Корреляционно-регрессионные модели расчета массы малоразмерных авиационных газотурбинных двигателей

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Филинов Е. П. *, Авдеев С. В. **, Красильников С. А. ***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: filinov.evg@gmail.com
**e-mail: avdeevsergeyvik@gmail.com
***e-mail: krasilnikov28Sergey@yandex.ru

Аннотация

Предложено несколько новых корреляционно-регрессионных моделей вычисления массы малоразмерных авиационных газотурбинных двигателей на этапе их концептуального проектирования. Проведено сравнение полученных моделей массы между собой и с моделью В.С. Кузьмичева. На основе полученных результатов были сделаны выводы о возможности и области их применения. Новые корреляционно-регрессионные модели отличаются друг от друга количеством используемых входных параметров, а также точностью прогнозирования массы. В ходе работы была сформирована база основных данных и термодинамических параметров двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД), состоящая из 92 малоразмерных ТРДД с тягой менее 50 кН. На основе собранной статистики были получены формулы, позволяющие рассчитать массу на начальном этапе проектирования двигателя. Погрешность вычисления массы по данным моделям находится в диапазоне от 10 до 30 %.

Ключевые слова

математическая модель массы, корреляционно-регрессионные коэффициенты, малоразмерный газотурбинный двигатель, предварительная оценка массы, этап концептуального проектирования

Библиографический список

  1. Титов А.В., Осипов Б.М. Универсальная математическая модель газотурбинного двигателя // Инновационная наука. 2016. № 11-2. С. 74-45.

  2. Михайлова А.Б., Михайлов А.Е., Ахмедзянов Д.А. Разработка и реализация в СИМ COMPRESSOR поэлементной математической модели для оценки массы компрессора // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2014. Т. 18. № 1(62). С. 180-185.

  3. Политова И.Д. Дисперсионный и корреляционный анализ в эконометрике: Учеб. пособие для экономических факультетов. – М.: Дело, 1998. – 248 с.

  4. Зрелов В.А., Маслов В.Г. Основные данные отечественных авиационных ГТД и их применение при учебном проектировании: Учеб. пособие. – Самара: Сам. гос. аэрокосм. ун-т, 1999. – 160 с.

  5. Нерубасский В.В. Турбореактивные двухконтурные двигатели для региональных пассажирских, административных и учебно-тренировочных самолетов: Справ. пособие: В 4 ч. – Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 2008. – Ч. 3 «Двигатели малой тяги». – 2017 с.

  6. Roux E. Turbofan and Turbojet Engines: Database Handbook. – Editions: Elodie Roux, 2007. – 595 с.

  7. Шустов И.Г. Двигатели 1944–2000: авиационные, ракетные, морские, промышленные: Иллюстрированный справочник. – М.: АКС-Конверсалт: Центр истории авиационных двигателей, 2000. – 394 с.

  8. Параметры двигателя TRENT-1000, http://www.rolls-royce.com/trent-1000-pack-c.aspx

  9. Параметры двигателя GE-90, https://www.geaviation.com/commercial/engines/ge90-engine

  10. Параметры двигателя PW4000-100, http://www.pw.utc.com/PW4000100_Engine

  11. Svoboda C. Turbofan Engine Database as a Preliminary Design Tool // Aircraft Design. 2000. No. 3, pp. 17-31.

  12. Mattingly J.D., Heiser W.H., Pratt D.T. Aircraft Engine Design. – AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) Education Series, 2002. – 679 p. DOI: 10.2514/4.861444

  13. Civil Turbojet/Turbofan Specifications (sorted by engine manufacturer), http://www.jet-engine.net/civtfspec.html

  14. Кулагин В.В., Кузьмичев В.С. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник в 2 кн. – 4-е изд. Кн.1. Основы теории ГТД. Рабочий процесс и термогазодинамический анализ. – М.: Инновационное машиностроение, 2017. – 336 с.

  15. Иностранные авиационные двигатели: Справочник / Отв. редакторы: Л.И. Соркин, Г.К. Ведешкин, А.Н. Князев. – М.: ЦИАМ, 2010. – 415 с.

  16. Иностранные авиационные и ракетные двигатели: Справочники / Под ред. Т.В. Скворцова. – М.: ЦИАМ, 1978 (324 с.); 1981 (298 с.); 1984 (319 с.); 1987 (312 с.).

  17. Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиа ционных двигателей и энергетических установок: Учебник. – Кн. 3. Основные проблемы: Начальный уровень проектирования, газодинамическая доводка, специальные характеристики и конверсия авиационных ГТД. – М.: Машиностроение, 2005. – 464 с.

  18. Григорьев В.А., Загребельный А.О., Кузнецов С.П. К вопросу оценки массы силовой установки в задаче оптимизации параметров рабочего процесса авиационного турбовинтового двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 103-106.

  19. Ланский А.М., Лукачев С.В., Коломзаров О.В. Тенденции изменения геометрических размеров и интегральных параметров камер сгорания малоразмерных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 47-57.

  20. Боровиков Д.А., Ионов А.В., Селиверстов С.Д., Яковлев А.А. Анализ влияния дополнительной осевой ступени компрессора на характеристики малоразмерных турбореактивных двигателей // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85718

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017