Расчетно-экспериментальное исследование влияния отборов воздуха из промежуточной ступени компрессора на его характеристики

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Кизеев И. С. *, Кожемяко П. Г. , Эзрохи Ю. А. **

Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: 30105@ciam.ru
**e-mail: yaezrokhi@ciam.ru

Аннотация

В материале представлены результаты оценки изменения протекания характеристик компрессоров в результате перепуска рабочего тела из-за промежуточной ступени. Приведены физические основы влияния перепуска воздуха на характеристики лопаточных машин.

Рассмотрены два компрессора с различным количеством ступеней: трехступенчатый с отбором воздуха из-за первой или второй ступени в количестве от 0 до 15% (относительно расхода воздуха на входе в компрессор) и шестиступенчатый с отбором воздуха из-за третьей ступени в количестве от 0 до 10%.

Полученные результаты численного расчета и экспериментальных замеров показали, что на максимальных частотах вращения дополнительный отбор воздуха не приводит к смещению напорной линии группы ступеней до места отбора, однако напорные линии группы ступеней за местом отбора смещаются вправо-вниз по мере увеличения отбираемого воздуха. На пониженных частотах вращения дополнительный отбор воздуха для первой группы ступеней также не приводит к смещению напорной линии, но для второй группы ступеней приводит к существенному смещению напорной линии вправо-вверх.

Ключевые слова:

компрессор, характеристика компрессора, напорная линия, КПД компрессора, отбор воздуха

Библиографический список

  1. Ша М., Агульник А.Б., Яковлев А.А. Анализ результатов математического моделирования натекания дозвукового потока на профили лопаток в двухмерной постановке // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80297

  2. Leitner M.W., Zippel M., Staudacher S. The interaction of tip leakage flow with incoming flow in a compressor cascade // Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress — 2016, available at: https://www.dglr.de/publikationen/2016/420023.pdf

  3. Merkl E. Uhbr aero engines, technologien für die nächste triebwerksgeneration (enoval) // Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress — 2016, available at: https://www.dglr.de/publikationen/2016/420025.pdf

  4. Grois A. Entwicklung eines numerischen simulationsverfahrens zur modellierung einer verdichterströmung in einem generischen zweiwelligen turbofan triebwerk // Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress – 2016, available at: http://www.dlrk2016.dglr.de/fileadmin/inhalte/veranstaltungen/dlrk/dlrk2016/DLRK2016_Programm_web.pdf

  5. Druzhinin I., Rossikhin A., Mileshin V. Computational investigation of aerodynamic and acoustic characteristics of counter rotating fan with ultra high bypass ratio // 12th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics, 2017, ETC2017-146, available at: https://www.euroturbo.eu/paper/ETC2017-146.pdf

  6. Thomas G. Sylvester, Robert J. Brown, Colin F. O’Connor. F-35B Lift Fan Inlet Development // AIAA Centennial of Naval Aviation Forum «100 Years of Achievement and Progress», 21 – 22 September 2011, Virginia Beach, VA, available at: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2011-6940

  7. A. Joksimović, S. Duplaa, Y. Bousquet, X. Carbonneau, N. Tantot. Local and global analysis of a variable pitch fan turbofan engine // 12th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics ETC12, April 3-7, 2017; Stockholm, Sweden, available at: https://www.euroturbo.eu/paper/ETC2017-073.pdf

  8. Гуревич О.С., Гольберг Ф.Д., Зуев С.А., Бусурин В.И. Управление органами механизации компрессора газотурбинного двигателя с использованием его математической модели // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80286

  9. Sean T Ford. Aerothermodynamic cycle design and optimizatoin method for aicraft engines // A Thesis Presented to The Academic Faculty In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Masters of Science in the School of Aerospace Engineering, Georgia Institute of Technology, December 2014, available at: https://smartech.gatech.edu/bitstream/handle/1853/53006/FORD-THESIS-2014.pdf

  10. Guy Norris. USAF Confirms Sixth-Gen Fighter Engine Awards // Aerospace Daily & Defense Report, 2016, available at: http://aviationweek.com/defense/usaf-confirms-sixth-gen-fighter-engine-awards

  11. Ya Lyu, Hailong Tang, Min Chen. A Study on Combined Variable Geometries Regulation of Adaptive Cycle Engine during Throttling // MDPI, Applied Sciences, 2016, available at: https://www.mdpi.com/2076-3417/6/12/374/pdf

  12. Joseph W. Connolly, David Friedlander, George Kopasakis. Computational Fluid Dynamics Modeling of a Supersonic Nozzle and Integration into a Variable Cycle Engine Model // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. Propulsion and Energy Forum, July 28-30, 2014, Cleveland, available at: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2014-3687

  13. George Kopasakis, Joseph W. Connolly, Jonathan Seidel. Propulsion System Dynamic Modeling of the NASA Supersonic Concept Vehicle for AeroPropulsoServoElasticity // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. Propulsion and Energy Forum, July 28-30, 2014, Cleveland, available at: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160001690.pdf

  14. Дрыгин А.С., Кизеев И.С., Эзрохи Ю.А. Анализ возможностей повышения крейсерской топливной экономичности многорежимного двигателя с третьим контуром // Наука и Образование. 2017. № 3. С. 116 – 136, doi: 10.7463/0317.0000964

  15. Кикоть Н.В., Кретинин Г.В., Лещенко И.А., Федечкин К.С. Исследование топливной экономичности силовой установки многорежимного самолета с трехконтурным двигателем // Труды XLII академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева (Москва, 23-26 января 2018). – М.: МГТУ им. Н.Е. Баумана, 2018. С. 293.

  16. Лещенко И.А., Шмотин Ю.Н., Федечкин К.С., Кикоть Н.В. Исследование эффективности независимо управляемого 3-го контура в силовой установке многоцелевого самолета // Всероссийская научно-техническая конференция «Авиадвигатели XXI века». Тезисы докладов. (Москва, 24-27 ноября 2015) – М.: ЦИАМ, 2015. С. 77 – 79.

  17. Эзрохи Ю.А., Дрыгин А.С., Кизеев И.С., Селиванов О.Д., Фокин Д.Б. Перспективы применения технологии третьего контура в условиях сверхзвукового полета // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91846

  18. Берне Л.П. Как все начиналось. – М.: Двигатель, 2013. – 464 с.

  19. Казанджан П.К. и др. Теория реактивных двигателей. – М: Военное издательство Минобороны СССР, 1955. – 296 с.

  20. Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. – М.: Машиностроение, 1970. – 614 с.

  21. Антонюк Л.М., Марусенко В.С. Теория газотурбинных двигателей. – М.: Изд-во МАИ, 1998. Ч.1. – 163 с.

  22. Нечаев Ю.Н., Федоров Р.М., Котовский В.Н., Полев А.С. Теория авиационных двигателей. – М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2005. Ч. 1. – 366 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход