Оптимизация управления газотурбинным двигателем по критериям эффективности летательного аппарата

• Автор: Ткаченко, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 148 с. : ил.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ,.ПОСВЯЩЕННЫХ ЭТАПУ НАЧАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГТД :

1Л Особенности авиационного ГТД как объекта проектирования

1.2 Аналитический обзор опубликованных работ по оптимизации параметров рабочего процесса ГТД
1.3 Аналитический обзор опубликованных работ по оптимизации конструктивногеометрических параметров турбокомпрессоров ГТД

1.4 Аналитический обзор опубликованных работ по оптимизации управления ГТД

1.5 Основные задачи исследования

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И ОЦЕНКА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ

2.1 Постановка задачи

2.2 Математическая модель полета ЛА

2.3 Численные методы решения системы дифференциальных уравнений

2.4 Математическая модель летательного аппарата

2.5 Математическая модель силовой установки
2.6 Математическая модель ГТД
2.6.1 Математическая модель входного устройства
2.6.2 Математическая модель компрессора
2.6.3 Математическая модель вентилятора
2.6.4 Математическая модель канала наружного контура
2.6.5 Математическая модель учета отбора рабочего тела из проточной части
2.6.6 Математическая модель основной камеры сгорания
2.6.7 Математическая модель турбины
2.6.8 Математическая модель сумматора мощности
2.6.9 Математическая модель трансмиссии
2.6.10 Математическая модель камеры смешения

2.6.11 Математическая модель форсажной.камеры сгорания
2.6.12 Математическая модель конического сопла
2.6.13 Математическая модель сопла Лаваля
2.6.14 Математическая модель диффузорного выходного устройства
2.6.15 Математическая модель воздушного винта
2.6.16 Математическая модель основных данных 1ТД
2.7 Численный метод решения системы нелинейных уравнений
2.8 Математическая модель критериев эффективности
3 МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ГТД ПО КРИТЕРИЯМ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛА
3.1 Постановка задачи оптимизации управления ГТД
3.2 Метод оптимизаций функции управления
3:3 Описание используемого метода числениой параметрической оптимизации
3.4 Метод расчета целевой функции.при многокритериальной оптимизации
управления с учетом ограничений
4 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДСИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ГТД (АСТРА-ОПТ)
4;1; Назначение подсистемы и решаемые задачи
4.2 Концепция построения подсистемы
4.3 Структура подсистемы и ее компоненты
4.4 Описание функционирования подсистемы
5 АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ
5.1 Определение параметров математической модели двигателя Д-3 ОКУ
5.2 Моделирование полета среднемагистрального
пассажирского самолета Ту-154М
5.3 Оптимизация управления двигателями Д-ЗОКУ-154 среднемагистрального пассажирского самолета Ту-154М
5.4 Внедрение результатов работы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ Условные обозначения
ри - атмосферное давление, кПа;
Тн - температура атмосферного воздуха, К;
к - показатель изоэнтропы;
Р - давление заторможенного потока, кПа;
Т - температура заторможенного потока, К;
А - приведенная скорость потока;
А Ку - коэффициент запаса устойчивой работы компрессора;
1 пР - приведенная окружная скорость на периферии рабочего колеса первой

ступени компрессора, — ;
Н кср - среднее значение коэффициента напора компрессора;
лк - степень повышения давления в компрессоре;
* п _ кХ - суммарная степень повышения давления в компрессоре;
Лв - степень повышения давления
к - температура продуктов сгорания за основной камерой сгорания двигателя. К;
т - степень двухконтурности;
св кг - расход воздуха через двигатель, — ;
С кг - расход топлива через двигатель, — ;
Р - тяга двигателя, кН;
^эф - эффективная тяга двигателя, кН;
с* т.су кг - расход топлива через силовую установку, — ;
с хмг - коэффициент внешнего сопротивления мотогандолы двигателя;
Е МИД - площадь миделевого сечения двигателя;

6. Относительное влагосодержание отбираемого из проточной части рабочего тела:
й?,—с?вх
7. Полное давление отбираемого из проточной части рабочего тела:
р]=р1х >кПа.
8. Полная температура отбираемого из проточной части рабочего тела:
^вх > К-Выходные данные
Свь,х - расход рабочего тела в сечении на выходе из канала, ;
с/вых - относительное влагосодержание рабочего тела в сечении на выходе из канала;

Т’вых - полное давление рабочего тела в сечении на выходе из канала, кПа;
Тдух - полная температура рабочего тела в сечении на выходе из канала, К;

<-?,• - расход отбираемого из проточной части рабочего тела или утечек, — ;

с1, - относительное влагосодержание отбираемого из проточной части
рабочего тела или утечек;

Р/ - полное давление отбираемого из проточной части рабочего тела или утечек, кПа;

Т/ - полная температура отбираемого из проточной части рабочего тела или утечек, К.
2.6.6 Математическая модель основной камеры сгорания
Входные данные

- расход воздуха в сечении на входе в камеру сгорания, — ;
с/к - относительное влагосодержание воздуха в сечении на входе в камеру сгорания;
рк - полное давление воздуха в сечении на входе в камеру сгорания, кПа;