Исследование теплового состояния криогенного топливного бака при колебаниях «зеркала» жидкого топлива

DOI: 10.34759/vst-2020-3-126-138

Авторы

Асланов А. Р.^*, Стольников А. М.^**, Разносчиков В. В.^***

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

*e-mail: asvar.aslanov96@mail.ru
**e-mail: R8314459848@gmail.com
***e-mail: raznoschikov@ciam.ru

Аннотация

Приводится описание математической модели теплового состояния криогенного топливного бака. Целью исследования является параметрическое сравнение теплового состояния криогенного топливного бака при гладком и колеблющемся «зеркале» жидкого топлива. В рамках настоящей работы исследования проводились с использованием математических моделей и комплекса программ, решающих прямую задачу расчета теплотехнических процессов теплопередачи в топливных баках самолёта. При математическом моделировании использовался одномерный расчет термодинамических параметров. Практическое значение полученных в ходе работы результатов заключается в том, что разработана методика и решены задачи определения влияния волнений на поверхности жидкого топлива на массу топлива, сброшенного через предохранительный клапан.

Ключевые слова:

авиационные двигатели, криогенное топливо, криогенный топливный бак, колебания на поверхности жидкого топлива в баке, тепловое состояние криогенного топливного бака

Библиографический список

1. Мышкин Л.В. Прогнозирование развития авиационной техники: теория и практика. – М.: Физматлит, 2006. – 304 с.

2. Андреев В.А., Борисов В.Д., Климов В.Т. и др. Внимание: газы. Криогенное топливо для авиации: Справочник-воспоминание для всех. – М.: Московский рабочий, 2001. – 224 с.

3. Разносчиков В.В. Оценка эффективности использования криогенных и газовых топлив в силовых установках пассажирских самолетов // Вестник Московского авиационного института. 2008. Т. 15. № 4. С. 35-38.

4. Site traffic information and cookies, http://www.bp.com

5. LNG Market Trends and Their Implications, https://www.iea.org/reports/lng-market-trends-and-their-implications

6. Рябов П.А., Каленский С.М. Концепции перспективных гибридных маршевых двигателей летательных аппаратов на газовых и криогенных топливах // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 1. С. 87-99.

7. Liquefied Natural Gas: Understanding the Basic Facts. US Department of Energy (DOE) Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory (August 2005). URL: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/04/f0/LNG_primerupd.pdf

8. Саранцев В.Н., Козляков В.В. Проблемы и решения обеспечения безопасности при работе на компримированном природном газе и водороде // Ориентированные фундаментальные исследования – новые модели сотрудничества в инновационных процессах: Сб. науч. тр. и инженерных разработок науч. конф. [Под ред. чл.-корр. РАН, академика РИА Б.В. Гусева]. – М.: Эксподизайн-Холдинг, 2008. С. 451-453.

9. Никольский Б.П. (гл. ред.) Справочник химика. – 3-е изд., испр. – Л.: Химия, 1971. Т. 2. – 1168 с.

10. Архаров A.M., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы стартовых ракетно-космических комплексов: Монография. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 252 с.

11. Овсянников Б.В., Боровский Б.И. Теория и расчёт агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей: Учеб. для авиац. спец. вузов. – М.: Машиностроение, 1986. – 376 с.

12. Овсянников Б.В., Селифонов В.С., Черваков В.В. Расчет и проектирование шнекоцентробежного насоса: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 1996. С. 61-68

13. Лямаев Б.Ф. Гидроструйные насосы и установки. – Л.: Машиностроение, 1988. – 278 с.

14. Кобельков В.Н., Улас В.Д., Федоров Р.М. Термодинамика и теплопередача. – М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2004. – 322 с.

15. Грац Ю.В. Лекции по гидродинамике: Учеб. пособие. – М.: ЛЕНАРД, 2014. – 212 с.

16. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справ. пособие / Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1982. – 592 с.

17. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / Под ред. Г. Гроше и В. Циглера; Пер. с нем. – Совместное издание Лейпциг–Москва: Тойбнер–Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. – 723 с.

18. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. – 343 с.

19. Raznoschikov V.V., Stashkiv M.S. Computational research of parameters of cryogenic propellant system for high-speed aircraft // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1147. XXXIII International Conference on Equations of State for Matter (1–6 March 2018, Elbrus, Kabardino-Balkaria, Russian Federation). DOI: 10.1088/1742-6596/1147/1/012056

20. Разносчиков В.В., Загуменнов В.В., Демская И.А. Теплогидравлическая оптимизация авиационной криогенной топливной системы, использующей переохлажденный пропан // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4(40). С. 26-36.