RU2030644C1 - Осевой вентилятор - Google Patents
Осевой вентилятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030644C1 RU2030644C1 SU4486543A RU2030644C1 RU 2030644 C1 RU2030644 C1 RU 2030644C1 SU 4486543 A SU4486543 A SU 4486543A RU 2030644 C1 RU2030644 C1 RU 2030644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- additional
- impeller
- main
- drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Использование: авиадвигателестроение. Сущность изобретения: осевой вентилятор содержит рабочее колесо с лопатками, установленное на валу, связанном с приводом, дополнительное рабочее колесо с лопастями, установленное на дополнительном валу, снабженном шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом. Частота вращения основного рабочего колеса меньше частоты вращения дополнительного рабочего колеса. Вал основного рабочего колеса расположен внутри вала дополнительного рабочего колеса и снабжен шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом, причем шестерни основного и дополнительного валов жестко закреплены на последних. 1 ил.
Description
Изобретение может применяться в авиадвигателестроении при проектировании вентиляторов двухконтурных ГТД, для ТВД взамен винта, для винтовентиляторов ТВВД спутного вращения, для аэродинамических труб, для перекачки жидкостей и газов, в вентиляторах вытяжных, для вакуумирования.
Известен осевой трехступенчатый вентилятор (компрессор низкого давления) двигателя АИ-25, [1], включающий корпус с неподвижно установленными в нем направляющими аппаратами, ротор, на котором неподвижно установлены три рабочих колеса с лопатками, реактивное сопло. Однако данная конструкция осевого вентилятора не позволяет обеспечить достаточную тягу из-за относительно высокого статического давления на выходе из реактивного сопла, не устраняет возможность появления газодинамических неустойчивостей, ухудшающих надежность и безопасность работы, особенно на переходных режимах, так как рабочие колеса жестко установлены на одном роторе.
Известен центробежный компрессор [2], выбранный за прототип, содержащий рабочее колесо с лопатками, установленное на валу, связанном с приводом, дополнительное рабочее колесо с лопатками, установленное на дополнительном валу, снабженном шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом, причем частота вращения основного рабочего колеса меньше частоты вращения дополнительного рабочего колеса. Однако данная конструкция центробежного компрессора не позволяет обеспечить достаточную тягу из-за относительно высокого статического давления на выходе, конструктивно сложна из-за наличия двух автономных приводов рабочих колес.
Целью изобретения является увеличение тяги и повышение надежности работы.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом осевом вентиляторе вал основного рабочего колеса расположен внутри вала дополнительного рабочего колеса и снабжен шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом, причем шестерни основного и дополнительного валов жестко закреплены на последних.
На чертеже дан вариант предлагаемого осевого вентилятора в разрезе.
Осевой вентилятор включает основное рабочее колесо с лопатками 1, жестко связанное с валом 2, который расположен внутри вала 3 дополнительного рабочего колеса 4 и снабжен шестерней 5, жестко установленной на валу 2 и связанной через промежуточный вал 6 редуктора 7 с приводом 8.
Работа осевого вентилятора осуществляется следующим образом.
Kрутящий момент от ротора турбины, или компрессора, или электродвигателя (на чертеже не показаны) передается на приводной вал 8 цилиндрического редуктора 7 и далее через промежуточный вал 6 на шестерни 5, жестко связанные с основным 2 и дополнительными валами 3, на которых жестко установлены основное 1 и дополнительные рабочие колеса с лопатками 4, при этом передаточные отношения зубчатых пар обеспечивают меньшую частоту вращения предыдущего по ходу потока рабочего колеса, чем последующего. Такая кинематика обеспечивает постоянное уменьшение статического давления перед каждым рабочим колесом по ходу потока. Постоянно нарастающее разрежение от рабочего колеса к рабочему колесу способствует непрерывному осевому ускорению потока не только в межлопаточных каналах предыдущего рабочего колеса, но и в промежутке между рабочими колесами. Ускорение потока в межлопаточных каналах способствует увеличению относительной скорости и при сохранении расхода требует сужающегося газодинамического тракта.
Последнее рабочее колесо до входной кромки всегда вакуумирует поток после входной кромки, вне зависимости от диффузорности лопаток, всегда работает в режиме сжатия воздушного потока.
При этом статическое давление на выходе из предлагаемого вентилятора всегда меньше статического давления на выходе из одинарного рабочего колеса, и при скорости полета равной 0 всегда меньше атмосферного давления. Необходимость в направляющих аппаратах отпадает полностью, так как осевая скорость потока обеспечивается соответствующей геометрией лопаток.
Таким образом, уменьшение статического давления и площадей на выходе путем увеличения осевой скорости истечения потока регламентирует увеличение тяги и повышение надежности работы за счет устранения газодинамических неустойчивостей.
Нужно отметить, что предлагаемое изобретение с тем же самым и более лучшим, в пределах КПД, техническим результатом может работать и без наружного обтекателя, так как центробежные силы никогда не превосходят силы вакуумно-динамического поля, направленные к оси по ходу потока, т.е. предлагаемый осевой вентилятор без наружного обтекателя может быть применен и для винтовентиляторных двигателей спутного вращения воздушных винтов.
Режим авторотации предыдущих по ходу потока рабочих колес исключен, гидравлические потери меньше, чем у прототипа.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет экономично, в режиме работы винта (ТВД самые экономичные) повысить тягу до требуемого значения в зависимости от подведенной мощности привода при соблюдении только прочностных ограничений, повысить газодинамическую устойчивость работы на всех режимах, включая переходные, снизить гидравлические потери, шум.
Применение данной схемы осевого вентилятора для цеховых нужд позволит при меньших габаритах дать требуемый расход воздуха, например, 200-миллиметровый предлагаемый осевой вентилятор заменяет вентилятор N 5 (500 мм).
Расчеты показывают также, что, например, модернизация любого ТВД типа АИ или ТВВД типа НК-12М по предлагаемому изобретению позволит уменьшить их вес, улучшить технологичность, повысить тягу на 10-15% при сохранении мощности и уменьшении габаритов лопастей, что сделает эти двигатели конкурентноспособными ТРДД при больших дозвуковых скоростях полета. Применение предлагаемого осевого вентилятора в двухконтурных ГТД позволит увеличить тягу последних на 8-12% при одной и той же мощности двигателя.
Claims (1)
- ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР, содержащий основное рабочее колесо с лопатками, установленное на основном валу, связанном с приводом, дополнительное рабочее колесо с лопатками, установленное на дополнительном валу, снабженном шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом, причем частота вращения основного рабочего колеса меньше частоты вращения дополнительного рабочего колеса, отличающийся тем, что, с целью увеличения тяги и повышения надежности в работе вал основного рабочего колеса расположен внутри вала дополнительного рабочего колеса и снабжен шестерней, связанной через промежуточный вал редуктора с приводом, причем шестерни основного и дополнительного валов жестко закреплены на последних.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4486543 RU2030644C1 (ru) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Осевой вентилятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4486543 RU2030644C1 (ru) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Осевой вентилятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030644C1 true RU2030644C1 (ru) | 1995-03-10 |
Family
ID=21400940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4486543 RU2030644C1 (ru) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Осевой вентилятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030644C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7765786B2 (en) * | 2004-09-03 | 2010-08-03 | Mtu Aero Engines Gmbh | Aircraft engine with separate auxiliary rotor and fan rotor |
-
1988
- 1988-09-26 RU SU4486543 patent/RU2030644C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Афанасьев А.Ф. и др. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-25 I серии, техническое описание, М.: Машиностроение, 1971, 122 с., с.17. * |
2. Патент ГДР N 136860, кл. F 01D 1/06, опублик. 1979. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7765786B2 (en) * | 2004-09-03 | 2010-08-03 | Mtu Aero Engines Gmbh | Aircraft engine with separate auxiliary rotor and fan rotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3363419A (en) | Gas turbine ducted fan engine | |
EP1322865B1 (en) | Mixed flow and centrifugal compressor for gas turbine engine | |
US7765786B2 (en) | Aircraft engine with separate auxiliary rotor and fan rotor | |
US4251987A (en) | Differential geared engine | |
US4968216A (en) | Two-stage fluid driven turbine | |
US20230415914A1 (en) | Advance ratio for single unducted rotor engine | |
USH2032H1 (en) | Integrated fan-core twin spool counter-rotating turbofan gas turbine engine | |
US20210108572A1 (en) | Advance ratio for single unducted rotor engine | |
EP1577491B1 (en) | Turbine engine arrangements | |
US4860537A (en) | High bypass ratio counterrotating gearless front fan engine | |
US9033668B2 (en) | Impeller | |
US4214440A (en) | Composite gas turbine engine for V/STOL aircraft | |
CA2458550C (en) | Double flow compressor | |
US20060034691A1 (en) | Supersonic compressor | |
EP3279459A1 (en) | Direct drive aft fan engine | |
US3620009A (en) | Gas turbine power plant | |
US3484039A (en) | Fans and compressors | |
US3462953A (en) | Gas turbine jet propulsion engine | |
RU2030644C1 (ru) | Осевой вентилятор | |
US3820746A (en) | Lift engine arrangement | |
JPS61197724A (ja) | タ−ボプロペラ航空機用ガスタ−ビンエンジン | |
CN111608953A (zh) | 用于气体涡轮引擎的冰晶体防护 | |
US20030210980A1 (en) | Supersonic compressor | |
CN111322158A (zh) | 用于气体涡轮引擎的冰晶体防护 | |
US3505816A (en) | Gas turbine power plant |