Исследование и оптимизация воздушных систем ТРДДф
Введение
Актуальность темы диссертации:
Развитие современных авиационных двигателей направлено на увеличение основных рабочих параметров ГТД, его массовых и расходных характеристик, зависящих от степени повышения давления воздуха в компрессоре π*к и температуры газа перед турбиной Т*г [1]. Повышение термогазодинамических параметров (в первую очередь температуры и давления газа перед турбиной) в газотурбинных установках (ГТУ) приводит к интенсификации процессов преобразования энергии в двигателе, и, следовательно, увеличению нагрузок на его конструктивные элементы. К перспективным двигателям предъявляются также требования по улучшению динамических свойств: сокращению времени переходных процессов и времени выхода на максимальный режим с начала запуска [2].
Быстрое изменение режимов работы газотурбинного двигателя (ГТД) сопровождается скачками увеличения температуры газа перед турбиной в диапазоне, превышающем их диапазон на установившихся режимах. Таким образом, на лопатках турб
Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ состава и структуры воздушных систем современных и перспективных ТРДДф
Заключение по главе 1
Глава 2. Экспериментальное исследование опытного образца двигателя АЛ-41Ф-1С
2.1 Описание экспериментального исследования
2.2 Обработка экспериментальных данных
Заключение по главе 2
Глава 3. Анализ и расчет эффективности воздушных систем современных ТРДДф
3.1 Инженерный метод расчетной оценки и повышения эффективности воздушной системы ТРДДф
3.2 Анализ и расчет эффективности воздушных систем современных ТРДДф
3.3 Разработка рекомендаций по модернизации конструкции системы охлаждения
3.4 Сравнительный анализ эффективности конструктивных решений в отечественных и зарубежных воздушных системах ГТД
Заключение по главе 3
Глава 4. Расчетная оценка критичной величины осевой силы, действующей на радиально-упорный подшипник ротора высокого давления ТРДДф
4.1 Определение цели и задач по оптимизации распределения осевой силы, действующей на радиально-упорные подшипники роторов
4.2 Методика расчетной оценки критичной величины осевой силы, действующей на радиально-упорные подшипники роторов ТРДДф
4.3 Расчетная оценка величины осевой силы, действующей на радиально-упорный подшипник ротора высокого давления ТРДДф
4.4 Разработка рекомендаций по снижению осевой силы, действующей на радиально-упорный подшипник ротора высокого давления ТРДДф
Заключение по главе 4
Заключение
Список литературы
Перечень использованной литературы
1. Никитин И.С., Магдин А.Г., Припадчев А.Д., Горбунов А.А. Повышение мощности турбореактивного двигателя с помощью охлаждения воздуха на входном устройстве. Вестник Московского авиационного института, 2021, № 3, с. 130–138.
2. Поткин А.Н., Крупин В.П., Козлякова И.С., Фадеев В.А. Опыт создания ГТУ по устранению заклинивания ротора охлаждаемой турбины турбокомпрессора. Вестник СГАУ, 2012, № 3, с. 319–325.
3. R.А. Didenko, D.V. Karelin, D.G. Ievlev, Y.N. Shmotin, G.P. Nagoga. Pre-swirl cooling air delivery system performance study. Proceedings of ASME Turbo Expo, 2012, GT68342-2012, p. 1-12.
4. А.Н. Поткин, С.Е. Белова, Ф.В. Карпов, М.Н. Орешкина, В.А. Фадеев. Опыт применения наукоемких расчетных технологий для создания высокотемпературной турбины ГТД. Вестник РГАТА им. Соловьева, 2009, №1(15), с. 87-93.
5. Нестеренко В.Г., Нестеренко В.В., Асадоллахи Гохиех А. Исследование и анализ эффективности систем воздушного охлаждения лопаток турбин высокого давления ГТД. Авиационно-космическая техника и технология, 2014, № 7, с. 83–93.
6. Р.А. Диденко, Ш.А. Пиралишвили, В.Г. Шахов. Анализ характеристик потока между двумя вращающимися дисками в системе подвода воздуха к рабочей лопатке турбины на основе адаптированных критериев подобия. Тепловые процессы в технике, 2019, т. 11, №10, с. 434–446.
7. Нестеренко В. Г. Аббаварам Р.Р. Improvement of the design and methods of designing tubular air-to-air heat exchangers cooling systems of gas turbines. ICAS-2016. URL: https://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2016/data/papers/2016_0433_paper.pdf
8. Minchenko A., Nesterenko V., Malinovsky I., Revanth Reddy A. Improving the Cooling Air Supply System for the HPT Blades of High-Temperature GTE. Proceedings of the International Conference on Aerospace System Science and Engineering 2019, P. 55-65. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-1773-0_5
9. Р.А. Диденко, Ш.А. Пиралишвили, К.А. Виноградов. Проработка технологии выбора оптимального радиуса расположения аппарата закрутки в системе подвода воздуха к рабочей лопатке турбины. Тепловые процессы в технике, 2019, т. 11, №11, с. 514–526.
10. Ш.А. Пиралишвили, С.М. Пиотух, А.Н. Поткин, В.П. Крупин. Решение комплексной задачи проектирования системы охлаждения рабочего колеса газовой турбины. Вестник РГАТУ, 2013, №2(25), с. 51-57.
11. О. В. Батурин, П. Николалдэ, А. Ю. Ткаченко, А. С. Волкова, А. С. Подгорнова Идентификация математической модели газотурбинного двигателя с учетом неопределенности исходных данных. Вестник Московского авиационного института, 2021, № 3, с. 374–375.
12. Р.А. Диденко, Ш.А. Пиралишвили, В.Г. Шахов. Влияние отверстий в покрывном диске на характеристики системы подвода воздуха к рабочей лопатке турбины. Тепловые процессы в технике, 2020, т. 12, №6, с. 271–281.
13. Р.А. Диденко, Ш.А. Пиралишвили, К.А. Виноградов. Теория и расчет течения в системе подвода воздуха к рабочей лопатке турбины. Тепловые процессы в технике, 2020, т. 12, №7, с. 314-324.
14. Кофман В. М. Методология
Следует отметить важное обстоятельство. Величина коэффициента потерь скорости φАЗ оказывает существенное влияние на все стороны рассматриваемого процесса, как на затраты мощности ТВД, так и на параметры ОВ на входе в охлаждающий тракт РЛ ТВД.
Для каждого конкретного АЗ величина коэффициента φАЗ должна быть уточнена по результатам продувки.
Под покрывным диском и в отверстиях подвода охлаждающего воздуха происходит нагрев и поджатие охлаждающего воздуха от центробежной подкачки, расчет проводится по следующему алгоритму:
Сначала определяются газодинамические параметры охлаждающего воздуха под покрывным диском.
Течение ОВ под покрывным диском (ПД) в связи с отсутствием на ПД радиальных ребер, препятствующих окружному вращению ОВ, происходит по закону свободного вихря, а энергообмен между ротором и ОВ происходит только з