Выбор рациональных параметров распределенной силовой установки в составе дальнемагистрального самолета

DOI: 10.34759/vst-2022-1-95-108

Авторы

Каленский С. М.^*, Морзеева Т. А.^*, Эзрохи Ю. А.^**, Панков С. В.^***

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

*e-mail: 30105@ciam.ru
**e-mail: yaezrokhi@ciam.ru
***e-mail: pankov@ciam.ru

Аннотация

В статье дано описание выбора рациональных параметров распределенной силовой установки (РСУ) с двумя вынесенными вентиляторными модулями для дальнемагистрального самолета (ДМС). Оптимизация параметров распределенной силовой установки проводится с использованием целевых функций: дальности полета ДМС, длины взлетно-посадочной полосы, затрат топлива на пассажиро-километр.

Для повышения эффективности вынесенных вентиляторных модулей на разных режимах полета рассмотрена возможность регулирования вынесенных вентиляторов поворотом рабочих лопаток.

Модель РСУ разработана с использованием схемы построения и отдельных блоков созданной ранее в ЦИАМ математической модели первого уровня авиационного ГТД. Предварительные исследования с использованием модели РСУ позволили определить основные параметры базового варианта самолёта и его двигателя, а также оценить показатели шума и эмиссии СО₂.

Ключевые слова:

распределенная силовая установка, вентиляторный модуль, вентилятор с поворотными рабочими лопатками, дальнемагистральный самолет

Библиографический список

1. Torg M.T., Jones S.M., Haller W.J., Handschuh R.F. Engine Conceptual Design Studies for a Hybrid Wing Body Aircraft. Prepared for the Turbo Expo 2009 sponsored by the American Society of Mechanical Engineers (08-12 June 2009; Orlando, Florida). NASA/TM-2009-215680. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/10551681.pdf

2. Greitzer E.M. Some aerodynamic problems of aircraft engines: fifty years after – The 2007 IGTI Scholar Lecture // Journal of Turbomachinery. 2009. Vol. 131. No. 3. DOI: 10.1115/1.2992515

3. Plas A.P., Sargeant M.A., Madani V., Crichton D., Greitzer E.M., Hynes T.P., Hall C.A. Performance of a Boundary Layer Ingesting (BLI) Propulsion System // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (08-11 January 2007; Reno, Nevada). DOI: 10.2514/6.2007-450

4. Болсуновский А.Л., Бузоверия Н.П., Гуревич Б.И. и др. Особенности концепции пассажирского самолета в схеме «летающее крыло» // Проблемы создания перспективной авиационно-космической техники. – М.: Физматлит, 2005. С. 262-273.

5. Ланшин А.И., Полев А.С. Концепция ТРДД нового поколения для магистральных самолетов // АвиаСоюз. 2013. № 6. С. 52-54.

6. Ланшин А.И., Луковников А.В., Полев А.С. и др. Анализ тенденций и прогноз развития ГТД для дозвуковых самолетов гражданской авиации // Двигатели-2012: Сборник тезисов XII Международного салона (17-20 апреля 2012; Москва, ВВЦ). С. 15-17.

7. Каленский С.М., Морзеева Т.А., Эзрохи Ю.А. Исследование путей повышения топливной экономичности СУ самолетов гражданской авиации 2030 годов за счет выбора рационального схемно-технического облика двигателей нетрадиционных схем // Авиадвигатели XXI века: Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции (24-27 ноября 2015; Москва). – М.: Изд-во ЦИАМ, 2015. С. 59-61.

8. Карасев Д.А., Арутюнов А.Г., Загордан А.А. К вопросу создания магистральных транспортных самолетов с электрическими силовыми установками // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 1. С. 132-139.

9. Волокитина Е.И., Власов А.И., Данилов Н.А. и др. Исследования по определению оптимальных параметров и структуры системы электроснабжения полностью электрифицированного самолета // Электроника и электрооборудование транспорта. 2010. Т. 4. С. 2-7.

10. Скибин В.А., Солонин В.И., Палкин В.А. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний в обеспечение создания перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор) / Под общ. ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. – М.: ЦИАМ, 2010. – 672 с.

11. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Морзеева Т.А., Кизеев И.С. Анализ концепции распределенной силовой установки с газовым приводом вынесенного вентиляторного модуля // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 31-41.

12. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Морзеева Т.А., Хорева Е.А. Учет влияния пограничного слоя на входе в вентиляторы при интеграции распределенной силовой установки и летательного аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 57-66.

13. Гуляев В.В., Заляев Р.Р., Икрянников Е.Д., Карпенко В.В., Смелер Ю.В. Результаты исследований аэродинамических характеристик летательного аппарата, выполненного по схеме «летающее крыло»" // Научный вестник МГТУ ГА. 2006. № 97. С. 22-26.

14. Луковников А.В., Полев А.С., Исянов А.М. и др. Сравнительная оценка различных типов силовых установок перспективного дальнемагистрального ЛА // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2014. № 6. С. 29−34.

15. Гордин М.В., Палкин В.А. Концепция авиационных двигателей для перспективных пассажирских самолетов // Авиационные двигатели. 2019. № 3(4). С. 7-6. DOI: 10.54349/26586061_2019_3_7

16. Каленский С.М., Морзеева Т.А, Эзрохи Ю.А. Применение поворотных лопаток вентилятора в РСУ перспективного дальнемагистрального самолета для согласования взлетных и крейсерских режимов полета // Авиационные двигатели. 2019. № 3(4). С. 49-56. DOI: 10.54349/26586061_2019_3_49

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

18. Деменченок В.П., Дружинин Л.Н., Пархомов А.Л. и др. Теория двухконтурных турбореактивных двигателей / Под ред. С.М. Шляхтенко, В.А. Сосунова. – М.: Машиностроение, 1979. – 432 с.

19. Кулагин В.В., Бочкарев С.К., Горюнов И.М. и др. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник. – М.: Машиностроение, 2005. Кн. 3. – 464 с.

20. 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.