RU2269021C1 - Intermediate housing of compressor of double-flow turbojet engine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; turbojet engines.

SUBSTANCE: invention relates to compressors of double-flow turbojet engines with wide-chord blades. Proposed intermediate hosing of compressor of double-flow turbojet engine has load-bearing posts arranged between outer and inner loops whose output edges are connected by ring divider of engine loops. Said divider is made in form of ring fairing formed by two conical shells, with ring partition placed in its space. Ring partition is formed by conical surfaces equidistant to outer and inner surfaces of fairing and it forms a closed space with fairing. Closed space is divided by ring and radial partitions into separate spaces, each communicating with compressor space through at least one hole.

EFFECT: reduced amplitude of pressure fluctuations in gas-air duct of compressor of double-flow turbojet engine.

5 dwg

Description

Изобретение относится к компрессорам ДТРД с высоконагруженными широкохордными рабочими лопатками.The invention relates to DTRD compressors with highly loaded wide-chord rotor blades.

Известен промежуточный корпус компрессора ДТРД, содержащий силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, выходные кромки которых соединены кольцевым разделителем контуров двигателя [1].Known intermediate compressor housing DTRD, containing power racks located between the outer and inner circuits, the output edges of which are connected by an annular separator of the motor circuits [1].

Известное устройство выполняет силовые функции и формирует поток в газовоздушном тракте компрессора.The known device performs power functions and generates a stream in the gas-air path of the compressor.

Однако в процессе работы компрессора при взаимодействии потока от рабочих лопаток с элементами статора в его газовоздушном тракте возникают колебания давления, значительно увеличивающие динамические нагрузки на конструкцию. В известном устройстве не предусмотрены средства для уменьшения амплитуды колебаний давления.However, during compressor operation, when the flow from the blades interacts with the stator elements, pressure fluctuations occur in its gas-air path, which significantly increase the dynamic load on the structure. In the known device does not provide means to reduce the amplitude of the pressure fluctuations.

Задачей изобретения является демпфирование колебаний давления, возникающих в газовоздушном тракте компрессора во всем диапазоне его эксплуатации.The objective of the invention is the damping of pressure fluctuations that occur in the gas-air path of the compressor in the entire range of its operation.

Указанная задача достигается тем, что в известном промежуточном корпусе компрессора ДТРД, содержащем силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, выходные кромки которых соединены кольцевым разделителем контуров двигателя, согласно изобретению разделитель контуров выполнен в виде кольцевого обтекателя, образованного двумя коническими обечайками, в полости которого установлена кольцевая перегородка, образованная коническими поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям обтекателя, и образующая с последними замкнутую полость, разделенную кольцевыми и радиальными перегородками на отдельные полости, каждая из которых сообщена с полостью компрессора по меньшей мере одним отверстием.This task is achieved by the fact that in the known intermediate housing of the DTRD compressor, containing power racks located between the outer and inner circuits, the output edges of which are connected by an annular separator of the motor circuits, according to the invention, the circuit separator is made in the form of an annular cowl formed by two conical shells in the cavity which has an annular partition formed by conical surfaces equidistant to the outer and inner surfaces of the fairing, and uyuschaya with the latter a closed cavity divided by circumferential and radial partitions into separate cavities, each of which communicates with the cavity of the compressor at least one opening.

Такое выполнение устройства приводит к организации в кольцевом разделителе контуров акустических демпферов, сообщенных отверстиями с полостью проточной части компрессора, что позволяет уменьшить амплитуду колебаний давления, генерируемых при вращении ротора, и таким образом уменьшить динамические нагрузки на конструкцию.This embodiment of the device leads to the organization in the annular separator of the circuits of acoustic dampers connected by openings with the cavity of the flow part of the compressor, which allows to reduce the amplitude of the pressure fluctuations generated during rotation of the rotor, and thus reduce the dynamic load on the structure.

На фиг.1 показан радиальный разрез промежуточного корпуса компрессора ДТРД;Figure 1 shows a radial section of the intermediate housing of the compressor DTRD;

на фиг.2, 3 - поперечные разрезы обтекателя;figure 2, 3 is a transverse section of the fairing;

на фиг.4 - амплитуды и частоты колебаний давления в зависимости от оборотов ротора за 2-ступенчатым высоконапорным компрессором низкого давления, измеренные при испытаниях двигателя до использования изобретения;figure 4 - the amplitude and frequency of pressure fluctuations depending on the speed of the rotor behind a 2-stage high-pressure low-pressure compressor, measured during engine tests before using the invention;

на фиг.5 - зависимость коэффициента поглощения энергии колебаний к от частоты колебаний f, генерируемых лопатками.figure 5 - dependence of the absorption coefficient of vibrational energy k from the frequency of oscillations f generated by the blades.

Промежуточный корпус компрессора ДТРД содержит силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, выходные кромки 2 которых соединены кольцевым разделителем контуров двигателя, выполненный в виде кольцевого обтекателя 3, образованного наружной и внутренней коническими обечайками 4 и 5. В полости обтекателя установлена кольцевая перегородка 6, образованная коническими поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям обтекателя 3 и образующая с последним замкнутую полость 7, разделенную кольцевыми перегородками 8 и радиальными перегородками 9 на отдельные полости 10, каждая из которых сообщена с полостью компрессора отверстием 11.The intermediate housing of the DTRD compressor contains power racks located between the outer and inner circuits, the output edges 2 of which are connected by an annular separator of the motor circuits, made in the form of an annular cowl 3, formed by the outer and inner conical shells 4 and 5. An annular partition 6 is installed in the cowl cavity, formed by conical surfaces equidistant to the outer and inner surfaces of the fairing 3 and forming a closed cavity 7 with the latter, divided by annular by the horns 8 and radial partitions 9 into separate cavities 10, each of which is connected to the compressor cavity by an opening 11.

Соседние полости 10, расположенные в окружном направлении, могут быть сообщены отверстиями 11 поочередно с наружным и внутренним контурами (фиг.2), а также с обоими контурами (фиг.3).Neighboring cavities 10 located in the circumferential direction can be communicated by the openings 11 alternately with the outer and inner contours (FIG. 2), as well as with both circuits (FIG. 3).

Размеры полостей и отверстий выбираются в зависимости от частот колебаний, возникающих в конкретном двигателе. Так, например, при вращении ротора компрессора ДТРД с 32-мя рабочими лопатками второй ступени компрессора низкого давления на оборотах более 82% происходит возрастание амплитуды регулярных колебаний давления Р' первой и второй гармоник (фиг.4). В соответствии с этим производится настройка акустического демпфера.The dimensions of the cavities and holes are selected depending on the frequencies of oscillations that occur in a particular engine. So, for example, when the rotor of the DTRD compressor rotates with 32 working blades of the second stage of the low-pressure compressor at revolutions of more than 82%, the amplitude of the regular pressure fluctuations P 'of the first and second harmonics increases (Fig. 4). In accordance with this, the acoustic damper is adjusted.

Устройство работает следующим образом. При колебаниях давления воздух пульсирует в отверстиях 11, которые вместе с полостями 10 представляют собой резонаторы Гельмгольца, настроенные на определенные частоты. В них происходит диссипация энергии колебаний давления, возникающих за рабочими лопатками компрессора. Зависимость коэффициента эффективности демпфирования колебаний давления к от частоты колебаний f показана на фиг.5. Предложенное устройство настроено на подавление колебаний двух диапазонов частот, проявившихся при испытаниях двигателя.The device operates as follows. With pressure fluctuations, the air pulsates in the holes 11, which, together with the cavities 10, are Helmholtz resonators tuned to certain frequencies. They dissipate the energy of pressure fluctuations that occur behind the compressor working blades. The dependence of the coefficient of efficiency of damping of pressure oscillations k on the frequency of oscillations f is shown in Fig.5. The proposed device is configured to suppress fluctuations in two frequency ranges that appeared during engine tests.

Эти диапазоны показаны цифрами 1 и 2 на фиг.3.These ranges are shown by the numbers 1 and 2 in figure 3.

Соединение соседних полостей 10, расположенных в окружном направлении поочередно с наружным и внутренним или с обоими контурами, расширяет диапазон поглощения энергии колебаний по частотам.The connection of adjacent cavities 10 located in the circumferential direction alternately with the external and internal or with both circuits, extends the frequency range of absorption of vibrational energy.

Изобретение позволяет уменьшить амплитуду колебаний давления за широкохордными рабочими лопатками компрессора в несколько раз, благодаря чему уменьшаются динамические нагрузки на конструкцию, повышается ресурс и надежность работы компрессора.The invention allows to reduce the amplitude of pressure fluctuations behind the wide-chord compressor blades by several times, due to which the dynamic loads on the structure are reduced, and the service life and reliability of the compressor are increased.

Источник информацииThe source of information

1. Патент РФ №2212568 класса F 04 D 29/32, опубл. в 2003 г.1. RF patent No. 2212568 class F 04 D 29/32, publ. in 2003

Claims (1)

Промежуточный корпус компрессора двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащий силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, выходные кромки которых соединены кольцевым разделителем контуров двигателя, отличающийся тем, что разделитель контуров выполнен в виде кольцевого обтекателя, образованного двумя коническими обечайками, в полости которого установлена кольцевая перегородка, образованная коническими поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям обтекателя, и образующая с последним замкнутую полость, разделенную кольцевыми и радиальными перегородками на отдельные полости, каждая из которых сообщена с полостью компрессора, по меньшей мере, одним отверстием.An intermediate compressor compressor housing of a turbofan engine containing power racks located between the external and internal circuits, the output edges of which are connected by an annular separator of the engine circuits, characterized in that the circuit separator is made in the form of an annular cowl formed by two conical shells, in the cavity of which an annular partition is installed formed by conical surfaces equidistant to the outer and inner surfaces of the fairing and forming with ednim closed cavity divided by annular and radial partitions into separate cavities, each of which communicates with the cavity of the compressor, at least one opening.

Images