Характеристики решітчастого дворядного робочого колеса вентилятора двоконтурного турбореактивного двигуна

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-прикладної задачі підвищення ефективності дворядних лопаткових вінців вентиляторів двоконтурних турбореактивних двигунів шляхом застосування решітчастих дворядних робочих коліс. Вперше отримано характеристики решітчастого дворядного робочого колеса вентилятора ТРДД методом чисельного експерименту. Показано, що застосування решітчастих дворядних РК забезпечує підвищення ефективності вентилятора, збільшує його напірність. Ступінь підвищення тиску в діапазоні режимів обертання ротору від 2202…3010 об/хв збільшується до 10 % в порівнянні з дворядним РК. Представлено дослідження частотних характеристик власних коливань однорядної, еквівалентної дворядної та решітчастих дворядних лопаток робочих коліс вентилятора ТРДД. Показано, що застосування дворядних лопаток у дослідженому вентиляторі без перегородок недопустимо у зв’язку з наявністю власних форм коливань, де відбувається перетинання лопаток першого і другого ряду. Показано, що застосування решітчастих дворядних робочих лопаток дозволяє покращити жорсткість та забезпечити надійну роботу вентилятора. Удосконалено методику вибору параметрів решітчастого дворядного робочого колеса вентилятора ТРДД з урахуванням спектру частот власних коливань. Отримала подальший розвиток теорія дворядних лопаткових вінців в частині дослідження решітчастих дворядних лопаткових вінців з великим подовженням.

The thesis is devoted to solving the scientific and applied problem of increasing the efficiency of tandem blade rows of fans of turbofan engines by using grid tandem impellers. For the first time, the characteristics of a grid tandem impeller are obtained by the method of numerical experiment. It is shown that the use of grid tandem impellers provides an increase in the efficiency of the fan, increases its loading. The pressure ratio increases in the range of rotor rotation speed from 2202 ... 3010 rpm increases up to 10 % compared to a tandem impellers. Investigations of the frequency characteristics of natural vibrations of a singlerow, equivalent to tandem row and grid tandem blades of the turbofan engine fan impellers are presented. It is shown that the use of tandem blades in the investigated fan without partitions is unacceptable due to the presence of natural vibration modes, in which the blades of the first and second rows intersect. It is shown that the use of grid tandem rotor blades improves rigidity and ensures reliable operation of the fan. The technique for selecting the parameters of a grid tandem turbofan engine fan impeller has been improved, taking into account the spectrum of natural vibration frequencies. The theory of tandem blade rows was further developed in terms of the study of grid tandem blade rows with a large elongation.