Расчетное исследование гибридной криогенной силовой установки для БПЛА с подводом теплоты от двигателя внутреннего сгорания

Авиационная и ракетно-космическая техника

2023. Т. 30. № 3. С. 155-162.

Авторы

Тремкина О. В.*, Аденан Х. .**, Шихалев В. И.***, Угланов Д. А.****

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

*e-mail: tereshchenko.ov@ssau.ru
**e-mail: hamzaadenane93@gmail.com
***e-mail: shikhalev.vi@ssau.ru
****e-mail: dmitry.uglanov@mail.ru

Аннотация

Проведено расчетное исследование параметров гибридной криогенной силовой установки для беспилотного летательного аппарата (БПЛА), работающей по открытому циклу Ренкина. Рабочим телом в криогенной энергетической установке является жидкий азот. Были рассчитаны основные параметры гибридной криогенной силовой установки, проведено сравнение полученных данных с параметрами электрического двигателя для БПЛА.

Ключевые слова:

гибридная криогенная силовая установка, криогенное рабочее тело, жидкостный подогрев, беспилотный летательный аппарат, углеродный след

Библиографический список

  1. Угланов Д.А., Тремкина О.В., Аденан Х. Разработка и создание беспилотных летательных аппаратов с криогенной силовой установкой // Тепловые процессы в технике. 2022. Т. 14. № 6. С. 255–260. DOI: 10.34759/tpt-2022-14-6-255-260

  2. Каримов А.Х. Цели и задачи, решаемые беспилотными комплексами нового поколения // Труды МАИ. 2011. № 47. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26767

  3. Просвирина Н.В. Анализ и перспективы развития беспилотных летательных аппаратов // Московский экономический журнал. 2021. № 10. URL: https://qje.su/ekonomicheskaya-teoriya/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-10-2021-41/

  4. Шаталов Н.В. Особенности классификации БПЛА самолетного типа // Перспективы развития информационных технологий. 2016. № 29. С. 34–39.

  5. Зиненков Ю.В., Луковников А.В. Концепция многодисциплинарного формирования предварительного технического облика силовых установок беспилотных летательных аппаратов военного назначения // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 94–110. DOI: 10.34759/vst-2022-3-94-110

  6. Lim Y., Al-Atabi M., Williams R.A. Liquid air as an Energy Storage: a review // Journal of Engineering Science and Technology. 2016. Vol. 11. No. 4, pp. 496-515.

  7. Терещенко О.В. Исследование возможности утилизации низкопотенциального тепла при помощи установок, работающих по циклу Ренкина // Лукачевские чтения – 2017: Сборник Студенческой научно-технической конференции. Самара: Изд-во Самарского университета, 2017. С. 7–12.

  8. Заика А.В., Терещенко О.В. Исследование возможности утилизации низкопотенциального тепла при помощи установок, работающих по циклу Брайтона // Лукачевские чтения – 2017: Сборник трудов Студенческой научно-технической конференции. – Самара: Изд-во Самарского университета, 2017. С. 57–62.

  9. Шиманов А.А., Угланов Д.А., Шиманова А.Б. и др. Выбор и расчет оптимального автономного криогенного двигателя для привода автомобильной рефрижераторной установки // Вестник Международной академии холода. 2018. № 3(68). С. 37–44.

  10. Owen N. The Dearman engine – liquid air for transport cooling. – Engage, 2016.

  11. Knowlen C., Williams J.E., Mattick A.T. et al. Quasi- Isothermal Expansion Engines for Liquid Nitrogen Automotive Propulsion // SAE Future Transportation Technology Conference and Exposition. 1997. DOI: 10.4271/972649

  12. Тремкина О.В., Аденан Х., Пулатов Т.Н. и др. Расчетное исследование аэродинамических характеристик беспилотного летательного аппарата с криогенной силовой установкой // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Сборник докладов Международной научно-технической конференции (23–25 июня 2021; Самара). Самара: Изд-во Самарского университета, 2021. Т. 2. С. 207–208.

  13. Довгялло А.И., Угланов Д.А., Цапкова А.Б. и др. Использование баллона с криогенной заправкой в различных областях техники // Вестник Международной академии холода. 2014. № 3(52). С. 30–34.

  14. Архаров А.М., Беляков В.П., Микулин Е.И. и др. Криогенные системы: основы проектирования аппаратов и установок: Учебник. – М.: Машиностроение, 1987. – 534 c.

  15. Тремкина О.В., Угланов Д.А., Урлапкин В.В. и др. Выбор оптимальной схемы и расчетное исследование параметров криогенной силовой установки беспилотного летательного аппарата // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20. № 4. С. 59–68. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-4-59-68

  16. Программное обеспечение CoolPack v1.50. – IPU & Department of Mechanical Engineering Technical University of Denmark, 2012. URL: https://www.ipu.dk/products/coolpack/

  17. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – 2-е изд., доп. и пере- раб. – M.: Наука, 1972. – 721 с.

  18. Leachman J.W., Jacobsen R.T., Lemmon E.W., Penoncello S.G. Thermodinamic properties of Cryogenic Fluids // International cryogenic monograph series. 1997, 213 p. DOI: 10.1007/978-3-319-57835-4

  19. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 409 с.

  20. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел В.С. Теплопередача: Учебник. – Изд. 3-е., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1975. – 488 с.

  21. Утилизация батарей электромобилей: проблемы и перспективы в мире. 2021. URL: https://e-cars.tech/zakony-pro-elektromobili/utilizatsiya-batarey-elektromobiley- problemy-i-perspektivy-v-mire/


mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024