Двухконтурный турбореактивный двигатель

Двухконтурный турбореактивный двигатель

Реферат

 

(19)RU(11)1045686(13)C(51)  МПК ⁵    _F02K3/04Статус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) ДВУХКОНТУРНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к авиационным двухконтурным турбореактивным двигателям. Известен двухконтурный турбореактивный двигатель, содержащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру поршня и турбину, расположенный в наружном контуре теплообменник. Недостатками данного двигателя являются недостаточно высокие КПД и мощность. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухконтурный турбореактивный двигатель преимущественно с большой степенью двухконтурности, содержащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру сгорания и турбину, выход которой подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника, расположенного в наружном контуре двигателя. Недостатками этого двигателя также являются недостаточно высокие КПД и мощность. Целью изобретения является повышение КПД и мощности. Указанная цель достигается тем, что двухконтурный турбореактивный двигатель преимущественно с большой степенью двухконтурности, содеpжащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру сгорания и турбину, выход которой подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника, расположенного в наружном контуре двигателя, снабжен размещенным в нижней части наружного контура сборником конденсата и последовательно расположенными за турбиной газификатором, связанным по нагреваемой среде с камерой сгорания, и подогревателем воды, снабженным форсунками, введенными в газификатор, и подсоединенными по сконденсированной среде при помощи магистрали с насосом к сборнику конденсата, а выход охлаждаемой среды теплообменника расположен непосредственно за вентилятором. На чертеже изображен двухконтурный турбореактивный двигатель, поперечный разрез. Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит установленные на входе внутреннего и наружного контуров 1 и 2 вентилятор 3 и последовательно расположенные во внутреннем контуре 1 компрессор 4, камеру 5 сгорания и турбину 6. Выход турбины 6 подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника 7, расположенного в наружном контуре 2 двигателя. За турбиной 6 последовательно расположены газификатор 8, связанный по нагреваемой среде с камерой 5 сгорания, и подогреватель 9 воды. Подогреватель 9 воды снабжен форсунками 10, которые введены в газификатор 8 и подсоединены по сконденсированной среде при помощи магистрали 11 с насосом 12 к сборнику 13 конденсата, размещенному в нижней части наружного контура 2. Наружный контур 2 заканчивается соплом 14. Двигатель работает следующим образом. Атмосферный воздух предварительно сжимается за счет скоростного напора в воздухозаборнике (на чертеже не изображен) двигателя и поступает на вентилятор 3. Дополнительно сжатый вентилятором 3 воздух частично поступает в компрессор 4 внутреннего контура 1, а основная его масса - в наружный контур 2 двигателя, проходит по каналам в теплообменник 7 и после подогрева в них расширяется в сопле 14, создавая реактивную тягу. Часть воздуха, поступающая в компрессор 4, сжимается в нем и подается в камеру 5 сгорания, где происходит горение практически при стехиометрическом соотношении воздуха и топлива. В смесительную часть камеры 5 сгорания одновременно подаются насыщенные пары воды. Смешение паров воды с продуктами горения увеличивает общее теплосодержание газов перед расширением их и одновременно примерно на 800-1000^оС снижает температуру смеси паров воды и продуктов горения. Далее смесь газов поступает в турбину 6, газификатор 8 и подогреватель 9 воды. При этом давление смеси падает практически до давления воздуха за вентилятором 3, а температура - до температуры конденсации паров воды. Из подогревателя 9 воды выхлопные газы проходят в теплообменник 7, где большая часть паров воды в выхлопных газах конденсируется, стекает в нижнюю часть наружного контура 2 и через сборник 13 конденсата по магистрали 11 подается на насос 12, который повышает давление воды до давления, большего давления воздуха за компрессором 4, прокачивает воду через подогреватель 9 воды, и через форсунки 10 вода впрыскивается в газификатор 8, откуда пары воды поступают в камеру 5 сгорания. В связи с тем, что авиационное топливо содержит 13-15% водорода, при сгорании которого образуются пары воды, КПД теплообменника должен быть не менее 84% , тогда отпадает необходимость иметь запасы воды на борту самолета. Такое выполнение двигателя позволит повысить его КПД и мощность.

Формула изобретения

ДВУХКОНТУРНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ преимущественно с большой степенью двухконтурности, содержащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру сгорания и турбины, выход которой подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника, расположенного в наружном контуре двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и мощности, он снабжен размещенным в нижней части наружного контура сборником конденсата и последовательно расположенными за турбиной газификатором, связанным по нагреваемой среде с камерой сгорания, и подогревателем воды, снабженным форсунками, введенными в газификатор, и подсоединенным по сконденсированной среде при помощи магистрали с насосом к сборнику конденсата, а выход охлаждаемой среды теплообменника расположен непосредственно за вентилятором.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001