Порівняльна оцінка ефективності кільцевого і ковшового вхідного пристрою силової установки з турбогвинтовентиляторним двигуном
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263023Ключові слова:
ковшовий вхідний пристрій, кільцевий вхідний пристрій, гвинтовентилятор, турбогвинтовентиляторний двигун, методикаАнотація
Зростання втрат у вхідному пристрої призводить до збільшення питомої витрати палива. При інтеграції вхідного пристрою та повітряного гвинта або гвинтовентилятора необхідно врахувати їх взаємодію для забезпечення максимальної ефективності силової установки. Об'єктом дослідження є співвісний гвинтовентилятор з каналом вхідного пристрою. Отримані результати мають практичну цінність: розроблено методику проєктування ковшового S-подібного каналу вхідного пристрою силової установки з турбогвинтовентиляторним двигуном. Отримано залежність коефіцієнта збереження повного тиску вхідного пристрою від висоти та швидкості польоту, яка дозволяє враховувати вплив гвинтовентилятора турбогвинтовентиляторного двигуна. Проведено порівняння характеристик кільцевого та ковшового S-подібного каналу вхідного пристрою силової установки з турбогвинтовентиляторним двигуном. Зокрема встановлено, що зміна умов польоту менш істотно впливає на зміну коефіцієнту збереження повного тиску кільцевого вхідного пристрою, ніж ковшового. Представлено порівняльну оцінку отриманих результатів математичного моделювання течії в ковшовому S-подібному каналі вхідного пристрою з урахуванням впливу гвинтовентилятора, з результатами льотних випробувань кільцевого вхідного пристрою прототипу. Порівняльна оцінка показує, що застосування ковшового вхідного пристрою, замість кільцевого вхідного пристрою, дозволяє підвищити коефіцієнт відновлення повного тиску на 5–7 %. Таким чином, є підстави стверджувати, що заміна кільцевого на ковшовий вхідний пристрій дозволить мінімізувати гідравлічні втрати на вході в двигун і зменшити нерівномірність потоку на вході. Це, в свою чергу, дозволить покращити економічність двигуна
Посилання
- Zhornyk, O. V. (2021). Perspektyvni napriamy udoskonalennia turbohvyntoventyliatornykh dvyhuniv. XXXII Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiya AS PHP «Promyslova hidravlika i pnevmatyka», 163–164.
- Seddon, J., Goldsmith, E. L. (1999). Intake aerodynamics. London: Blackwell Science, 407. doi: https://doi.org/10.2514/4.473616
- Stalewski, W., Żółtak, J. (2014). The preliminary design of the air-intake system and the nacelle in the small aircraft-engine integration process. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 86 (3), 250–258. doi: https://doi.org/10.1108/aeat-01-2013-0015
- Ren, S., Liu, P. (2021). Influence of Propeller Slipstream on the Flow Field of S-Shaped Intake. International Journal of Aerospace Engineering, 2021, 1–14. doi: https://doi.org/10.1155/2021/6220378
- Ren, S., Liu, P. (2022). Numerical Study on the Effect of Vortex Generators on S-Shaped Intake in Propeller Slipstream. Journal of Aerospace Engineering, 35 (3). doi: https://doi.org/10.1061/(asce)as.1943-5525.0001402
- Marchlewski, K., Łaniewski-Wołłk, Ł., Kubacki, S. (2020). Aerodynamic Shape Optimization of a Gas Turbine Engine Air-Delivery Duct. Journal of Aerospace Engineering, 33 (4). doi: https://doi.org/10.1061/(asce)as.1943-5525.0001157
- Drężek, P. S., Kubacki, S., Żółtak, J. (2022). Multi-objective surrogate model-based optimization of a small aircraft engine air-intake duct. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 095441002110708. doi: https://doi.org/10.1177/09544100211070868
- Migliorini, M., Zachos, P. K., MacManus, D. G., Haladuda, P. (2022). S-duct flow distortion with non-uniform inlet conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 095441002211016. doi: https://doi.org/10.1177/09544100221101669
- Fiola, C., Agarwal, R. K. (2015). Simulation of Secondary and Separated Flow in Diffusing S Ducts. Journal of Propulsion and Power, 31 (1), 180–191. doi: https://doi.org/10.2514/1.b35275
- Gil-Prieto, D., MacManus, D. G., Zachos, P. K., Tanguy, G., Wilson, F., Chiereghin, N. (2017). Delayed Detached-Eddy Simulation and Particle Image Velocimetry Investigation of S-Duct Flow Distortion. AIAA Journal, 55 (6), 1893–1908. doi: https://doi.org/10.2514/1.j055468
- Hancock, J. P., Lyman, V., Pennock, A. P. (1986). Analysis of Results from Wind Tunnel Tests of Inlets for an Advanced Turboprop Nacelle Installation. NASA CR 174937. Available at: https://ntrs.nasa.gov/citations/19900000695
- Rukovodstvo po tekhnicheskoy ekspluatatsii soosnogo vintoventilyatora SV-27 (1989). Kyiv: ANTK im. O.K. Antonova, 229.
- Rousseau, Ph. M., Soulaimani, A., Sabourin, M. (2013). Comparison between structured hexahedral and hybrid tetrahedral meshes generated by commercial software for CFD hydraulic turbine analysis. Conference: 21st Annual Conference of the CFD Society of Canada, 9. doi: https://doi.org/10.13140/2.1.2574.4960
- Zhornik, O., Kravchenko, I., Mitrakhovich, M., Denisyuk, O. (2021). Substantiation of a turbulent viscosity model for studying the characteristics of a coaxial propfan and input device of a gas turbine engine. Aerospace technic and technology, 4, 35–39. doi: https://doi.org/10.32620/aktt.2021.4.05
- Samolet An-70 No. 01-02 Otsenka kharakteristik vkhodnogo ustroystva marshevoy dvigatel'noy ustanovki s modernizirovannym vintoventilyatorom SV-27 (2012). ANTK im. O.K. Antonova. Tekh. Otchet No. 70.702.032.D1-12, 100.
- Wellborn, S. R., Reichert, B. A., Okiishi, T. H. (1994). Study of the compressible flow in a diffusing S-duct. Journal of Propulsion and Power, 10 (5), 668–675. doi: https://doi.org/10.2514/3.23778
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Oleg Zhornik, Igor Kravchenko, Mykhailo Mitrakhovych, Kateryna Balalaieva
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
