Малоразмерные газотурбинные двигатели

dmlabs

Ученик В.М. Полесова
Вопрос к специалистам по ГТД. Применялась ли когда нибудь, схема двухвального компрессора кооксиальной схемы в малоразмерных ГТД, где вместо спрямляющего аппарата работали бы колеса второго, наружного цилиндрического вала, вращающегося в противоположном направлении. Скорее всего я изобрел велосипед, но больно заманчивая идея- увеличитьКПД компрессора при уже освоеных оборотах 20-30 тысяч.
 

Uptosun

Срочно нужен небольшой авиационный завод
Откуда
Сочи
Нет, но  за этим будущее, я бы сказал даже мультиаксиальной, только тссссссс, а то китайци прознают и кирдык.
 
F

Fan-Fen2

Примерно такой http://supermotor.narod.ru/description_trd.html ?
 

ewgenii

Я люблю строить самолеты!
Откуда
краснодар
боюсь вы намеренно увеличите трение в результате то на то и выйдет а работать будет не луче чем всё остальное да и валы набрать конечно можно но их прочность при таком сечение не будет соответствовать нужным параметрам   
 
ответ ЦИАМа на бред "изобретателя"


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
на предложение А.Г.Клименко
по созданию нового ТРД

Идея использования противовращения роторов в турбомашинах хорошо известна. Она имеет свои преимущества и недостатки, главным из которых является существенное увеличение сложности конструкции многоступенчатого турбокомпрессора по мере роста числа концентрических валов (организация масляных полостей межвальных подшипников концентрических валов, передача крутящего момента в многоступенчатых машинах через барабан, расположенный на периферии рабочих лопаток, и связанные с этим значительное уменьшение допустимой окружной скорости, увеличение числа ступеней или снижение параметров цикла). В связи с этим область применения противовращения в ТРД в целом ограничена каскадами с минимальным числом ступеней и числом валов равным двум, например, подъемный двигатель XJ.99 (проект-1969 года) с числом ступеней Z= 1+1[ch247]1+1 с малым значением pk.Что касается ТРДД(Ф) с высокими параметрами цикла, то в современных и перспективных двигателях используются противовращение каскадов (как правило двух каскадов, например, двигатель фирмы Роллс-Ройс "Пегас"), а не отдельных ступеней, как предлагает автор.

Реализация предложения автора привела бы к увеличению числа ступеней турбины в таких двигателях до ~ 5 раз (!), что отразилось бы катастрофическим образом на весовых, стоимостных, габаритных и других характеристиках двигателей.

Противовращение отдельных ступеней без сопловых аппаратов в многоступенчатой конструкции использовалось в биротативной четырнадцати ступенчатой тихоходной турбине вентилятора двигателя-демонстратора GE.36 фирмы Дженерал Электрик с задним расположением двухступенчатого вентилятора (двухвального) с противоположным вращением ступеней.

Охлаждение рабочих лопаток и дисков турбины воздухом, подводимым через вал ротора и радиальные каналы в покрывном диске, широко применяется в современных отечественных и иностранных высокотемпературных двигателях 3 и 4 поколений. При этом, для того чтобы обеспечить необходимый перепад давления в системе охлаждения, воздух внутрь ротора отбирается из тракта промежуточной ступени компрессора. В предлагаемых автором схемах использование атмосферного воздуха в качестве охлаждающего ошибочно, так как из-за недостаточного давления в системе охлаждения даже с учетом действия центробежных сил будет утечка горячих газов из тракта турбины в "систему охлаждения".

Предложенная А.Г.Клименко схема двигателя противоречит тенденции сокращения числа ступеней турбокомпрессора, уменьшения числа подшипников и масляных полостей, отказу от применения межвальных подшипников и существенно усложняет конструкцию. Упрощенные эскизы, выполненные А.Г.Клименко, скрывают присущую данным схемам сложность конструкции, связанную с системой смазки подшипников, уплотнений газовоздушного тракта турбокомпрессорной части, системой охлаждения горячей части и др. элементами конструкции реальных двигателей, и приводят автора к заблуждению относительно "технологической простоты" предлагаемых им схем двигателей.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:
- идея противовращения роторов турбомашин давно и хорошо известна и используется в том или ином виде с определенными ограничениями в ГТД;
- идея многовального (4, 6 или 8 валов) турбокомпрессора с противовращением отдельных ступеней имеет принципиальные кинематические и конструктивные недостатки, приводящие к значительному усложнению конструкции двигателя и ухудшению его показателей, в том числе весовых, габаритных и стоимостных.
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Так и я про то же самое [smiley=2vrolijk_08.gif]

Даже шестигоршковый движок, собранный из одноцилиндровых вокруг вала в итоге будет проще по конструкции и в изготовлении, чем такая турбина...

:IMHO
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
такой попроще сделать будет
Шалдыбыхалка знатная получится. Ещё разобраться, а кому она вообще нужна. Если в авиации, то с автобензином ещё "нахлебаемся". Наметилась определённая тенденция перехода на турбовинтовые и турбовальные двигатели и это уже проявляется и для лёгкой авиации. МО России выдвинуло требования на БМП для Арктики, обязательное условие газотурбинный двигатель. Просто этой темой нужно заниматься всерьёз. Вот и АН-3 ремоторизируют, ставят Гаррет, своего подходящего не нашлось. Нужна гос. программа по развитию турбостроения в данной мощностной нише. Любительское проектирование это не серьёзно, так чисто потрепаться.
 

Uptosun

Срочно нужен небольшой авиационный завод
Откуда
Сочи
F

Fan-Fen2

своего подходящего не нашлось.
Откуда ему взяться, если в России эта тематика была успешно и навсегда похоронена  в "перестройку"? Одна из лучших лабораторий страны на ярославском "Автодизеле" по транспортным теплообменникам ликвидирована и разгромлена. А без работающего теплообменника не создашь даже хорошего транспортного ГТД (танковые не в счет).
Любительское проектирование это не серьёзно
С нуля - да. На базе существующих моделей ВРД - почему бы и нет? "Западные" любители тому пример. Только этим не стоит заниматься одиночкам - нужна определенная команда увлеченных специалистов по двигателю и его системам. Работа как раз для [highlight]экспериментаторов[/highlight], но подготовленных.
 
F

Fan-Fen2

Наверно не такой. Речь наверно идёт о центробежном компрессоре 
А какой? Речь идет о ГТД, т.е. может рассматриваться осевой, центробежный компрессор или их комбинация. А вот конструктивно - большая разница: ступени компрессора расположены на внутренних валах относительно проточной части или одна ступень на внутреннем валу+вторая приводится валом, выполняющим роль наружного корпуса (кольца).
Я дал ссылку на первую схему, чтобы получить уточнение от топикстартера. Предложение Клименко имеет следующую разумность с точки зрения постановки эксперимента: за базу взят массовый турбостартер типа ТС-21, который имеет блок турбин (компрессора и свободной) противоположного вращения. Нужно изготовить (подобрать) РК компрессора под направление вращения ТС и можно проверять идею...

Участнику технического форума слабо выложить хотя бы рисунок своей идеи?
 
Одна из лучших лабораторий страны на ярославском "Автодизеле" по транспортным теплообменникам ликвидирована и разгромлена
Та же картина по многим заводам ВПК!
Систематическое уничтожение НТП предков,привело к кастрации творческих возможностей потомков,кому это на руку,надеюсь,теперь,по истечении 25 летнего срока,вполне ясно...успешно вырастили "нового"человека со скрытым потенциалом,который в новейшей истории может и не раскрыться...всё уйдёт в пар и свисток.
 

dmlabs

Ученик В.М. Полесова
Спсибо за отклик! Я имел ввиду один вал центральный, с 3-4 ступенями и один вал- вращающийся цилиндр, собственно оболочку газового тракта компрессора с расположенными внутрь колесами. Оконечной ступенью центробежник , как на Алиссоне 250, или Гтд-350. Полые валы успешно применялись на РД-45 и ВК-1
 

Uptosun

Срочно нужен небольшой авиационный завод
Откуда
Сочи
одна ступень на внутреннем валу+вторая приводится валом, выполняющим роль наружного корпуса (кольца)
Такую схему будет легче отбалансировать и плюс можно обойтись одним межвальным подшипником.
Есть ещё вариант: комбинированный, центробежный, когда лопатки закреплены мультикоаксиально перпендикулярно двум соосным дискам.
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
2 Uptosun

Вы правы, к теме это не относится.

Но я в виду имел совсем не аксиальные движки с косыми шайбами.

Смотрите внимательнее анимированную картинку - там косой шайбы не просматривается.
 
F

Fan-Fen2

Я имел ввиду один вал центральный, с 3-4 ступенями и один вал- вращающийся цилиндр, собственно оболочку газового тракта компрессора с расположенными внутрь колесами.
Эту "вращающуюся оболочку" необходимо закрыть кожухом, чтоб не вспомнить о "трех пальцах", на котором будут иметься опоры крепления двигателя к ЛА. Вес растет. Между корпусом и вращающимся наружным цилиндром будет воздух, который будет отбирать мощность и греться - передавать тепло во внутренний тракт, снижая его КПД. Переход от осевой части к центробежной потребует сложного уплотнения, чтобы исключить чрезмерные утечки уже сжатого воздуха из тракта. О прочности такого цилиндра на 20000 об/мин помолчу...
Конструктивных проблем будет больше, чем у Клименко...

ЗЫ: современные осецентробежные компрессора, имея трансзвуковые осевые ступени и высоконапорную центробежную ступень, обеспечивают требуемые степени повышения давления при количестве осевых ступеней = 1...3.
Каждая дополнительная роторная опора двигателя удорожает его стоимость на 8...15%, отнюдь не повышая надежность.

Uptosun
Такую схему будет легче отбалансировать и плюс можно обойтись одним межвальным подшипником.
1. Балансировать придется два вала вместо одного.
2. Ротор на одном межвальном подшипнике работать не будет. Увы, нужны минимум два.
3. Эти межвальные подшипники будут работать в исключительно тяжелейших условиях по нагрузкам, потребуют подвода и удаления смазки. Особенно удаления из вращающейся полости...
 
Вверх