Применение методов математического моделирования для оценки характеристик двухконтурного турбореактивного двигателя с общей форсажной камерой

DOI: 10.34759/vst-2020-2-99-111

Авторы

Эзрохи Ю. А.^*, Фокин Д. Б.^**, Нягин П. В.

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

*e-mail: yaezrokhi@ciam.ru
**e-mail: NikOf@ciam.ru

Аннотация

Рассмотрены методические подходы для математического моделирования рабочего процесса двухконтурных турбореактивных двигателей с общей форсажной камерой (ТРДДФ) и малой степенью двухконтурности (не более 0,5...0,6). Проанализированы возможные особенности рабочего процесса ТРДДФ в форсажной камере без специальных смесительных устройств. Разработана и интегрирована в математическую модель двигателя (ММД) модель двухэтапного подмешивания воздуха второго контура в основной поток рабочего тела, поступающий в форсажную камеру. На примере анализа технического облика типового ТРДДФ 5-го поколения F119-PW-100 продемонстрировано применение усовершенствованной ММД для определения его основных параметров и характеристик. С помощью известных методов расчета летно-технических характеристик (ЛТХ) многорежимного летательного аппарата показано влияние учета особенностей работы форсажной камеры сгорания F119-PW-100 на область возможных полетов F-22A Raptor с этими двигателями.

Ключевые слова:

двухконтурный турбореактивный двигатель, математическое моделирование, форсажная камера, высотно-скоростные характеристики, тяга двигателя, летно-технические характеристики

Библиографический список

1. Скибин В.А., Солонин В.И. (ред.) Иностранные авиационные двигатели: Справочник. – М.: Авиамир, 2005. – 592 с.

2. Raw Power // AIR International. 2014. Special «F-35 Lightning II: An Air Warfare Revolution», pp. 32-39.

3. Oates G.C. (ed.) Aerothermodynamics of Aircraft Engine Components. – American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. Education Series. 1985, pp. 47-50. DOI: 10.2514/4.861338

4. Эзрохи Ю.А. Моделирование двигателя и его узлов // Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-21. Самолеты и вертолеты. Кн. 3. Авиационные двигатели. – М.: Машиностроение, 2010. С. 341-353.

5. Скибин В.А., Солонин В.И., Палкин В.А. Работы ведущих авиастроительных компаний в обеспечение создания перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор): Монография. – М.: Изд-во ЦИАМ, 2010. – 676 с.

6. Федосов Е.А. (ред.) Истребители 5-го поколения F-22A США и J-20 КНР в борьбе за воздушное превосходство на Тихоокеанском ТВД: аналитический обзор по материалам зарубежных информационных источников. – М.: НИЦ ГосНИИАС, 2019. – 226 с.

7. Эзрохи Ю.А., Морзеева Т.А. Расчетно-аналитическое исследование возможности создания двухконтурных турбореактивных двигателей с форсажной камерой на основе базового газогенератора // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 152-163. DOI: 10.34759/vst-2020-1-152-163

8. . Белкин В.Н., Кулясов В.М., Чабанов В.А. и др. Оценка обликовых характеристик истребителей США F-22А «Рэптор» и КНР J-20 – боевых платформ воздушного противоборства // Труды ГосНИИАС. Сер. Вопросы авионики. 2018. № 6(39). С. 11-31.

9. Шустов И.Г. (ред.) Авиационные двигатели: Справочник. – М.: Аэросфера, 2007. – 319 с.

10. IHS Jane’s All the World’s Aircraft in Service: 2012-2013. – 20th edition. – IHS Global Inc, 2012. – 553 p.

11. Norris G. Thunder in the Desert // A Flight International Supplement. 05-11 September 2000, pp. 32-35.

12. Norris G. Powerful Changes // Flight International. 14-20 November 2000. Vol. 158. No. 4755, pp. 51-66.

13. Younossi O., Arena M.V., Moore R.M. et al. Military Jet Engine Acquisition: Technology basics and costestimating methodology. Series: Monograph Reports. RAND Corporation, 2003. −167 p.

14. World Power Systems Briefing: Aero Gas Turbines. – Teal Group Corporation, 2014. – 1036 p. URL: https://shop.tealgroup.com/products/world-power-systems-briefing-aero-gas-turbines

15. Fighter-Antriebe profitieren von zivilen Turbofans // FLUG REVUE, Ausgabe 10/2013. URL: https://www.flugrevue.de/flugzeugbau/high-tech-senkt-betriebskosten-fighter-antriebe-profitieren-von-zivilen-turbofans/

16. Younossi O., Stem D.E., Lorell M.A., Lussier F.M. Lessons Learned from the F/A-22 and F/A-18 E/F Development Programs. – RAND Corporation, Project Air Force, 2003. – 100 p. URL: https://www.rand.org/pubs/monographs/MG276.html

17. Pratt & Whitney F119 // Forecast International. 2012. URL: https://www.forecastinternational.com/archive/disp_pdf.cfm?DACH_RECNO=901

18. Daly M. Jane’s Aero Engines 2015-2016: Yearbook. – 2nd Revised edition. – IHS Global Inc, 2015, pp. 352-355.

19. Левицкий С.В. Анализ летных характеристик и оценка боевых возможностей истребителя пятого поколения F-22А // Наукоемкие технологии. 2009. Т. 10. № 2. С.10-18.

20. Фокин Д.Б., Исянов А.М. Исследования по формированию оптимального облика силовой установки перспективного ударного беспилотного летательного аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 4. С. 132-143.

21. Фокин Д.Б., Селиванов О.Д., Эзрохи Ю.А. Исследования по формированию оптимального облика турбопрямоточного двигателя в составе силовой установки высокоскоростного самолёта // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 82-96.

22. Югов О.К., Селиванов О.Д. Основы интеграции самолета и двигателя. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с.