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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».