Модернизация стенда для высотных испытаний малоразмерных газотурбинных двигателей и их элементов

Авторы

Новосадов Д. А.^*, Филинов Е. П.^**, Остапюк Я. А.^***, Загадов И. А.^****

Самарский университет, Московское шоссе, д. 34, г. Самара, Россия

*e-mail: novdanil2001@gmail.com
**e-mail: filinov@ssau.ru
***e-mail: ostapyuk.tdla@ssau.ru
****e-mail: Ilyazagadov@yandex.ru

Аннотация

В статье изложены результаты модернизации стенда для высотно-климатических испытаний малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД) и их элементов на базе Самарского университета. Основное внимание уделено описанию конструкции стенда, включающего термобарокамеру, системы подогрева и охлаждения воздуха, топливопитания и сбора экспериментальных данных. В качестве объекта апробации выбрана камера сгорания МГТД, для которой спроектирован мерный участок с возможностью оценки параметров в процессе испытаний. В работе также приведены результаты CFD-расчета в ANSYS CFX, необходимые для оценки обтекания спроектированной конструкции.

Ключевые слова:

модернизация высотного стенда, проектирование измерительного участка, восстановление системы топливопитания, измерение параметров рабочего тела

Список источников

1. Солохин Э.Л. Испытания авиационных воздушно-реактивных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. 356 с.
2.  Григорьев В.А., Гишваров А.С. (ред.). Испытания авиационных двигателей. 2-е изд., доп. М.: Инновационное машиностроение, 2019. 542 с.
3.  Жигунов М.М., Митрофанов К.Е. Особенности создания стенда для испытаний малоразмерных двигателей и энергоустановок на базе установки с ТБК // Авиационные двигатели. 2019. № 3(4). С. 35–40.
4.  Болховитин М.С., Боровиков Д.А., Ионов А.В., и др. Разработка испытательного стенда для малоразмерных газотурбинных двигателей // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=75612
5.  Бьюсчаерт Ф., Хендрик П. Исследование предварительного входного охлаждения для малых газотурбинных двигателей // Вестник аграрной науки Дона. 2010. № 4. C. 41–57.
6.  Богданов В.И., Кузнецов С.П. Особенности расчета сопла с резонатором-усилителем тяги и эксперимент в составе малоразмерного ГТД // Вестник РГАТА им. П. А. Соловьева. 2021. № 3(58). С. 9–13.
7. Булат П.В., Вокин Л.О., Волков К.Н., и др. Экспериментальное и численное исследование нагрева стенок камеры сгорания малоразмерного газотурбинного двигателя // Аэрокосмическая техника и технологии. 2024. Т. 2. № 1. С. 63–76. DOI 10.52467/2949-401X-2024-2-1-63-76. EDN JEBQDK
8.  Пономарев Б.А., Гаврилов В.В. Проблемы создания ВГТД с ротором на газовых подшипниках // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2009. № 1(17). С. 41–55.
9.  Побелянский А.В., Мустейкис А.И., Галаджун А.А. и др. Исследование возможности применения деталей из термостойких пластиков и их испытание в составе малоразмерного газотурбинного двигателя // Исследования наукограда. 2017. Т. 1. № 2. С. 76–81
10. Antonov D.V., Cherkasov R.E., Gneusheva V.V., et al. Comprehensive approach to static firing tests of micro gas turbine engines powered by liquid fuels // Energy. 2024. Vol. 313: 133870. DOI: 10.1016/j.energy.2024.133870
11. Темис Ю.М., Соловьева А.В., Журенков Ю.Н. и др. Цифровой двойник установки для испытаний центробежного компрессора малоразмерного ГТД // Авиационные двигатели. 2021. № 1(10). С. 5–16. DOI: 10.54349/26586061_2021_1_5
12. Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н., Крупенич И.Н. и др. Автоматизированная система для виртуальных испытаний газотурбинных двигателей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2014. № 5-3(47). С. 113–119.
13. Ткаченко А.Ю., Пелевин В.С., Алексенцев А.А. и др. Концептуальное проектирование стартера генератора на базе виртуальной среды АСТРА-9 // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 1. С. 114–122.
14. Capata R., Saracchini M. Experimental campaign tests on ultra micro gas turbines, fuel supply comparison and optimization // Energies. 2018. Vol. 11. No. 4: 799. DOI: 10.3390/en11040799
15. Wiesche S.A.D. A mobile test rig for micro gas turbines based on a thermal power measurement approach // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2012. Vol. 134. No. 11: 112301. DOI: 10.1115/GT2012-68095
16. Seo J., Lim H.-S., Park J., et al. Development and experimental investigation of a 500-W class ultra-micro gas turbine power generator // Energy. 2017. Vol. 124, pp. 9–18. DOI: 10.1016/j.energy.2017.02.012
17. Fu L., Feng Z., Li G. Experimental investigation on overall performance of a millimeter-scale radial turbine for micro gas turbine // Energy. 2017. Vol. 134, pp. 1–9. DOI: 10.1016/j.energy.2017.06.006
18. Wu X., Hu X., Xiang X., et al. An analysis approach for micro gas turbine engine's performance by experiment and numerical simulation // Case Studies in Thermal Engineering. 2023. Vol. 49. No. 1: 103305. DOI: 10.1016/j.csite.2023.103305
19. Frigioescu T.-F., Badea G., Dombrovschi M., et al. The design and development of a UAV’s micro-turbogenerator system and the associated control testing bench // Electronics. 2023. Vol. 12. No. 24: 4904. DOI: 10.3390/electronics12244904
20. Миронов Н.С., Анисимов В.М., Матвеев С.С. и др. Пробоотборник с жидкостным охлаждением. Патент RU 182039 U1. Бюл. № 22, 01.08.2018.