Экспериментальная установка для оценки влияния обледенения и разрушения льда на вибрационное состояние модельного вентилятора малогабаритного летательного аппарата

Авиационная и ракетно-космическая техника


Авторы

Модорский В. Я.*, Калюлин С. Л.**, Саженков Н. А.***

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, ПНИПУ, Комсомольский проспект, 29, Пермь, 614990, Россия

*e-mail: modorsky@pstu.ru
**e-mail: ksl@pstu.ru
***e-mail: sazhenkov_na@mail.ru

Аннотация

Описана специальная экспериментальная установка, представляющая собой малогабаритную аэродинамическую трубу, которая позволяет проводить исследования процессов обледенения вентиляторов беспилотных летательных аппаратов, а также оценивать влияние разрушения льда на их вибрационное состояние. Предложена экспериментальная методика оценки вибрационного состояния вентиляторов в процессе обледенения. Полученные с помощью разработанной экспериментальной методики данные показывают, что разрушение льда в процессе работы вентилятора может приводить к росту виброскоростей, замеряемых на опоре двигателя, в 5 раз, с 0,6 до 3 мм/с.

Ключевые слова:

малогабаритная аэрохолодильная труба, экспериментальное исследование обледенения, виброметрирование вентилятора летательного аппарата, противообледенительные системы летательных аппаратов

Библиографический список

  1. Каджардузов П.А., Эзрохи Ю.А. Влияние обледенения на характеристики двухконтурных ГТД в условиях ледяных кристаллов // Авиационные двигатели. 2019. № 1(2). С. 75–81. DOI: 10.54349/26586061_2019_1_75

  2. Гуревич О.С., Сметанин С.А., Трифонов М.Е. Особенности автоматического управления режимом работы ГТД при кристаллическом обледенении // Системы автоматического управления авиационными силовыми установками: Сборник научных трудов / Под ред. О.С. Гуревича. М.: Изд-во ЦИАМ им. П.И. Баранова, 2020. С. 35–40.

  3. Гуревич О.С., Сметанин С.А., Трифонов М.Е. Оценка ухудшения характеристик ГТД при кристаллическом обледенении и возможностей его компенсации методами управления //Авиационные двигатели. 2019. № 3(4). С. 17–24. DOI: 10.54349/26586061_2019_3_17

  4. Mason J.G., Chow P., Fuleki D.M. Understanding ice crystal accretion and shedding phenomenon in jet engines using a rig test // ASME Turbo Expo 2010: Power for Land, Sea, and Air (14–18 June 2010; Glasgow, UK). Paper No. GT2010-22550, pp. 169-178. DOI: 10.1115/GT2010-22550

  5. Goodwin R.V., Dischinger D.G. Turbofan ice crystal rollback investigation and preparations leading to inaugural ice crystal engine test at NASA PSL-3 test facility // 6th AIAA Atmospheric and Space Environments Conference (16-20 June 2014; Atlanta, GA). DOI: 10.2514/6.2014-2895

  6. Калюлин С.Л., Саженков Н.А., Модорский В.Я., Владимиров Н.В. Численное моделирование газодинамических и прочностных характеристик вентилятора для экспериментальной установки по исследованию разрушения льда на вращающихся рабочих лопатках // Вестник ПНИПУ. 2023. № 1. С. 134–141. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.1.13

  7. Гулимовский И.А., Гребеньков С.А. Применение модифицированного метода поверхностного сеточного обертывания для численного моделирования процессов обледенения // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 29–36. DOI: 10.34759/vst-2020-2-29-36

  8. Chauvin R., Bennani L., Trontin P., Villedieu P. An implicit time marching Galerkin method for the simulation of icing phenomena with a triple layer model // Finite Elements in Analysis and Design. 2018. Vol. 150, pp. 20–33. DOI: 10.1016/j.finel.2018.07.003

  9. Кошелев К.Б., Мельникова В.Г., Стрижак С.В. Разработка решателя iceFoam для моделирования процесса обледенения // Труды Института системного программирования РАН. 2020. Т. 32. № 4. С. 217–234. DOI: 10.15514/ISPRAS-2020-32(4)-16

  10. Bayeux C., Radenac E., Villedieu P. Theory and Validation of a 2D Finite-Volume Integral Boundary-Layer Method for Icing Applications // AIAA Journal. 2018. Vol. 57. No. 3. DOI: 10.2514/1.J057461

  11. Алексеенко С.В., Приходько А.А. Численное моделирование обледенения цилиндра и профиля. Обзор моделей и результаты расчетов // Ученые записки ЦАГИ. 2013. Т. 44. № 6. С. 25–57.

  12. Белоусов И.Ю., Корнушенко А.В., Кудрявцев О.В., Павленко О.В., Реслан М.Г., Кинса С.Б., Пигусов Е.А. Влияние воздушного винта на аэродинамические характеристики и шарнирные моменты отклоненной механизации крыла в условиях обледенения // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 29. № 4. С. 7–21. DOI: 10.34759/vst-2022-4-7-21

  13. Павленко О.В., Пигусов Е.А. Особенности применения тангенциального выдува струи на поверхность крыла летательного аппарата в условиях обледенения // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 7–15. DOI: 10.34759/vst-2020-2-7-15

  14. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами. – Казань: Республиканский центр мониторинга качества образования, 2013. – 768 с.

  15. Горбунов А.А., Галимов А.Ф. Влияние метеорологических факторов на применение и безопасность полета беспилотных летательных аппаратов с бортовым ретранслятором радиосигнала // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. 2016. № 1. С. 7–15.

  16. Клеменков Г.П., Приходько Ю.М., Пузырев Л.Н. и др. Моделирование процессов обледенения летательных аппаратов в аэроклиматических трубах // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15. № 4. С. 564–572.

  17. Рогозин Е.А., Бокова О.И., Мельников А.В. Основные аспекты совершенствования методики оценки эффективности функционирования беспилотного летательного аппарата в условиях обледенения // Вестник Воронежского института МВД России. 2019. № 3. С. 21–33.

  18. Резников С.Б., Аверин С.В., Харченко И.А., Третьяк В.И., Коняхин С.Ф. Многофазные импульсные преобразователи для питания авиационных противообледенительных вибраторов // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 139–145.

  19. Жигулин И.Е., Емельяненко К.А., Сатаева Н.Е. Применение супергидрофобных покрытий для борьбы с обледенением аэродинамических поверхностей самолета // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 200–212. DOI: 10.34759/vst-2021-1-200-212

  20. Эзрохи Ю.А., Каджардузов П.А. Математическое моделирование рабочего процесса авиационного газотурбореактивного двигателя в условиях обледенения элементов его проточной части // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 123–133. DOI: 10.34759/vst-2019-4-123-133

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024