок с поворотом потока также вызывает дополнительные аэродинамические потери.The displacement of the axis of the propeller relative to the axis of the engine by an amount that does not allow the engine air intake to be placed in the middle part of the radius of the propeller excludes the possibility of efficiently pressurizing the air intake with the air flow behind the propeller and, as a result, eliminates the increase in engine power due to this, as well as the possibility of using direct air intake with low aerodynamic energy losses. In addition, the air intake of an engine with a flow rotation has significantly greater aerodynamic losses in flight than a direct air intake without rotation. An exhaust pipe with a flow turn also causes additional aerodynamic losses.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение вышеназванных недостатков.The problem to which the invention is directed, is to eliminate the above disadvantages.

Техническим результатом изобретения является повышение мощности турбовинтового двигателя за счет наддува воздухозаборника без форсирования базового турбовального двигателя, входящего в его состав, и исключение балансировочных потерь энергии на самолете, связанных с компенсацией суммарного реактивного момента, а также снижение массы конструктивных элементов двигателя.The technical result of the invention is to increase the power of a turboprop engine by boosting the air intake without forcing the base turboshaft engine included in it, and eliminating balancing energy losses on the plane associated with compensation of the total reactive moment, as well as reducing the mass of engine structural elements.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что турбовинтовой двигатель содержит турбовальный газотурбинный двигатель, выводной вал которого соединен с редуктором воздушных винтов с помощью механической трансмиссии, причем согласно предлагаемому изобретению редуктор имеет выводные валы для привода соосных воздушных винтов, а ось редуктора смещена относительно оси двигателя на величину, позволяющую разместить воздухозаборник газотурбинного двигателя в средней зоне радиуса воздушных винтов. Прямой, без поворотов воздушного потока воздухозаборник минимизирует аэродинамические потери воздушного потока. Выхлопной патрубок также выполнен прямым, без поворота потока.The solution of the technical problem is achieved by the fact that the turboprop engine contains a turboshaft gas turbine engine, the output shaft of which is connected to the propeller gearbox using a mechanical transmission, and according to the invention, the gearbox has output shafts for driving coaxial propellers, and the gearbox axis is offset relative to the axis of the engine by a value that allows you to place the air intake of the gas turbine engine in the middle zone of the radius of the propellers. The direct, without turns of an air stream air intake minimizes aerodynamic losses of an air stream. The exhaust pipe is also made straight, without turning the flow.

Применение соосных воздушных винтов позволяет исключить реактивный момент на двигателе и балансировочные потери энергии на самолете (что, в свою очередь, эквивалентно увеличению мощности двигателя). Кроме того, эффективность соосных воздушных винтов выше эффективности одиночного воздушного винта. Снижение потерь полного давления воздуха в прямом воздухозаборнике газотурбинного двигателя, уменьшение аэродинамических потерь энергии на выходе газотурбинного двигателя за счет прямого и короткого выходного устройства также приводит к увеличению эффективности двигателя. Снижение массы конструктивных элементов подвески двигателя и самолетных элементов подвески обеспечивается отсутствием реактивных моментов.The use of coaxial propellers eliminates jet moment on the engine and balancing energy losses on the plane (which, in turn, is equivalent to an increase in engine power). In addition, the efficiency of coaxial propellers is higher than that of a single propeller. Reducing the loss of total air pressure in the direct air intake of the gas turbine engine, reducing the aerodynamic energy loss at the outlet of the gas turbine engine due to the direct and short output device also leads to an increase in engine efficiency. The reduction in the mass of the structural components of the engine mount and aircraft suspension elements is ensured by the absence of reactive moments.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

фиг. 1 - общий вид турбовинтового двигателя,FIG. 1 - General view of a turboprop engine,

фиг. 2 - компоновка турбовинтового двигателя на пилоне на крыле самолета, гдеFIG. 2 - layout of a turboprop engine on a pylon on an airplane wing, where

1 - базовый турбовальный двигатель;1 - base turboshaft engine;

2 - механическая трансмиссия;2 - mechanical transmission;

3 - редуктор соосных воздушных винтов;3 - gearbox coaxial propellers;

4 - воздухозаборник;4 - air intake;

5 - выхлопной патрубок;5 - exhaust pipe;

6 - воздушные винты.6 - propellers.

Базовый турбовальный двигатель 1 имеет вал вывода мощности, который через механическую трансмиссию 2 соединен с редуктором 3 привода соосных воздушных винтов 6, расположенный за винтами прямой, без поворотов потока, воздухозаборник 4 двигателя 1, смещенный относительно оси двигателя 1 в среднюю зону радиуса воздушных винтов 6, расположенный на оси двигателя сзади прямой короткий выхлопной патрубок 5 двигателя 1.The base turboshaft engine 1 has a power output shaft, which is connected through a mechanical transmission 2 to the gearbox 3 of the drive of the coaxial propellers 6, located behind the straight screws, without flow turns, the air intake 4 of the engine 1, offset relative to the axis of the engine 1 in the middle zone of the radius of the propellers 6 located on the axis of the engine behind a straight short exhaust pipe 5 of the engine 1.

Базовый турбовальный двигатель 1 передает механическую мощность вращения выводного вала через механическую трансмиссию 2 на редуктор 3 привода соосных воздушных винтов 6, которые вращаются в разных направлениях. При этом реактивные моменты от каждого винта равны и направлены навстречу друг другу, а суммарный реактивный момент на двигателе отсутствует. Воздушные винты 6, вращаясь, эффективно дополнительно наддувают воздухозаборник 4 двигателя, расположенный в средней зоне радиуса воздушных винтов 6, где наддув наиболее эффективен.The base turboshaft engine 1 transmits the mechanical power of rotation of the output shaft through a mechanical transmission 2 to the gearbox 3 of the drive coaxial propellers 6, which rotate in different directions. In this case, the reactive moments from each screw are equal and directed towards each other, and the total reactive moment on the engine is absent. The propellers 6, rotating, effectively additionally inflate the air intake 4 of the engine located in the middle zone of the radius of the propellers 6, where the boost is most effective.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно увеличить мощность турбовинтового двигателя за счет наддува воздухозаборника без форсирования базового турбовального двигателя, входящего в его состав, а исключение балансировочных потерь на самолете, связанных с компенсацией суммарного реактивного момента, эквивалентно дополнительному существенному увеличению мощности двигателя. Отсутствие реактивного момента позволяет также снизить массу самолета за счет снижения массы конструктивных элементов подвески двигателя. Снижение общего уровня аэродинамических потерь в прямом воздухозаборнике и в прямом коротком выхлопном патрубке также приводит к повышению эффективности двигателя.Thus, the present invention allows to significantly increase the power of a turboprop engine due to boosting the air intake without forcing the base turboshaft engine included in it, and the exclusion of balancing losses on the plane associated with compensation of the total reactive moment is equivalent to an additional significant increase in engine power. The absence of a reactive moment also reduces the weight of the aircraft by reducing the weight of the structural components of the engine mount. Reducing the overall level of aerodynamic losses in the direct air intake and in the short straight exhaust pipe also leads to increased engine efficiency.

Claims (1)

Турбовинтовой двигатель, содержащий турбовальный газотурбинный двигатель и редуктор воздушных винтов, причем выводной вал турбовального газотурбинного двигателя соединен с редуктором воздушных винтов с помощью механической трансмиссии, отличающийся тем, что редуктор имеет выводные валы для привода соосных воздушных винтов, а ось редуктора смещена относительно оси турбовального газотурбинного двигателя на величину, позволяющую разместить воздухозаборник газотурбинного двигателя в средней зоне радиуса воздушных винтов.A turboprop engine comprising a turboshaft gas turbine engine and a propeller gearbox, wherein the output shaft of the turboshaft gas turbine engine is connected to the propeller gearbox using a mechanical transmission, characterized in that the gearbox has output shafts for driving coaxial propellers, and the gearbox axis is offset relative to the axis of the turboshaft gas turbine engine by an amount that allows you to place the air intake of the gas turbine engine in the middle zone of the radius of the propellers.
RU2016134175A 2016-08-19 2016-08-19 Turboprop engine RU2645863C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016134175A RU2645863C2 (en) 2016-08-19 2016-08-19 Turboprop engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016134175A RU2645863C2 (en) 2016-08-19 2016-08-19 Turboprop engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016134175A RU2016134175A (en) 2018-02-22
RU2645863C2 true RU2645863C2 (en) 2018-02-28

Family

ID=61258736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016134175A RU2645863C2 (en) 2016-08-19 2016-08-19 Turboprop engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645863C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110486165A (en) * 2019-07-31 2019-11-22 中国航发南方工业有限公司 Turbo oar engine and unmanned plane

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0950808A2 (en) * 1998-04-13 1999-10-20 Nikkiso Company, Ltd. Turbofan engine including fans with reduced speed
DE102004042730A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Filter device, in particular for an exhaust system of an internal combustion engine
DE102010022932A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Christian Seefluth Bypass jet engine i.e. counterflow engine, for use in aircraft, has front blower deflecting fresh air around specified degrees in collecting cavity of core engine, where fresh air is sucked in front of outer housing of core engine
RU2509903C2 (en) * 2008-12-19 2014-03-20 Снекма System of propellers running in opposite directions and driven by epicycloidal mechanism that ensures balanced distribution of torque between two propellers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0950808A2 (en) * 1998-04-13 1999-10-20 Nikkiso Company, Ltd. Turbofan engine including fans with reduced speed
DE102004042730A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Filter device, in particular for an exhaust system of an internal combustion engine
RU2509903C2 (en) * 2008-12-19 2014-03-20 Снекма System of propellers running in opposite directions and driven by epicycloidal mechanism that ensures balanced distribution of torque between two propellers
DE102010022932A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Christian Seefluth Bypass jet engine i.e. counterflow engine, for use in aircraft, has front blower deflecting fresh air around specified degrees in collecting cavity of core engine, where fresh air is sucked in front of outer housing of core engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110486165A (en) * 2019-07-31 2019-11-22 中国航发南方工业有限公司 Turbo oar engine and unmanned plane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016134175A (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240368997A1 (en) Unducted thrust producing system architecture
US10399664B2 (en) Immersed core flow inlet between rotor blade and stator vane for an unducted fan gas turbine
CN109563779B (en) Mechanically actuated air carrier thermal management device
CA2470699C (en) Gas turbine engine with offset drive
US20170369179A1 (en) Gas turbine engine
US8256709B2 (en) Aircraft with tail propeller-engine layout
GB2542184A (en) Aircraft comprising a boundary layer ingesting propulsor
JPH02161135A (en) Auxiliary power source for
RU2361783C1 (en) Vtol aircraft power plant
JP6505074B2 (en) Method and system for inline distributed propulsion
US8297039B2 (en) Propulsion engine
RU2645863C2 (en) Turboprop engine
RU2656780C2 (en) Reactive helicopter
RU2762920C1 (en) Propulsor device with coaxial screws and fairing
RU198450U1 (en) Highly ecological wingless short take-off and landing aircraft
RU180508U1 (en) HIGH SPEED PULSIVE MOTOR
RU2815564C1 (en) Aircraft power plant
CN110481760A (en) No blade rotates air duct engine aircraft engine
RU2728313C1 (en) Dual-turbine jet aircraft engine
RU2716643C1 (en) Aircraft power plant
RU2551548C1 (en) Aircraft
GB980608A (en) Power plant
RU160459U1 (en) POWER INSTALLATION OF A HIGH SPEED PLANE
RU2020134538A (en) JET ENGINE WITH PULSE TURBINE
RU2494925C1 (en) Method of rotorcraft horizontal flight