ДОМАШНЯ СТОРІНКА ЗНАХОДИТЬСЯ ЗА АДРЕСОЮ: http://vd.zntu.edu.ua Опис: науковий журнал «Вісник двигунобудування» (скорочена назва – «ВД») - це міжнародне академічне рецензоване видання. У журналі публікуються наукові статті (твори, що докладно висвітлюють визначену тему, ідею, питання й містять елементи їхнього аналізу), а також рецензії (твори, що містять аналіз і аргументовану оцінку авторського оригіналу або видання, що вийшло), які дістають об'єктивного розгляду провідними фахівцями, що оцінюється за суттю без урахування раси, статі, віросповідання, етнічного походження, громадянства або політичної філософії автора(ів). Засновник та видавець: Запорізький національний технічний університет. Країна: Україна. ISSN 1727-0219. Свідоцтво про державну реєстрацію друкованого засобу масової інформації: серія КВ №6157. Журнал зареєстрований Державним комітетом інформаційної політики, телебачення та радіомовлення 20.05.2002 р. Наказом Міністерства освіти і науки України № 1328 від 21.12.2015 р. «Про затвердження рішень Атестаційної колегії Міністерства щодо діяльності спеціалізованих вчених рад від 15 грудня 2015 року» журнал "Вісник двигунобудування" включений до переліку наукових фахових видань України, в яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт на здобуття наукових ступенів доктора і кандидата технічних наук. Рік заснування: 2002. Періодичність виходу: два номери на рік. Обсяг:до 20 ум. друк. арк. Формат: 60x84/8. Друк: чорно-білий. Мови: англійська, російська, українська. Галузі науки: технічні науки. Мета: служіння академічному співтовариству шляхом публікації актуальних статей, отриманих у результаті оригінальних теоретичних і прикладних досліджень у різних напрямках академічної діяльності. Завдання: нові постановки задач і методи дослідження, а також надання допомоги фахівцям, інженерам, вченим і дослідникам у поширенні інформації про стан справ у сфері тематики журналу. Тематика: авіадвигунобудування, технологія виробництва, експлуатація, скпадання та випробування. Розділи журналу: - загальні питання двигунобудування; - конструкція та міцність; - складання та випробування; - експлуатація, надійність та ресурс; - технологія виробництва і ремонту; - конструкційні матеріали; - стандартизація і метрологія; - екологія. Реферування та індексація: статті, що опубліковані в журналі, реферуються у провідних міжнародних та національних реферативних журналах і наукометричних базах даних, а також розміщуються у цифрових архівах та бібліотеках з безкоштовним доступом у режимі on-line:Ulrich’s Periodical Directory, ВІНІТІ, "Джерело", "Україніка наукова", УРАН, Національна бібліотека України ім. В.І. Вернадського, Російська державна бібліотека та ін. Редколегія: головний редактор - О.Я. Качан, д-р техн. наук, професор; заст. головного редактора - А. І. Долматов, д-р. техн. наук, професор. Члени редколегії наведені тут. Оплата за публікацію і обробку: Статті публікуються і рецензуються безкоштовно. Відповідальність авторів: Направляючи статті в журнал "ВД", автори тим самим приймають на себе повну відповідальність за дотримання авторських прав інших осіб і організацій, точність наведених цитат, даних і ілюстрацій, нерозголошення державної і службової таємниць, висловлюють свою згоду безкоштовно передати редакції журналу права на публікацію, переклад на іноземні мови, збереження і поширення матеріалів статті в будь-якій формі. Автори, що мають наукові ступені, направляючи статті в журнал, тим самим виражають свою згоду безкоштовно виступити як рецензенти статей інших авторів за поданням редакції журналу у встановлений нею термін. Статті, що направляються в журнал, повинні бути оригінальними, новими і цікавими для читацької аудиторії журналу, мати обґрунтовані мотивацію і мету, бути неопублікованими раніше і не розглядатися для публікації в інших журналах. Статті не повинні містити тривіальні й очевидні результати, робити необґрунтовані висновки і повторювати висновки вже опублікованих досліджень. Читацька аудиторія: вчені, співробітники вищих навчальних закладів, аспіранти і студенти, фахівці-практики. Авторські права: Журнал дозволяє авторам мати авторські права без обмежень і зберігати права на видання без обмежень. Журнал дозволяє користувачам читати, завантажувати, копіювати, поширювати, друкувати, шукати, або посилатися на повні тексти своїх статей. Журнал дозволяє повторне використання його вмісту у відповідності з Creative Commons ліцензією СС-BY. Публічність та метод доступу: вільний доступ он-лайн до повнотекстових публікацій.
Положення про авторські права Creative Commons Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗЛЕТНЫХ МАСС МОДИФИКАЦИЙ САМОЛЕТОВ ТРАНСПОРТНОЙ КАТЕГОРИИ ПО УСЛОВИЯМ ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ
Предложен новый метод формирования сновных параметров самолетов различных модификаций (взлетной массы, тяговооруженности, отказа двигателя, аэродинамических свойств крыла и т.п.) по условию обеспечения длины разбега при взлете и длины пробега при посадке на уровне базового самолета. Установлено, что в результате модификационных изменений по условию равенства дистанций разбега при увеличении взлетной массы модификации самолета на 20 % требуется увеличение тяговооруженности на 16 %, тогда как реализация условия равенства дистанций пробега модификации и базового самолета приводит к необходимости увеличения тяговооруженности на 5 %, т.е. этап пробега является определяющим в оценке взлетных масс модификаций по условию равенства потребной длины взлетно-посадочной полосы.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЯТОРОВ РАСХОДА
Работа является продолжением работ по исследованию регуляторов расхода ЖРД. В работе представлена построенная система дифференциальных нелинейных уравнений, которая описывала модель динамических характеристик регулятора. Для определения временных характеристик регулятора расхода, в качестве возмущающих сигналов были выбраны ступенчатое и прямоугольное изменения входного давления. Сигналы изменялись по амплитуде на 1%, 2,5%, 4% от номинального давления в 19,6 МПа и по длительности в 0,01с, 0,0052с, 0,0012с. Определено влияние на временные характеристики угла регулятора открытия дросселя и жесткости пружины.
РАЗРАБОТКА ВАКУУМНОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕЧИ С МИНИМАЛЬНОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТЬЮ ТЕМПЕРАТУРЫ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ
В статье раскрыта необходимость обеспечения максимальной равномерности температуры в зоне вакуумной пайки и отжига деталей электроракетных двигательных установок. Описано методику разработки вакуумной печи с минимальной температурной неравномерностью. Предложена альтернативная трехзонному нагревателю конструкция, а именно нагреватель с переменным сечением. Показано, что увеличение сечения центральной части цилиндрического нагревателя приводит к снижению доли джоулева тепла, выделяемой в данной зоне, что обеспечивает перераспределение тепловой мощности по длине нагревателя. Путем моделирования продемонстрирована возможность снижения температурной неравномерности на детали сложной формы до 10-15° при 1100-1200°С. Разработана конструкция нагревателя.
РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЭРОЗИИ ОТДЕЛЬНО НАРУЖНОЙ И ВНУТРЕННЕЙ КЕРАМИЧЕСКИХ ВСТАВОК ГАЗОРАЗРЯДНОЙ КАМЕРЫ СТАЦИОНАРНОГО ПЛАЗМЕННОГО ДВИГАТЕЛЯ
В статье описана типичная схема измерений спектра стационарного плазменного двигателя методом оптической эмиссионной спектроскопии. Рассмотрены основные недостатки данной схемы. Обоснована необходимость применения коллиматора и описана его конструкция. Представлены результаты предварительных экспериментов с двигателем СПД-20М8. Описана методика измерения угла расходимости коллиматора и приведены результаты измерений. Описана разработанная методика ОЭССК для измерений скорости эрозии керамических вставок по отдельности. Представлены результаты предварительных экспериментов с двигателем СПД-70.
ВЛИЯНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ КАМЕР ПО ОКРУЖНОСТИ НА СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИАЛЬНО-УПОРНОГО ГИДРОСТАТОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА СДВОЕННОГО ТИПА
Приведены математические зависимости для расчета статических характеристик радиально-упорного гидростатодинамического подшипника сдвоенного типа, приспособленные для численной реализации. Рассмотрены два конструктивных варианта расположения камер на рабочих поверхностях подшипника. Представлены результаты расчета несущей способности, расхода рабочей жидкости и потерь мощности на трение для радиально-упорного гидростатодинамического подшипника при положении первой камеры под линией действия внешней нагрузки и при ее расположении под 45о относительно линии действия внешней нагрузки. Выполнен анализ полученных результатов и даны рекомендации по применимости рассмотренных конструктивных схем.
Компьютерное моделирование пленочного охлаждения при подаче охладителя через парные отверстия
Представлены результаты численного моделирования пленочного охлаждения плоской поверхности при подаче охладителя через систему парных (антивихревых) отверстий на поверхность пластины. Приводится сравнительный анализ результатов численного моделирования и экспериментального исследования. Показано, что лучшее согласование расчетных и экспериментальных данных имеет место при использовании k-e модели турбулентности. Выполнен анализ физической структуры потока и дано объяснение увеличения эффективности пленочного охлаждения. Для CFD моделирования был использован коммерческий пакет ANSYS CFX 14.
АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ СУБМОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННЫХ ГТД
Приведен пример использования субмоделирования для получения достоверного значения напряжений и деформаций в критической зоне детали. Описано дальнейшее применение результатов определения напряженно-деформированного состояния для обеспечения прочностной надежности элементов двигателей в рамках концепции конструктивного подобия. Эффективность применения концепции конструктивного подобия подтверждена успешной серийной эксплуатацией авиационных ГТД. В настоящей работе рассмотрено применение метода установления ресурсов на основании использования кривых МЦУ, построенных для образцов с надрезом Рассмотренный метод определения циклических ресурсов деталей авиационных ГТД, основанный на построении кривых МЦУ для образцов с надрезом представляет интерес для практического использования.
ПРОБЛЕМЫ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЛОПАТОЧНОМ АППАРАТЕ КОМПРЕССОРА ГТД В ГАЗОДИНАМИЧЕСКОМ ПОТОКЕ
Колебания лопаточного аппарата компрессора ГТД в газовом потоке анализируются на основе трехмерной конечно-элементной модели лопаток и модели трехмерного потока газа с учетом вязкости, турбулентности и диссипации. Проводится расчет параметров нестационарного потока в проточной части компрессора. Выделяется система третьей ступени, включающая венцы рабочих и направляющих лопаток на входе и выходе. Проводится анализ динамических напряжений в рабочих лопатках третьей ступени. Учитывается воздействие гармоник возмущающих сил на установившемся и переходных режимах. Выявлены наиболее опасные режимы колебаний лопаток в потоке.
АНАЛИЗ РЕСУРСНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДИСКА ТУРБИНЫ АВИАЦИОННОГО ГТД ДЛЯ ВЕРТОЛЕТА
На основе результатов испытаний по ГОСТ 25.502 79 «Методы механических ис­пытаний металла» при мягком осевом цилиндрическом погружении и двух уровнях температур –t1= 20 ° С и –t2= 400 ° С с пульсирующим изотермическим циклом погру­жения при частоте f = 0,25 Гц и расчетом методjм конечных цементов диска турбины авиационного ГТД для вертолетов был выполнен анализ ресурсных возможностей.
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ НАПЫЛЕНИЕМ
Проведено экспериментальное исследование технологии восстановления электродуговым напылением деталей двигателей внутреннего сгорания устанавливаемых на авиационную наземную технику с целью оптимизации её к эксплуатационным условиям аэропорта. Предложено использовать для распыления проволочных сталей продукты горения пропан-воздушной смеси вместо сжатого воздуха, что позволило повысить скорость частиц в два и более раза, снизить окисление напыляемого металла и выгорание легирующих элементов. Варьированием расходов пропана и воздуха можно создавать нейтральную или восстановительную атмосферу в зоне плавления проволоки и тем самым снизить окисление металла и выгорание легирующих элементов.
ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДВУХКАСКАДНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ВОЗДУШНО-ТОПЛИВНОГО НАПЫЛЕНИЯ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ
Приведено описание конструкции экспериментальной жидкотопливной воздухоохлаждаемой горелки для высокоскоростного воздушно-топливного напыления, реализующей концепцию расходного управления параметрами двухфаз­ного потока. Горелка создана на базе промышленной горелки ГВО-2М и способна работать на керосине или уайт-спирите в качестве горючего при давлении в камере сгорания до 2,0 МПа. Приведены результаты расчета температуры и скорости частиц никеля (25 мкм) в выходном сечении горелки, свидетельствующие об увеличение в сравнении с базовой моделью температуры нагрева частиц на 600° без потери скорости. Показаны примеры микроструктур полученных покрытий.
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПРУТ-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ТЕХНОЛОГИЙ
Представлены возможности современной среды системы СПРУТ, с помощью которой можно эффективно работать в области научных исследований. Описаны особенности использования системы для автоматизации конструирования и разработки современных технологических процессов изготовления деталей летательных аппаратов и авиационных двигателей. Показана область применения системы в различных сферах деятельности, включая компьютеризацию инженерного труда, позволяющую сократить трудоемкость проектирования и затраты на моделирование проектируемых деталей и конструкций авиационной техники.
ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПЛОСКИХ АВИАЦИОННЫХ ЛОПАТОК НА БАЗЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ КРИВИЗНЫ
Предлагается построение плоских решеток на основе полученных кривых, впервые, из решения дифференциального уравнения кривизны. Указываются оптимальный подбор граничных условий для кривой спинки и корыта. Для достижения геометрических характеристик, приводятся параметры варьирования. Линии спинки, корыта, входной и выходной кромок описываются аналитическими уравнениями, которые в дальнейшем позволят автоматизировать необходимые газодинамические, аэродинамические и другие расчеты. Все этапы построения (значения конкретны) кривой спинки и корыта осуществляются с помощью Mathcad.
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕШЕТОК ПРОФИЛЕЙ ПРИ БОЛЬШИХ УГЛАХ НАТЕКАНИЯ ДОЗВУКОВОГО ПОТОКА
При аэродинамических испытаниях решеток лопаточных профилей важно обеспечить равномерность потока перед решеткой и одинаковые условия их обтекания. При изменении углов выноса и атаки решетки ширина рабочей части нужно подстраивать под крайние профили решетки. Для обеспечения этих требований в данной работе предложено разгонное сопло, верхняя и нижняя стенки которого спрофилированы по двухсинусному профилю, а боковые стенки выполнены по лемнискате Бернулли с возможностью изменения расстояния между ними. Кроме этого, усовершенствованы поворотные створки на концах решетки, что увеличило эффективность регулирования пространственной периодичности течения в решетке при больших углах атаки.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗВИТИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ ТЕЧЕНИЙ В ОСЕВОМ КОМПРЕССОРЕ
Приведены результаты экспериментальных исследований и моделирования неустойчивых течений в ступени осевого компрессора. Рассмотрена динамика потери газодинамической устойчивости ступени компрессора, выполнены экспериментальные исследования с измерением пульсаций давления и спектральных составляющих вибрации для определения информативных критериев обнаружения предпомпажного режима. Обоснована необходимость разработки и внедрения систем автоматического регулирования предупреждения помпажа компрессора ГТД. Сформулированы основные направления по разработке систем предупреждения помпажа компрессора, главными из которых являются выявление информативных признаков зарождения предпомпажных режимов и разработка автоматических систем предупреждения зарождения помпажа.
О ВЫБОРЕ СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЕТКИ ПРИ РАСЧЕТАХ ТРЕХМЕРНЫХ ТЕЧЕНИЙ ВЯЗКОГО ГАЗА В ТУРБОМАШИНАХ
Рассматривается вопрос выбора степени измельчения разностной сетки при расчетах трехмерных течений вязкого газа в турбомашинах с использованием моделей течения RANS и численных методов второго порядка. Выполнены расчеты течений через турбинные и компрессорные решетки на последовательно измельчающихся сетках. Проведено сопоставление полученных результатов, как по качественному разрешению сложной структуры трансзвуковых потоков, так и по количественной оценке потерь. Показано, что для научных исследований трехмерных течений имеет смысл использовать разностные сетки с количеством ячеек от 106 до 108 в одном межлопаточном канале, в то время как для инженерных расчетов при выполнении некоторых условий достаточно сетки с количеством ячеек меньше 106 в одном межлопаточном канале.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРЦИАЛЬНОГО ПОДВОДА РАБОЧЕГО ТЕЛА В ТУРБИНЕ ORC
Иследование осевой многоступенчатой турбины ORC мощностью 100 кВт с парциальным подводом рабочего тела проводилось с помощью модели RANS в программном комплексе ANSYS CFD. Описана методология исследований CFD, включая разработку модели потока и построения сеток. Описываются основные особенности парциального подвода рабочего тела в турбине, такие как нестационарности режимов течения вдоль окружности. Исследуются нестационарные силы, действующие на лопатки рабочего колеса. Также на всей окружности описывается влияние парциального подвода рабочего тела на условия работы следующей ступени.
НОВЫЙ МЕТОД ПРОФИЛИРОВАНИЯ СЕЧЕНИЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ЛЕМНИСКАТАМИ БЕРНУЛЛИ
В статье приводится новый аналитический метод профилирования сечения лопаток турбины лемнискатами Бернулли. Установлено, что для лемниската Бернулли является лишь функцией и используя эту особенность разработан новый метод, позволяющий легко и точно подобрать дугу лемниската, удовлетворяющую требованиям, предъявленным к профилю лопаток турбин. А также приводится аналитическая зависимость для определения минимальной ширины межлопаточного канала и вычислительным экспериментом установленная для лемнискаты Бернулли зависимость , приводящая к простому способу построения нормали в полярных координатах. А также установлено ,что с изменением начальной точки подобранные дуги лемниската можно изменит значение минимального размера межлопаточного канала.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЛАМЕН
Статья содержит результаты математического моделирования воздушно - углево­дородных пламень с температурой основной зоны горения свыше 1900 К при различном химическом составе топлива моделируемых зон пламени и условиях горения. Изучены особенности возникновения, развития и затухания нестационарных пламень с низкими частотами пульсации скорости горения и температуры, установлено расхождение между частотами пульсации скорости горения и температурой в контрольных сечениях при определенных соотношениях между начальным диаметром капли и концентрацией топлива для близких к стехиометрическому показателю значений коэффициента из­бытка воздуха.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В АВИАДВИГАТЕЛЯХ ПРИ ДВУХСТАДИЙНОМ ПРОЦЕССЕ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА
Представлены результаты расчетной оценки образования газообразных токсичных веществ (НС, СО и NОх) при двухстадийном процессе сжигания топлива в зависимости от доли топлива, сжигаемого в первой стадии при давление в камере сгорания равном 105 Па, температуре воздуха на входе в камеру 500 К, суммарном коэффициенте избытка воздуха равному 4,0.
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE FLUIDIC INJECTION ANGLE EFFECTS ON THRUST VECTORING
A computational investigation of the fluidic injection angle effects on fluidic thrust vectoring was conducted. Simulation of a two-dimensional convergent-divergent (2DCD) nozzle with shock-vector control method of fluidic injection for pitch vector control was performed with the computational fluid dynamics, using Spalart-Allmaras (S-A) one equation turbulence model. Nozzle design included fluidic variables and injection angle. The secondary flow was injected through a slot in the upper divergent wall. A nozzle pressure ratio (NPR) of 4.6.was assumed. Variable secondary pressure ratios (SPR) from 0.7 to 1.6 were investigated at M∞=0.05; which correspondeds to secondary mass flow rates of 4% to 10% of the primary mass flow rate. The effect of variable fluidic injection angle from 60° to 120° on pitch thrust vector angle and thrust vectoring efficiency were investigated. Computational results indicates that increasing SPR in all cases, increased pitch thrust vector angle and decreased thrust vectoring efficiency; also the greatest pitch thrust vector angle was achieved in the smaller fluidic injection angle.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПРЕССОРНОЙ И ТУРБИННОЙ ЧАСТЕЙ ТУРБОКОМПРЕССОРА С ОБЩИМ РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД) путём применения в их составе новых типов турбомашин, в частности турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты исследования влияния соотношения ширины лопаток к среднему диаметру рабочего канала на эффективность работы компрессорной и турбинной частей ТКО применительно к газотурбинным двигателям. При завышенном соотношении надо вводить поправочный коэффициент. Для определения эффективности применения ТКО в составе газотурбинного двигателя представлены результаты термодинамического расчета
EFFECT OF AXIAL SWIRLER PARAMETERS ON A METHANE- AIR COMBUSTI CHARACTERISTICS AND FORMATION OF NITROGEN OXIDE
CFD simulation of none premixed methane air combustion is performed. The purpose of this paper is to provide information concerning the effect of geometry of axial swirler vanes on the exhaust gas emissions of evades of nitrogen (NO), for a can combustor of gas turbine engine. Effects of different swirier vane angles on NO formation, are shorn. Air mirier adds sufficient skirting to the inlet flow to generate central recirculation region (CRZ) which is necessary for flame stability and air-fuel mixing enhancement. Therefore designing an appropriate air mirier is a challenge to produce stable, efficient and low emission of combustion with low pressure losses. Five axial flat vane swirlers with 20°,30°,45°,55° and 60" vane angle corresponding to swirl number of 0.28.0.444. 0.769, 1.1 and 1.33 respectably, were used in this analysis to show vane angle effect on the internal flow field, temperature fluctuations and formation of NO. The simulation has been performed using the Computational Fluid Dynamics (CFD) commercial code ANSYS CFX release 16, including laminar flamelet model, for simulating the methane combustion mixing with air k -e model was also investigated to predict the turbulent combustion reaction. A thermal and prompt NOx formation is performed for predicting NO emission characteristics. Key words:
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ВЫХЛОПНЫХ ТРАКТАХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ С ГАЗОТУРБИННЫМ ПРИВОДОМ НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ ДУ80Л1
В работе представлены результаты численного исследования течения газа в двух вариантах выхлопных трактов с газоходами прямоугольного и круглого сечения для газоперекачивающих агрегатов типа ГПА-Ц-25С с приводом на базе газотурбинного двигателя ДУ80Л1. В результате исследований было определено суммарное сопротивление указанных выхлопных трактов, а также выполнен анализ потерь давления и структуры течения в его элементах. По результатам анализа полученных данных были определены направления дальнейших расчетных и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование проточной части выхлопных трактов.
УПРАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ОБОБЩЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ САМОЛЕТОВ НА ЭТАПЕ ЕЁ РАЗРАБОТКИ
Предложена обобщенная модификация отечественных серийных транспортных самолетов Ан-26, Ан-32 и Ан-32Б. Её отличительные особенности: предложенной модификации состоит в увеличенной величине полезной нагрузке (при сохранении дальности на уровне базовых вариантов), а также в замене силовой установки путем постановки в обобщенную модификацию отечественных двигателей ТВЗ-117ВМА.Так, путем увеличения коммерческой нагрузки обеспечен рост рейсовой производительности обобщенной модификации, а вследствие замены силовой установки улучшилось её топливная эффективность. Оценка стоимостной эффективности модификационных изменений произведена на основе впервые введенных авторами интегральных показателей таких как стоимость жизненного цикла и критерий удельных затрат за жизненный цикл. Установлено что по принятому критерию обобщенная модификация превосходит базовые самолеты в 1,5…3 раза.
АНАЛІЗ СТАНУ НАДІЙНОСТІ АВІАЦІЙНОЇ ТЕХНІКИ
В статті проведений аналіз стану надійності авіаційної техніки Повітряних Сил Збройних Сил України. Основними факторами, що впливають на рівень надійності авіаційної техніки, є значна частка застарілих літальних апаратів та недосконалість технологій дослідження стану надійності. Показано, що сьогодні стан справності авіаційної техніки є критичним для обороноздатності країни і не перевищує 20 %. Приведений аналіз виявлених несправностей за видами підготовок, розподіл відмов авіаційної техніки та інцидентів, що виникли в польоті, за спеціалізаціями. Наведені приблизні співвідношення проблем підтримання справності літальних апаратів за роками.
Інформаційні технології забезпечення конструктивно – експлуатаційних властивостей повітряних суден та авіаційних двигунів
Метою створення автоматизованих систем є оптимізації процесів технічного обслуговування виробів авіаційної техніки, на основі розробки економічно обґрунтованих цілеспрямованих рекомендацій з удосконалення виробів авіаційної техніки, що забезпечують впровадження ефективних стратегій і режимів технічного обслуговування. Тому, в даній статті розглянуті питання оптимізації конструктивно-експлуатаційних властивостей та програм технічного обслуговування виробів авіаційної техніки за умови впливу багатофакторності при невизначеності вихідної інформації, та управління якістю обслуговування повітряних суден та авіаційних двигунів з метою підтримання їх льотної придатності.
A MATHEMATICAL MODEL OF A SMALL CLASS TURBOPROP ENGINE
Results and process of a development af a mathematical model of a small turboprop engine are presented in this article. The presented model is based on engine characteristics and other necessary input data which came from the EU project ESPOSA of an engine. This engine is currently under the development and testing by present European manufacturer. The model is derived as generic, dynamic and nonlinear. There is chosen a conception, where final set of gcneming equations is based on a connection of submodels governing equations of elementary engine parts, i.e. compressor, turbine, nozzle. The lumped parameters method is applied to these submodels where their properties are described with characteristics, which are standard in the aircraft industry. 1st and 2nd derived mathematical models are comprised of a dynamic part which respects the rotating mass dynamics only. Result of this assumption is a system of equations, both differential and nondifferential. Dynamic part of 3th derived model respect also gas temperature and pressure dynamics. Its system of equations is fully differential.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАДИАЛЬНОГО РАЗМЕРА ДИСКА ТУРБИНЫ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ДЕЙСТВИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Важным параметром, влияющим на КПД турбины, является радиальный зазор между ротором и статором. Развитие систем активного управления зазором обусловливает необходимость разработки и использования математических моделей, представляющих динамику изменения зазора в различных условиях работы двигателя. Значение радиального зазора определяется радиальными размерами деталей, участвующих в его формировании: диска, лопатки и корпуса. В данной работе рассмотрено моделирование радиального размера диска. Для этого необходимо учитывать не только нагрев, но и действие силовых факторов нагружения. Использование упрощенных моделей соответствующих деформаций не дает приемлемой точности, так как упрощенная модель не учитывает изменение механических свойств (в частности, модуля упругости материала) от температуры. Предложена методика расчета радиального удлинения диска от действия силовых факторов с динамической коррекцией значения модуля упругости по температуре. Сравнительные результаты моделирования удлинения с использованием МКЭ и упрощенной модели с коррекцией модуля упругости показали, что предложенная модель обеспечивает необходимую точность.
РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННЫМИ ГТД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО СИМУЛЯТОРА
Описаны основные подходы к реализации программного симулятора совместной работы двухдвигательной силовой установки вертолёта под управлением цифровых систем автоматического управления. Отличительной особенностью является использование в симуляторе тех же исходных текстов, которые входят в состав рабочего ПО блоков САУ. В статье не только показана техническая и экономическая целесообразность применения таких симуляторов в процессе жизненного цикла разработки ПО, но, более того, утверждается, что это на сегодняшний день является его обязательной и неотъемлемой практикой при сертификации ПО блоков САУ. .
СТЕНД-ИМИТАТОР ТУРБОВАЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ АИ-450М ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ РЕГУЛЯТОРА ДВИГАТЕЛЯ. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И АТТЕСТАЦИЯ СТЕНДА
Приведены результаты работы по разработке и государственной аттестации специализированного испытательного оборудования для испытаний регулятора двигателя цифрового РДЦ-450М – стенда-имитатора, который, имитируя двигатель АИ-450М как взаимодействующую с регулятором систему, позволяет выполнять настройку, проверку и отладку регулятора в лабораторных условиях. Описана структура стенда, даны сведения об интегрированной в его состав математической модели турбовального двигателя АИ-450М. Приведены основные характеристики стенда-имитатора и освещены опыт и результаты проведения его государственной аттестации.
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ УПРАВЛЕНИЯ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОРАМИ ДЛЯ СИСТЕМ ЗАПУСКА АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Приведено аналитическое сравнение блоков управления стартер-генераторами постоянного тока АПД-1500 и THALES серии GCU P/N D25-XXX с разработанными в АО «Элемент» цифровыми блоками управления БЗГ-9М и БЗГ-450. Рассматриваются различные режимы работы блоков управления, а также характеристики в стартёрном и генераторном режимах. Обсуждаются вопросы применения разработанных блоков управления БЗГ-9М и БЗГ-450 со стартер-генераторами СТГ9М, СТГ-3 2 серия,СТГ-150УД и THALES P/N 8260-350. Отмечено, что разработанные цифровые блоки управления БЗГ-9М и БЗГ-450 имеют более высокую точность управления по сравнению с существующими аналогами, имеют гораздо лучшие массогабаритные показатели и сравнительно легко адаптируются к разным типам стартер-генераторов.
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ ДОЗАТОРОМ ТОПЛИВА ГТД ЗА СЧЕТ УЧЕТА ДИНАМИКИ КЛАПАНА ПОСТОЯННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ (КППД)
Проведен анализ учета динамики КППД с целью повышения точности дозирования топлива в САУ ГТД при сохранении динамических свойств системы. Выполнен сравнительный анализ трех вариантов контура управления: без учета динамики КППД, с учетом динамики КППД в замкнутом контуре и с коррекцией заданного значения в соответствии с динамикой КППД. Учет КППД в замкнутом контуре дает преимущества в динамике при небольших коэффициентах усиления, но не позволяет обеспечить высоких значений коэффициента как в системе без учета КППД. Использование алгоритма с коррекцией заданного значения в соответствии с динамикой КППД позволяет обеспечить высокие значения коэффициента усиления и повысить точность дозирования топлива.
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ВИБРАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ТУРБОВИНТОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Приводятся результаты исследования влияния систем автоматического управления на вибрационное состояние турбовинтовых двигателей. В процессе исследований было проверенно возможные влияния на уровень вибрации. Установлено, что происходит повышение уровней вибрации в диапазоне частот зубозацепления на стационарном режиме работы двигателя. В процессе исследований причин повышения вибрации на двигателях было установлено, что при переходе на резервную систему управления по каналу воздушного винта уровень вибрации значительно уменьшался. Обнаруженный эффект был связан с особенностями отдельных агрегатов системы автоматического управления, в частности и регулятора воздушного винта.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРЕНДОВОЙ СТАТИСТИКИ КУМУЛЯТИВНЫХ СУММ В УСЛОВИЯХ НЕГАУССОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Рассмотрены характеристики эффективности трендовой статистики кумулятивных сумм для статистической модели порождения данных, отвечающей реальным условиям эксплуатации объектов диагностирования. В предлагаемой статистической модели учтены отличия от модели генеральной совокупности некоррелированных нормально распределенных случайных величин. Такие отличия учтены для моментов первого (выборочного среднего), третьего (асимметрии) и четвертого (эксцесса) порядков. Установлена устойчивость статистики кумулятивных сумм в области умеренных отличий от нормального распределения по асимметрии и эксцессу. Для оценки параметра положения имеет место смещение уровней значимости трендовой статистики кумулятивных сумм.
МЕТОД СИНТЕЗА МНОЖЕСТВА КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПЕРЕМЕННЫХ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ВХОДНЫХ ДАННЫХ
При эксплуатации авиационных систем одной из наиболее важных задач является диагностирование их технического состояния. Разработан метод синтеза множества контролируемых переменных состояния для диагностирова­ния единичных и множественных отказов турбореактивных двигателей с учетом стохастической природы входных данных, при условии, что ошибка классификации состояния не превышает заданной величины. Представлен пример применения описанного метода для определения множества контролируемых переменных при диагностировании технического состояния турбореактивного двухконтурного двигателя типа Д-36.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПЕКТРАЛЬНЫХ МЕТОДОВДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГОСОСТОЯНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ГТД
Решена научная задача повышения эффективности методов эксплуатационного диагностического контроля технического состояния зубчатых передач, позволяющая более надежно выделить в сигнале вибраций корпуса двигателя признаки отклонения характеристик деталей редуктора от штатного состояния и дополнить автоматическую систему анализа технического состояния роторных деталей ГТД пятого и шестого поколений. Предложен метод спектральной обработки сигнала вибраций зубчатых передач ГТД, основанный на факте несоответствия критерию стационарности сигнала пересопряжения зубьев колёс редукторов, который позволяет, как минимум, в два раза увеличить точность измерения амплитудных максимумов вибраций. Для цифровой реализации метода разработана методика определения частоты дискретизации квазистационарных сигналов пересопряжения зубьев, которая позволяет увеличить точность и частотный диапазон аппаратуры диагностического контроля технического состояния деталей редукторов ГТД. Доказано, что длительность окна спектрального анализа квазистохастического сигнала вибраций деталей зубчатых передач ГТД, основанная на критерии максимальной дисперсии и интервальной вероятности максимума математического ожидания спектральной мощности сигнала зубцовой частоты, должна быть не менее периода фундаментальной частоты пары сопрягающихся шестерён редуктора.