Методология системного анализа авиационных газотурбинных двигателей сложных схем

• Автор: Агульник, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 с. : ил.

Список принятых обозначений и сокращений

СУд - удельный расход топлива, кг/(Н' час);

О - диаметр;

- расход воздуха, кг/с;

Сг - расход газа, кг/с;

йт - расход топлива, кг/с (кг/ч);

Н - высота полета, м (км);

М - число Маха; р - давление, Па;

Р - тяга двигателя, Н (даН);

Руд - удельная тяга, Н' с/кг;

Т - температура, К;

М- число Маха; т - степень двухконтурности; п - частота вращения, 1/с;
У„ - скорость полета, м/с (км/ч); удв - удельный вес двигателя;
Л - приведенная скорость;

71 у - степень повышения давления во входном устройстве;
* - • -„ .V

К к - степень повышения давления в компрессоре;

П в - степень повышения давления в вентиляторе;

71 к I- суммарная степень повышения давления в вентиляторе и компрессоре;
К т- степень понижения давления в турбине;

Г] в - КПД вентилятора;

Г] к - КПД компрессора;

Г] х- КПД турбины;

Индексы
в - сечение за вентилятором; вн - внутренний;
вх - входное устройство, сечение за входным устройством; г - сечение за камерой сгорания (перед турбиной), газ; гг - газогенератор;
н - невозйущенный поток, окружающая среда; к - компрессор, сечение за компрессором; кр - критическое сечение, критические параметры; ос - осевой;
пр - приведенные параметры; р - расчетный режим; ср - средний;
т - турбина, сечение за турбиной; цб - центробежный; •
1 I - внутренний контур ТРДЦ;
II - наружный контур ТРДЦ;
* - параметры заторможенного потока;
ВПП - взлетно -посадочная полоса;
ГЛА - гиперзвуковой летательный аппарат;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГТУ - газотурбинная установка;
ДИЦ - двигатель с изменяемым циклом (с изменяемой степенью двухконтурности); ДПС - дозвуковой пассажирский самолет;
ЛА - летательный аппарат;
САПР - система автоматизированного проектирования;
СВВП(КВП) - самолет вертикального взлета и посадки (короткого взлета и посадки); СПВРД - сверхзвуковой прямотточный воздушно-реактивный двигатель;
СПС - сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС-1 -первого, СПС-2 - второго поколения);
СУ - силовая установка;
ТВД - турбовинтовой двигатель;
ТРД - турбореактивный двигатель;
ТРДД - двухконтурный турбореактивный двигатель;
ТРДФ- турбореактивный двигатель с форсажной камерой;
ТРДД - двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой;

объеме процедура. Существуют достаточно простые методы оценки облика проточной
« части ГТД традиционных схем, называемые методами согласования узлов
турбокомпрессорной группы: ото метод К.В.Холщевшпшва 1171 п В.Д.Коровкина [2()»31. Оба этих метода основанім на определенных допущениях, в частнос ти, что максимальные растягивающие напряжения лопатка турбины испытывает в своей корневой части, однако для современных высокотемпературных, охлаждаемых турбин ото не соответствует действительности. В результате в практике авнадвигательных ОКБ о'ти методы не папин широкого применения. Тем не менее они используются и исследовательских организациях, лак как позволяют оценить возможность реализации параметров цикла в рамках предлагаемой компоновочной схемы. Оказалось целесообразным и применение их для предварительной оценки облика проточной части на уровне "АППАРАТ" в рамках разрабатываемой методологии. Правда, для формирования облика ДИЦ сложной нетрадиционной схемы необходимо для каждой схемы сперва составить уравнения согласования каждой турбокомпрессорной группы, которые могут отличаться от классических, а затем составить систему уравнений конструктивно-геометрических связей, аналогичную рассмотренным в'разделе 1.4.
7 После осуществления расчетов на уровне "АППАРАТ" можно переходить к
уточнению облика по более точным моделям, осуществляющим поступенчатый расчет узлов с оценкой теплового и прочностного состояния.
2.3. Необходимость анализа динамических характеристик двигателей в системе ЛА
Для многих типов ЛА способность двигателя к быстрому изменению режимов своей работы является важнейшим условием соответствия его своим летно-техническим характеристикам. Прежде всего это касается маневренных самолетов. В работе [71 показано, как важен анализ динамики двигателя в системе маневренного самолета. Однако в этой работе использовались модели САР двигателя, которые включали в сеоя характеристики датчиков, регуляторов и др. элементов системы управления. Модель двигателя также не предполагала широких вариаций его размерности и параметров, характерных для этапа проектирования уровня "АППАРАТ". Вместе с тем многие схемы