Разработка методов испытания и моделирования рабочих процессов впускной системы двухтактных двигателей летательных аппаратов

• Автор: Кох, Андрей Иосифович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Принятые сокращения

Основные принятые обозначения

# Глава 1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1. Двухтактные двигатели сверхлегких летательных аппаратов

1.2. Цели и пути совершенствования двухтактных ДВС. Роль впускной системы и ее влияние на параметры двигателя

1.3. Схемы впускных систем и ее узлов

1.4. Методы расчета рабочего процесса системы впуска и её элементов

1.4.1. Методика расчета впускной системы и рабочего цикла двухтактного ДВС

1.4.2. Математическая модель впускной системы с ОПК

1.4.3. Математическая модель колебания лепестков ОПК

1.4.4. Анализ существующих методов расчета впускных систем с ОПК

1.5. Методы испытаний впускных систем и их элементов
1.6. Выводы. Цель и задачи работы.
Глава 2. Разработка методов и средств испытания впускной системы при
пульсирующих расходах воздуха
2.1. Установка для испытания впускной системы
2.1.1. Состав и принципы работы установки для испытания впускной системы при пульсирующих расходах воздуха
2.1.2. Аппаратура и методики измерения параметров при испытании впускной системы
2.2. Показатель газодинамического качества впускной системы
2.3. Исследования газодинамических характеристик впускных систем двигателя П-032
2.4. Расчет подобных режимов работы двигателя по результатам испытания на установке

2.5 Методика и результаты ускоренных испытаний лепестков ОПК на вибропрочность
2.6. Выводы
Глава 3. Разработка методов и средств измерения расхода воздуха и состава
рабочей смеси
3.1. Основные требования к измерению расхода воздуха в двигателе
3.2. Особенности измерения расходов с помощью сужающих устройств
3.2.1 Основные погрешности измерения пульсирующих расходов с помощью сужающих устройств •
3.3. Установка и методика измерения расхода воздуха
3.3.1. Состав установки для измерения расхода воздуха в двигателе
3.3.2. Методика измерения расхода воздуха
3.3.3. Исследования сходимости показаний и оценка точности измерения расхода воздуха с помощью трубы Вентури и стандартной диафрагмы
3.3.4. Исследование влияния расходомера на характеристики двигателей при испытаниях
3.4. Результаты измерения расхода воздуха и состава смеси в двигателе П-032
3.5. Методика и результаты измерения неравномерности состава смеси
по цилиндрам двигателя
3.6. Исследование рабочего процесса впускной системы на «холодной» модели ДВС
3.6.1. Установка для испытания «холодной» модели двигателя
3.6.2. Методика и результаты исследования процесса газообмена во впускной системе
3.6.3. Оценка газодинамического качества впускной системы «холодной» модели двигателя П-032
3.7. Выводы

Глава 4. Разработка математической модели рабочего процесса впускной
системы
4.1. Расчетная схема газового тракта впускной системы
4.2. Математическая модель впускной системы
4.2.1. Уравнение движения среды во впускной системе
4.2.2. Уравнение движения лепестка ОПК
4.2.3. Система уравнений впускной системы
4.2.4. Расчет аппроксимирующих функций жесткости и инерционности лепестка
4.2.5. Определение коэффициентов трения по результатам расчетов и экспериментальных исследований
4.3. Результаты численных расчетов углов раскрытия лепестков и расходов воздуха
4.4. Выводы
Заключение. Общие выводы по работе
Список литературы
Приложение «А». Акт внедрения научно-технических разработок средств и методов исследования рабочих процессов впускной системы двухтактных ДВС
Приложение «Б». Используемые термины
Приложение «В». Характеристики двухтактных ДВС для СЛА
Приложение «Г». Основные характеристики используемой измерительной аппаратуры и первичных преобразователей
Приложение «Д». Расчет коэффициента пульсации давления воздуха в ресивере установки для испытания впускной системы и в ёмкости расходомера
Приложение «Е». Расчет АЧХ цифрового фильтра нижних частот
Приложение «Ж». Протокол испытания двухтактного ДВС
Приложение «И». Записи пульсаций давления в полостях «холодной» модели двигателя

4176 ' ДРд 1-0,2956—^ 1рщаРд (2.2)
1 Рт) у Тх
Приведенные зависимости справедливы при скоростях потока, соответствующие 7?е О=2,5х103.. Л,5хЮ5. Диапазон измеряемых расходов при нормальных условиях составляет 6=6,425...385,5 кг/ч.
Характеристики основной измерительной аппаратуры, используемой для испытания при пульсирующих расходах и других применениях, приведены в приложении «Г»
2.2 ПОКАЗАТЕЛЬ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ВПУСКНОЙ СИСТЕМЫ
Как было отмечено в главе 1, предложенные в работах [16, 47, 98] методы испытания и получаемые в их результате показатели не дают однозначной и объективной оценки конечных результатов работы впускной системы с ОПК.
В качестве показателя сопротивления было предложено использовать средне интегральную потерю полного давления при пульсирующих расходах [31, 34, 49]. Она определяется экспериментально на вышеописанной испытательной установке по величине положительного перепада давления:
1 т
Рс=~(Р1 ~Рз)Ж ПРИ (Р1~Рз)>0. (2.3)

Величину интеграла можно трактовать как положительный импульс перепада давления на впускной системе, вызывающий впуск смеси, или как величину потери давления, за счет сопротивления. Недостатком показателя (2.3) является то, что сравнить характеристики впускных систем по нему можно только при одинаковых условиях испытания и идентичных расходах воздуха.
Исходя из цели - обеспечения максимальной мощности двигателя, то есть достижения максимального расхода рабочей смеси, сформулируем основные требования к показателю газодинамического качества.