Магнітогазодинамічний вплив на параметри течії у вхідному пристрої авіаційної силової установки з повітряним гвинтом

Размещено на http://allbest.ru

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Магнітогазодинамічний вплив на параметри течії у вхідному пристрої авіаційної силової установки з повітряним гвинтом

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

авіаційний силовий установка електромагнітний

Нестійка робота компресора в системі двигуна викликає інтенсивні коливання тиску робочого тіла в проточній частині тобто газодинамічні удари. В свою чергу це явище призводить до руйнування лопаток компресора, пожежі або обгоряння лопаток турбіни і, як наслідок, відмови двигуна в польоті. Джерелом нестійкої роботи компресора є нестаціонарність і нерівномірність течії, що потрапляє на лопатки ступенів компресора газотурбінного двигуна (ГТД). Вона знижує їх ефективність на 4-7 % , а також зменшує запас газодинамічної стійкості (ГДС) компресора. Саме тому актуальними є методи суттєвого покращення параметрів течії, що потрапляє в компресор. Такі методи дозволяють підвищити ГДС компресорів, і що найважливіше, не потребують конструктивних змін останніх. Важливо відмітити, що одним з суттєвих недоліків двигуна Д-27 для оперативно-тактичного літака АН-70, що є прототипом в поданій роботі, є його недостатня ГДС. Конструктивними змінами самого компресора можливо досягти значного покращення вхідних параметрів течії, але повністю усунути їх неможливо.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової задачі поліпшення експлуатаційних характеристик вхідного пристрою, що врешті призводить до підвищення ГДС компресора і двигуна в цілому, та представляє науковий і практичний інтерес для розробників і виробників авіаційних ГТД.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Подана робота є ініціативною і одночасно складовою частиною досліджень, що проводяться в Національному авіаційному університеті та ДП «Антонов» сумісно з науковими установами Міністерства оборони України і спрямовані на підвищення рівня безпеки польотів та дослідження нових методів аеродинамічного вдосконалення вхідних пристроїв авіаційних ГТД. Робота виконується в рамках Державної програми розвитку авіаційного транспорту України на період до 2010 року, що розроблена згідно Указу Президента України від 18 жовтня 2000 року №1143/2000 “Про рішення Ради національної безпеки і оборони України” від 27 вересня 2000 року “Про стан авіаційного транспорту та авіаційної промисловості”.

Робота виконувалась в рамках наступних науково-дослідних робіт:

- № 107-ДБ03 “Розробка та дослідження нових методів аеродинамічного вдосконалення компресорів авіаційних ГТД” № державної реєстрації 0103U002004;

- № 3-ф1/К14 “Розробка та дослідження ефективності нових методів забезпечення газодинамічної стійкості компресорів авіаційних ГТД”.

Об'єктом дослідження є течія у вхідному пристрої авіаційної силової установки з турбогвинтовим (ТГвД) або турбогвинтовентиляторним двигуном.

Предметом дослідження є вхідний пристрій авіаційної силової установки з газотурбінним турбогвинтовим або гвинтовентиляторним двигуном.

Метою дисертаційної роботи є розробка засобів та рекомендацій поліпшення експлуатаційних характеристик повітрозабирача (у складі авіаційної силової установки з турбогвинтовим або турбогвинтовентиляторним двигуном), шляхом електромагнітного керування течією.

Задачі дослідження. Для досягнення мети роботи поставлені і вирішені наступні задачі:

1. Розрахувати параметри течії вхідного пристрою ГТД з повітряним гвинтом, що включає: вибір розрахункової моделі турбулентності, підбір констант до обраної моделі розрахунку, що дозволяють максимально наблизити результати розрахунку до результатів льотних випробувань прототипу, розрахунок параметрів течії циліндричного каналу з використанням відпрацьованої моделі турбулентності.

2. Розробити експериментальний комплекс та методику проведення експерименту для дослідження течії циліндричного каналу під впливом електромагнітних сил.

3. Розробити метод покращення характеристик повітрозабирача за рахунок зменшення втрат повного тиску шляхом електромагнітного керування течією.

Методи дослідження. Отримані результати базуються:

на розрахункових методах теорії газотурбінних двигунів (включаючи турбогвинтовентиляторні двигуни), теорії робочих процесів авіаційних ГТД; на теорії пограничного шару; теорії газової динаміки; теорії низькотемпературної плазми. Також, у процесі дисертаційних досліджень використовувались методи математичного моделювання, метод кінцевих елементів для розв'язання задач газодинаміки потоку, методи нелінійного програмування для розв'язку оптимізаційної задачі та експериментальні методи для дослідження параметрів плоских компресорних решіток;

на експериментальних методах, таких як льотні випробування прототипу і його випробуваннях на натурних і напівнатурних стендах, постановка експерименту та методології його проведення.

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

1. Досліджена поведінка низькотемпературної часткової плазми по тракту циліндричного каналу і показано вплив плазмування та подальшого керування потоком на величину радіальної нерівномірності течії. Отримана залежність між величиною радіальної нерівномірності течії і ефективністю повітрозабирача ТГвД.

2. Розроблено новий метод покращення характеристик повітрозабирача за рахунок зменшення втрат повного тиску шляхом електромагнітного керування течією.

Практичну значимість роботи становлять:

1. Методи й моделі доведені до інженерних методик, що дозволяють вирішувати інженерні та наукові задачі, пов'язані з розрахунками параметрів течії і ефективності як вхідних пристроїв, так і будь яких патрубків.

2. На базі розробленого експериментального комплексу можливе подальше дослідження і доведення методу керування течією до рівня, при якому можливе його використання в авіабудуванні та інших галузях народного господарства.

3. Застосування такого методу поліпшення характеристик вхідного пристрою дозволяє без істотних додаткових фінансових затрат модернізувати силову установку будь-якого ТГвД з кільцевим повітрозабирачем.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися, обговорювалися і отримали позитивну оцінку на засіданнях кафедри авіаційних двигунів і наукових конференціях Національного авіаційного університету (2006 - 2009 рр.) а також на семінарах, що пов'язані з модернізацією літака АН-70 на ДП «Антонов».

Публікації. За темою дисертації опубліковано 5 друкованих праць, у тому числі 3 статті у наукових фахових виданнях (одна одноосібна), а також дві тези доповідей.

Особистий внесок автора. В роботах, що виконані в в співавторстві, формулювання проблем, визначення напряму досліджень і аналіз результатів виконано спільно. Основні положення теоретичних досліджень, розробка програми спеціальних експериментальних досліджень електромагнітного впливу на збурену течію в кільцевому каналі, обробка та аналіз їх результатів, а також розробка методу іонізації і керування течією належать безпосередньо автору.

Структура і об'єм роботи. Дисертація складається з введення, трьох розділів і додатків. Повний об'єм дисертації 157 сторінок, 62 рисунки, 6 таблиць і 2 додатки. Список використаних джерел складається з 60 найменувань на 6 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі проведено аналіз сучасного стану, існуючих проблем та тенденцій розвитку методів покращення ефективності газодинамічних двигунів з гвинтовентилятором.

Проведено аналіз діяльності наукових і промислових підприємств щодо дослідження істотного покращення силових установок перспективних дозвукових літаків. Показано, що реалізація Програми дослідження гвинтовентиляторів є успішною і дозволяє забезпечити значну економію палива.

Концепція гвинтовентиляторної силової установки поєднує наступні перспективні розробки і елементи турбогвинтових і двоконтурних двигунів: високу навантаженість на омітаєму поверхню, шаблевидні лопасті, аеродинамічно довершену мотогондолу на крилі, сучасний турбовальний двигун. Як відомо, гвинтовентилятор являє собою відкритий вентилятор або вентилятор без кожуха, споряджений двигуном того ж рівня техніки, що і конкуруючий з ним ТРДД. В результаті такого поєднання створена силова установка, котра характеризується значно меншою витратою палива, ніж силова установка на базі ТРДД.

Було проведено велику кількість досліджень щодо використання таких силових установок в дозвуковій авіації, і всі ці дослідження показали значну економію палива, що отримується при використанні турбогвинтовентиляторного двигуна (ТГВВД). Можливість економії палива за використання перспективних літаків з ТГВВД складає 15-20 % для комерційної авіації і 25-35 % для військової (літакі бойового патрулювання та військовотранспортні) в порівнянні з літаками з ТРДД такого ж рівня. Отриманий ефект залежить від конкретного призначення літака, від крейсерської швидкості, дальності польоту і інших потреб. Ці дослідження торкались також вимог до літаків з ТГВД з ціллю забезпечення рівней шуму і вібрацій в кабіні на крейсерській швидкості, як улітаків з ТГВД. В доповнення до економії палива і скороченню витрат на літак з ТГВД може мати більш низький рівень шуму також на режимі зльоту і посадки у порівнянні з вимогами FAA для нових літаків. Для них можуть бути використані більш короткі злітні смуги, ніж для подібних літаків з ТРДД.

Різні використання літаків з ТГвД проводились загалом на звичайних злітних смугах і на крейсерських швидкостях, що відповідають М=0,7-0,8. Хоча цей швидкісний діапазон є головною ціллю програм, що розробляються, продемонстровані досягнення можуть бути використані для проектування повітряних гвинтів або гвинтовентиляторів для літаків, розрахованих для числа М=0,6-0,85.

Технічне вдосконалення двигунів і літаків з цими двигунами взаємопов'язане і потребує роботи як над окремими найбільш важливими елементами, так і над всією системою в цілому. Програми розробки компонентів ротора гвинтовентилятора, двигуна і редуктора, звукоізоляція фюзеляжа і досліджень по взаємопов'язанню крила з двигуном включають в себе вивчення вимог до окремих компонентів, а також оцінки впливу інших, пов'язаних з ними компонентів системи. Наприклад, у наш час дуже актуальним є вивчення і дослідження швидкості течії за гвинтовентилятором, дослідити вплив закрученості течії на роботу вхідного пристрою і характеристики крила. Рівням шуму ротора на режимі крейсерського польоту з більшою швидкістю також приділяється першоступенева увага при проектуванні фюзеляжа і дослідженнях по мінімізації шуму в кабіні.

Особливо важливе питання , що стосується силової установки, відноситься до повітрозабирачів ТГвД. Бажано, щоб канал повітрозабирача, по-перше -забезпечував надходження в компресор повітря з мінімальним ступенем неоднорідності і з мінімальними втратами повного тиску. Виконання цих вимог, типових для ТГвД, в даному випадку ускладнюється в зв'язку зі специфічними особливостями течії за гвинтовентилятором, для котрого характерні більш висока швидкість і закрученість. По-друге - канал має враховувати сумісність роботи вхідного пристрою і ГТД в цілому, чого на даному етапі досліджень не існує. Разом з тим, чимало досліджень присвячено оптимізації самого вхідного пристрою щоправда без урахування гвинта попереду. Існує чимало різних методик розрахунків повітряних гвинтів і течії за ними які дають задовільне уявлення про аеродинамічні процеси і дають змогу встановити параметри потоку перед безпосереднім входом у двигун. Окремо проведено розрахунок течії у повітрозабирачі, тракті і перед першим ступенем компресору.

У процесі роботи до вхідних пристроїв напрацьовані такі вимоги:

малі втрати повного тиску повітря в процесі його підводу до двигуна;

мінімальний зовнішній опір;

рівномірність повітряної течії (поля швидкостей і тиску) на вході в компресор;

стабільність повітряної течії на будь яких умовах польоту і режимах роботи двигуна;

простота конструкції, мала маса і габаритні розміри;

ефективний захист двигуна від попадання в нього сторонніх предметів.

У останній час основні дослідження вхідних апаратів були спрямовані на:

пошук оптимальних схем гальмування потоку в стрибках ущільнення;

визначення впливу в'язкості на ефективність процесу гальмування потоку;

розробку методів регулювання повітрозабирача в широкому діапазоні швидкостей;

зниження рівня неоднорідності потоку на виході з вхідного пристрою на всіх режимах польоту літального апарата;

вирішення проблеми сумісності вхідного пристрою і двигуна;

забезпечення газодинамічної стійкості силової установки.

Також у першому розділі наведено статистичний аналіз компонувальних схем ТГвД і зроблено висновок щодо слабкої висвітленості проблем пов'язаних з дослідженням ТГвД з кільцевим вхідному пристрої.

У другому розділі наведено методи та математичні апарати числового дослідження параметрів течії в кільцевому каналі під впливом електромагнітних сил та без них.

У вхідному пристрої без впливу електромагнітних сил, параметри повітря на вході в компресор розраховувались за допомогою комп`ютерного математичного моделювання за двопараметричною напівемпіричною моделлю (Realizable k - ).

Ця модель широко використовується для вирішення практичних задач. Її прототип ( стандартна k - ?) був вперше запропонований Лаундером і Сполдінгом та в подальшому набув багатьох модифікацій, однією з яких є застосована в роботі версія Realizable k. Вона є помилкостійкою, економічною і достатньо точною для широкого діапазону турбулентних потоків. Realizable k - модель розв'язує деякі математичні обмеження рейнольдсових напружень, які мають місце в турбулентних течіях. Вона точніше у порівнянні з іншими моделями дозволяє розраховувати розподіл дисипації пласких і круглих струменів, дозволяє більш точно розраховувати течії, що обертаються, пограничні шари, що підлягають сильним градієнтам тиску, відривні та рециркуляційні течії. Realizable k - модель показує істотну перевагу перед стандартною k - моделлю турбулентності для викривлених, вихрових потоків і для течій, що обертаються. Практичні дослідження показали її явні переваги при розв'язанні течій, які характеризуються наявністю відривних течій, та потоки в яких мають місце розвинуті вторинні течії.

Граничні умови:

Вхід.

Кінетична енергія турбулентності, де для високого ступеню турбулізації течії, - швидкість течії на вході.

Швидкість дисипації кінетичної енергії турбулентності, де - розмірний масштаб турбулентності, якій оцінюється наступним чином:

для високого ступеню турбулізації течії, - характерний лінійний розмір задачі.

Вихід.

Нульовий потік для:.

Нульовий потік для:.

Стінка.

Для зрівноваженої турбулентності.

Значення в елементі поряд зі стінкою для :

де, - безрозмірна відстань до найближчої стінки, - відстань до найближчої стінки - динамічна швидкість.

Значення в елементі поряд зі стінкою для :

де - питома швидкість дисипації турбулентної енергії, - безрозмірна еквівалентна «пісочна» шорсткість, - еквівалентна «пісочна» шорсткість- стала Кармана.

Таким чином, значення в пристінному елементі вираховується через . Подана комбінація має сенс у поєднанні з граничними умовам, логарифмічний закон для швидкості.

Для незрівноваженої турбулентності.

Нульовий потік для :.

Значення в елементі поряд зі стінкою для :

опорна швидкість при розрахунку в'язкого напруження на стінці

Подана комбінація має сенс у поєднанні з граничними умовами, логарифмічним законом для швидкості.

Початкові умови.

Задається початковий рівень турбулентності течії через безрозмірний параметр: для сильно збуреної течії та початковий розмірний масштаб турбулентності, котрий оцінюється наступним чином:; для високого ступеня турбулізації течії; - характерний лінійний розмір задачі.

тут - початкова швидкість течії.

Розрахункова сітка (показана на рис. 1) складається з 797563 гексаедричних елементів.

Проведено дослідження течії під впливом електромагнітних сил.

За наявності повздовжнього магнітного поля і обертання потоку попередньо закрученого гвинтом, в задачі приймають участь три компоненти магнітного поля і швидкості

Для випадку, що розглядається, можна вважати плазму квазінейтральною [51] оскільки: і дебаєвський радіус багато менше харктерного розміру системи (тобто порівняно з довжиною повітрозабирача).

Також при числовому інтегруванні багатовимірної МГД-задачі має бути виконано умову бездивіргентності магнітного поля.

Фізична картина процесів визначалась не абсолютними значеннями тих чи інших параметрів в конкретній системі одиниць вимірювання, а безрозмірними параметрами. В якості одиниць виміру обирались розмірні константи: - довжина каналу;- характерні значення концентрації, температури і азимутальної складової магнітного поля на вході в канал, де - радіус зовнішнього електрода, - розрядний струм в системі. За допомогою вищевказаних величин формувались одиниці: тиску -, швидкості -(характерна альфвеновська швидкість), часу -(«прогоновий» час). Зв'язок вихідних розмірних величин з безрозмірними параметрами, що беруть участь в задачі, знаходився наступним чином: - співвідношення газового і магнітного тисків на вході, де; - магнітна в'язкість, зворотно пропорційна магнітному числу Рейнольдса для спітцеровської провідності

Рівняння та граничні умови зумовлюють динаміку течії. На вході в канал припускалось, що плазма подається з відомими значеннями щільності і тмператури

З урахуванням поданих вище зауважень у вісесиметричному випадку основні рівняння магнітної газодинаміки в безрозмірній формі можна записати в термінах - компоненти векторного потенціалу і - компоненти магнітного поля:

Якщо не розглядати додаткове рівняння електричного ланцюга, вважаємо, що напруга підтримується постійною і надходить в систему тільки через електроди, тобто

Числове інтегрування рівнянь (1) - (6) ведеться в області координат, що узгоджена з формою каналу- поздовжна,- радіальна координати).

У обраній моделі течії що обертається проводиться розщеплення за фізичними факторами і координатами. В розрхунку переносу з корекцією течії використано алгоритм, розроблений для інтегрування узагальненого одномірного рівняння переносу і адаптований з врахуванням розщеплення для обчислення системи рівнянь (1) - (6). Рівняння переносу (7) для величини обчислюються за допомогою одного з характеристичних методів.

Кінцева провідність як функція температури, присутня в правих частинах рівнянь (6), (7) для величин Вплив диссипативних факторів обчислюється на основі неявної схеми. В поданому випадку використовується потоковий варіант метода прогонки.

Числовий експеримент проведено з допомогою комп`ютерного математичного моделювання з вбудованим магнітогідродинамічним модулем.

Розрахункова сітка (показана на Рис. 1) складається з 797563 гексаедричних елементів.

Така проста схема відповідає основній задачі - розрахувати і відобразити зміну тисків у центрі потоку до електромагнітного втручання і під час його впливу.

Результати розрахунків показано на рис. 2.15

За допомоги числового експерименту визначено оптимальне значення введеного коефіцієнту інтенсивності МГД впливу А

Так, визначено, що система ефективна.

В третьому розділі наведені результати експериментального дослідження впливу електромагнітного поля на течію слабко іонізованого повітря в каналі. Показані ефекти електростатики і магнітостатики, за допомогою яких уможливлюється здійснення експерименту, наводиться перелік методів створення магнітних полей.

Також подано опис експериментальної установки (рис. 4) і її структурної схеми (рис. 5).

Експериментальна установка умовно поділяється на чотири зони: іонізації, фокусування, вимірювань і вентилятор.

Саме по собі повітря є непровідним газом. Перша задача, яка постає, це зробити некероване повітря керованим газом, тобто плазмою (слабкоіонізовавною, низькотемпературною). Найпростіший метод (в умовах нашого експерименту) полягає в іонізації за допомогою електричної дуги. В першій зоні проходить іонізація за допомогою дугового розряду, що відбувається між голками голкового розряднику, з підводом напруги +25 кВ через резистори R1, R4 і R1, R3 від діодного помножувача напруги. На кожній з двох секцій встановлено по 4 стальних голки. Цієї кількості якраз достатньо для отримання потрібної концентрації іонів.

В наступній зоні проходить основна фаза експерименту - фокусування іонізованого потоку. Отримана в першій зоні слабко іонізована низькотемпературна плазма проходить трактом до фокусуючої трубки, де і відхиляється до центру труби. Напруга +25 кВ, від того ж джерела, що і для іонізації, подається на жерстяну фокусуючу трубку товщиною близько 1,5 мм через резистори R4 i R2.

В третій зоні проводяться вимірювання статичного і динамічного тиску за допомоги гребінки встановленої на відстані 20 мм від фокусуючої трубки, під'єднаної до двох блоків БД-М. Блоки складаються з 6 резистивних тензорних датчиків тиску кожний.

За базовий тиск брався тиск атмосфери.

Остання зона використана для встановлення вентилятора з енергоспоживанням 12 В. Вентилятор використовувався для закручування та всмоктування потоку в трубу ззовні.

Вимірювання проводились до вмикання іонізатора та після. Результати порівнювались між собою та з отриманими шляхом чисельного моделювання.

Експеримент поділявся на два етапи: спочатку знімались дані без підключення МГД модуля, потім вмикався модуль і дані знімались повторно. Експеримент повторювався 10 разів за різних температурних умов.

Представлене порівняння результатів числового моделювання і експериментальних досліджень, а також надано рекомендації щодо підвищення ефективності повітрозабирача у складі турбогвинтовентиляторного двигуна.

Для побудови порівняльних графіків обчислювалось середньоарифметичне значення тисків для кожної точки. Результати подані на рис. 8 і 9.

Порівняльний розрахунок показує, що розбіжність між числовим моделюванням та експериментальними даними в зоні віддаленій від пристінкової не перевищує 2,5 %.

При проведенні експерименту коефіцієнт радіальної нерівномірності обчислений за формулою (1.4) становив:

до ввімкнення керуючого пристрою 34,13 %;

після ввімкнення керуючого пристрою 17,81 %.

Розрахунковий коефіцієнт радіальної нерівномірності становив:

до врахування дії керуючого пристрою 31,70 %;

після врахування дії керуючого пристрою 18,1 %.

Враховуючи, що не впливає на ГДС компресора, а використання керуючого пристрою знизило цей показник до значень, менших за 20 %, можна вважати мету досліджень досягнутою.

Підбір коефіцієнту А проводився за результатами чисельного експерименту (рис. 10)

Введено коефіцієнт ефективності К:

На рис. 11 наведено залежність коефіцієнта ефективності К від коефіцієнта інтенсивності А. Розрахунок проводився за чотирьох чисел Маха: 0,1, 0,2, 0,3 і 0,4.

За результатами аналізу залежності було зроблено висновок, що зі збільшенням швидкості набігаючого потоку знижується ефективність електромагнітних сил і стає необхідним збільшення коефіцієнту інтенсивності А, але таке збільшення ефективне до певної межі (рис. 12), після якої збільшення потужності іонізатора вже не дає потрібного ефекту.

За результатами досліджень, що наведені в розділі 3, було зроблено наступні висновки:

1. Порівняльний розрахунок показує, що розбіжність між даними числового моделювання та експериментальними даними в зоні віддаленій від пристінкової не перевищує 2,5 %. Сильні розбіжності у пристінковій течії пояснюються тим, що при проведенні натурного експерименту використовуються приймачі тиску зовнішнім діаметром 2 мм, що по-перше, з огляду на діаметр труби, вносять власні збурення навколо самих себе, а по-друге ними неможливо виміряти тиск безпосередньо близько стінок. Параметри течії у пристінковому шарі більш точно моделюються математично. Задаючи більш розгалужену і загущену сітку біля стінок, а також враховуючи шорсткість поверхні і правильно підібравши модель турбулентності, можливо змоделювати течію, максимально наближену до існуючої, чого неможливо добитися в натурному експерименті.

2. При проведенні експерименту коефіцієнт радіальної нерівномірності становив:

до ввімкнення МГД генератора 34,13 %;

після ввімкнення МГД генератора 17,81 %.

Розрахунковий коефіцієнт радіальної нерівномірності становив:

до врахування дії МГД генератора 31,70 %;

після врахування дії МГД генератора 18,1 %.

3. Враховуючи, що не впливає на ГДС компресора, а використання МГД генератора знизило цей показник до значень менших за 20 %, можна вважати мету досягнутою.

4. В процесі аналізу проведених досліджень виявлено залежності між коефіцієнтом інтенсивності МГД впливу А і коефіцієнтом ефективністі каналу К (вплив темтемператури (в межах від 0 до 24 °С) не брався до уваги як несуттєвий). З цієї залежності випливає, що ефективні числа коефіцієнта А знаходяться в межах 6,14 ч6.92.

За результатами проведеного дослідження запропоновані наступні заходи щодо підвищення ефективності вхідного пристрою:

1. При розрахунках ефективності вхідних пристроїв ГТД можна не враховувати величину радіальної нерівномірності, при розрахунку ж ефективності вхідного пристрою у складі ТГвД обов'язково враховувати величину радіальної нерівномірності і підраховувати сумарні збурення течії всередині вхідного пристрою за формулою

2. За умови встановлення МГД устаткування у вхідному пристрої можливо істотно знизити нерівномірність течії перед компресором. Конкретна цифра у відсотках зниження нерівномірності буде відома після проведення льотних випробувань.

3. При проектуванні МГД пристрою для отримання максимального ефекту потрібно встановлювати таку потужність іонізатора, яка б відповідала коефіцієнту інтенсивності А = 6,14 ч 6.92.

ВИСНОВКИ

У роботі поставлена і вирішена важлива народногосподарська задача, що пов'язана з покращенням характеристик турбогвинтових або турбогвинтовентиляторних силових установок.

Розв'язання задачі полягає в розробці методів, моделей і технічних рішень для підвищення ефективності повітрозабирача.

При розв'язанні задачі отримані наступні наукові результати:

1. Розроблено адаптовану математичну модель і методику розрахунку параметрів течії у вхідному пристрої з електромагнітним впливом на потік, котра дозволяє оцінювати величину радіальної нерівномірності течії;

2. Створено експериментальний комплекс та методику проведення досліджень течії в циліндричному каналі з впливом електромагнітних сил на потік.

3. Розроблено метод покращення характеристик вхідного пристрою за рахунок зменшення втрат повного тиску шляхом електромагнітного керування течією, що включає розробку пристрою іонізації в умовах стандартної атмосфери з подальшим керуванням течією. Доведено його ефективність - зменшення радіальної нерівномірності становило 16,32 %, що призвело до зниження радіальної нерівномірності до прийнятних 17-18 %, що не впливатимуть істотно на ГДС компресора. Отримано залежності між коефіцієнтом інтенсивності МГД впливу А і коефіцієнтом втрат повного тиску та коефіцієнтом ефективності каналу К. Також визначено межі максимальної ефективності коефіцієнту А.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Драч О.В. Вплив геометричних характеристик вхідного пристрою газотурбінного двигуна на параметри течії / О.В. Драч, Л.Г. Волянська, Курош Хагані; Вісник НАУ.-2006. - 100 c.; № 2, с. 97-100.

2. Драч О.В. Влияние условий полета на характеристики воздушного потока во входном устройстве газотурбинного двигателя с воздушным винтом / О.В. Драч , Ю.П. Гедз; Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2006, - 79с.; 6/2 (24), с. 28-30.

3. Драч О.В. Управление потоком ионизированного газа в дозвуковом входном устройстве гтд с воздушным винтом / Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2007 - 72 с.; 7/2 (26), с. 24-29.

Основні публікації, в яких додатково викладено зміст дисертації:

1. Драч О.В. Методы моделирования срывных режимов течения в лопаточных венцах компрессоров ГТД / О.В. Драч , Ю.М.; Терещенко Тезисы докладов АВІА-2006, 25-27 сентября 2006 г., г. Киев / отв. Ред. М.С. Кулик. - Киев: НАУ, 2006. - 96 с.; с. 56-58.

2. O. Drach Numerical investigations of transonic axial compressor stage / O. Drach F. Kirchu, N. Kachur Of the third world congress. “Aviation in the XXI-st century”.- Kyiv.: NAU, 2008.- 120 р.; V.1.-p. 96-101.

Размещено на Allbest.ru