Конструктивные улучшения ресивера воздушной системы динамического наддува поршневого двигателя, адаптированного для авиационного применения

DOI: 10.34759/vst-2022-4-161-171

Авторы

Барышников С. И.^*, Костюченков А. Н., Зеленцов А. А.

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

*e-mail: stanislawish@ya.ru

Аннотация

Проведена работа по улучшению конструкции впускного ресивера перспективного авиационного поршневого двигателя (АПД) с целью улучшения параметров течения в нем. На основании известных параметров, определяющих работу двигателя, производился итерационный подбор различных компоновочных решений элементов системы впуска воздуха в АПД. Разработаны трехмерные модели различных вариантов ресиверов, проведены нестационарные расчеты течения в них. Основной проблемой в работе двигателя были существенные различия в наполнении цилиндров (до 20 %). По результатам работы достигнуто значительное снижение этой разницы.

Ключевые слова:

четырехтактные двигатели, авиационные поршневые двигатели, впускной ресивер, динамический наддув

Библиографический список

1. Кузнецов Г.А., Кудрявцев И.В., Крылов Е.Д. Ретроспективный анализ, современное состояние и тенденции развития отечественных беспилотных летательных аппаратов // Инженерный журнал: Наука и инновации. 2018. № 9(81). DOI: 10.18698/2308-6033-2018-9-1801
2. Кузнецов Г.А. Беспилотные летательные аппараты с поршневыми двигателями. Компоновки и конструкции. — М.: Компания Спутник+, 2010. — 193 с.
3. Новичков Н.Н. Беспилотные летательные аппараты мира: справочник. — М.: ИА АРМС-ТАСС, 2012. — 456 с.
4. Гордин М.В., Финкельберг Л.А., Семенов П.В. Перспективы развития авиационного поршневого двигателестроения в России // Авиационные двигатели. 2020. № 1(6). C. 7-14. DOI: 10.54349/26586061_2020_1_7
5. Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Мягков Л.Л. Конструирование и расчет поршневых двигателей. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. — 536 с.
6. Piancastelli L., Cassani S. On the conversion of Automative engines for General Aviation // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Vol. 12. No. 13, pp. 4196-4203. URL: http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2017/jeas_0717_6190.pdf
7. Knepp J., Mullen R. Conversion of Production Automotive engines for Aviation Use // SAE International Journal of Aerospace. 1993. Technical Paper 932606. DOI: 10.4271/932606
8. Финкельберг Л.А., Костюченков А.Н., Зеленцов А.А. Расчетно-экспериментальный анализ рабочего процесса поршневого двигателя, адаптированного к авиационному применению // Авиационные двигатели. 2020. № 1(6). С. 15-22. DOI: 10.54349/26586061_2020_1_15
9. Матюхин Л.М. Влияние молекулярной массы топлива на наполнение и индикаторные показатели поршневого двигателя внутреннего сгорания // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 3. С. 113-123.
10. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Экспериментальное определение роли поршневого двигателя в суммарном шуме силовой установки легкого винтового самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 2. С. 50-61.
11. RED-aircraft, https://red-aircraft.com/
12. Hiereth H., Prenninger P. Charging the Internal Combustion Engine. — Springer-Verlag, Wien, 2007. — 283 p.
13. Raimbault V., Migaud J., Chalet D., Bargende M. et al. Resonance Charging Applied to a Turbo Charged Gasoline Engine for Transient Behavior Enhancement at Low Engine Speed // 13th International Conference on Engines & Vehicles (21-25 June 2015; Port Jefferson, NY, USA). SAE Technical paper 2017-24-0146, 2017. DOI: 10.4271/2017-24-0146
14. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: Учебник. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. — 589 с.
15. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2 т. / Пер. с англ. С.В. Сенина, Е.Ю. Шальмана; Под ред. Г.Л. Подвидза. — М.: Мир, 1990. Т. 1. — 384 с.
16. Durbin P.A., Petterson-Reif B.A. Statical theory and modeling for turbulent flows. — John Wiley and Sons, West Sussex, United Kingdom, 2010. — 374 p. DOI: 10.1002/9780470972076
17. Shih T.-H., Liou W.W., Shabbir A., Yang Z., Zhu J. A new k— е eddy viscosity model for high Reynolds number turbulent flows // Computers & Fluids. 1995. Vol. 24. No. 3, pp. 227–238. DOI: 10.1016/0045-7930(94)00032-T
18. Kader B. Temperature and Concentration Profiles in Fully Turbulent Boundary Layers // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1981. Vol. 24. No. 9, pp. 1541–1544. DOI: 10.1016/0017-9310 (81)90220-9
19. Wolfshtein M. The velocity and temperature distribution in one-dimensional flow with turbulence augmentation and pressure gradient // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1969. Vol. 12.
    No. 3, pp. 301–318. DOI: 10.1016/0017-9310 (69)90012-X
20. Ansys Fluent. © ANSYS, Inc. Southpointe, 2600 ANSYS Drive Canonsburg, PA 15317. Customer ID: 1039481.