Обшивка картера в турбореактивному двигуні

1. Обшивка картера (10) в турбореактивному двигуні, що включає в себе дві коаксіальні обичайки (36, 38), розташовані одна всередині іншої і нерухомо сполучені радіальними оболонками (40), всередині яких проходять радіальні рукави (26) картера, при цьому обшивка закріплена своїм нижнім краєм на елементі картера і має осьову опору своїм верхнім краєм на іншому елементі картера, яка відрізняється тим, що має у вільному стані осьовий розмір (D), менший осьової відстані (L) між точками закріплення її нижнього краю і точками осьової опори її верхнього краю на картері, і зазнає осьового напруження, коли вона змонтована і закріплена на картері. C2 2 (19) 1 3 лий газ і режимом роботи в повний газ турбореактивного двигуна. Обшивка кріпиться в цьому випадку у висячому положенні на опорі підшипника своїм нижнім краєм, і зазнає значних вібраційних навантажень, які можуть спричиняти появу тріщин або надривів. Розв'язання цієї проблеми могло б бути у зміні геометрії обшивки і/або її посиленні за допомогою елементів жорсткості. Однак такі заходи є неприйнятними, оскільки вони вимагають значних витрат і призводять до збільшення маси обшивки, що є недопустимим у літакобудуванні. Винахід, зокрема, має на меті забезпечити просте, ефективне й економічне розв'язання цих проблем. Для рішення поставленого завдання пропонується обшивка картера в турбореактивному двигуні, що включає в себе дві коаксіальні обичайки, розташовані одна всередині іншої і нерухомо сполучені радіальними оболонками, всередині яких проходять радіальні рукави картера, причому обшивка закріплена своїм нижнім краєм на елементі картера і має осьову опору своїм верхнім краєм на іншому елементі картера, і відрізняється тим, що вона має у вільному стані осьовий розмір менший за осьову відстань між точками закріплення свого нижнього краю і точками осьової опори її верхнього краю на картері, і зазнає осьового напруження, коли вона змонтована і закріплена на картері. Навантаження обшивки осьовим розтягувальним напруженням, коли вона змонтована на картері, дозволяє компенсувати відхилення між її осьовим термічним розширенням і термічним розширенням картера, щоб забезпечувати осьову опору її верхнього краю на картері під час роботи турбореактивного двигуна, що дозволяє уникати значних вібраційний напружень в обшивці. Переважно, щоб різниця між осьовим розміром обшивки у вільному стані і осьовою відстанню між точками закріплення її нижнього краю і точками осьової опори її верхнього краю на картері практично дорівнювала максимальній величині відхилення між осьовим термічним розширенням обшивки і термічним розширенням картера під час роботи турбореактивного двигуна. Отже, верхній край обшивки завжди має осьову або радіальну опору на картері у будь-якому режимі роботи турбореактивного двигуна, що достатньо для того, щоб уникнути появи вібраційних напружень в обшивці. Ця різниця складає, наприклад, близько 1-1,2 міліметра в окремому випадку способу здійснення винаходу. Обшивка кріпиться, наприклад, за допомогою болтів своїм нижнім краєм на фланці опори підшипника і має на своєму верхньому краю радіальну реборду, орієнтовану назовні, ця радіальна реборда знаходиться всередині і вгору за потоком від радіального борта, утвореного на верхньому краю циліндричного елемента картера, при цьому радіальна реборда верхнього краю обшивки одержує осьову опору на радіальний борт елемента картера при монтажі обшивки на картері. Доцільно, щоб радіальна реборда обшивки була утворена на зовнішній обичайці обшивки, яка 89056 4 при термічному розширенні може одержати радіальну опору на елементі картера під час роботи турбореактивного двигуна, що дозволяє підтримувати верхній край обшивки за допомогою осьової і/або радіальної опори на картері. Коли обшивка досягає свого максимального осьового термічного розширення відносно термічного розширення картера, радіальна реборда обшивки виходить на один рівень з радіальним бортом картера і обичайка обшивки одержує радіальну опору на елементі картера. Верхній край обшивки постійно спирається, таким чином, на картер у будь-якому режимі роботи турбореактивного двигуна. Винахід стосується також турбореактивного двигуна, який відрізняється тим, що він включає щонайменше одну обшивку картера, зокрема картера випуску, таку, як описана вище. Надалі винахід пояснюється описом необмежувальних прикладів його здійснення з посиланнями на додані фігури креслень, на яких: Фіг.1 зображує половину схематичного вигляду в осьовому розрізі обшивки картера випуску згідно з винаходом; Фіг.2 - вигляд у збільшеному масштабі засобів кріплення обшивки Фіг.1; Фіг.3 - вигляд у збільшеному масштабі засобів осьової опори обшивки Фіг.1. На Фіг.1 представлена обшивка 10 картера випуску 12 турбореактивного двигуна, яка змонтована навколо опори підшипника 14 і дозволяє термічно захистити картер 12 від потоку гарячих газів 16, що виходить із камери згоряння і з турбіни (не представлена) турбореактивного двигуна. Опора підшипника 14 включає в себе перегородку 18 подібну за формою до форми усіченого конуса, яка проходить вниз за потоком до осі 20 турбореактивного двигуна і несе зовнішнє кільце 21 підшипника (не представлений), що центрує і направляє вал турбореактивного двигуна. Перегородка 18 опори підшипника має на своєму нижньому кінці фланець 22 кріплення до засобів змащення 23 підшипника і сполучена своїм верхнім краєм з нижнім краєм стінки 24 майже циліндричної форми. Картер випуску 12 включає в себе дев'ять радіальних рукавів 26, які закріплені радіальними болтами 25 за свої внутрішні краї на циліндричній стінці 24 опори підшипника, і радіальними болтами 27 за свої зовнішні краї на циліндричному елементі 28 картера. Кожний радіальний рукав 26 включає в себе внутрішню порожнину 30 для циркуляції охолодного повітря, яке поступає з камери живлення 32, що знаходиться в радіальному напрямі із зовнішньої сторони від елемента картера 28, і яке видаляється частково в камеру 34, розташовану в радіальному напрямі з внутрішньої сторони від стінки 24 опори підшипника і обмежену цією стінкою 24 і перегородкою в формі усіченого конуса 18 опори підшипника. Обшивка 10 є моноблоковою і включає в себе дві коаксіальні обичайки 36 і 38, які проходять одна всередині іншої і сполучені дев'ятьма радіальними оболонками 40, всередині яких проходять радіальні рукави 26. Внутрішня обичайка 36 про 5 ходить зовні і на деякій відстані від стінки 24 опори підшипника, а зовнішня обичайка 38 проходить всередині і на деякій відстані від елемента картера 28. Кожна оболонка 40 має профільовану в радіальному напрямі форму, а радіальний рукав 26 проходить всередині верхньої частини оболонки і на відстані від неї. Радіальний рукав 26 має у верхній частині отвори 42, що виходять у бік верхнього краю оболонки 40, яка сама по собі має внизу отвори 44, які орієнтовані донизу і виходять у тракт виходу потоку газу. Повітря, яке циркулює по внутрішній порожнині 30 радіального рукава 26, частково видаляється через отвори 42 і прямує на частину верхнього краю оболонки для його охолоджування. Це повітря огинає потім радіальний рукав 26 в оболонці 40 і нагнітається в потік газу 16 через отвори 44. У процесі роботи турбореактивного двигуна, обшивка 10 зазнає впливу високих температур, що можуть досягати близько 700-800°С, а повітря, яке циркулює в порожнинах 30 радіальних рукавів 26, має температуру близько 300-400°С, що викликає значно відмінні значення термічного розширення обшивки і картера. Нижній край обшивки 10 закріплений на опорі підшипника 14, а її верхній край має опору на елемент 28 картера, щоб у процесі роботи обшивка зберігала можливість вільно розширятися в осьовому напрямі. У представленому прикладі внутрішня обичайка 36 обшивки має на своєму верхньому краю радіальний внутрішній кільцевий фланець 50, затиснутий за допомогою болтів 55 між розташованим зверху кільцевим фланцем 52 стінки 24 опори підшипника і фланцями 51 - кільцевої кришки 53 і 54 конуса випуску 56 (Фіг.2), розташованими знизу, причому конус випуску витягнутий вниз за потоком і знаходиться на одній лінії із внутрішньою обичайкою 36 обшивки. Верхній кінець внутрішньої обичайки 36 закріплений заклепками на здатних до пружної деформації засобах 58, які розташовані на опорі підшипника 14 і допускають відмінні значення термічного розширення обшивки і опори підшипника. Зовнішня обичайка 38 обшивки включає в себе поблизу свого верхнього краю кільцеву радіальну зовнішню реборду 60, яка здійснює осьову опору своєю нижньою частиною на верхню частину зовнішнього кільцевого борта 62, утвореного на верхньому краю елемента картера 28 (Фіг.3). Радіальний розмір реборди 60 перебільшує радіальну відстань між зовнішньою обичайкою 38 і циліндричним елементом 28. Нижній край елемента картера 28 включає в себе засоби 64, які здатні до пружної деформації і мають радіальну опору на нижній край зовнішньої 89056 6 обичайки 38 обшивки. У сучасному виконанні у вільному стані обшивка має осьовий розмір D, що знаходиться між нижньою опорною стороною радіальної реборди 60 зовнішньої обичайки і верхньою стороною фланця 50, призначеного бути накладеним на фланець 52 опори підшипника, цей розмір дорівнює осьовій відстані L між нижньою стороною фланця 52, на який накладається фланець 50, і верхньою опорною стороною радіального борта 62 елемента картера 28. Під час роботи обшивка розширяється в осьовому і радіальному напрямах, а радіальна реборда 60 її зовнішньої обичайки переміщається в радіальному напрямі вгору відносно свого положення у вільному стані і більше не має осьової опори на радіальний борт 62 елемента картера, що може викликати значні вібраційні напруження в обшивці і спричинити її пошкодження. Винахід дозволяє вирішити цю проблему завдяки обшивці, вищезазначений осьовий розмір D якої, менший за осьову відстань L, що змушує піддавати обшивку осьовому напруженню, щоб монтувати її на опорі підшипника. Різниця між осьовим розміром D і осьовою відстанню L приблизно дорівнює максимальному розходженню між осьовим термічним розширенням обшивки і термічним розширенням картера під час роботи турбореактивного двигуна. Коли осьове термічне розширення обшивки дорівнює цій різниці, опорна поверхня радіальної реборди 60 розташовується на одному рівні з радіальним бортом 62 елемента картера, але радіальне термічне розширення обшивки при цьому таке, що вона одержує радіальну опору на елементі 28 картера, що є достатнім, щоб уникнути появи вібраційних напружень в обшивці. Різниця між розміром D і відстанню L складає приблизно від 1 до 1,2 міліметра в прикладі здійснення винаходу. Радіальна відстань R між зовнішньою обичайкою 38 і елементом картера 28 переважно дорівнює або трохи менше максимального радіального термічного розширення обшивки для того, щоб обшивка мала осьову і/або радіальну опору на елементі картера в процесі роботи (Фіг.3). Монтаж обшивки 10 на картері випуску 12 здійснюється, наприклад, з вертикальним розташуванням деталей у такий спосіб: картер встановлюється з опорою на супорт, оснащення розміщується з опорою на верхню частину опори підшипника і до неї прикладається зусилля в напрямі осі картера, щоб перемістити до низу положення нижнього фланця 50 обшивки на відстань 11,2мм. Утримуючи це положення, затягують гвинти 25 і 27 кріплення стояків на зовнішній обичайці картера і на опорі підшипника. 7 89056 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 89056 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601