Биротативный двухступенчатый вентилятор авиационного двухконтурного турбореактивного двигателя

Биротативный двухступенчатый вентилятор авиационного двухконтурного турбореактивного двигателя содержит наружный корпус, размещенные в нем по ходу потока два осевых рабочих колеса с противоположным вращением, выходной осевой спрямляющий аппарат, раскручивающий воздушный поток за вентилятором до осевого направления, межлопаточный спрямляющий аппарат с короткими профилированными лопатками, расположенный между рабочими колесами на внутренней поверхности наружного корпуса. Радиальная высота профилированных лопаток спрямляющего аппарата составляет 5-10% общей высоты лопатки второго по ходу потока осевого рабочего колеса. Техническим результатом расширение диапазона устойчивой работы двухступенчатого биротативного вентилятора путем уменьшения отрицательной закрутки абсолютного потока на входе в периферийные сечения второго рабочего колеса.

Полезная модель относится к авиационному газотурбостроению, конкретно к авиационным двухконтурным турбореактивным двигателям.

Известен двухконтурный турбореактивный двигатель с закопотированным двухступенчатым биротативным вентилятором (патент США 6763653).

Биротативный двухступенчатый вентилятор содержит наружный корпус (капот) с размещенными в нем рабочими колесами первой и второй ступеней и выходным спрямляющим аппаратом, связанным с наружным корпусом, образующими проточную часть вентилятора.

Рабочие колеса вентилятора имеют спрофилированные лопатки, равномерно относительно друг друга размещенные по поверхности втулочного диска (ступицы).

За рабочим колесом второй ступени вентилятора расположен выходной спрямляющий аппарат, лопатки которого равномерно размещены по окружности выходного сечения вентилятора.

При работе вентилятора на входе в первое рабочее колесо натекающий поток имеет осевое направление. Вследствие работы сжатия к первом рабочем колесе за ним поток получает закрутку по направлению вращения первого рабочего колеса вентилятора (положительная закрутка потока). Второе рабочее колесо биротативного вентилятора вращается в противоположную сторону относительно направления вращения первого колеса вентилятора. Закрутка потока за первым рабочим колесом на входе во второе рабочее колесо будет направлена против его направления вращения, т.е. на входе во второе рабочее колесо поток имеет отрицательную закрутку. В связи с этим в периферийной области на входе во второе рабочее колесо воздух имеет сверхзвуковую скорость потока. Одновременно резко уменьшается угол натекания потока на периферийные сечения второго рабочего колеса.

При небольших углах натекания потока на рабочее колесо характеристика периферийной области рабочего колеса очень чувствительна к изменению направления потока. С уменьшением расхода воздуха взрастающий угол атаки потока ограничивает запас газодинамической устойчивости периферийных сечений второго рабочего колеса, а максимальный расход воздуха ограничивается увеличенными отрицательными углами атаки. В результате при низких углах натекания потока диапазон устойчивой работы по расходу воздуха второго рабочего колеса, и двухступенчатого биротативного вентилятора в целом, сужается.

В основу полезной модели положена задача расширения диапазона устойчивой работы двухступенчатого биротативного вентилятора.

Техническим результатом является расширение диапазона устойчивой работы двухступенчатого биротативного вентилятора путем уменьшения отрицательной закрутки потока на входе в периферийные сечения второго осевого рабочего колеса.

Поставленная задача решается тем, что биротативпый двухступенчатый вентилятор авиационного двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащий наружный корпус и размещенные в нем по ходу потока два осевых рабочих колеса с противоположным вращением и выходной осевой спрямляющий аппарат, раскручивающий воздушный поток за вентилятором до осевого направления, дополнительно содержит межлопаточный спрямляющий аппарат с короткими профилированными лопатками, расположенный между рабочими колесами на внутренней поверхности наружного корпуса, при этом короткие профилированные лопатки выполнены с возможностью уменьшения отрицательной закрутки потока на входе на второе по ходу потока осевое рабочее колесо.

Целесообразно, чтобы радиальная высота профилированных лопаток спрямляющего аппарата составляла 5-10% общей высоты лопатки второго по ходу потока осевого рабочего колеса.

Полезная модель поясняется рисунком, на котором представлена принципиальная схема биротативного двухступенчатого вентилятора.

Биротативный двухступенчатый вентилятор содержит наружный корпус 1, рабочее колесо первой ступени 2 и рабочее колесо второй ступени 3. Между рабочими колесами на внутренней поверхности наружного корпуса 1 расположен спрямляющий аппарат 4 с короткими лопатками. Короткие профилированные лопатки выполнены с возможностью уменьшения отрицательной закрутки воздушного потока. Для этого целесообразно, чтобы радиальная высота лопаток составляла 5-10% общей высоты лопатки второго рабочего колеса. За вторым рабочим колесом 3 расположен выходной спрямляющий аппарат 5, раскручивающий поток на выходе из вентилятора до осевого направления.

При работе вентилятора лопаточная решетка кольцевого спрямляющего аппарата отклоняет поток за первым рабочим колесом по направлению вращения второго рабочего колеса, уменьшая или вообще ликвидируя отрицательную закрутку потока на входе во второе рабочее колесо вентилятора. Соответственно уменьшается скорость и увеличивается угол натекания потока в периферийных сечениях второго рабочего колеса. Этим достигается снижение потерь в периферийной части второго рабочего колеса и увеличение запаса газодинамической устойчивости второго рабочего колеса и биротативного двухступенчатого вентилятора в целом.

1. Биротативный двухступенчатый вентилятор авиационного двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащий наружный корпус и размещенные в нем по ходу потока два осевых рабочих колеса с противоположным вращением и выходной осевой спрямляющий аппарат, раскручивающий воздушный поток за вентилятором до осевого направления, отличающийся тем, что дополнительно содержит межлопаточный спрямляющий аппарат с короткими профилированными лопатками, расположенный между рабочими колесами на внутренней поверхности наружного корпуса, при этом короткие профилированные лопатки выполнены с возможностью уменьшения отрицательной закрутки потока на входе на второе по ходу потока осевое рабочее колесо.

2. Биротативный двухступенчатый вентилятор авиационного двухконтурного турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что радиальная высота профилированных лопаток спрямляющего аппарата составляет 5-10% общей высоты лопатки второго по ходу потока осевого рабочего колеса.