Малоразмерный газотурбинный двигатель со свободной турбиной и теплообменником системы регенерации тепла В классе мощности 200 л.с.

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Осипов И. В.1*, Ремчуков С. С.2**

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

*e-mail: ivosipov@ciam.ru
**e-mail: remchukov.sviatoslav@yandex.ru

Аннотация

Представлена предварительная проработка малоразмерного газотурбинного двигателя (МГТД) класса мощности 200 л.с. со свободной турбиной (СТ) и теплообменником (ТО) системы регенерации тепла выхлопных газов двигателя. Разработана уникальная компоновка теплообменника на двигателе. Приведены результаты расчетов, подтверждающие эффективность МГТД такой схемы. Представленный двигатель разрабатывается, в первую очередь, для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) различного типа (вертолетного и самолетного) и назначения. Также возможно его применение на легких пилотируемых самолетах и вертолетах.

Ключевые слова

малоразмерный газотурбинный двигатель, пластинчатый теплообменник

Библиографический список

  1. 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. C. 47–57.

  2. Кузьмичёв В.С., Ткаченко А.Ю., Филинов Е.П. Влияние размерности турбореактивных двигателей на выбор оптимальных параметров рабочего процесса // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. C. 40–45.

  3. Тихонов А.М. Регенерация тепла в авиационных ГТД. – М.: Машиностроение, 1977. – 108 с.

  4. Силуянова М.В., Попова Т.В. Исследование теплообменного аппарата для газотурбинных двигателей сложного цикла // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=56934

  5. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники / Пер. с англ. В.Я. Сидорова. – М.: Энергия, 1967. – 226 с.

  6. Ломазов В.С., Князев А.Н., Данилов М.А., Попова Т.В., Шмагин К.И., Осипов И.В., Тимофеев В.В. Малоразмерный газотурбинный двигатель с регенерацией тепла // Патент RU 2563079 C1. Бюл. №26, 20.09.2015.

  7. Филинов Е.П., Авдеев С.В., Красильников С.А. Корреляционно-регрессионные модели расчета массы малоразмерных авиационных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 73–81.

  8. Кожухотрубный (кожухотрубчатый) теплообменник. Устройство и принцип работы. URL: http://www.teploobmenka.ru/oborud/art-shelltube/

  9. Ярославцев Н.Л., Ремчуков С.С. Исследование влияния загромождения каналов компактных теплооб­менников на их теплогидравлические характеристики // Эпоха науки. 2016. №8. C. 186–201.

  10. Focke W, Zachariades J, Olivier I. The effect of the corrugation inclination angle on the thermohydraulic performance of plate heat exchangers // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1985. Vol. 28. No. 8, pp. 1469-1479. DOI: 10.1016/0017- 9310(85)90249-2

  11. Савостин А.Ф., Тихонов A.M. Исследование характеристик пластинчатых поверхностей теплообмена // Теплоэнергетика. 1970. № 9. С. 75–78.

  12. Ремчуков С.С. Анализ теплогидравлических характеристик пластинчато-ребристых интенсификаторов теплообмена // Гагаринские чтения – 2017: Сб. тезисов XLIII Международной молодёжной научной конференции. – М.: Изд-во МАИ, 2017. C. 548–549.

  13. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. – М., Л.: Энергия, 1966. – 184 с.

  14. Егоров КС., Щеголев Н.Л. Исследование характеристик высококомпактных пластинчато-ребристых поверхностей теплообмена со смещенным ребром // Наука и образование. 2012. № 6. С. 351-362. DOI: 10.7463/0612.0431788

  15. ANSYS CFX Release 11.0, 2006. URL: http://product.caenet.cn/uploadfiles/12872437250986625020081129090050986.pdf

  16. Ремчуков С.С., Данилов М.А., Чистов К.А. Автоматизированное проектирование и расчет пластинчатого теплообменника для малоразмерного газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 116-123.

  17. Данилов М.А., Попова Т.В. и др. Методика параметрического проектирования применительно к плас­тинчатому теплообменнику // Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия: Сб. трудов III Международной научнопрактической конференции (15-16 августа 2014 г.). – Новосибирск: International Scientific Institute «Educatio», 2014. C. 111-113.

  18. Гарбарук А.В., Стрелец M.X., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехнического института, 2012. – 88 с.

  19. Быков Л.В. Расчет течения и теплообмена в сверхзвуковом сопле // Труды МАИ. 2011. № 44. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24974

  20. Хаузен X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе / Пер. с нем. И.Н. Дулькина. – М.: Энергоиздат, 1981. – 384 с.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024