Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к двухконтурным турбореактивным двигателям. The invention relates to aircraft engine manufacturing, in particular to dual-circuit turbojet engines.
Целью изобретения является повышение удельной мощности двигателя. The aim of the invention is to increase the specific power of the engine.
На фиг.1 изображен двухконтурный турбореактивный двигатель; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Figure 1 shows a dual-circuit turbojet engine; figure 2 - node I in figure 1.
Турбореактивный двигатель содержит размещенные на одном валу 1 компрессор 2 и многоступенчатую газовую турбину 3 с сопловым и рабочими лопатками 4 и 5 соответственно, камеру 6 сгорания, расположенную перед газовой турбиной 3, подключенную к проточной части водородной турбины 7, установленной на дополнительном валу 8. Вход водородной турбины 7 подсоединен к выходу перегревателя 9 водорода, установленного на выходе двигателя. Двигатель дополнительно снабжен установленным на его входе водородовоздушным теплообменником 10, магистралью 11 отбора водорода от водородной турбины 7, магистралью 12 отбора воздуха от компрессора 2, редуктором 13, соединяющим дополнительный вал 8 с валом 1. Лопатки 4 и 5 газовой турбины выполнены с полостями 14, имеющими на входной кромке 15 отверстия 16, причем полости 14 лопаток 4 и 5 первых ступеней газовой турбины 3 подсоединены к магистрали 11, а полости 14 лопаток 4 и 5 последующих ступеней - к магистрали 12. Вход перегревателя 9 водорода подключен к выходу воздушно-водородного теплообменника 10, установлен- ного на входе во внутренний контур 17. Для подачи водорода в теплообменник 10 применен насос 18. В наружном контуре 19 расположен вентилятор 20, а на выходе установлено сопло 21. The turbojet engine contains a compressor 2 and a multi-stage gas turbine 3 with nozzle and rotor blades 4 and 5, respectively, located on the same shaft 1, a combustion chamber 6 located in front of the gas turbine 3, connected to the flow part of the hydrogen turbine 7 mounted on the additional shaft 8. Input a hydrogen turbine 7 is connected to the output of a hydrogen superheater 9 installed at the engine output. The engine is additionally equipped with a hydrogen-air heat exchanger 10 installed at its inlet, a line 11 for taking hydrogen from a hydrogen turbine 7, a line 12 for taking air from a compressor 2, a gear 13 connecting an additional shaft 8 with a shaft 1. The blades 4 and 5 of the gas turbine are made with cavities 14, having holes 16 at the input edge 15, and the cavities 14 of the blades 4 and 5 of the first stages of the gas turbine 3 are connected to the line 11, and the cavities 14 of the blades 4 and 5 of the subsequent stages are connected to the line 12. The input of the hydrogen superheater 9 is connected to the output of the air-hydrogen heat exchanger 10 installed at the inlet to the internal circuit 17. A pump 18 is used to supply hydrogen to the heat exchanger 10. A fan 20 is located in the external circuit 19, and a nozzle 21 is installed at the output.
Двигатель работает следующим образом. Водород, подаваемый насосом 18, поступает в водородно-воздушный тепло- обменник 10, при этом охлаждается воздух, поступающий в компрессор 2. Из теплообменника 10 водород поступает на вход перегревателя 9 водорода, а затем - в водородную турбину 7. Мощность водородной турбины 7 передается через редуктор 13 на вал 1 для привода компрессора 2 и вентилятора 20. Из водородной турбины 7 водород поступает в камеру 6 сгорания, а часть водорода подается для охлаждения лопаток 4 и 5 первых ступеней газовой турбины 3. Для охлаждения лопаток 4 и 5 последних ступеней применяется воздух, отобранный от компрессора 2. Водород, поданный в полости 14 лопаток турбины 3, сбрасывается через отверстия 16 в проточную часть турбины 3, в связи с чем лопатки начинают служить в качестве стабилизатора пламени. На выходе из проточной части турбины 3 рабочее тело смешивается с воздухом наружного контура 19 в сопле 21. The engine operates as follows. The hydrogen supplied by the pump 18 enters the hydrogen-air heat exchanger 10, while the air entering the compressor 2 is cooled. From the heat exchanger 10, the hydrogen enters the input of the hydrogen superheater 9, and then to the hydrogen turbine 7. The power of the hydrogen turbine 7 is transmitted through the gearbox 13 to the shaft 1 for driving the compressor 2 and fan 20. From the hydrogen turbine 7, hydrogen enters the combustion chamber 6, and part of the hydrogen is supplied to cool the blades 4 and 5 of the first stages of the gas turbine 3. To cool the blades 4 and 5 of the last stages the air taken from the compressor 2 is used. The hydrogen supplied in the cavity 14 of the blades of the turbine 3 is discharged through the holes 16 into the flow part of the turbine 3, and therefore the blades begin to serve as a flame stabilizer. At the outlet of the flow part of the turbine 3, the working fluid is mixed with the air of the external circuit 19 in the nozzle 21.