Совершенствование параметрической модели массы виационных турбовинтовых двигателей

DOI: 10.34759/vst-2020-2-81-89

Авторы

Григорьев В. А.^*, Рызыванов И. П.^**, Загребельный А. О.^***

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

*e-mail: grigva47@gmail.com
**e-mail: iryzyvanov@gmail.com
***e-mail: zao_sam156@mail.ru

Аннотация

Представлена усовершенствованная параметрическая модель массы авиационных турбовинтовых двигателей, применяемая в задаче оптимизации параметров рабочего процесса турбовинтового двигателя на этапе начального проектирования. В отличие от традиционного рассмотрения, турбовинтовой двигатель (ТВД) представляется в виде массы собственно двигателя и массы редуктора (которая не зависит от параметров рабочего процесса). Данная модель основана на обобщении статистических данных существующих турбовинтовых двигателей и отражает общие закономерности зависимости массы двигателя от параметров рабочего процесса. Определение массы турбовинтового двигателя на этапе начального проектирования позволяет разработчику оценить массу силовой установки. В статье предложено рассматривать коэффициенты в модели массы как функции от параметров рабочего процесса. Такой подход позволяет более точно определить массу ТВД на начальном этапе проектирования.

Ключевые слова:

начальное проектирование ТВД, модель массы ТВД, масса авиационной силовой установки, летательный аппарат

Библиографический список

1. Григорьев В.А., Ждановский А.В., Кузьмичев В.С. и др. Выбор параметров и термогазодинамические расчеты авиационных газотурбинных двигателей. – Самара: Изд-во СГАУ, 2009. – 201 с.

2. Маслов В.Г., Кузьмичев В.С., Коварцев А.Н. и др. Теория и методы начальных этапов проектирования авиационных ГТД: Учеб. пособие. – Самара: Изд-во СГАУ, 1996. – 147 с.

3. Torenbeek E. Synthesis of Subsonic Airplane Design. – Delft, Delft University Press, Springer, 1982. – 598 p.

4. Raymer D.P. Aircraft Design: A Conceptual Approach. – 5th еdition. – American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, 2012. – 800 p.

5. Pera R.J., Onat E., Klees G.W., Tjonneland E. A method to estimate weight and dimensions of aircraft gas turbine engines. – Final Report. National Aeronautics and Space Administration (NASA) Lewis Research Center. 1977. – 47 p.

6. Svoboda C. Turbofan Engine Database as a Preliminary Design Tool // Aircraft Design. 2000. Vol. 3. No. 1, pp. 17-31. DOI: 10.1016/S1369-8869(99)00021-X

7. Onat E., Klees G.W. A Method of estimate weight and dimensions of large and small gas turbine engines. – Technical Report. National Aeronautics and Space Administration (NASA) – Lewis Research Center. 1979. – 132 p.

8. Guha A., Boylan D., Gallagher P. Determination of optimum specific thrust for civil aero gas turbine engines: a multidisciplinary design synthesis and optimisation // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 2012. Vol. 227. No. 3, pp. 502– 527. DOI: 10.1177/0954410011435623

9. 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.

10. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Кизеев И.С. Оценка массовых показателей турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой на начальной стадии его проектирования // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 1. С. 26-37.

11. Бакулев В.И., Кравченко И.В. Определение массовых характеристик ГТД на этапе проектирования // Вестник Московского авиационного института. 1997. Т. 4. № 1. С. 20–24.

12. Маслов В.Г. Теория выбора оптимальных параметров при проектировании авиационных ГТД. – М.: Машиностроение, 1981. – 123 с.

13. Шустов И.Г. Двигатели 1944-2000: авиационные, ракетные, морские, промышленные. Серия: Отечественная авиационная и ракетно-космическая техника. – М.: АКС-Конверсалт, 2000. – 394 с.

14. Шустов И.Г. (ред.) Авиационные двигатели: Справочник. – М.: Аэросфера, О-во авиастроителей, 2007. – 319 с.

15. Соркин Л.И. (ред.) Иностранные авиационные двигатели (по данным иностранной печати). – 11-е изд. – М.: ЦИАМ, 1987. – 319 с.

16. Соркин Л.И. (ред.) Иностранные авиационные двигатели: Справочник. – М.: ЦИАМ, 1992. – 286 с.

17. Соркин Л.И. (ред.) Иностранные авиационные двигатели. – XIII изд. – М.: Изд. дом «Авиамир», 2000. – 534 с.

18. Скибин В.А., Солонин В.И. (ред.) Иностранные авиационные двигатели: Справочник ЦИАМ. – М.: Изд. дом «Авиамир», 2005. – 592 с.

19. Зрелов В.А. Отечественные газотурбинные двигатели. Основные параметры и конструктивные схемы: Учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 2005. – 336 с.

20. Зрелов В.А., Маслов В.Г. Основные данные отечественных авиационных ГТД и их применение при учебном проектировании: Учеб. пособие. – Самара: СГАУ, 1999. – 160 с.

21. Григорьев В.А., Загребельный А.О., Дилигенский Д.С. Учет влияния температуры газа в модели массы ГТД со свободной турбиной для вертолетов // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: сборник докладов Международной научнотехнической конференции (12-14 сентября 2018). – Самара: Изд-во «Самарский университет», 2018. С. 254-255.

22. Григорьев В.А., Загребельный А.О. Учет степени совершенствования массы ГТД со свободной турбиной для вертолетов // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Сборник докладов Международной научно-технической конференции (12-14 сентября 2018) – Самара: Изд-во «Самарский университет», 2018. С.154-155.