Методика расчёта газотурбинных двигателей на режимах авторотации


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обеспечение возможности повторного запуска двигателя в полёте является важным сертификационным требованием, применяемым к силовым установкам пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, направленным на обеспечение безопасности полётов с заданным уровнем технических характеристик. При этом перед проведением стендовых и лётных испытаний важно выполнить предварительный анализ и оценку параметров газотурбинного двигателя на пусковых и авторотационных режимах. В работе предложена методика расчёта режимов авторотации газотурбинных двигателей, основанная на использовании аналитических и численных методов. Для расчёта характеристик турбомашин на околонулевых режимах работы использован программный комплекс Numeca Fine/Turbo. Решение системы нелинейных алгебраических уравнений при расчёте пусковых и авторотационных режимов выполнено при использовании комбинированного метода Ньютона-Нелдера-Мида. Применение методики продемонстрировано на примере двухвального турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков.

Об авторах

И. А. Лещенко

ПАО «ОДК-Сатурн»

Автор, ответственный за переписку.
Email: igor.leshchenko@thermogte.ru
ORCID iD: 0000-0003-0231-8680

доктор технических наук, старший научный сотрудник, начальник бригады термодинамики

Россия

М. В. Рожкова

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: rozhkovamv@mai.ru
ORCID iD: 0009-0006-9650-3471

аспирант кафедры «Теория воздушно-реактивных двигателей»

Россия

А. А. Тармаев

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: t38_69@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4549-4169

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Теория воздушно-реактивных двигателей»

Россия

В. В. Донских

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: vic@mai.ru

директор Центра обеспечения информационной безопасности, старший преподаватель кафедры «Авиационно-космическая теплотехника»

Россия

Список литературы

  1. Приказ Росавиации от 28.12.2022 № 970-П «Об утверждении Норм лётной годности гражданских лёгких самолётов НЛГ 23».
  2. Приказ Росавиации от 16.12.2022 № 922-П «Об утверждении Норм лётной годности беспилотных авиационных систем с беспилотным воздушным судном самолётного типа с максимальной взлётной массой до 5400 кг НЛГ БАС-СТ».
  3. Зародышев В.Л. Техническая эксплуатация летательных аппаратов: учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. 351 с.
  4. Справочник авиационного инженера / под общ. ред. В.Г. Александрова. М.: Транспорт, 1973. 399 с.
  5. Боровиков А.Д., Донских В.В., Луковников А.В., Смоляков О.А., Степанов В.А. Комплекс газодинамического проектирования сверхзвуковых и гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей, интегрированных с корпусом летательного аппарата // Сборник научных статей по материалам V Международной научно-практической конференции «Академические Жуковские чтения» (22-23 ноября 2017 г., Воронеж, Россия). Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. С. 55-59.
  6. Алабин М.А., Кац Б.М., Литвинов Ю.А. Запуск авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1968. 228 с.
  7. Новосельцев Д.А. Рабочий процесс компрессоров ГТД на режимах авторотации. Дисс. … канд. техн. наук. Омск, 2002. 181 с.
  8. Кузнецов В.И. Замкнутая математическая модель рабочего процесса ГТД // Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (26-27 июня 2003 г., Самара). Ч. 2. Самара: СГАУ, 2003. С. 116-122.
  9. Gaudet Sh.R., Gauthier J. A simple sub-idle component map extrapolation method // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2007 (May, 14-17, 2007, Montreal, Canada). V. 1. P. 29-37. doi: 10.1115/GT2007-27193
  10. Zachos P.K. Gas Turbine sub-idle performance modelling; Altitude relight and windmilling. Ph. D. Thesis. UK: Cranfield University, 2010. 234 p.
  11. Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1986. 431 с.
  12. Ржавин Ю.А., Агульник А.Б., Гусаров С.А., Карасев В.Н., Киктев С.И. Теория компрессоров и турбин авиационных ГТД: учеб. пособие. М.: Издательство «Знание-М», 2022. 467 с.
  13. Riegler C., Bauer M., Kurzke J. Some aspects of modeling compressor behavior in gas turbine performance calculations // Journal of Turbomachinery. 2001. V. 123, Iss. 2. P. 372-378. doi: 10.1115/1.1368123
  14. Therkorn D., Braig W. Turbinenkennfelderstellung für kleine arbeiten und drehzahlen // Z. Flugwiss & Weltraumforsch. 1994. V. 18, Iss. 2. P. 140-144.
  15. Лещенко И.А., Вовк М.Ю., Буров М.Н. Метод расчёта пусковых и авторотационных режимов в поэлементных нелинейных квазиодномерных математических моделях газотурбинных двигателей // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. 2022. № 7. С. 36-44.
  16. Лещенко И.А., Вовк М.Ю., Буров М.Н. Метод математического моделирования пусковых и авторотационных режимов работы газотурбинных двигателей // Насосы. Турбины. Системы. 2022. № 4 (45). С. 67-76.
  17. Рожкова М.В. Исследование рабочего процесса компрессора низкого давления на режимах авторотации // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30, № 2. С. 91-98. doi: 10.34759/vst-2023-2-91-98
  18. Erhard W., Hönle J., Kau H.-P., Kerler M., Nachtigall H. Experimental validation of a sub-idle compressor map extrapolation // Proceedings of the XXI International Symposium on Air Breathing Engines, ISABE 2013 (September, 9-13, 2013, Busan, Korea). V. 1. P. 192-198.
  19. Ferrer-Vidal L.E., Pachidis V., Tunstall R.J. An enhanced compressor sub-idle map generation method // Proceedings of the GPPS Forum 18 Global Power and Propulsion Society (January, 10-12, 2018, Zurich, Switzerland).
  20. Righi M., Ferrer-Vidal L.E., Allegretti A., Pachidis V. Low order models for the calculation of compressor sub-idle characteristics // Proceedings of the 24th Conference of the International Society of Air Breathing Engines (September, 22-27, 2019, Canberra, Australia).
  21. Aircraft Engines. Professional software for gas turbine performance calculations. https://gasturb.com
  22. Thermogasodynamic calculations of the gas turbine engines. http://thermogte.ru
  23. Мухамедов Р.Р. Математические модели ГТД // Молодежный вестник УГАТУ. 2014. № 1 (10). С. 35-43.
  24. Дайнеко В.И. Авторотация компрессорных ступеней ГТД // Вестник двигателестроения. 2006. № 3. С. 17-20.
  25. Кузнецов В.И. Экспериментальные исследования газотурбинного двигателя на режиме авторотации // Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (26-27 июня 2003 г., Самара). Ч. 1. Самара: СГАУ, 2003. С. 410-413.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).