Малоразмерный газотурбинный двигатель

 

Полезная модель относится к области авиадвигателестрения, а именно к малоразмерным газотурбинным двигателям и может быть использована, например, в качестве основного или маневрового двигателя дистанционно пилотируемого летательного аппарата, а также как привод электрогенератора для питания маломощных электронных систем летательного аппарата. Малоразмерный газотурбинный двигатель, включает корпус, центробежный компрессор, закрепленную на его рабочем колесе центробежную турбину, камеру сгорания, Двигатель дополнительно снабжен стартером, центробежная турбина выполнена в виде диска с размещенными по его периферии лопатками. Центробежная турбина установлена на одном валу с центробежным компрессором. Вал центробежного компрессора закреплен в опорах на магнитном подвесе, выполненном на постоянных магнитах. Камера сгорания выполнена в виде плоского канала, образуемого центробежной турбиной и корпусом.

Полезная модель относится к области авиадвигателестрения, а именно к малоразмерным газотурбинным двигателям и может быть использована, например, в качестве основного или маневрового двигателя дистанционно пилотируемого летательного аппарата, а также как привод электрогенератора для питания маломощных электронных систем летательного аппарата.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является малоразмерный газотурбинный двигатель, содержащий центробежный компрессор, укрепленный на его рабочем колесе корпус, выполненный в виде цилиндрического барабана, на внутренней поверхности которого размещены лопатки, при этом корпус с лопатками образуют турбину, а так же камеру сгорания. Вал центробежного компрессора консольно закреплен в опорах с подшипниками качения. [1]

Недостатком конструкции известного газотурбинного двигателя является невозможность уменьшения его габаритов при сохранение высокой эффективности, так как ограничения по рабочим оборотам ротора, связанные с использование подшипников качения в опорах вала, снижают эффективность работы центробежного компрессора при уменьшение габаритов двигателя, что приводит к нестабильности процесса горения в камере сгорания. Большая относительная длина камеры сгорания требует высокой точности балансировки вращающихся элементов конструкции. Консольная схема закрепления вала двигателя снижает ресурс вала. К недостаткам известного двигателя относятся также значительные потери на трение в опорах центробежного компрессора..

Целью настоящей полезной модели является уменьшение габаритов двигателя при сохранении значений его к.п.д. и удельной мощности, снижение потерь на трение в опорах центробежного компрессора.

Поставленная цель достигается тем, что в малоразмерном газотурбинном двигателе, включающем корпус, центробежный компрессор, центробежную турбину и камеру сгорания, двигатель дополнительно снабжен стартером, а центробежная турбина выполнена в виде диска с размещенными на его периферии лопатками. Центробежная турбина установлена на одном валу с центробежным компрессором. Вал центробежного компрессора закреплен в опорах на магнитном подвесе, выполненном на постоянных магнитах. Камера сгорания выполнена в виде плоского канала, образуемого центробежной турбиной и корпусом.

На фиг.1 изображена конструктивная схема установки

Малоразмерный газотурбинный двигатель содержит корпус 1, входной аппарат 2, стартер 3, центробежный компрессор 4, закрепленную на рабочем колесе центробежного компрессора центробежную турбину, выполненную в виде диска 5, по периферии которого размещены лопатки 6, камеру сгорания 7, образуемую нижней частью корпуса 1 и диском 5, канал подачи горючего 8, электрод 9. Центробежный компрессор 4 и стартер 3 установлены на валу 10, закрепленном в магнитных опорах 11, 12 и 13.

Двигатель работает следующим образом. Для запуска двигателя на стартер 3 подается электрический ток от внешнего источника питания. Стартер 3 раскручивает центробежный компрессор 4. В центробежном компрессоре 4 происходит сжатие засасываемого через входной аппарат 2, воздуха и повышение его кинетической энергии. Из компрессора 4 воздух поступает в камеру сгорания 7, в которую через канал 8 подается горючее. При этом образуется топливная смесь. Для воспламенения топливной смеси в камере сгорания 7 на электроды 9 от внешнего источника питания подают серию электрических импульсов. Топливная смесь и продукты ее сгорания движутся в камере сгорания 7 по спирали к периферии вращающегося диска 5 и попадают на лопатки турбины 6, приводящей в движение через диск 5 центробежный компрессор 4. Далее продукты сгорания истекают в окружающую среду через каналы, образованные лопатками 6 центробежной турбины, создавая тяговое усилие.

Предлагаемое выполнение малоразмерного газотурбинного двигателя позволяет в 4 раза увеличить путь, проходимый топливной смесью в камере сгорания и обеспечить тем самым необходимое время пребывания в камере для поддержания и стабилизации процесса горения при меньшем ее объеме, по сравнению с известным двигателем.

Применение магнитного подвеса позволяет снизить потери на трение в опорах вала двигателя, значительно упростить конструкцию двигателя в целом, при этом отпадает необходимость принудительного охлаждения опор.

Использование симметричной схемы установки опор и отказ от консольного закрепления вала позволяют упростить балансировку диска и центробежного компрессора, а размещение лопаток турбины по периферии диска, в одной плоскости с лопатками компрессора, позволяет увеличить вращающий момент на валу двигателя до 1,5 раз.

Источники информации

1. Авторское свидетельство 807722, УДК 621.438/088.8/, опубл. 1980.

1. Малоразмерный газотурбинный двигатель, включающий корпус, центробежный компрессор, закрепленную на его рабочем колесе центробежную турбину, камеру сгорания, отличающийся тем, что двигатель дополнительно снабжен стартером, центробежная турбина выполнена в виде диска с размещенными на его периферии лопатками, при этом центробежная турбина установлена на одном валу с центробежным компрессором.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что вал центробежного компрессора закреплен в опорах на магнитном подвесе, выполненном на постоянных магнитах.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена в виде плоского канала, образуемого центробежной турбиной и корпусом.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания, используемых на транспортных машинах с ограниченными габаритами

Изобретение относится к уплотнению подшипников качения и может быть использовано как в производстве подшипников качения, так и при конструировании и эксплуатации подшипниковых узлов в машинах и оборудовании
Наверх