ВПЛИВ ОСЬОВОГО ЗАЗОРУ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МАЛОВИТРАТНОЇ РЕАКТИВНОЇ ТУРБІНИ

Анотація

Об'єктом дослідження є ступінь радіальної маловитратної реактивної турбіни, яка використовується у двигунах літальних апаратів, агрегатах систем постачання палива ракетних двигунів, системах турбонаддуву двигунів внутрішнього згоряння тощо. Мета проведеного дослідження полягає у дослідженні впливу зазору між робочим колесом та нерухомим корпусом радіальної турбіни на її енергетичні параметри. Показана необхідність уточнення, доповнення та упорядкування параметричних даних впливу осьового зазору між вільною кромкою лопатки робочого колеса радіальної турбіни та нерухомим корпусом на енергетичні параметри. Показано, що зазори у проточній частині ступеня турбіни відіграють важливу роль у робочому процесі і мають значний вплив на основні характеристики. Коректність методичних підходів до проведених випробувань та експериментальних досліджень верифікована за результатами інших авторів. Дослідження проведені в два етапи. На першому етапі проводиться випробування ступеня турбіни у складі модельного, єдиного газодинамічного контуру з ступенем компресора і камерою згоряння. На другому етапі дослідження проводиться випробування з двома незалежними газодинамічними трактами турбіни та компресора, в яких робоче тіло в агрегати постачається окремо, з можливістю регулювання його витрати.

Новизна проведеного дослідження полягає в отриманні нових даних впливу величини осьового зазору у малогабаритних, маловитратних радіальних турбінах на основні енергетичні та ефективні параметри ступеня. При виконанні дослідження використовувалися загально прийняті методи проведення експериментальних досліджень та обробки результатів. Отримані результати дозволяють встановити області зміни значень параметрів робочого процесу розширення в реактивних газових турбінах при зміні величини осьового зазору.

Практична значущість отриманих результатів полягає у можливості використання отриманих експериментальних даних у процесі проєктування маловитратних лопаткових машин двигунів літальних апаратів, а також уточненні розрахункових методик.

ПОСИЛАННЯ

1. Локай В. И. Максутова М. К., Стрункин В. А. и др. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов: Теория, конструкция и расчет: Учебник для втузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. 447 с.

2. Холщевников К. В., Емин О. Н., Митрохин В. Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин: Учебник для студентов вузов по специальности Авиационные двигатели. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 432 с.

3. Lattime S. B., Steinetz B. M. High-Pressure-Turbine Clearance Control Systems: Current Practices and Future Directions. Journal of Propulsion and Power. 2004. Vol. 20, No. 2. Pp. 300–311. https://doi.org/10.2514/1.9255

4. Нoward W. D., Fasching W. A. "CF6 Jet Engine Diagnostics Program; High Pressure Turbine Roundness/Clearance Investigation," NASA CR-165581, 1982. 123 p. https://ntrs.nasa.gov/citations/19830004830 (дата звернення 07.01.2025)

5. Hourmouziadis J., Albrecht G. An Integrated Aero/Mechanical Performance Approach to High Technology Turbine Design. MTU, 1988. 12 p. https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADP006200  (дата звернення 07.01.2025)

6. NASA/PWA Energy Efficient Engine High Pressure Turbine Detailed Design Report. NASA CR-165608, 1984. 178 p. https://ntrs.nasa.gov/citations/19840020719 (дата звернення 07.01.2025)

7. NASA/GE E3 Energy Efficient Engine: Flight propulsion system final design and analysis. NASA CR-168219, 1985. 174 p. https://ntrs.nasa.gov/citations/19900019242 (дата звернення 07.01.2025)

8. Wiseman M. W., Guo T. "An Investigation of Life Extending Control Techniques for Gas Turbine Engines", Proceedings of the American Control Conference, Arlington, VA, June 25 – 27, 2001. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/946211 07.01.2025  (дата звернення 07.01.2025)

9. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей : / Под ред. С. М. Шляхтенко. Учебник для вузов — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 568 с.

10. Турбокомпрессоры тракторных и комбайновых дизелем. технические требования на капитальный ремонт ТК10-05.0001.054-83, ТК 70.0001.100-80, ТК 70.0001.083-78: Москва: ГОСНИТИ: 1988. 54 с.

11. ГОСТ ИСО 1940-1. 2007. Межгосударственный стандарт. Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса ISO 1940-1:2003 Mechanical vibration — Balance quality requirements for rotors in a constant (rigid) state — Part 1: Specification and verification of balance tolerances (IDT). Стандартинформ, 2008. 27 с.

12. Турбокомпрессоры для наддува дизелей и газовых двигателей. Общие технические условия ГОСТ 9658-81: Государственный комитет СССР по стандартам, Москва: 1988. 13 с.

13. Стали и сплавы. Марочник: Справ, изд. / В. Г. Сорокин и др.; Науч.ред. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 608 с.: ил. ISBN 5-89594-056-0.

14. Зубченко А. С., Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов: 2-е изд., доп. и испр. М.: Машиностроение, 2003. 784 с.

15. Байков Б. П., Бордуков В. Г., Иванов П. В., Дейч Р. С. Турбокомпрессоры для наддува дизелей: Справочное пособие. Л.: Машиностроение, 1975. 200 с.

16. Розенберг Г. Ш., Ткачев Н. М., Кострыкин В. Ф. Центростремительные турбины судовых установок: Л.: Судостроение, 1973. 216 с.

17. Савельев Г. М., Лямцев Б. Ф., Аболтин Э. В. Опыт доводки и производства турбокомпрессоров автомобильных дизелей: Учебное пособие. Москва: 1985, 94 с.

18. Межерицкий А. Д. Турбокомпрессоры судовых дизелей. Судостроение, 1971. 192 с.