RU2603384C1

RU2603384C1 - Turbojet engine low-pressure compressor third stage rotor impeller (versions)

Info

Publication number: RU2603384C1
Application number: RU2015150516/05A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Еричев; Игорь Александрович Кондрашов; Евгений Ювенальевич Марчуков; Сергей Анатольевич Симонов; Константин Сергеевич Поляков; Регина Юрьевна Скарякина; Николай Павлович Селиванов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2016-11-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to engine building. Jet engine low-pressure compressor (JTE LPC) rotor shaft third stage impeller includes disc, including hub with central hole, web and rim, as well as blades each having tail and wing with profile formed by concave pressure side and convex back. Disc rim is connected with web to make circular conical inclined flanges. Disc body is made with variable in height section conically narrowing from the hub to the rim. Hub is made symmetrically developed relative to web average conditional plane normal to rotor shaft axis, with axial width exceeding web root part thickness in (3.5÷5.0) times. Disc rim is equipped with set of blades fixation grooves uniformly distributed along disc perimeter. Each slot longitudinal axis with rotor shaft axis in projection on arbitrary axial plane perpendicular to blade root radial axis makes, angle of α installation of the blade root defined in the range of values α=(18÷26)°. Blade has, variable by blade height, angle of root profile installation relative to blade rim grid profile front line, decreasing with radial distance from rotor axis with gradient G_u.p=(206.4÷296.8) [deg/m]. Besides, root inlet and outlet edges are made diverging to peripheral blade end with gradient G_{w. h.} of their connecting chord increase equal to G_w.h.=(6.9÷9.9)·10^-2 [m/m].

EFFECT: invention allows to increase efficiency and increase gas-dynamic stability margin at all operation modes of compressor, while increasing LPC rotor impeller service life without increase of material consumption.

23 cl, 5 dwg

Description

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно, к компрессорам низкого давления (КНД) авиационных турбореактивных двигателей (ТРД).The group of inventions relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely, to low-pressure compressors (LPC) of aircraft turbojet engines (turbojet engines).

Известно рабочее колесо осевого компрессора двигателя, которое состоит из лопаток, имеющих профилированное перо и хвостовик, а также дисков, имеющих обод, полотно и ступицу. Каждое рабочее колесо снабжено двумя дисками. Оба диска соединены между собой с помощью кольцевого бурта первого диска и посадочного пояска с отверстиями в полотне второго диска. Хвостовик рабочей лопатки выполнен в виде полки с ребрами жесткости на ее внутренней стороне. Полки имеют на переднем и заднем торцах по потоку клиновидные кольцевые выступы. На ободах дисков рабочих колес выполнены ответные клиновидные кольцевые углубления, которые образуют кольцевой паз типа "ласточкин хвост" для контакта с клиновидными кольцевыми выступами на торцах полок рабочих лопаток (RU 2269678 С1, опубл. 10.02.2006).The impeller of an axial engine compressor is known, which consists of blades having a profiled feather and a shank, as well as disks having a rim, a blade and a hub. Each impeller is equipped with two disks. Both disks are interconnected by means of an annular collar of the first disk and a landing belt with holes in the canvas of the second disk. The shank of the working blade is made in the form of a shelf with stiffeners on its inner side. Shelves have wedge-shaped annular protrusions at the front and rear ends along the stream. On the rims of the wheels of the impellers, reciprocal wedge-shaped annular recesses are made, which form an annular dovetail groove for contact with wedge-shaped annular protrusions at the ends of the shelves of the blades (RU 2269678 C1, publ. 02.10.2006).

Известно рабочее колесо осевого компрессора двигателя, содержащее диск, лопатки с хвостовиком, средство осевой фиксации лопаток в замковом соединении типа «ласточкин хвост». На боковых контактных гранях хвостовиков лопаток выполнены фаски по хорде, меньшей радиуса округления. Средство осевой фиксации лопаток выполнено в виде разрезного кольца и прорезей под разрезное кольцо в упорном выступе диска и хвостовике лопаток. Величина радиуса округления и фаски выбраны из расчета предельной нормативной прочности (RU 2476729 С1, опубл. 27.02.2013).Known impeller of an axial compressor of the engine, containing a disk, blades with a shank, means of axial fixation of the blades in the castle connection type "dovetail". On the lateral contact faces of the shanks of the blades chamfers are made along a chord smaller than the radius of rounding. The axial fixation tool for the blades is made in the form of a split ring and slots for a split ring in the thrust protrusion of the disk and the shank of the blades. The value of the radius of rounding and chamfer selected from the calculation of the ultimate standard strength (RU 2476729 C1, publ. 02.27.2013).

Известно рабочее колесо осевого компрессора, которое состоит из диска компрессора с установленными на нем рабочими лопатками, включающими перо и хвостовик. Хвостовик лопатки расположен горизонтально, а перо соединено с хвостовиком через промежуточный элемент - ножку. Лопатки на диске установлены под углом к потоку рабочего тела (Н.Н. Сиротин, А.С.Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука 2011. стр. 257-263).The impeller of an axial compressor is known, which consists of a compressor disk with working blades mounted on it, including a feather and a shank. The shank of the blade is located horizontally, and the feather is connected to the shank through an intermediate element - the leg. The blades on the disk are installed at an angle to the flow of the working fluid (NN Sirotin, AS Novikov, AG Paykin, AN Sirotin. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system Book 1. Moscow, Science 2011. p. 257-263).

К недостаткам известных решений относятся непроработанность системы выбора совокупности необходимых параметров общей конфигурации диска, влияющих на площадь проходного сечения проточной части и размещение на ободе пазов и лопаток, формирующих аэродинамические процессы взаимодействия рабочего колеса третьей ступени ротора с потоком рабочего тела, вследствие отсутствия конкретизации диапазонов геометрических и аэродинамических параметров пространственной конфигурации диска и угловой ориентации упомянутых пазов в ободе диска, а также сложность получения компромиссного сочетания повышенных значений КПД, запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора и как следствие сложность обеспечения оптимальной динамической прочности и повышенного ресурса при минимуме материалоемкости.The disadvantages of the known solutions include the lack of development of a system for selecting the set of necessary parameters for the general configuration of the disk, affecting the area of the flow section of the flow passage and the placement on the rim of grooves and blades that form the aerodynamic processes of interaction of the impeller of the third stage of the rotor with the flow of the working fluid, due to the lack of specification of the geometric and aerodynamic parameters of the spatial configuration of the disk and the angular orientation of the said grooves in the rim of the disk, and t kzhe difficulty of obtaining a compromise combination of increased efficiency values, stores dynamic stability (CDB) of the compressor and hence the complexity of optimal dynamic strength and increased life with a minimum of material consumption.

Задача, решаемая изобретением, состоит в разработке рабочего колеса ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (ТРД) с улучшенными конструктивными и аэродинамическими параметрами пространственной конфигурации, обеспечивающими возможность оптимизации профиля и площади проходных сечений проточной части двигателя, достаточных для увеличения расхода сжимаемого рабочего тела -воздуха, КПД третьей ступени, подачи воздушного потока в последующую ступень КНД при повышении запасов ГДУ на всех режимах работы двигателя и ресурса без увеличения материалоемкости.The problem solved by the invention is to develop the impeller of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine (turbojet engine) with improved structural and aerodynamic parameters of the spatial configuration, providing the possibility of optimizing the profile and area of the flow cross sections of the engine duct, sufficient to increase the flow rate of the compressible working fluid-air, Efficiency of the third stage, the air flow to the next stage of the low pressure valve with increasing reserves of the hydraulic control unit at all engine operating modes and resource without increasing material consumption.

Поставленная задача в части рабочего колеса по первому варианту решается тем, что рабочее колесо ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, согласно изобретению, содержит диск и лопаточный венец, при этом диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод с фронтальной и тыльной полками по ходу потока рабочего тела, наделенный пазами для заведения лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками с гребнями лабиринта, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, а лопатки рабочего колеса содержат каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками; при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Y_п=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком лопатки, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°, при этом входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом G_у.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымThe task in terms of the impeller according to the first embodiment is solved by the fact that the impeller of the rotor, including the shaft of the drum-disk construction of a low-pressure compressor of a turbojet engine, having a housing with a flow part tapering from the inlet, according to the invention, contains a disk and a blade ring, while the disk made in the form of a single element, including a hub, made with a Central hole and equipped in the lower part with the back of the disk along the flow of the working fluid annular conical power element a volume with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim with front and rear shelves along the flow of the working fluid, endowed with grooves for introducing the blades of the impeller, and a web equipped in the upper part, ring shelves with labyrinth ridges located under the rim on both sides and made for permanent connection with mating contact elements of adjacent shaft steps, and the impeller vanes with erzhat each tang and a pen with a profile formed concave trough and a convex back, paired input and output edges; the blade web is made with a section with a variable height, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the web normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the web in (3.5 ÷ 5.0) times, and the outer surface of the rim of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the forming rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section and KND in the direction of the flow of the working fluid, in addition, the grooves for the establishment of the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y _p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] and are made with mutually inclined side faces, having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank of the blade, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft in the projection onto the specified plane, the installation angle α of the blade shank, is defined in the range of values α = (18 ÷ 26) °, while the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G _у.х. an increase in the connecting chords equal to

G_у.х.=(L_п.х.-L_к.х.)/H_ср=(6,9÷9,9)·10^-2 [м/м],G _uh = (L _p.h.- L _k.h. ) / H _cf = (6.9 ÷ 9.9) · 10 ^-2 [m / m],

где L_п.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; L_к.х. - то же, длина корневой хорды; Н_ср - средняя высота пера лопатки.where L _p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L _c.h. - the same, the length of the root chord; N _cf - the average height of the feather blades.

При этом пазы в ободе диска могут быть выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равным β=(63÷78)°, при этом переход от боковой грани к подошве выполнен плавным с постоянным или переменным радиусом в поперечном сечении.In this case, the grooves in the rim of the disk can be made in cross section with the side faces forming an element of the castle connection with the shank of the blade of the “dovetail” type, and the base surfaces of the side faces of the groove are counter-inclined one to the other with the formation of angles β between the side face and the sole of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °, while the transition from the side face to the sole is made smooth with a constant or variable radius in the cross section.

Фронтальная полка обода диска может быть выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.The front flange of the disk rim can be made with an annular protrusion in the upper part of the flange, provided with a bottom intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth sufficient to establish a split retaining ring in the lower part of the height of the shank of the blade, not less than in one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone, one or two consecutive radial holes are made in the flange of the disk rim for fixing by the locking element and dem mounting ring retaining ring.

Кольцевой конический силовой элемент ступицы может быть выполнен с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.The annular conical power element of the hub can be made with an angle γ of inclination of the generatrix to the axis of the rotor shaft, comprising γ = (42 ÷ 57) °.

Перо лопатки может быть выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом G_у.т., равнымThe blade feather can be made variable in width and height of the feather thickness, defined in cross section as the difference between the heights of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the feather blade, while the maximum thickness of the profile of the feather blade is made the largest in the root section and decreasing height to the peripheral end of the pen with a gradient G _{of standard fuel} equal to

G_у.т.=(С_к-С_п)/Н_ср=(1,4÷2,1)·10^-2 [м/м],G _ut = (C _to -C _p ) / N _cf = (1.4 ÷ 2.1) · 10 ^-2 [m / m],

где С_к - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; С_п - тоже, периферийного сечения; Н_ср - средняя высота пера лопатки.where C _to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With _p - also, a peripheral section; N _cf - the average height of the feather blades.

В верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок обода может быть выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.An annular tide can be made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined shelves of the rim for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting disk balancing.

Кольцевые полки, расположенные под ободом диска, могут быть выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части и снабжены гребнями лабиринта.The annular shelves located under the rim of the disk can be made extending from the canvas in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular portion of the inner contour of the flowing part and provided with ridges of the labyrinth.

Каждая лопатка может быть снабжена с двух сторон пера антивибрационной полкой, расположенной в зоне одной трети высоты пера от периферийного торца пера лопатки, с контактными торцами, которые выполнены под углом (23÷29)° к оси ротора в проекции на условную осевую плоскость ротора, нормальную к оси пера лопатки, и наклонены в сторону корыта профиля пера, а хвостовик лопатки снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.Each blade can be equipped on both sides of the pen with an anti-vibration shelf located in the area of one third of the height of the pen from the peripheral end of the blade pen, with contact ends that are made at an angle of (23 ÷ 29) ° to the rotor axis in the projection onto the conditional axial plane of the rotor, the blades are normal to the axis of the feather, and are inclined toward the trough of the feather profile, and the shank of the blade is provided with a groove for fixing the blade in the disk from shifting the shank along the axis of the groove with a split locking ring.

Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather of the blade can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view along the np - direction of flight) and with the back of the feather convex towards the side of rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction.

Перо лопатки может быть выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).The blade feather can be made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (n.p. view) and with a back of the pen convexing towards the side of rotation of the rotor and counterclockwise rotation direction (clockwise view )

Периферийный торец пера лопатки может быть выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face of the blade vane pen can be made beveled with a repetition of the curvature of the internal surface of the engine duct in the zone of the third stage of the low pressure valve with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the blade of the impeller as part of the low pressure cylinder rotor.

Поставленная задача в части рабочего колеса по второму варианту решается тем, что рабочее колесо ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, согласно изобретению, содержит диск и лопаточный венец, (в описании: имеющем решетку профилей пера с фронтальной линией), число лопаток в котором принято от 49 до 65 лопаток, при этом диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод с фронтальной и тыльной полками по ходу потока рабочего тела, наделенный пазами для заведения лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками с гребнями лабиринта, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, а лопатки рабочего колеса содержат каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками; при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска и выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком лопатки, а перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γ_к=(64÷72)°, кроме того, лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом G_у.п, имеющем значения в диапазонеThe task in terms of the impeller according to the second embodiment is solved by the fact that the impeller of the rotor, including the shaft of the drum-disk construction of a low-pressure compressor of a turbojet engine having a housing with a flowing part tapering from the inlet, according to the invention, contains a disk and a blade blade (in description : having a lattice of feather profiles with a front line), the number of blades in which is accepted from 49 to 65 blades, while the disk is made in the form of a single element including a hub made with a central hole and with located in the lower part on the back side of the disk along the flow of the working fluid with an annular conical force element with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the pin of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim with front and rear shelves along the flow of the working fluid, endowed with grooves for the establishment of the blades of the impeller, and the canvas, equipped in the upper part located under the rim on both sides of the ring shelves with ridges of the labyrinth, made for I have one-piece connection with mating contact elements of adjacent shaft steps, and the impeller blades contain each shank and feather with a profile formed by a concave trough and a convex back, conjugated by input and output edges; the blade web is made with a section with a variable height, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the web normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the web in (3.5 ÷ 5.0) times, and the outer surface of the rim of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the forming rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section and KND in the direction of flow of the working fluid, the angle of inclination of the generatrix of the outer surface of the rim of the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for introducing the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim of the disk and are mutually inclined lateral faces having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank of the blade, and the feather of the blade is made with the angle γ of the installation profile, defined as the angle between the chord and the front line connecting the input and output edges of the profile lattice blade row having a projection on a notional plane perpendicular to the stylus axis, the root-sectional profile value γ _k = (64 ÷ 72) °, moreover, the blade is formed with a variable height feather angle γ installation profile pen relative to the front grid lines profiles of the blade of the crown, decreasing with a radial distance from the axis of the rotor with a gradient of G _u , having values in the range

G_у.п.=(γ_к-γ_п)/Н_ср=(206,4÷296,8) [град/м],G _{uniformizing parameter} = (γ _to -γ _p ) / N _sr = (206.4 ÷ 296.8) [deg / m],

где γ_к - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γ_п - тоже, в периферийном сечении; Н_ср - средняя высота пера лопатки.where γ _to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ _p - also in the peripheral section; N _cf - the average height of the feather blades.

Входная и выходная кромки пера могут быть выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом G_у.х. увеличения соединяющей их хорды, равнымThe input and output edges of the pen can be made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G _u.x. an increase in the connecting chords equal to

Технический результат изобретения, достигаемый приведенной совокупностью существенных признаков рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ТРД, заключается в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора на 2,4% при повышении ресурса рабочего колеса в 2 раза.The technical result of the invention, achieved by the above set of essential features of the impeller of the third stage of the rotor of the low pressure turbojet engine, is to increase the efficiency and expand the range of regimes of gas-dynamic stability of the compressor by 2.4% while increasing the impeller resource by 2 times.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 изображено рабочее колесо третьей ступени вала ротора КНД, продольный разрез;in FIG. 1 shows the impeller of the third stage of the shaft of the rotor KND, a longitudinal section;

на фиг. 2 - фрагмент рабочего колеса третьей ступени вала ротора КНД, фронтальная проекция;in FIG. 2 - a fragment of the impeller of the third stage of the shaft of the rotor KND, frontal projection;

на фиг. 3 - перо лопатки рабочего колеса третьей ступени, поперечный разрез;in FIG. 3 - feather blades of the impeller of the third stage, a cross section;

на фиг. 4 - лопатка рабочего колеса третьей ступени, вид сверху;in FIG. 4 - the blade of the impeller of the third stage, a top view;

на фиг. 5 - паз обода диска третьей ступени вала ротора КНД, продольный разрез.in FIG. 5 - groove of the rim of the disk of the third stage of the shaft of the rotor KND, a longitudinal section.

Рабочее колесо третьей ступени ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, содержит диск 1 и лопаточный венец, наделенный рабочими лопатками 2.The impeller of the third stage of the rotor, including the shaft of the drum-disk design of the low-pressure compressor of a turbojet engine, having a housing with a flow part tapering from the inlet, contains a disk 1 and a blade ring endowed with working blades 2.

Диск 1 выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу 3 с центральным отверстием 4, полотно 5 и обод 6, наделенный пазами 7 для заведения лопаток 2 рабочего колеса. Обод 6 выполнен с фронтальной полкой 8 и тыльной полкой 9. Полотно 5 снабжено в верхней части расположенными под ободом 6 с двух сторон кольцевыми полками 10, 11 с гребнями 12 лабиринта, сконструированными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала. Ступица 3 снабжена в нижней части с тыльной стороны диска 1 по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом 13 с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки 14, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы 15 задней опоры вала. 3. Кольцевой конический силовой элемент 13 ступицы 3 выполнен с углом γ наклона образующей к оси 16 вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.The disk 1 is made in the form of a single element, including a hub 3 with a central hole 4, the blade 5 and the rim 6, endowed with grooves 7 for the establishment of the blades 2 of the impeller. The rim 6 is made with a front shelf 8 and a rear shelf 9. The blade 5 is provided in the upper part with annular shelves 10, 11 located under the rim 6 on both sides with ridges 12 of the labyrinth, designed for permanent connection with the mating contact elements of adjacent shaft steps. The hub 3 is provided in the lower part with the rear side of the disk 1 along the flow of the working fluid with an annular conical force element 13 with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge 14 equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal 15 of the rear shaft support. 3. The annular conical power element 13 of the hub 3 is made with an angle γ of inclination of the generatrix to the axis 16 of the rotor shaft, component γ = (42 ÷ 57) °.

Полотно 5 диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы 3 к ободу 6. Ступица 3 выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна 5, нормальной к оси 16 вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна 5 в (3,5÷5,0) раза.The blade 5 of the disk is made with a section with a variable height, tapering from the hub 3 to the rim 6. The hub 3 is made symmetrically developed relative to the average conditional plane of the blade 5, normal to the axis 16 of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the root part of the blade 5 in ( 3.5 ÷ 5.0) times.

Внешняя поверхность 17 обода 6 диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось 16 вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела.The outer surface 17 of the rim 6 of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis 16 of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the CPV towards the flow of the working fluid.

Лопатки 2 содержат каждая хвостовик 18 и перо 19 с профилем, образованным вогнутым корытом 20 и выпуклой спинкой 21, сопряженными входной и выходной кромками 22 и 23.The blades 2 contain each shank 18 and feather 19 with a profile formed by a concave trough 20 and a convex back 21, conjugated by the input and output edges 22 and 23.

Пазы 7 для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода 6 диска с угловой частотой Y_п=(7,3÷10,4) [ед/рад]. Пазы 7 выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями 24, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком лопатки. Подошва 25 каждого паза 7 расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора. Продольная ось подошвы 25 паза 7 образует с осью 16 вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика 18 лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°.The grooves 7 for the establishment of the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim 6 of the disk with an angular frequency Y _p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad]. The grooves 7 are made with mutually inclined side faces 24, having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank of the blade. The sole 25 of each groove 7 is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft. The longitudinal axis of the sole 25 of the groove 7 forms with the axis 16 of the rotor shaft in the projection onto the specified plane the installation angle α of the blade shaft 18, defined in the range of values α = (18 ÷ 26) °.

Входная и выходная кромки 22 и 23 пера выполнены расходящимися к периферийному торцу 26 лопатки с градиентом G_у.х. увеличения соединяющей их хорды 27, равнымThe input and output edges 22 and 23 of the pen are made diverging to the peripheral end 26 of the blade with a gradient of G _C an increase in the connecting chords 27 equal to

где L_п.х. - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; L_к.х. - то же, длина корневой хорды; Н_ср - средняя высота пера лопатки.where L _p.h. - the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L _c.h. - the same, the length of the root chord; N _cf - the average height of the feather blades.

При этом пазы 7 в ободе 6 диска выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями 24, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком 18 лопатки 2 по типу «ласточкин хвост». Базовые поверхности боковых граней 24 паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью 24 и подошвой 25 паза, равным, β=(63÷78)°. Переход от боковой грани 24 к подошве 25 выполнен плавным с постоянным или переменным радиусом в поперечном сечении.In this case, the grooves 7 in the rim 6 of the disk are made in cross section with side faces 24 forming an element of the locking connection with the shank 18 of the blade 2 according to the "dovetail" type. The base surfaces of the side faces 24 of the groove are counter-inclined to one another with the formation of angles β between the side face 24 and the sole 25 of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °. The transition from the side face 24 to the sole 25 is made smooth with a constant or variable radius in the cross section.

Фронтальная полка 8 обода 6 диска выполнена с кольцевым выступом 28 в верхней части полки 8, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами 7 для хвостовиков 18 глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки. Не менее чем на одном участке между пазами 7 в створе канавки в зоне выступа в полке 8 обода 6 диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия 29 соответственно для фиксации стопорным элементом 30 и демонтажа контровочного кольца.The front flange 8 of the rim 6 of the disk is made with an annular protrusion 28 in the upper part of the flange 8, provided with a bottom intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves 7 for the shanks 18 with a depth sufficient to establish a split retaining ring in the lower part of the height of the shank of the blade. At least one section between the grooves 7 in the groove in the protrusion zone in the flange 8 of the disk rim 6 has one or two consecutive radial holes 29, respectively, for fixing the locking element 30 and dismantling the locking ring.

Перо 19 лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки 21 и корыта 20 относительно хорды 27, соединяющей входную и выходную кромки 22 и 23 пера лопатки. Максимальная толщина профиля пера 19 лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу 26 с градиентом G_у.т., равнымFeather 19 of the blade is made variable in width and height of the feather thickness, defined in cross section as the difference between the heights of the back 21 and the trough 20 relative to the chord 27 connecting the input and output edges 22 and 23 of the feather of the blade. The maximum thickness of the blade profile of the pen 19 is made maximum in the root section and decreasing in height to the peripheral end of the pen 26 with a gradient G _{of fuel equivalent} equal to

В верхней части полотна 5 диска под наклонной полкой 11 обода 6 выполнен кольцевой прилив 31 для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.In the upper part of the blade 5 of the disk under the inclined shelf 11 of the rim 6, an annular tide 31 is made for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting balancing of the disk.

Кольцевые полки 10 и 11, расположенные под ободом 6 диска, выполнены отходящими от полотна 5 в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части.The annular shelves 10 and 11 located under the rim 6 of the disk are made extending from the blade 5 in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular portion of the inner contour of the flowing part.

Каждая лопатка 2 снабжена с двух сторон пера антивибрационной полкой 32, расположенной в зоне одной трети высоты пера от периферийного торца пера лопатки, с контактными торцами 33. Торцы 33 выполнены под углом (23÷29)° к оси 16 вала ротора в проекции на условную осевую плоскость ротора, нормальную к оси пера лопатки, и наклонены в сторону корыта 20 профиля пера 19. Хвостовик 18 лопатки снабжен канавкой 34 для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.Each blade 2 is equipped on both sides of the pen with an anti-vibration shelf 32, located in the region of one third of the height of the pen from the peripheral end of the blade pen, with contact ends 33. The ends 33 are made at an angle of (23 ÷ 29) ° to the axis 16 of the rotor shaft in the projection on a conditional the axial plane of the rotor normal to the axis of the feather blade and tilted toward the side of the trough 20 of the profile of the feather 19. The shank 18 of the blade is provided with a groove 34 for fixing the blade in the disk from displacing the shank along the axis of the groove with a split locking ring.

Перо 19 лопатки 2 выполнено с корытом 20, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой 21 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.The feather 19 of the blade 2 is made with a trough 20, turned concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight) and with the back 21 of the pen, convex in the direction against rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise direction.

Вариантно перо 19 лопатки 2 выполнено с корытом 20, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со спинкой 21 пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).Alternatively, the feather 19 of the blade 2 is made with a trough 20 facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in n.p.) and with a back 21 of the feather facing in convex direction against rotation of the rotor and counterclockwise direction of rotation of the clockwise direction (view in n .P.).

Периферийный торец 26 пера 19 лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.The peripheral end face 26 of the blade 19 of the blade is made beveled with a repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the area of the third stage of the low pressure valve with a decrease in the radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the blade of the impeller as part of the low pressure engine rotor.

По второму варианту рабочее колесо третьей ступени ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, содержит диск 1 и лопаточный венец, наделенный рабочими лопатками 2, число которых принято от 49 до 65 лопаток.According to the second variant, the impeller of the third stage of the rotor, including the shaft of the drum-disk construction of a low-pressure compressor of a turbojet engine having a housing with a flow part tapering from the inlet, contains a disk 1 and a blade crown endowed with working blades 2, the number of which is from 49 to 65 blades .

Диск 1 выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу 3 с центральным отверстием 4, полотно 5 и обод 6, наделенный пазами 7 для заведения лопаток 2 рабочего колеса. Обод 6 выполнен с фронтальной полкой 8 и тыльной полкой 9. Полотно 5 снабжено в верхней части расположенными под ободом 6 с двух сторон кольцевыми полками 10, 11 с гребнями 12 лабиринта, сконструированными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала. Ступица 3 снабжена в нижней части с тыльной стороны диска 1 по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом 13 с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки 14, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы 15 задней опоры вала.The disk 1 is made in the form of a single element, including a hub 3 with a central hole 4, the blade 5 and the rim 6, endowed with grooves 7 for the establishment of the blades 2 of the impeller. The rim 6 is made with a front shelf 8 and a rear shelf 9. The blade 5 is provided in the upper part with annular shelves 10, 11 located under the rim 6 on both sides with ridges 12 of the labyrinth, designed for permanent connection with the mating contact elements of adjacent shaft steps. The hub 3 is provided in the lower part with the rear side of the disk 1 along the flow of the working fluid with an annular conical force element 13 with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge 14 equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal 15 of the rear shaft support.

Внешняя поверхность 17 обода 6 диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось 16 вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела. Угол наклона образующей внешней поверхности 17 обода 6 диска к оси 16 вала ротора составляет φ=(5÷7)°.The outer surface 17 of the rim 6 of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis 16 of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the CPV towards the flow of the working fluid. The angle of inclination of the generatrix of the outer surface 17 of the rim 6 of the disk to the axis 16 of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °.

Пазы 7 для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода 6 диска. Пазы 7 выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями 24, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком 18 лопатки.The grooves 7 for the establishment of the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the rim 6 of the disk. The grooves 7 are made with mutually inclined side faces 24, having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank 18 of the blade.

Перо 19 лопатки 2 (фиг. 4) выполнено с углом у установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки 22 и 23 профиля хордой 27 и фронтальной линией 35 решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γ_к=(64÷72)°, а в периферийном сечении значение γ_п=(26,4÷34,4)°.The feather 19 of the blade 2 (Fig. 4) is made with the angle at the installation of the profile, defined as the angle between the chord 27 connecting the input and output edges 22 and 23 of the profile and the front line 35 of the blade crown lattice, having a projection onto a conditional plane perpendicular to the axis of the pen , in the root section of the profile, the value of γ _k = (64 ÷ 72) °, and in the peripheral section the value of γ _p = (26.4 ÷ 34.4) °.

Лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом у установки профиля пера 19 относительно фронтальной линии 35 решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси вала ротора с градиентом G_у.п, имеющем значения в диапазонеThe blade is formed with a variable height of the pen at an angle profile settings pen 19 with respect to the front line 35 of the lattice profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor shaft axis gradient G _u.p having a value in the range

Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.

Рабочее колесо третьей ступени КНД ТРД состоит из диска 1 и установленных на нем рабочих лопаток 2. Диск третьей ступени изготавливают объемной штамповкой из поковки в виде моноэлемента, включающего выполненные заодно целое массивную ступицу 3, полотно 5 и обод 6. Профили полотна 5 и ступицы 3 формируют обтачиванием заготовки с последующей полировкой.The impeller of the third stage of the low pressure turbojet engine consists of a disk 1 and rotor blades 2 mounted on it. The disk of the third stage is made by die-forging from a forging in the form of a single element, which includes a complete massive hub 3, web 5 and rim 6. Web profiles 5 and hub 3 form by turning the workpiece with subsequent polishing.

Изготовленный диск 1 имеет следующие геометрические параметры: габаритная ширина ступицы - 40 мм; диаметр центрального отверстия ступицы - 292 мм; средняя толщина полотна - 9 мм; ширина обода - 43 мм; минимальный и максимальный диаметры внешней поверхности обода диска - 509 мм и 517 мм соответственно; угол наклона внешней поверхности обода диска - 5,5°.The manufactured disk 1 has the following geometric parameters: overall width of the hub - 40 mm; diameter of the central hole of the hub - 292 mm; average web thickness - 9 mm; rim width - 43 mm; minimum and maximum diameters of the outer surface of the rim of the disk - 509 mm and 517 mm, respectively; the angle of inclination of the outer surface of the rim of the disk is 5.5 °.

Лопатку 2 рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ТРД поэтапно изготавливают из прутка авиационного сплава. На первом этапе отрезают фрагмент прутка требуемой длины, из которого электровысадкой с последующей механической обработкой выполняют заготовку лопатки с локальными утолщениями на участках расположения хвостовика 18 и антивибрационной полки 32. На следующем этапе заготовку подвергают общему нагреву в электропечи до состояния термопластичности и выполняют горячую объемную штамповку, используя штамп, состоящий из двух ответно профилированных полуматриц. Рабочая поверхность одной из полуматриц штампа включает участок, форма которого выполнена ответной пространственной поверхности спинки 21 пера 19 лопатки. Рабочая поверхность другой полуматрицы штампа включает участок, форма которого выполнена ответной пространственной поверхности корыта 20 пера 19 лопатки. После чего лопатку подвергают механической обработке, включая обдирку облоя фрезерованием, протягивание хвостовика 18.The blade 2 of the impeller of the third stage of the rotor KND TRD is stage-by-stage made from a bar of an aircraft alloy. At the first stage, a fragment of the rod of the required length is cut off, from which the blade blank with local thickenings is performed by electric upsetting with local thickenings in the areas of the shank 18 and anti-vibration shelf 32. In the next step, the blank is subjected to general heating in an electric furnace to the state of thermoplasticity and hot forging is performed, using a stamp consisting of two reciprocal profiled half-matrices. The working surface of one of the half-matrix stamp includes a section whose shape is made mating spatial surface of the back 21 of the pen 19 of the scapula. The working surface of the other half-matrix of the stamp includes a section whose shape is made of the mating spatial surface of the trough 20 of the pen 19 of the scapula. After that, the blade is subjected to machining, including grinding the flap milling, pulling the shank 18.

Доводку обтекаемых поверхностей профилей пера 18 и антивибрационной полки 32 производят фрезерованием с последующей полировкой. Контактные торцы 33 антивибрационной полки 32 упрочняют, нанося на них высокопрочный слой.The refinement of the streamlined surfaces of the profiles of the pen 18 and the anti-vibration shelf 32 is performed by milling and subsequent polishing. The contact ends 33 of the anti-vibration shelf 32 are strengthened by applying a high-strength layer to them.

Изготовленная таким образом лопатка 2 состоит из объединенных в одно целое пера 19 с хвостовиком 18 и антивибрационной полкой 32, выполненной как сегмент сборного кольца лопаточного венца рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ТРД.The blade 2 made in this way consists of a single pen 19 with a shank 18 and an anti-vibration shelf 32, made as a segment of the assembled ring of the blade ring of the impeller of the third stage of the low pressure turbine engine rotor.

Профиль пера 19 лопатки имеет следующие геометрические параметры:The profile of the pen 19 of the scapula has the following geometric parameters:

- в корневом сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля С_max=4,2 мм; длина хорды пера - 40,4 мм; угол γ_к установки профиля пера между соединяющей входную и выходную кромки 22 и 23 профиля хордой 27 и фронтальной линией 35 решетки лопаточного венца составляет 68°; угол α установки профиля пера 19 к оси вращения ротора составляет 22°;- in the root section, the profile of the feather blade is made with a maximum thickness of the profile With _max = 4.2 mm; pen chord length - 40.4 mm; the angle γ _{to the} installation of the profile of the pen between connecting the input and output edges 22 and 23 of the profile chord 27 and the front line 35 of the lattice of the blade of the crown is 68 °; the angle α of the installation profile of the pen 19 to the axis of rotation of the rotor is 22 °;

- в периферийном сечении профиль пера лопатки выполнен с максимальной толщиной профиля С_max=1,2 мм; длина хорды пера принята 51 мм; угол γ_п установки профиля пера составляет 30°;- in the peripheral section, the profile of the blade feather is made with a maximum profile thickness of C _max = 1.2 mm; feather chord length adopted 51 mm; the angle γ _p setting the profile of the pen is 30 °;

- средняя высота Н_ср профиля пера составляет 145,4 мм.- the average height H _cf the pen profile is 145.4 mm.

Антивибрационная полка 32 лопатки выполнена с толщиной стенки 4 мм и размещена на среднем радиусе от оси ротора 358 мм, с контактными торцами 33, выполненными под углом 26° к оси вращения ротора в проекции на осевую плоскость последнего, нормальную к оси пера лопатки.The anti-vibration shelf 32 of the blade is made with a wall thickness of 4 mm and is placed at an average radius from the axis of the rotor of 358 mm, with contact ends 33 made at an angle of 26 ° to the axis of rotation of the rotor in the projection onto the axial plane of the latter, normal to the axis of the blade blade.

На внешней стороне обода 6 выполняют протягиванием замковые пазы 7 для крепления лопаток в количестве 57 штук. Пазы 7 выполнены со следующими геометрическими параметрами: угол наклона боковых граней к подошве паза составляет 70°; ширина подошвы - 18 мм.On the outer side of the rim 6 is performed by pulling the locking grooves 7 for mounting the blades in the amount of 57 pieces. The grooves 7 are made with the following geometric parameters: the angle of inclination of the side faces to the bottom of the groove is 70 °; sole width - 18 mm.

Лопатки 2 удерживают от перемещения в радиальном направлении от действия центробежных сил при помощи контактных выступов замка типа «ласточкин хвост». Каждую лопатку 2 удерживают в диске 1 от перемещения в направлении протяжки паза 7 с помощью разрезного кольца.The blades 2 are kept from moving in the radial direction from the action of centrifugal forces using the contact protrusions of the dovetail lock. Each blade 2 is held in the disk 1 from moving in the direction of broaching of the groove 7 using a split ring.

Таким образом, рабочее колесо третьей ступени имеет следующие геометрические параметры: минимальный и максимальный диаметры внутренней поверхности рабочего колеса - 508 мм и 517 мм; аналогично периферийной поверхности рабочего колеса - 808 мм и 800 мм; максимальная ширина третьей ступени ротора - 43 мм.Thus, the impeller of the third stage has the following geometric parameters: the minimum and maximum diameters of the inner surface of the impeller - 508 mm and 517 mm; similar to the peripheral surface of the impeller - 808 mm and 800 mm; the maximum width of the third stage of the rotor is 43 mm.

В процессе работы ТРД диск 1 рабочего колеса третьей ступени приводится во вращение путем передачи крутящего момента от турбины низкого давления (ТНД) через барабанно-дисковую конструкцию вала ротора КНД с включением в работу лопаток 2 рабочего колеса. В результате чего происходит нагнетание воздушного потока в КНД. На вогнутой поверхности в виде корыта 20 пера 19 каждой лопатки 2 создается зона повышенного давления, а на выпуклой поверхности, образующей спинку 21 пера 19, создается при этом зона пониженного давления, усиливающая образование направленного воздушного потока. Вращающиеся лопатки 2 рабочего колеса ротора передают энергию воздушному потоку, направляя сжимаемый поток на лопатки статора третьей ступени, и после выравнивания в последнем поток поступает в последующие ступени КНД. Одновременно диск 1 воспринимает центробежные нагрузки и через конический кольцевой элемент 13 и тыльную полку 9 обода 6 передает радиальные и осевые нагрузки на опоры вала ротора.During the operation of the turbojet engine, the third-stage impeller disk 1 is driven into rotation by transmitting torque from a low-pressure turbine (low pressure turbine) through the drum-disk design of the low pressure rotor rotor shaft with the inclusion of the blades 2 of the impeller. As a result of which there is an injection of air flow in the CPV. On the concave surface in the form of the trough 20 of the feather 19 of each blade 2, an increased pressure zone is created, and on the convex surface forming the back 21 of the feather 19, a reduced pressure zone is created thereby enhancing the formation of a directed air flow. Rotating blades 2 of the rotor impeller transmit energy to the air flow, directing the compressible flow to the stator vanes of the third stage, and after alignment in the last, the flow enters the subsequent stages of the low pressure valve. At the same time, the disk 1 accepts centrifugal loads and transfers radial and axial loads to the rotor shaft bearings through the conical ring element 13 and the rear shelf 9 of the rim 6.

Технический результат настоящего изобретения достигают совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и геометрических параметров основных элементов диска рабочего колеса третьей ступени ротора КНД, а именно, радиальных параметров диска, геометрической конфигурации обода 6, принятого сочетания сужающего полотна 5 и осевой ширины ступицы 3, компенсирующей ослабление полотна 5 диска центральным отверстием 4. Выполнение ширины ступицы 3, превышающей толщину прикорневой части полотна 5 в (3,5÷5,0) раза, приводит к снижению материалоемкости и повышению максимальных допустимых усилий в элементах диска. Диаметр отверстия 4 в ступице 3 принят достаточным для свободного пропуска шлицевой трубы при монтаже и ремонтных операциях сборки компрессора.The technical result of the present invention is achieved by the combination of the design solutions and geometric parameters of the main elements of the impeller disk of the third stage of the KND rotor, namely, the radial parameters of the disk, the geometric configuration of the rim 6, the adopted combination of the narrowing web 5 and the axial width of the hub 3, which compensates for the weakening of the web 5 of the disk by the central hole 4. The implementation of the width of the hub 3, exceeding the thickness of the basal part of the canvas 5 in (3.5 ÷ 5.0) times, leads to a decrease in m terialoemkosti and increase the maximum allowable effort in the disc elements. The diameter of the hole 4 in the hub 3 is accepted sufficient for the free passage of the spline pipe during installation and repair operations of the compressor assembly.

На внешней стороне обода 6 диска выполняют протягиванием систему пазов 7 для закрепления лопаток. Пазы 7 расположены под углом к оси 16 вала ротора. Технический результат изобретения достигают при выполнении пазов 7, расположенных под углом α, принятым из заявленного диапазона (18÷26)°, так как при этом обеспечивается возможность установки хвостовика 18 и пера 19 лопатки под углом, создающим наибольший перепад давлений на входе и выходе потока рабочего тела из рабочего колеса третьей ступени ротора КНД и создаются наиболее благоприятные условия работы, повышающие запас ГДУ, КПД и ресурс при минимальной материалоемкости. Выход значений угла α за пределы заявленного диапазона приведет к существенному ограничению запаса ГДУ при многорежимной работе компрессора, снижению КПД ступени ротора и возрастанию риска аварийно опасного срыва воздушного потока с установленных в пазах 7 диске лопаток 2 рабочего колеса ротора компрессора с результирующей потерей ГДУ. При увеличении угла α_o>26° отклонения оси паза 7 диска от оси вращения ротора неоправданно возрастают напряжения в лопатках на всех режимах работы КНД, что приводит к снижению ресурса системы «диск - лопаточный венец», увеличению материалоемкости установленных на диске лопаток и, в конечном счете, к утяжелению компрессора и снижению эксплуатационной экономичности двигателя.On the outer side of the rim 6 of the disk perform pulling a system of grooves 7 for fixing the blades. The grooves 7 are located at an angle to the axis 16 of the rotor shaft. The technical result of the invention is achieved by performing grooves 7 located at an angle α taken from the claimed range of (18 ÷ 26) °, since this makes it possible to install the shank 18 and feather 19 of the blade at an angle that creates the greatest pressure drop at the input and output of the flow the working fluid from the impeller of the third stage of the KND rotor and the most favorable working conditions are created that increase the supply of hydraulic control units, efficiency and resource with minimal material consumption. Exceeding the declared range of the angle α will lead to a significant limitation of the GDU stock during multi-mode operation of the compressor, a decrease in the efficiency of the rotor stage and an increase in the risk of an accidentally dangerous airflow disruption from the compressor rotor impeller blades 2 of the rotor blades 2 in the grooves resulting in a loss of the GDU. With an increase in the angle α _o > 26 °, the deviations of the axis of the groove 7 of the disk from the axis of rotation of the rotor unjustifiably increase the voltage in the blades at all operating modes of the low pressure valve, which leads to a decrease in the resource of the system "disk - blade crown", an increase in the material consumption of the blades installed on the disk and, in ultimately, to make the compressor heavier and reduce the operational efficiency of the engine.

Кроме того, пазы 7 равномерно разнесены по периметру диска с угловой частотой Y_п=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями 24, встречно наклонными одна к другой под углом β=(63÷78)° к подошве 25 паза и сопряженные с подошвой 25 через скругления, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки. Технический результат изобретения обеспечивают при насыщении лопаточного венца количеством лопаток и соответственно пазов 7 на диске для закрепления хвостовиков 18 лопаток 2, располагаемых с угловой частотой, принимаемой из диапазона, найденного в изобретении. При уменьшении числа лопаток и соответственно пазов на ободе диска ниже нижнего предела указанного диапазона Y_п<7,3 [ед/рад] нарастает отставание потока от вращения лопаточного венца и возрастает риск потери ГДУ в указанной ступени компрессора. Превышение верхней границы указанного диапазона Y_п>10,4 [ед/рад] и соответствующем увеличении числа лопаток в лопаточном венце, образуемом на диске третьей ступени, приводит к неоправданному ухудшению КПД и риску преждевременного запирания потока рабочего тела лопаточным венцом. Кроме того, заявленная геометрия паза 7 обеспечивает повышение концентрации при действии эксплуатационных нагрузок, точности геометрии межлопаточных каналов и формы решетки совместно с рабочими лопатками и повышает ресурс рабочего колеса.In addition, the grooves 7 are evenly spaced around the perimeter of the disk with an angular frequency of Y _p = (7.3 ÷ 10.4) [u / rad] and are made in cross section with side faces 24 that are counter-inclined to one another at an angle β = ( 63 ÷ 78) ° to the sole 25 of the groove and paired with the sole 25 through fillets forming an element of the castle connection with the shank of the blade. The technical result of the invention is provided by saturating the blade rim with the number of blades and, respectively, the grooves 7 on the disk for fixing the shanks 18 of the blades 2 located at an angular frequency taken from the range found in the invention. With a decrease in the number of blades and, accordingly, the grooves on the rim of the disk below the lower limit of the specified range Y _p <7.3 [u / rad], the lag of the flow from the rotation of the blade rim increases and the risk of loss of the HLD in the indicated compressor stage increases. Exceeding the upper limit of the specified range Y _p > 10.4 [units / rad] and a corresponding increase in the number of blades in the blade rim formed on the disk of the third stage leads to an unjustified deterioration in efficiency and the risk of premature blocking of the working fluid flow with the blade rim. In addition, the claimed geometry of the groove 7 provides an increase in concentration under the action of operational loads, the accuracy of the geometry of the interscapular channels and the shape of the lattice together with the rotor blades and increases the resource of the impeller.

Аналогичные процессы имеют место с получением положительного результата при соблюдении и отрицательного при выходе за пределы найденных в группе изобретений границ диапазона градиентов угла γ между соединяющей входную и выходную кромки 11 и 12 профиля хордой 20 и фронтальной линией 21 решетки лопаточного венца, составляющем в корневом сечении γ_уст.к=(64÷72)°, а в периферийном сечении значение γ_п=(26,4÷34,4)°, а также найденных в изобретении границ диапазонов градиентов G_у.п=(206,4÷296,8) [град/м] по высоте Н_ср пера 19 лопатки. При выполнении трехмерного профиля пера 19 лопатки со значениями градиента G_у.п<206,4 [град/м] существенно ограничивается диапазон ГДУ работы КНД, падает КПД ступени и возрастает риск аварийно опасного срыва потока воздушного потока с выпуклой спинки 21 пера 19 лопатки с результирующей потерей ГДУ. Увеличение отношения разности углов установки хорды 20 пера 8 по высоте лопатки до значений градиента G_у.п., превышающих верхний предел G_у.п.>296,8 [град/м], приводит к недопустимому уменьшению угла раскрытия периферийного участка пера 8 лопатки, что в свою очередь приводит к снижению КПД, негативному уменьшению диапазона ГДУ компрессора и недопустимому рассогласованию работы третьей ступени ротора с предыдущими и последующей ступенями КНД.Similar processes take place with obtaining a positive result when observing and negative when exceeding the limits found in the group of inventions for the boundaries of the range of gradients of the angle γ between the chord 20 connecting the input and output edges 11 and 12 of the profile 20 and the frontal line 21 of the scaffold grating, which makes γ in the root section _set k = (64 ÷ 72) °, and in the peripheral section, the value γ _p = (26.4 ÷ 34.4) °, as well as the borders of the gradient ranges found in the invention G _у.п = (206,4 ÷ 296, 8) [deg / m] in height H _cf pen 19 blades. When performing a three-dimensional profile of the pen 19 of the scapula with the values of the gradient G _уп <206.4 [deg / m], the range of the GDU of the low pressure switch is significantly limited, the efficiency of the stage decreases and the risk of an accidentally dangerous stall of the air flow from the convex back 21 of the pen 19 of the scapula increases resulting loss of GDU. Increasing the angle difference relationship installation chord 20 of the pen 8 on the blade height to the gradient values G _{uniformizing parameter} Exceeding the upper limit _{uniformizing parameter} G > 296.8 [deg / m], leads to an unacceptable decrease in the opening angle of the peripheral section of the pen 8 of the scapula, which in turn leads to a decrease in efficiency, a negative decrease in the range of the GDU of the compressor and unacceptable mismatch of the third stage of the rotor with the previous and subsequent stages of the low pressure switch.

Градиент G_у.х. увеличения хорды 27 пера 19 лопатки 2 по средней высоте Н_ср пера 19 лопатки характеризует парусность пера, образованную в результате углового расхождения входной и выходной кромок 22 и 23 пера 19 от втулки до периферийного торца 26. Парусность пера по высоте лопатки спрофилирована по градиенту G_у.х углового расширения хорды 27 пера 19 с заявленным диапазоном G_у.х.=(6,9÷9,9)·10^-2 [м/м], что обеспечивает получение технического результата изобретения. Уменьшение отношения разности длин периферийной и корневой хорд пера 19 к средней высоте Н_ср пера (G_у.х.<6,9·10^-2) приводит к образованию недостаточной густоты заполнения периферийного кольцевого участка площади поперечного сечения проточной части лопаточного венца периферийными участками пера 19 лопаток в проекции на условную плоскость, нормальную к оси ротора. Как следствие возникает недопустимое снижение запаса ГДУ, сужение диапазона газодинамической устойчивости работы компрессора и существенному снижению КПД за счет возможного срыва воздушного потока со спинки 21 пера 19 лопатки. Увеличение (G_у.х.>9,9·10^-2) приводит к неоправданному увеличению потерь от трения потока о профиль пера 19 лопатки и к снижению КПД компрессора.Gradient G _WH increasing the chord 27 of the pen 19, the blade 2 at an average height H of the vane _cf. pen 19 pen characterizes windage, formed by the angular divergence of the input and output edges 22 and 23 of the pen 19 from the hub to the peripheral end 26. The pen windage adjustment blade profiled along a gradient G _{y .x} angular extension chord 27 pen 19 with the stated range G _WH = (6.9 ÷ 9.9) · 10 ^-2 [m / m], which provides a technical result of the invention. A decrease in the ratio of the difference between the lengths of the peripheral and root chords of the pen 19 to the average height H _{cp of the} pen (G _ux <6.9 · 10 ^-2 ) leads to the formation of insufficient density of filling the peripheral annular portion of the cross-sectional area of the flowing part of the scapular circumference with the peripheral portions of the pen 19 blades in a projection on a conditional plane normal to the axis of the rotor. As a result, an unacceptable decrease in the GDU stock occurs, a narrowing of the range of gas-dynamic stability of the compressor and a significant decrease in efficiency due to the possible disruption of the air flow from the back 21 of the pen 19 of the blade. Increase (G _WH> 9.9 × 10 ^-2) leads to an unjustified increase of the friction loss of the flow profile of the pen 19 and the vane to decrease the compressor efficiency.

Технический результат повышения ресурса лопатки в два раза достигается при соблюдении условия соотношения разности толщин к средней высоте пера 19 лопатки, принимаемого в пределах найденного в изобретении указанного диапазона значений градиента G_у.т.=(1,4÷2,1)·10^-2 [м/м] за счет обеспечения требуемой статической и динамической жесткости при оптимальной материалоемкости профиля пера 19 лопатки. При значениях градиента G_у.т.<1,4·10^-2 [м/м] возникает излишнее повышение материалоемкости вследствие неоправданного реальными сочетаниями нагрузок увеличения толщины периферийной части пера лопатки, что приводит к завышению массы компрессора и снижению экономичности двигателя. При значениях градиента G_у.т.>2,1·10^-2 [м/м] требуемое повышение ресурса лопатки не достигается из-за снижения динамической прочности в процессе эксплуатации компрессора вследствие неоправданного возрастания параметров изгибных колебаний профиля пера 19 при недопустимом уменьшении максимальной толщины профиля в наиболее нагруженной периферийной части длины пера лопатки.The technical result of increasing the resource of the blade by two times is achieved subject to the condition of the ratio of the difference in thickness to the average height of the pen 19 of the blade, taken within the limits of the specified value of the gradient of G _equivalent = (1.4 ÷ 2.1) · 10 ^-2 [m / m] due to the provision of the required static and dynamic stiffness with optimal material consumption of the profile of the pen 19 of the scapula. When the gradient values G _{reference fuel} <1.4 · 10 ^-2 [m / m] an excessive increase in material consumption occurs due to the increase in the thickness of the peripheral part of the blade feather unjustified by real load combinations, which leads to an overestimation of the compressor mass and a decrease in engine efficiency. When the gradient values G _{reference fuel} > 2.1 · 10 ^-2 [m / m] the required increase in the resource of the blade is not achieved due to a decrease in dynamic strength during operation of the compressor due to an unjustified increase in the parameters of bending vibrations of the pen profile 19 with an unacceptable decrease in the maximum thickness of the profile in the most loaded peripheral part of the length feather scapula.

Кроме того, ступица 3 снабжена кольцевым коническим силовым элементом 13, выполненным с углом γ наклона образующей к оси 16 вала ротора. Выполнение угла γ, принятым в диапазоне γ=(42÷57)°, обеспечивает оптимальное повышение объемной жесткости соединения ступицы 3 с конической диафрагмой и ресурса диска в условиях многократных изгибно-крутильных нагружений в процессе эксплуатации компрессора, обеспечивает необходимую компактность узла без увеличения материалоемкости диска. Выполнение угла γ<42° привело бы к неоправданному увеличению осевых габаритов и повышению материалоемкости конической диафрагмы как переходного элемента задней опоры диска, не оказывая положительного влияния на технический результат изобретения. Выполнение угла γ>57° превышающим найденный в изобретении допустимый угловой диапазон величин γ, приводит к неоправданному повышению концентрации напряжений от односторонних внеосевых динамических нагрузок на полотно диска и к снижению ресурса рабочего колеса.In addition, the hub 3 is equipped with an annular conical power element 13 made with an angle of inclination γ of the generatrix to the axis 16 of the rotor shaft. The implementation of the angle γ, taken in the range γ = (42 ÷ 57) °, provides an optimal increase in volumetric stiffness of the connection of the hub 3 with the conical diaphragm and the resource of the disk under conditions of multiple bending-torsional loads during operation of the compressor, provides the necessary compactness of the assembly without increasing the material consumption of the disk . The implementation of the angle γ <42 ° would lead to an unjustified increase in axial dimensions and increase the material consumption of the conical diaphragm as a transition element of the rear support of the disk, without having a positive effect on the technical result of the invention. The fulfillment of the angle γ> 57 ° exceeding the allowable angular range of γ values found in the invention leads to an unjustified increase in the stress concentration from unilateral off-axis dynamic loads on the disk blade and to a decrease in the resource of the impeller.

Таким образом, за счет улучшения конструктивных и аэродинамических параметров рабочего колеса третьей ступени достигают повышение КПД и расширение диапазона режимов газодинамической устойчивости КНД двигателя без увеличения материалоемкости.Thus, by improving the structural and aerodynamic parameters of the impeller of the third stage, an increase in efficiency and an expansion of the range of gas-dynamic stability modes of the engine’s low pressure are achieved without increasing the material consumption.

Claims

1. Рабочее колесо третьей ступени ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, характеризующееся тем, что содержит диск и лопаточный венец, при этом диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод с фронтальной и тыльной полками по ходу потока рабочего тела, наделенный пазами для заведения лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками с гребнями лабиринта, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, а лопатки рабочего колеса содержат каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками; при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Y_п=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком лопатки, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°, при этом входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом G_у.х. увеличения соединяющей их хорды, равным
G_у.х.=(L_п.х.-L_к.х.)/H_cp=(6,9÷9,9)·10^-2 [м/м],
где L_п.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; L_к.х. - то же, длина корневой хорды; Н_ср - средняя высота пера лопатки.1. The impeller of the third stage of the rotor, including the shaft of the drum-disk design of a low-pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD), having a housing with a flow part tapering from the inlet, characterized in that it contains a disk and a blade ring, while the disk is made in in the form of a single element, including a hub, made with a central hole and provided in the lower part with the back of the disk along the flow of the working fluid with an annular conical force element with an inclination angle of the generatrix and the exit radius th contact edge, equal to the response parameters of the conical diaphragm of the axle of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim with frontal and rear shelves along the flow of the working fluid, endowed with grooves to establish the blades of the impeller, and a cloth provided in the upper part located under the rim with of two sides with annular shelves with labyrinth ridges made for one-piece connection with mating contact elements of adjacent shaft steps, and the blades of the impeller contain each shank and feather with a profile, images a concave trough and a convex back, conjugated by the input and output edges; the blade web is made with a section with a variable height, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the web normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the web in (3.5 ÷ 5.0) times, and the outer surface of the rim of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the forming rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section and KND in the direction of the flow of the working fluid, in addition, the grooves for the establishment of the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y _p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] and are made with mutually inclined side faces, having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank of the blade, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft in the projection onto the specified plane, the installation angle α of the blade shank, is defined ny in the range of values of α = (18 ÷ 26) °, wherein the inlet and outlet edges of the pen are made divergent to the peripheral end of the blade G with the gradient _WH an increase in the connecting chords equal to
G _uh = (L _p.h.- L _k.h. ) / H _cp = (6.9 ÷ 9.9) · 10 ^-2 [m / m],
where L _p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L _c.h. - the same, the length of the root chord; N _cf - the average height of the feather blades.

2. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что пазы в ободе диска выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равным β=(63÷78)°, при этом переход от боковой грани к подошве выполнен плавным с постоянным или переменным радиусом в поперечном сечении.2. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the grooves in the rim of the disk are made in cross section with side faces forming an element of the lock connection with the shank of the blade according to the dovetail type, and the base surfaces of the side faces the grooves are made counter-inclined to one another with the formation of angles β between the side face and the sole of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °, while the transition from the side face to the sole is made smooth with a constant or variable radius in the cross section.

3. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что фронтальная полка обода диска выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.3. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the front shelf of the disk rim is made with an annular protrusion in the upper part of the shelf, provided with a lower intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth of sufficient to insert a split locking ring into the lower part of the blade shank height, moreover, at least one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone in the flange of the disk rim has one or two of the last radial holes respectively for fixing the locking element and dismantling the locking ring.

4. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что кольцевой конический силовой элемент ступицы выполнен с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.4. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the annular conical power element of the hub is made with an inclination angle γ of generatrix to the rotor shaft axis of γ = (42 ÷ 57) °.

5. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом G_у.т., равным
G_у.т.=(С_к-С_п)/Н_ср=(1,4÷2,1)·10^-2 [м/м],
где С_к - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; С_п - тоже, периферийного сечения; Н_ср - средняя высота пера лопатки.5. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the feather of the blade is made variable in width and height of the feather thickness, defined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the blade feather while the maximum thickness of the profile of the feather blade is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G _weight equal to
G _ut = (C _to -C _p ) / N _cf = (1.4 ÷ 2.1) · 10 ^-2 [m / m],
where C _to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With _p - also, a peripheral section; N _cf - the average height of the feather blades.

6. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок обода выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.6. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that an annular tide is made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined flanges of the rim for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting balancing of the disk.

7. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что кольцевые полки, расположенные под ободом диска, выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части и снабжены гребнями лабиринта.7. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the annular shelves located under the rim of the disk are made extending from the blade in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding ring plot of the inner contour of the flowing part and equipped with ridges of the maze.

8. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что каждая лопатка снабжена с двух сторон пера антивибрационной полкой, расположенной в зоне одной трети высоты пера от периферийного торца пера лопатки, с контактными торцами, которые выполнены под углом (23÷29)° к оси ротора в проекции на условную осевую плоскость ротора, нормальную к оси пера лопатки, и наклонены в сторону корыта профиля пера, а хвостовик лопатки снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.8. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that each blade is equipped on both sides of the pen with an anti-vibration shelf located in the region of one third of the height of the pen from the peripheral end of the blade pen, with contact ends that are made at an angle (23 ÷ 29) ° to the axis of the rotor in the projection onto the conditional axial plane of the rotor, normal to the axis of the feather blade, and tilted towards the trough of the feather profile, and the shank of the blade is provided with a groove for fixing the blade in the disk from displacement of the shank along the axis of the groove split lock ring.

9. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.9. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the feather of the blade is made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight) and with the back of the pen, the convex side to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise.

10. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).10. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the feather of the blade is made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np) and with the back of the pen convex in side against the rotation of the rotor and against the direction of rotation of the clockwise direction (view on n.p.).

11. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающееся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя.11. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the peripheral end of the blade pen is beveled with the repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the area of the third stage of the low pressure valve with a decrease in radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blades as part of the rotor of the KND engine.

12. Рабочее колесо третьей ступени ротора, включающего вал барабанно-дисковой конструкции компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, характеризующееся тем, что содержит диск и лопаточный венец (в описании: имеющем решетку профилей пера с фронтальной линией), число лопаток в котором принято от 49 до 65 лопаток, при этом диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод с фронтальной и тыльной полками по ходу потока рабочего тела, наделенный пазами для заведения лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками с гребнями лабиринта, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, а лопатки рабочего колеса содержат каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой, сопряженными входной и выходной кромками; при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска и выполнены с взаимно наклонными боковыми гранями, имеющими в поперечном сечении конфигурацию элемента замкового соединения с хвостовиком лопатки, а перо лопатки выполнено с углом γ установки профиля, определенным как угол между соединяющей входную и выходную кромки профиля хордой и фронтальной линией решетки лопаточного венца, имеющий в проекции на условную плоскость, перпендикулярную к оси пера, в корневом сечении профиля значение γ_к=(64÷72)°, кроме того, лопатка выполнена с переменным по высоте пера углом γ установки профиля пера относительно фронтальной линии решетки профилей лопаточного венца, убывающим с радиальным удалением от оси ротора с градиентом G_у.п, имеющим значения в диапазоне
G_у.п.=(γ_к-γ_п)/Н_ср=(206,4÷296,8) [град/м],
где γ_к - угол установки профиля пера лопатки, в корневом сечении; γ_п - тоже, в периферийном сечении; Н_ср - средняя высота пера лопатки.12. The impeller of the third stage of the rotor, including the shaft of the drum-disk design of the low pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD), having a housing with a flow part tapering from the inlet, characterized in that it contains a disk and a blade blade (in the description: having a grating profiles of the pen with the front line), the number of blades in which from 49 to 65 blades is adopted, the disk is made in the form of a single element including a hub made with a central hole and provided in the lower part with the back of the disk about the flow of the working fluid with an annular conical power element with an angle of inclination of the generatrix and the radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the pin of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim with front and rear shelves along the flow of the working fluid, endowed with grooves for institution impeller blades, and a blade equipped in the upper part with annular shelves located under the rim on both sides with labyrinth ridges, made for permanent connection with contact mates and elements of adjacent steps of the shaft, and the blades of the impeller contain each shank and feather with a profile formed by a concave trough and a convex back, paired with input and output edges; the blade web is made with a section with a variable height, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the web normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the web in (3.5 ÷ 5.0) times, and the outer surface of the rim of the disk is made constituting the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the forming rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section and KND in the direction of flow of the working fluid, the angle of inclination of the generatrix of the outer surface of the rim of the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for introducing the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim of the disk and are mutually inclined lateral faces having in cross section the configuration of the element of the castle connection with the shank of the blade, and the feather of the blade is made with the angle γ of the installation profile, defined as the angle between the chord and the front line connecting the input and output edges of the profile lattice blade row having a projection on a notional plane perpendicular to the stylus axis, the root-sectional profile value γ _k = (64 ÷ 72) °, moreover, the blade is formed with a variable height feather angle γ installation profile pen relative to the front grid lines profiles blade row, with decreasing radial distance from the rotor axis gradient G _u.p having values in the range
G _{uniformizing parameter} = (γ _to -γ _p ) / N _sr = (206.4 ÷ 296.8) [deg / m],
where γ _to - the angle of installation of the profile of the feather of the scapula, in the root section; γ _p - also in the peripheral section; N _cf - the average height of the feather blades.

13. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что пазы в ободе диска выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равным β=(63÷78)°, при этом переход от боковой грани к подошве выполнен плавным с постоянным или переменным радиусом в поперечном сечении.13. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to p. 12, characterized in that the grooves in the rim of the disk are made in cross section with side faces forming an element of the lock connection with the shank of the blade according to the dovetail type, and the base surface of the side faces the grooves are made counter-inclined to one another with the formation of angles β between the side face and the sole of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °, while the transition from the side face to the sole is made smooth with a constant or variable radius in the cross section.

14. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что фронтальная полка обода диска выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.14. The impeller of the third stage of the rotor of the low pressure compressor according to p. 12, characterized in that the front shelf of the disk rim is made with an annular protrusion in the upper part of the shelf, provided with a lower intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth of sufficient to insert a split lock ring into the lower part of the blade shank height, moreover, at least one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone in the disk rim flange is one or two after radial holes respectively for fixing the locking element and dismantling the locking ring.

15. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что кольцевой конический силовой элемент ступицы выполнен с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.15. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to p. 12, characterized in that the annular conical power element of the hub is made with an inclination angle γ forming to the axis of the rotor shaft, component γ = (42 ÷ 57) °.

16. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что входная и выходная кромки пера выполнены расходящимися к периферийному торцу лопатки с градиентом G_у.х. увеличения соединяющей их хорды, равным
G_у.х.=(L_п.х.-L_к.х.)/H_cp=(6,9÷9,9)·10^-2 [м/м],
где L_п.х - длина периферийной хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки в условной плоскости, перпендикулярной к оси пера лопатки; L_к.х. - то же, длина корневой хорды; Н_ср - средняя высота пера лопатки.16. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to p. 12, characterized in that the input and output edges of the pen are made diverging to the peripheral end of the blade with a gradient of G _C an increase in the connecting chords equal to
G _uh = (L _p.h.- L _k.h. ) / H _cp = (6.9 ÷ 9.9) · 10 ^-2 [m / m],
where L _p.x is the length of the peripheral chord connecting the input and output edges of the feather blade in a conditional plane perpendicular to the axis of the feather blade; L _c.h. - the same, the length of the root chord; N _cf - the average height of the feather blades.

17. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено переменной по ширине и высоте пера толщиной, определяемой в поперечном сечении как разность высот спинки и корыта относительно хорды, соединяющей входную и выходную кромки пера лопатки, при этом максимальная толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом G_у.т., равным
G_у.т.=(С_к-С_п)/Н_ср=(1,4÷2,1)·10^-2 [м/м],
где С_к - максимальная толщина корневого сечения профиля пера лопатки; С_п - тоже, периферийного сечения; Н_ср - средняя высота пера лопатки.17. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to p. 12, characterized in that the feather of the blade is made variable in width and height of the feather thickness, defined in cross section as the difference in height of the back and trough relative to the chord connecting the input and output edges of the blade feather while the maximum thickness of the profile of the feather blade is made the largest in the root section and decreasing in height of the feather to the peripheral end with a gradient of G _weight equal to
G _ut = (C _to -C _p ) / N _cf = (1.4 ÷ 2.1) · 10 ^-2 [m / m],
where C _to - the maximum thickness of the root section of the profile of the pen blade; With _p - also, a peripheral section; N _cf - the average height of the feather blades.

18. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что в верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок обода выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.18. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 12, characterized in that an annular tide is made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined flanges of the rim for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting disk balancing.

19. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что кольцевые полки, расположенные под ободом диска, выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части, и снабжены гребнями лабиринта.19. The impeller of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor according to p. 12, characterized in that the annular shelves located under the rim of the disk are made extending from the blade in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding ring plot of the internal contour of the flowing part, and provided with ridges of the maze.

20. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что каждая лопатка снабжена с двух сторон пера антивибрационной полкой, расположенной в зоне одной трети высоты пера от периферийного торца пера лопатки, с контактными торцами, который выполнены под углом (23÷29)° к оси ротора в проекции на условную осевую плоскость ротора, нормальную к оси пера лопатки, и наклонены в сторону корыта профиля пера, а хвостовик лопатки снабжен канавкой для фиксации лопатки в диске от смещения хвостовика вдоль оси паза разрезным контровочным кольцом.20. The impeller of the third stage of the rotor of the low pressure compressor according to p. 12, characterized in that each blade is equipped on both sides of the pen with an anti-vibration shelf located in the region of one third of the height of the pen from the peripheral end of the blade pen, with contact ends that are made at an angle (23 ÷ 29) ° to the axis of the rotor in the projection onto the conditional axial plane of the rotor, normal to the axis of the feather blade, and tilted towards the trough of the feather profile, and the shank of the blade is provided with a groove for fixing the blade in the disk from shifting the shaft along the groove axis split lock ring.

21. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора против часовой стрелки (вид по н.п. - направлению полета) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и в направлении вращения часовой стрелки.21. The impeller of the third stage of the rotor of the low pressure compressor according to p. 12, characterized in that the feather of the blade is made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor counterclockwise (view in np - direction of flight) and with the back of the pen, the convex side to the side against the rotation of the rotor and in the direction of rotation of the clockwise.

22. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что перо лопатки выполнено с корытом, обращенным вогнутостью в сторону вращения ротора по часовой стрелке (вид по н.п.) и со спинкой пера, обращенной выпуклостью в сторону против вращения ротора и против направления вращения часовой стрелки (вид по н.п.).22. The impeller of the third stage of the rotor of the low pressure compressor according to p. 12, characterized in that the feather of the blade is made with a trough facing concavity in the direction of rotation of the rotor clockwise (view in np) and with the back of the pen convex in side against the rotation of the rotor and against the direction of rotation of the clockwise direction (view on n.p.).

23. Рабочее колесо третьей ступени ротора компрессора низкого давления по п. 12, отличающееся тем, что периферийный торец пера лопатки выполнен скошенным с повторением кривизны внутренней поверхности проточной части двигателя в зоне третьей ступени КНД с уменьшением радиуса в направлении потока рабочего тела с высотой, достаточной для беспрепятственного вращения лопатки рабочего колеса в составе ротора КНД двигателя. 23. The impeller of the third stage of the rotor of the low pressure compressor according to p. 12, characterized in that the peripheral end of the feather of the blade is made beveled with the repetition of the curvature of the inner surface of the engine duct in the area of the third stage of the low pressure valve with a decrease in radius in the direction of flow of the working fluid with a height sufficient for unobstructed rotation of the impeller blades as part of the rotor of the KND engine.