Анализ перспективных силовых установок с ТРДД для самолетов вертикального (укороченного) взлета и посадки транспортного назначения

• Автор: Базаззаде Мехрдад
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Список принятых обозначений и сокращений
Суд - удельный расход топлива, кг/(Н.час);
С - вес, кг;
Ов - расход воздуха, кг/с;
Ог- расход газа, кг/с;
От - расход топлива, кг/с (кг/ч);
Н- высота полета, м (км);
М - число Маха; р - давление, Па;
р - удельная нагрузка на крыло, кг/м2;
Р - тяга двигателя, Н (даН);
Руд - удельная тяга (Н.с/кг);
- аэродинамическая сила 8 -площадь крыла ,м2;
Т ~ температура, К;
1 - время, с;
т степень двухконтурности; т - масса;
п - частота вращения, 1/с;
ппр - приведенная частота вращения, 1/с;
Уп -скорость полета, м/с (км/ч);
I - полярный момент инерции, кг.м ;
X, рх * аэродинамическое сопротивление;
У, РУ - аэродинамическая подъемная сила;
К - аэродинамическое качество;
и - окружная скорость (м/с);
аур - критическая скорость звука(м/с);
вт- относительнъш расход топлива; qт
Г{г~ Коэффициент полноты сгорания; а - коэффициент избытка воздуха;

а кс- коэффициент восстановления полного давления в камере сгорания; о вх- коэффициент восстановления полного давления воздухозаборника;
Ср - удельная теплоемкость (Дж/кг.К); со - угловая скорость (1/с);
Уде - удельный вес двигателя;
X - приведенная скорость;
щ- степень повышения давления во входном устройстве;
71»- степень повышения давления в компрессора; я,;- степень повышения давления в вентиляторе;
Як£ - суммарная степень повышения давления в вентиляторе и компрессорах
7]в - КПД вентилятора;
т}к - КПД компрессора;
ц г - КПД турбины;
ф- угол наклона двигателя;
р.- тяговооруженность;
Он - угол наклона траектории; град у время, с;
Индексы
в - сечение за вентилятором;
вх - входное устройство, сечение за входным устройством; г - сечение за камерой сгорания (перед турбиной), газ; гг - газогенератор;
кр - крыло; критическое сечение, критические параметры; к - компрессор, сечение за компрессором; н - невозмущенный поток, окружающая среда; пр - приведенные параметры; р - расчетный режим; с - самолет;
т - турбина, сечение за турбиной;
1- внутренний контур ТРДЦ;
11 - наружный контур ТРДЦ;

- параметры заторможенного потока;
Сокращения
ВПП - взлетно-посадочная полоса;
ВНЛ - вентилятор с неподвижными лопатками ВПЛ - вентилятор с подвижными лопатками ГГ- газогенератор;
ГПС - гиперзвуковой пассажирский самолет;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ДПС - дозвуковой пассажирский самолет;
ЛА - летательный аппарат;
СВВП - самолет вертикального взлета и посадки;
СНДУ - система нелинейных уравнений
СКВЇІ - самолеты с коротким пробегом при взлете и потсадки;
СУ - силовая установка;
ТРВ - тандемно-расположенный вентилятор;
ТРД - турбореактивный двигатель;
ТРДФ - турбореактивный двигатель с форсажной камерой;
ТРДЦ - двухконтурный турбореактивный двигатель;
ТРДЦсм - двухконтурный турбореактивный двигатель со смешением потоков; ДИП - двигатель с изменяемым процессом;
КМ - композиционный материал;
КВД - компрессор высокого давления;
КЦЦ - компрессор низкого давления;
КС - камера сгорания;
ЛТХ - летно-технические характеристики;
НЛГС - нормы летной годности самолета;
ТВД - турбина высокого давления;
ТНД - турбина низкого давления;
ТЗ - техническое задание;
ЦИАМ - Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова;

Мдаиадавдш моделирование характеристик СУ для СВВП
Модель расчета динамических характеристик ГТД формируется на основе модели нерасчетных установившихся режимов, в которой уравнения равенства мощностей турбин и компрессоров заменяются на дифференциальные уравнения, связывающие избыточную мощность и темп изменения частоты вращения с моментом инерции роторов. При этом используется ряд допущений (например, о квазистационарности рабочего процесса).
Для решения задач согласования ГТД и ЛА применяется математические модели первого уровня точности по терминологии ЦИАМа [43]. Под первым уровнем точности понимается применение соотношений и уравнений, отображающих физические взаимосвязи между внутренними подсистемами-узлами ГТД, с типичными для инженерной постановки задачи допущениями, причем подсистемы представлены моделями на нулевом уровне, под которым понимается описание характеристик объекта как “черного ящика” с помощью формальных взаимосвязей (таблиц, аппроксимирующих и статических зависимостей).
2.2,Термодинамические зависимости параметров
Термодинамические соотношения, которые используются для описания процессов в узлах и элементах ГТД по существу, сводятся к зависимостям между изменением температуры и энтальпией, а также между изменением давления при адиабатическом сжатии или расширении и соответствующим изменением температуры.
В приближенных расчетах используется допущение о независимости свойств воздуха и газа от температуры, что позволяет получить простые соотношения для определения параметров по тракту двигателя [1]. При этом обычно 1 фо дно латается, что от входа в двигатель до камеры сгорания, а также во всем наружном контуре - показатель адиабаты к = 1.4, газовая постоянная Я = 287 Дж/(кг К), от сечения перед турбиной высокого давления до среза сопла внутреннего контура к = 1.33, Я = 287.6 Дж/(кг К). Однако этот способ задания теплофизических свойств воздуха (газа) неприменим для расчетов ГТД с высоким уровнем температуры по тракту. Поэтому для решения задач согласования перспективного ТРДЦ с СВВП необходимо учитывать