ротор осевого компрессора газотурбинного двигателя

Формула изобретения

РОТОР ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий диск рабочего колеса последней ступени, закрепленный на нем при помощи байонетного соединения с образованием полости лабиринтный диск, снабженный кольцевыми уплотнительными гребенками, и ответные им статорные уплотнительные элементы, изолирующие проточную часть компрессора от разгрузочной полости, отличающийся тем, что лабиринтный диск снабжен окружным ребром с отверстиями, закреплен на диске колеса, установленными в последних болтами, ребро делит полость на две камеры, одна из которых сообщена с внутрироторной полостью, причем камеры сообщены с разгрузочной полостью при помощи перепускных отверстий, выполненных в лабиринтном диске и расположенных на одном радиусе с отверстиями под болты, а ребро выполнено зигзагообразным и поочередно огибает перепускные отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, в частности к компрессорам высокого давления (КВД) турбореактивного двухконтурного двигателя.

Известна конструкция ротора осевого компрессора газотурбинного двигателя, в котором лабиринтный диск закреплен на диске последнего рабочего колеса с помощью болтов [1]

Известна также конструкция ротора осевого компрессора высокого давления ГТД, содержащего закрепленный на диске последнего рабочего колеса при помощи байонетного соединения лабиринтный диск, на котором выполнены кольцеобразные элементы с лабиринтными гребешками, изолирующие во взаимодействии с ответными статорными элементами проточную часть компрессора от разгрузочной полости [2]

Однако такая конструкция ротора не обеспечивает эффективное охлаждение последних дисков и не исключает вибрацию лабиринтного диска.

На фиг.1 изображен частичный поперечный разрез заднего диска ротора осевого компрессора ГТД с соседними деталями статора; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 сечение В-В на фиг.2.

Ротор осевого компрессора ГТД включает закрепленный на диске 1 последнего рабочего колеса при помощи байонетного соединения 2 лабиринтный диск 3. На диске 3 выполнены кольцеобразные элементы 4 и 5 с лабиринтными гребешками. Лабиринтный диск 3 дополнительно закреплен на диске 1 болтами 6, проходящими через отверстия в окружном ребре 7 выполненном на диске 3. Ребро 7 соединяет полость между дисками 1 и 3 на две изолированные друг от друга полости 8 и 9. Полость 8 расположена между байонетным соединением 2 и ребром 3. Полость 9 сообщена с внутрироторной полостью 10. Полость 8 сообщена с разгрузочной (закомпрессорной) полостью 11 перепускными отверстиями 12, а полость 9 отверстиями 13. Отверстия 12 и 13 выполнены в лабиринтном диске 3 и расположены на одной окружности с отверстиями под болты 6. Окружное ребро 3 выполнено зигзагообразным, огибающим поочередно перепускные отверстия 12 и 13 с соответствующей стороны. Поэтому полости 8 и 9 изолированы друг от друга. Диск 1 закреплен болтами 6 на фланце 20 заднего вала 21 ротора.

При работе двигателя лабиринтные гребешки на кольцеобразных элементах 4 и 5 диска 3 во взаимодействии с ответными статорными элементами 16 и 15 существенно уменьшают утечку воздуха из полости 17, сообщенной кольцевой целью 18 с проточной частью компрессора, в разгрузочную закомпрессорную полость 11. Полость 11 сообщена с полостью низкого давления, например с каналом наружного контура ТРДД.

Давление в полости 19 равно примерно половине суммы давлений между полостями 17 и 11. Давление в полости 8 существенно меньше равно примерно давлению в полости 11, так как они сообщены отверстиями 12. Поэтому лабиринтный диск 3 в области байонетного соединения 2 прижат к диску 1 силой от разности давлений в полостях 19 и 8. Например, у двигателя ПС-90А эта сила равна примерно 4000 кгс. Такое прижатие устраняет возможность появления вибрации диска 3.

Горячий воздух, прошедший через зазоры в байонетном соединении 2, выходит в полость 8, изолированную от полости 9, куда поступает охлаждающий воздух из внутрироторной полости 10. Из полостей 8 и 9 воздух выходит через чередующиеся отверстия 12 и 13 в разгрузочную полость 11 с низким давлением.