CC BY
1
УДК 621.45.03
Емельянов Дмитрий Александрович
ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»
г. Воронеж, РФ Елисеев Сергей Яковлевич ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»
г. Воронеж, РФ Базов Андрей Михайлович ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»
г. Воронеж, РФ Соколов Денис Аркадьевич ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»
г. Воронеж, РФ
КОНСТРУКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ В ЗАГРЯЗНЕННОЙ СРЕДЕ
Аннотация
В статье приведены уязвимости газотурбинного двигателя при работе в загрязненной среде. Рассмотрены конструктивно-технические решения для снижения воздействия пыли на узлы ГТД. Сформирован подход для обеспечения эффективной работы газотурбинных двигателей в запыленной атмосфере. Предложен стандарт для оценки комбинированной защиты двигателя от попадания твердых частиц.
Ключевые слова
Газотурбинный двигатель; запыленная атмосфера; эрозия; компрессор; пылезащитное устройство; твердые частицы.
Emelyanov Dmitry Aleksandrovich
Air Force Academy named Prof. N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin
Eliseev Sergey Yakovlevich Air Force Academy named Prof. N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin
Bazov Andrey Mihailovich Air Force Academy named Prof. N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin
Sokolov Denis Arkadevich Air Force Academy named Prof. N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin
CONSTRUCTIVE METHODS OF PROTECTING GAS TURBINE ENGINES WHEN WORKING IN A DIRTY ENVIRONMENT
Abstract
The article presents the vulnerabilities of a gas turbine engine when working in a dirty environment. Constructive and technical solutions to reduce the impact of dust on the GTD elements are considered. An approach has been formed to ensure the effective functioning of gas turbine engines in a dusty atmosphere. A standard is proposed for evaluating the combined protection of the engine from ingress of solid particles.
научный журнал «ceteris paribus»
ISSN (p) 2411-717X / ISSN (e) 2712-9470
№9 / 2023
Keywords
Gas turbine engine; dusty atmosphere; erosion; compressor; dust protection device; solid particles.
Запыленная атмосфера оказывает неблагоприятное влияние на многие компоненты газотурбинных двигателей (ГТД). Наибольшее негативное воздействие воспринимает компрессор, а его лопасти подвергаются эрозии и износу. При определенных условиях на лопатках компрессора может оседать пыль, что также приводит к снижению производительности. Исследование и предотвращение уязвимостей, связанных с воздействием пыли на узлы ГТД, является важной и неотложной задачей. Решение этой проблемы позволить увеличить ресурс работы авиационного двигателя.
Защита проточной части ГТД от твердых частиц из окружающей среды превратилась из косвенной проблемы в важнейшее исследование и актуальную работу в области технологии проектирования газотурбинных двигателей. Анализ показывает, что необходимо принимать во внимание конкретные условия работы и учитывать некоторые конструктивные и технические особенности для обеспечения безаварийной эксплуатации [1].
При изготовлении газотурбинных двигателей для летательных аппаратов необходимо учитывать, что воздух в качестве рабочей среды может содержать различные фракции и химические компоненты в виде дисперсных твердых фаз с определенной массовой долей и концентрацией [2].
Рисунок 1 - Уязвимости ГТД при работе в загрязненной среде
Для обеспечения эффективной работы газотурбинных двигателей в запыленной атмосфере был сформирован новый подход, который включает учет уязвимостей при проектировании двигателей следующего поколения и модернизации существующих двигателей (рис. 1). Рассматривая компоненты и системы газотурбинных двигателей по отдельности, важно прогнозировать изменения характеристик твердых частиц при их попадании в проточную часть и принимать меры на этапе проектирования для уменьшения негативных последствий. По этой причине необходимо усовершенствовать способы защиты проточной части двигателя.
Способы включают в себя использование нескольких конструктивно-технических решений для снижения уязвимости газотурбинных двигателей при эксплуатации в запыленной атмосфере. Такими конструктивными и техническими решениями являются [3]:
- установка пылезащитных устройств, предотвращающих попадание частиц в двигатель;
- использование противоэрозионных покрытий на лопатках компрессора;
- обеспечение заданных характеристик компрессора и увеличение запаса газодинамической устойчивости;
- изготовление рабочих лопаток первой ступени компрессора с широкой хордой;
- установка датчиков для измерения параметров двигателя в запыленной атмосфере. Стандартом, используемым для оценки комбинированной защиты газотурбинного двигателя,
может быть время, необходимое для достижения предельного состояния двигателя, когда его эксплуатация невозможна.
На этапе проектирования двигателя или в процессе эксплуатации необходимо иметь методологию оценки эффективности того или иного варианта комплексной защиты газотурбинного двигателя.
Список использованной литературы:
1. Емельянов Д.А., Елисеев С.Я., Сазонов Д.Е., Морозов Д.А. Методологические основы к расчету пылезащитных устройств газотурбинных двигателей // Символ науки: международный научный журнал. 2021. № 8-2. С. 6-7.
2. Емельянов Д.А., Панов С.Ю., Попов А.В., Санин В.Н. Математическое описание движения частиц в пылезащитном устройстве газотурбинного двигателя // Вестник УГАТУ. 2023. №1. С. 38-46.
3. Пахомов С.В., Сафарбаков А.М. Методы и средства защиты газотурбинных двигателей воздушных судов от попадания посторонних предметов // Иркутск: ИрГУПС. 2011. 156 с.
© Емельянов Д.А., Елисеев С.Я., Базов А.М., Соколов Д.А., 2023
Мусаева Дженнет, старший преподаватель.
Айдогдыев Умыт, студент. Аманов Байлы, студент. Туркменский государственный архитектурно-строительный институт.
Ашхабад, Туркменистан.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАПЕЦИЕВИДНЫХ ГРЕБНЕЙ В МАШИНАХ
Аннотация
Трапециевидная резьба является основной резьбой, используемой в передачах «винт-гайка» и
