Исследование запаса устойчивой работы компрессора высокого давления в составе турбореактивного двухконтурного двигателя с помощью метода вдува сжатого воздуха в камеру сгорания

Авторы

Клинский Б. М.

Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова, Москва, Россия

e-mail: bmklinskiy@ciam.ru

Аннотация

Целью работы являлось экспериментальное определение влияния изменения в широком диапазоне полного давления и неоднородности потока, полученной с помощью устройства типа сетки, на входе в турбореактивный двухконтурный двигатель (ТРДД) на изменение располагаемых запасов устойчивой работы компрессора высокого давления (КВД). В статье представлены результаты исследования запасов устойчивой работы КВД в составе ТРДД методом вдува сжатого воздуха в камеру сгорания двигателя от стендового источника. В частности, было показано, что изменение величины полного давления для испытанного типа ТРДД привело к смещению границы устойчивой работы компрессора и линии рабочих режимов на характеристике компрессора навстречу друг к другу, что существенно уменьшило располагаемые запасы устойчивой работы КВД и ограничило область регулирования ТРДД из-за увеличения частоты вращения ротора компрессора высокого компрессора, соответствующей границе «нижнего» срыва.

Ключевые слова:

подпорные ступени компрессора низкого давления, компрессор высокого давления, присоединенный входной трубопровод, помпаж компрессора, запас устойчивой работы компрессора, неоднородность потока

Список источников

1. Нормы летной годности двигателей воздушных судов (НЛГ 33). М.: Федеральное агентство воздушного транспорта, 2022. Раздел Е, п.33.65. С. 37.
2. Марчуков Е.Ю., Онищик И.И., Рутовский В.Б. и др. Испытания и обеспечение надежности авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Изд-во МАИ, 2004. С. 197-198. 
3. Афанасьев В.А., Жигунов М.М., Ланшин А.И. и др. Экспериментальная отработка и сертификационные испытания авиационных двигателей: Учебник. М.: Изд-во МАИ, 2021. 456 с.
4. Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 431 с.
5. Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Янко А.К. Теория авиационных двигателей: теория лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1983. С.115-133.
6. Фролов К.В. (ред.) Машиностроение. Энциклопедия. Том IV-21: Самолеты и вертолеты. Книга 3. Авиационные двигатели // Под. ред. В.А. Скибина, Ю.М. Темиса, В.А. Сосунова. М.: Машиностроение, 2010. С. 209-285.
7. Григорьев В.А., Гишваров А.С. (ред.) Испытания авиационных двигателей: Учебник. М.: Машиностроение, 2009. С. 287– 293.
8. Клинский Б.М. Совершенствование методов экспериментального определения запаса устойчивой работы и поджатия 1-й ступени осевого компрессора в составе газогенератора // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 2. С. 95-107. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=180652
9. Гельмедов Ф.Ш., Краснов С.Е., Семерняк Л.И. Проблемы обеспечения газодинамической устойчивости ГТД сложных схем в реальных условиях эксплуатации // Научный вклад в создание авиационных двигателей. ЦИАМ 1980-2000: В 2 кн. / Под ред. В.А. Скибина и В.И Солонина. М.: Машиностроение, 2000. Т. 2. С. 169-188.
10. Клячкин А.Л. Теория воздушно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1969. С. 361-363.
11. Сосунов В.А., Чепкин В.М. (ред.). Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учеб. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МАИ, 2003. С. 90-142.
12. Боровик В.О., Ланда Б.Ш. Методы экспериментальной оценки запасов устойчивой работы компрессора // Труды ЦИАМ № 839 «Некоторые вопросы расчета и экспериментального исследования высотно-скоростных характеристик ГТД». Выпуск 6. М.: ЦИАМ, 1979. С. 78–87.
13. Захаров Н.Н., Клинский Б.М., Семерняк Л.И. Совершенствование методов и средств имитации неоднородности потока на входе в экспериментальный газогенератор // Труды ЦИАМ № 1343 «Авиационные двигатели и силовые установки». М.: Торус-Пресс, 2010. С. 482–489.
14. Клинский Б.М. Исследование влияния неоднородности потока на входе на основные параметры авиационного газотурбинного двигателя в имитируемых высотно-скоростных условиях // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 1175–130. DOI: 10.34759/vst-2023-1-117-130
15. РД 50-411-83. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных суживающих устройств. М.: Изд-во стандартов, 1984. 52 с.
16. ГОСТ 8.586.2-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы.Технические требования. М.: Стандартинформ, 2007. - 38 с.
17. Лобурев А.В., Чугунов В.К. Влияние окружной и радиальной неравномерности поля полного давления перед входом в двухвальный ГТД на его основные параметры // Труды ЦИАМ № 747 «Некоторые вопросы расчета и экспериментального исследования высотно-скоростных характеристик ГТД». М.: ЦИАМ,1977. С. 256–274.
18. Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник в 2 кн. М.: Машиностроение, 2003. 616 с.
19. Котовский В.Н., Комов А.А. Теория авиационных двигателей. Часть 1. М.: МГТУ ГА, 2013. С. 57-61.
20. Oates G.C. Aerothermodynamics of Aircraft Engine Components. New York: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1985, pp. 145-170.