Повышение эффективности газотурбинной установки для нового поколения газотурбовоза

Авторы

Ткаченко А. Ю.^*, Филинов Е. П.^**

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

*e-mail: tau@ssau.ru
**e-mail: filinov@ssau.ru

Аннотация

Проведены исследования возможных путей совершенствования силовой установки газотурбовоза с учетом ограничений, накладываемых особенностями применения газотурбинных двигателей (ГТД) на железнодорожном транспорте. Работа проводилась в несколько этапов: верификация математических моделей, используемых при выполнении проектного расчета и расчета эксплуатационных характеристик ГТД, с целью повышения идентичности их математическим моделям, используемым ПАО «Кузнецов»; исследование влияния числа ступеней компрессора низкого давления на эксплуатационные характеристики газотурбинной установки (ГТУ), используемой в составе газотурбовоза; разработка предложений по совершенствованию условий совместной работы узлов с целью сокращения расхода воздуха через ГТУ.

Ключевые слова:

газотурбинная установка, математическая модель, климатические характеристики, этап концептуального проектирования

Библиографический список

1. Рыжкова А.Д., Шубин А.А. Анализ концепции мно­гофункционального комплекса для выполнения работ на электрифицированных участках железных дорог // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции (6-12 декабря 2013).– М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. Т. 4. С. 92-95.

2. Бартош Е.Т. Газовая турбина на железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1972. – 144 с.

3. Strack D. Union Pacific Railroad Roster of Diesel and Turbine Locomotives, 1934-2009. – Utah Rails, 2015. URL: http://utahrails.net/up-diesel-roster/up-diesel-roster-01.php

4. Duffy M.C. The Gas Turbine in Railway Traction // Transactions of the Newcomen Society. 1998. Vol. 70. No. 1, pp. 27-58. DOI: 10.1179/tns.1998.002

5. Шмидт И.А., Кавалеров Б.В., Один K.A., Шигапов А.А. Сопряжение программных сред в задачах мо­делирования и тестирования систем управления энергетическими газотурбинными установками // Информационно-управляющие системы. 2009. № 5 (42). С. 25-31.

6. Губарев В.Я., Кирин А.Ю., Кислеков А.В. Анализ схемы и цикла парогазовой установки при сжигании в камере сгорания газотурбинной установки доменного газа // Энергосбережение и эффективность в технических системах: Материалы V Международной научно-технической конференции студентов, молодых учёных и специалистов «Системный анализ, управление и обработка информации (инфор­мационные технологии)», Тамбов, 04-06 июня 2018. – Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2018. С. 248-249.

7. Краев В.М., Тихонов А.И. Современные оценки, прогнозы и перспективы развития авиационного двигателестроения: Монография. – М.: Логос, 2018. –154 с.

8. Дудинских А.В., Фатихова Э.Р. Использование авиационного транспорта для обеспечения связанности территорий РФ // Гагаринские чтения – 2018: Сб. тезисов докладов XLIV Международной молодёжной научной конференции. – М.: Luxor- print, 2018. С. 107-108.

9. Гуров В.И., Иванов В.Л., Шестаков К.Н. Универсальная воздушно-турбинная энергетическая установка. Патент RU № 2395703 C2. Бюлл. № 21, 27.07.2010.

10. Gas Turbine Locomotives, GTELs. URL: https://www.american-rails.com/gas-turbine-locomotive.html

11. Вертепов А.Г., Вертепов А.А., Чинёнов В.В. Методи­ческая унификация расчетов выходных показателей ГТУ // Газовая промышленность. 2010. № 3(643). С. 56-59.

12. Мураева М.А., Горюнов И.М. Совершенствование газотурбинного двигателя за счёт организации изо­термического расширения в турбине // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16. № 1. С. 51-61.

13. Лоскутников А.А., Горюнов И.М., Бакиров Ф.Г. Математическое моделирование КЭУ на основе ГТУ и ТОТЭ в компьютерной среде // Вестник УГАТУ. 2012. Т.16. № 2(47). С. 127-137.

14. Кузьмичев В.С., Кулагин В.В., Крупенич И.Н., Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н. Методы оптимального про­ектирования ГТД на начальном этапе // Труды МАИ. 2012. № 59. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35106

15. Кожинов Д.Г., Кривошеев И.А., Горюнов И.М. Имитационное моделирование авиационных двигателей // Современные проблемы науки и образования. № 6. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=7642

16. Горюнов И.М., Болдырев О.И. Направления развития современных математических моделей рабочих процессов газотурбинных двигателей // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5180

17. Кузьмичев В.С., Кулагин В.В., Крупенич И.Н., Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н. Формирование виртуальной модели рабочего процесса газотурбинного двигателя в CAE системе «АСТРА» // Труды МАИ. № 67. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=41518

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. Комаров О.В., Ревзин Б.С., Бродов Ю.М. Эффективность применения регулируемых силовых турбин в газотурбинных установках и двигателях регенеративного и простого циклов // Теплоэнергетика. 2006. № 2. С. 73-77.

Скачать статью