RO109471B1 - Motor turboreactor, cu ejector - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un motor turboreactor, cu ejector, destinat echipării aeronavelor, la care antrenarea compresorului axial (A) se face, cu ajutorul unei turbinne (B), ale cărei palete sunt fixate radial, pe paletele compresorului (A). Aerul comprimat, refulat de compresorul (A), este introdus într-o cameră de ardere (5), unde se amestecă cu combustibilul injectat de un injector (14) și arde. Gazele care rezultă sunt accelerate într-un ajutaj convergentdivergent (13), amplasat la ieșirea din camera de Fig. 1 ardere (5). Se creează astfel depresiune față de mediul ambiant, în avalul turbinei (B), prin efect de ejecție. Datorită acestei diferențe de presiune, este pus în mișcare rotorul turbinei (B), care antrenează, la rândul său, rotorul compresorului (A). Gazele de ardere, după ce se amestecă cu aerul care a ieșit din turbină, sunt accelerate într-un dispozitiv de evacuare (6).

Description

Prezenta invenție are ca obiect un motor turboreactor, cu ejector, destinat echipării aeronavelor.

Este cunoscut motorul turboreactor, simplu flux (VIPER 632-41) care aspiră aerul din atmosferă, îl comprimă cu ajutorul unui compresor axial sau centrifugal (M 701 C 500) după care aerul comprimat intră în camera de ardere. După ce are loc formarea și arderea amestecului aer-combustibil, gazele rezultate sunt destinse într-o turbină cu una sau mai multe trepte. Turbina antrenează prin intermediul unui arbore rotorul compresorului. Gazele cu ardere care ies din turbină sunt accelerate într-un dispozitiv de evacuare.

Este cunoscut motorul turboreactor, cu dublu flux (SPEY MK 512, RB 211). Fluxul primar parcurge evoluțiile prezentate mai sus. Fluxul secundar este comprimat de una sau mai multe trepte ale unui alt compresor pus în mișcare de o turbină antrenată de gazele de ardere ale fluxului primar.

De asemenea, este cunoscut motorul statoreactor care nu prezintă un echipaj mobil compresor-turbină. Acest motor realizează comprimarea prin transformarea energiei cinetice a aerului aspirat cu ajutorul unui dispozitiv de admisie static. După ce are loc formarea și arderea amestecului aercombustibil, gazele rezultate sunt accelerate într-un dispozitiv de evacuare.

Principalul dezavantaj al motorului turboreactor simplu sau dublu fix, îl constituie limitarea superioară a temperaturii gazelor care ies din camera de ardere. Această limitare este necesară datorită faptului că paletele de turbină funcționează la regimul termic fixat de temperatura de la ieșirea din camera de ardere și sunt supuse unor solicitări mecanice ridicate.

Dezavantajul motorului statoreactor constă în faptul că nu funcționează la viteza de zbor zero sau funcționează cu randamentul scăzut la viteze de zbor mici. Acest dezavantaj se datorează faptului că nu poate asigura comprimarea aerului la aceste viteze de zbor.

Motorul turboreactor cu ejector elimină dezavantajele menționate mai sus prin faptul că turbina este antrenată de fluxul de aer secundar care circulă datorită fenomenului de ejecție.

Motorul turboreactor, cu ejector, este alcătuit dintr-un compresor axial care aspiră aerul din mediul ambiant printr-un dispozitiv de admisie. Aerul comprimat refulat de compresor este introdus într-o cameră de ardere inelară ce se continuă cu un ajutaj convergent-divergent. Gazele care ies din camera de ardere sunt accelerate în ajutajul convergent-divergent la o viteză de ardere supersonică. în acest mod presiunea lor statică scade sub presiunea statică de la intrarea în compresor. Acest circuit constituie fluxul primar.

Paletele uneia din rețelele de rotor ale compresorului axial sunt prevăzute la vârful lor cu palete de turbină. Rețeaua de palete de turbină este etanșată față de rețeaua de palete de compresor cu un sistem de labirinți. Această rețea este pusă în mișcare de un flux de aer numit flux secundar, separat de fluxul primar. Fluxul secundar de aer este pus în mișcare de diferența de presiune dintre mediul ambiant și secțiunea de ieșire din ajutajul camerei de ardere. La ieșirea din ajutajul camerei de ardere gazele din fluxul primar se amestecă cu aerul fluxului secundar și amestecul format este apoi accelerat într-un dispozitiv de evacuare.

Funcționarea motorului turboreactor, cu ejector, se bazează pe efectul de ejecție creat de fluxul primar la ieșirea din ajutajul camerei de ardere. Egalitatea aproximativă a presiunilor statice din cele două fluxuri în zona de amestecare este condiția de funcționare a motorului și este asigurată printr-o dimensionare corectă a ariilor secțiunilor de curgere. Compresorul aspiră și comprimă aerul pe care îl refulează în camera de ardere. Aici aerul se amestecă cu combustibilul injectat. Gazele de ardere care rezultă sunt accelerate în ajutajul convergent-divergent și creează depresiune în avalul turbinei prin efect de ejecție. Datorită diferenței de presiune între intrarea și ieșirea din turbină rotorul ei este pus în mișcare și antrenează la rândul lui rotorul compresorului. La ieșirea din ajutajul camerei de ardere fluxul primar se amestecă cu aerul din fluxul secundar iar amestecul format este accelerat în dispozitivul de evacuare.

Avantajele motorului turboreactor, cu ejector, conform invenției, sunt următoarele:

- permite realizarea unor temperaturi în camera de ardere mult mai mari decât la motoarele turboreactoare actuale. Acest avantaj se datorează faptului că turbina funcționează la temperatura aerului din fluxul secundar.

- se elimină sistemul de arbori care cuplează turbina cu compresorul.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figura, care reprezintă o secțiune axială prin motor.

Motorul turboreactor, cu ejector, conform invenției, este format dintr-un compresor axial A cu un rotor 1 prevăzut cu una sau mai multe rețele de palete 2, o turbină B cu un rotor 3 prevăzut cu o rețea de palete

4, o cameră de ardere inelară 5 și un dispozitiv de evacuare 6. Turbina B este închisă într-o carcasă exterioară 7 și separată de compresorul B printr-o carcasă interioară 8. Carcasele 7 și 8 sunt fixate una față de alta cu ajutorul unor montanți anteriori 9 și posteriori

10. Pe montanții 9 este fixat un lagăr anterior

11, iar pe montanții 8 este fixat un lagăr posterior 12. Pe paletele 2 ale rotorului 1 al compresorului A sunt fixate radial paletele 4 ale rotorului 3 al turbinei B. Turbina B este etanșată față de compresorul A cu ajutorul unui sistem de labirinți C. Camera de ardere 5 este prevăzută cu un ajutaj convergentdivergent 13 și un injector 14.

Funcționarea motorului turboreactor, cu ejector, conform invenției, are loc după cum urmează:

Compresorul A aspiră și comprimă aerul pe care îl refulează în camera de ardere

5. Aici aerul se amestecă cu combustibilul injectat de injectorul 14. Gazele de ardere care rezultă sunt accelerate în ajutajul convergentdivergent 13 până la o presiune mai mică decât presiunea ambiantă. Se creează astfel o depresiune în avalul turbinei B prin efect de ejecție. Datorită diferenței de presiune între intrarea și ieșirea din turbina B rotorul 3 al turbinei B este pus în mișcare de rotație și antrenează la rândul lui rotorul 1 al compresorului A. La ieșirea din ajutajul convergent-divergent 13 gazele de ardere în fluxul primar se amestecă cu aerul fluxului secundar, iar amestecul format este accelerat în dispozitivul de evacuare 6.

Claims (1)

1. Revendicare

   Motor turboreactor, cu ejector, destinat echipării aeronavelor, alcătuit în principal dintr-un compresor, ce are în componență un rotor, o cameră de ardere inelară și o turbină, prevăzută cu un rotor, caracterizat prin aceea ca rotorul (3) al turbinei (B) este alcătuit dintr-o rețea de palete (4) amplasată radial pe o rețea de palete (2) ce intră în componența rotorului (1) al compresorului (A), rotorul (3) fiind pus în mișcare de diferența de presiune dintre mediul ambiant și ieșirea dintr-un ajutaj convergentdivergent (13) amplasat la ieșirea din camera de ardere (5), etanșarea turbinei (B) față de compresorul (A) făcându-se cu ajutorul unui sistem de labirinți (C).