Перспективы отечественного двигателестроения

Тема: Перспективы отечественного двигателестроения

13.07.2013 Sagaris пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Разбавлю высокотехнологическую беседу дилетантским вопросом: а расход воздуха для ТРДД берется по внешнему контуру или по внутреннему? Т.е. это тот воздух, что через вентилятор проходит илитолько тот, что через турбину?

13.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

У ТРДД есть расход черев внешний контур Gв2, и через внутренний - Gв1, их соотношение - степень двухконтурности. КПД двигателя определяется его КПД как тепловой машины (параметрами цикла) и КПД как движетеля (сиречь степенью двухконтурности). При той же тяге и росте степени двухконтурности форсирование цикла приводит к снижению всех размеров (так как та же масса воздуха будет сжата сильнее), а значит - высоты лопатки последней ступени снижаются. Чем меньше размер лопатки, тем сильнее влияние потерь, для борьбы с этим подходят (в теории) центробежные ступени - мало того, она заменяет еще и несколько осевых (снижается длина компрессора ВД). Но и минусов у цетробежной ступени навалом - например, поворот потока (то же потери). Разъберемся с движетелем; чем больше степень двухконтурности - тем лучше, и нехитрым образом ТРДД превращается в ТВВД, а он - в ТВД, с ограничением скорости полета. Ну и окружная скорость вентилятора ограничена (шум, прочность, аэродинамика). Тут начинается борьба интересов - или делать малоступенчатую высокооборотную турбину и редуктор, или многоступенчатую турбину. Ну, и расход воздуха во внутренний контур еще занижается. Балансируя между всем этим, и ищется оптимум.

13.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Продолжу, центробежная ступень была весьма актиальна и раньше, например ГТД-350, для двигателей малой мощности (малый расход воздуха), и соответственно с малой размерностью. Двигла большой тяги имели большую размерность, а сейчас рост параметров загнал газогенератор обратно в маленькую размерность

13.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Ну, и конечно, осевая сила, причем на рабочих режимах - нефигово напарвленная вперед по полету, а на запуске - назад..

13.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Ну, и конечно, осевая сила, причем на рабочих режимах - нефигово напарвленная вперед по полету, а на запуске - назад..

14.07.2013 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Опорные подшипники, в том числе , и и поэтому в более тяжёлом режиме?

14.07.2013 Посторонним В пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

aosta63, простите, я не понял про осевую силу - эть для центробежной ступени Вы рассматривали или для осевой?

astoronny, я лучше поспрашиваю и послушаю, ладно? ;)

14.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

ой, а ведь это я ошибся про осевую силу то. факир был пьян

14.07.2013 astoronny пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

2 Sagaris:

Вопрос закономерный. Самолетчикам очень часто важнее оценить общий расход воздуха через двигатель – для воздухозвборника, мотогондолы, интерференции...

Для двигателистов важнее расход по первому контуру. Но это только начало :-)
Как все уже поняли, расход воздуха характеризует проходное сечение и, следовательно, радиальные размеры двигателя. Осевые же размеры (если очень в целом) определяются степенью повышения давления.
Если двигаться вниз по тракту, то расход примерно не меняется, но растут давление и температура. Поэтому физический расход воздуха по тракту плохо характеризует проходное сечение, например на входе в КВД уже мало что характеризует, поэтому используется так называемый «приведенный расход воздуха» который в первом приближении проходное сечение и есть :-)

Так мы подходим к упомянутой aosta63 очень важной характеристике – приведенному расходу по выходу из компрессора и, соответственно, высоте лопаток последних ступеней...

Традиционно, размерность дигателей классифицируются по входу в первую ступень компрессора (обычно исключая одноступенчатый вентилятор по первому контуру).
Известно, что при констуировании двигателей «большой размерности» важно учитывать масштабный фактор: вопросы жесткости, температутных расширений и «гуляний» по этой причине зазоров, теплоемкости узлов, вопросы передачи тепла и т.д. (если очень грубо). Газодинамические вопросы погранслоев и турбулентностей обычно второстепенны.

А вот имея дело с двигателями "малой размерности", на первый план выходят проблемы погранслоев и радиальных зазоров, просто в силу сравнимости с самим сечением тракта из-за малых высот лопаток.

Двигатели «средней размерности» на первый взгляд ничего, там должно быть ОК как с проблемами первой, так и второй группы, но ... это самый коварный класс :-)
Можно нарваться на грабли как первые, так и вторые – а требования «неявно» тяготеют к двигателям большей размерности.

Так вот, по входу в КНД двигатель Д-27 относится безусловно к средней размерности, пусть и скорее немного ближе к нижней границе. Но из-за большой степени повышения давления вполне себе сидит в классе малой размерности по выходу из КВД.

Что из этого следует? В следующем выпуске...:-)

15.07.2013 astoronny пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Есть еще одно понятие, довольно широко применяемое двигателистами – политропный кпд.

Этот кпд характеризует общее совершенство процесса сжатия, если очень в общем. Его преимущество состоит в том, что политропный кпд не зависит от степени сжатия, в отличие от адиабатного кпд. Это позволяет сравнивать уровни совершенства различных ступеней или компрессоров разного состава.

Так вот, по политропному кпд в средней размерности осевые компрессора однозначно обошли центробежные уже с конца сороковых годов. А вот в малой размерности все не так; центробежные ступени остаются вполне конкурентоспособными и чем меньше высота лопаток осевых ступеней, тем больше очков набирают центробежные.
Двигатель Д-27 находится в «серой зоне», где, на момент закладки, существовал определенный «паритет». Возможны были конструктивные решения, видимо, как с чисто осевым, так и с осецентробежным КВД, обеспечивающие схожие характеристики. Мне кажется, что в пользу осецентробежного сыграли следующие факторы:
1. В то время центробежные ступени переживали некоторый «бум» и было ожидание дальнейшего опережающего роста их эффективности.
2. Очень немаловажным был тот факт, что осецентробежные кострукции получались короче.
3. Заметное снижение числа ступеней выигрышно влияло на показатели «обслуживаемости».
4. В целом кострукция двигателя получалась ощутимо «жёстче».
5. Рост диаметра ступени решающего значения не играл (для ТВД), мидль определялся другими узлами.

К настоящему времени факторы 2,3,4 остаются в полной силе.
Однако главные переоценки коснулись фактора 1. Центробежные ступени остались примерно в том же совершенстве (или спрогрессировали незначительно), а вот осевые компрессора за счет внедрения новых расчетных методик за последние 15 лет дали ощутимый рывок.
По крайней мере, Пратты заявляют, например, что не чураются 11-миллиметровых ступеней (с приемлемыми кпд) – совсем неслыханное дело тридцать лет назад.
Так что я вполне понимаю стремление ЗМКБ попробовать в этом направлении, буде обстоятельства благоприятствовать. Прирост параметров обещается заметный...

Что касается пунтка 5 – для модификаций ТРДД со сверхбольшой двухконтурностью или турбовальных наличие центробежной ступени не помеха, ИМХО.
Для других схем – надо смотреть предметно.

15.07.2013 Посторонним В пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

astoronny, спасибо! Чрезвычайно интересный ликбез.
Напрягитесь плз насчёт "многовальности" - особенно, в приложении к ТРД/ТВВД! Крайне любопытно.

15.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

ТРДД: в КНД обороты ограничены -малые температуры, дальше по тракту горячее и обороты можно было бы поднять, поэтому чем больше валов, тем больше рабочие обороты можно поддтянуть к максимуму и сделать короче компресссор. ТВВД: так как вентилятор вообще живет при совсем других оборотах, то газогенератор все же должен быть двухвальным, еще и с учетом повышенной ГДУ

15.07.2013 aosta63 пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

но, чем больше валов, тем больше опор и замороченее конструкция

15.07.2013 Посторонним В пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Спасибо, именно об этом я и прошу рассказать ув. astoronny. Так, как он умеет - и подробно, и доходчиво для чайника одновременно.
Но можете и Вы, если не затруднит, но только не пунктиром плз - так как "разрывы непрерывности" мне, увы, заполнить нечем! ;)

15.07.2013 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

> 4. В целом конструкция двигателя получалась ощутимо «жёстче».

- а в чём "жёсткость"?

> Однако главные переоценки коснулись фактора 1. Центробежные ступени остались примерно в том же совершенстве (или спрогрессировали незначительно), а вот осевые компрессора за счет внедрения новых расчетных методик за последние 15 лет дали ощутимый рывок.
По крайней мере, Пратты заявляют, например, что не чураются 11-миллиметровых ступеней (с приемлемыми кпд) – совсем неслыханное дело тридцать лет назад.
Так что я вполне понимаю стремление ЗМКБ попробовать в этом направлении, буде обстоятельства благоприятствовать. Прирост параметров обещается заметный...

- а прирост расходов на разработку?

Если вспомнить высказывания гордой псисы condor, АИ-28 мыслился на 7...11.5 т. и получается, пригнули их Антоновцы:


> 1. По Д-27 работают над программой А - гарантировать удельные на крейсере не более 0,140 (расброс у двиглов от 0,135 до 0,142). С этим пойдут на госы. Программа Б - гарантия не более 0,135 (в реале значит 0,130...0,135). Проблема в финансировании. Форсировать можно, но пока вояки отказались, а для гражданского Ана (там именно и нужна форсировка) похоже еще долго руки доходить не будут.

2. По АИ - 28. АНТК продавило двухконтурность 8,3 (им особо некуда гондолу увеличивать, будет "карман"). Сейчас составляют ТЗ на газген, с Нового года начнут рисовать КД, железо начнут летом и к следующему планируют поставить первый образец на стенд. Вообще на его базе хотят семейку 7...11,5 тонн. Причем этот базовый рассматривают как отработку решений в т.ч. и редуктора, а в будущем планируют поставить более адекватный вентилятор со степенью 11...12). Пока же старый добрый Д-436 раскочегаривают до ЧР - 8500 кг.

3. Паки ведут разговоры насчет АИ-9500Ф (ну типа на замену РД-33). Пока ничего конкретного.

Ответить в тему:



Авиапорт.Конференции

Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.