CC BY
21Решетневскце чтения
I. S. Proteven, M. V. Kraev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
FEATURES OF WING STAB STREAMLINING
The mathematical model to calculate the streamlining parameters is created on the basis of representations of gas streamlining of the rotation wing surface.
© Протевень И. С., Краев М. В., 2012
УДК 621.3.014.8
Е. В. Тареев, А. М. Чучупало ОАО «Научно-производственный центр «Полюс», Россия, Томск
КОНЦЕПЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Эффективность работы источников вторичного электропитания в значительной мере определяется показателями используемых в них преобразователей напряжения. Улучшение их удельных показателей тесно связано с повышением частоты коммутации. В традиционных схемах с широтно-импульсной модуляцией потери на переключение растут пропорционально частоте, в то время как резонансный режим позволяет существенно повысить частоту преобразования, улучшить массогабаритные характеристики и снизить уровень электромагнитных помех как в самом преобразователе, так и на входных и выходных шинах.
Использование резонансного режима в стабилизированном источнике питания представляет собой большое преимущество. Благодаря наличию ЬС-контура через силовые транзисторы протекает ток, или к ним приложено напряжение, имеющее форму отрезков синусоиды. Форма сигналов при переключении, в отличие от высокочастотных ШИМ-схем, такова, что никогда не бывает одновременного присутствия напряжения на коммутаторе и протекания через него тока. Поэтому потери коммутации пренебрежимо малы даже при высоких частотах.
Известны различные варианты топологии резонансных преобразователей напряжения (ПН), которую определяет тип используемого колебательного контура: последовательный, параллельный, смешанный [1]. Наибольшее распространение получили ПН с последовательным контуром. При этом основным способом управления параметрами выходной энергии резонансного ПН является частотный, однако в настоящее время наблюдается интерес к стратегии управления ПН с постоянной частотой и переменным фазовым сдвигом, в соответствии с которым в зависимости от угла задержки включения возможен режим непрерывного или прерывистого тока дросселя. При наличии достаточно большой емкости на выходе выпрямителя ПН может постоянно работать в режиме прерывистого тока дросселя. В этом случае регулирование выходного напряжения осуществляется с помощью так называемого релейного режима работы.
При сравнительном анализе установившихся процессов в резонансном ПН с различными способами управления видно, что управление с постоянной частотой позволяет повысить в два раза выходную мощность ПН и вдвое расширить диапазон регулирования по сравнению со способом управления с переменной частотой [1]. В режиме прерывистого тока дросселя
открытие транзисторов производится только после того, как ток через обратные диоды стал равен нулю. При этом потери на включение транзисторов тоже становятся равными нулю.
Может показаться, что работа транзисторов в режимах переключения при нулевом токе или нулевом напряжении имеет сплошные преимущества. На практике это не совсем так. Организация высокочастотных синусоидальных переходных процессов ПН мощностью более 1 кВт требует применения высокочастотных конденсаторов достаточно большой емкости. При этом напряжение на конденсаторе может достигать удвоенного значения входного напряжения [2]. Амплитудное значение тока также выше, чем в классических ПН, что увеличивает потери проводимости, особенно MOSFET-транзисторов, и ужесточает требования к емкостным и индуктивным элементам резонансного контура. Таким образом, выигрыш на уменьшении потерь переключения силовых транзисторов может быть сведен на нет увеличением потерь в других элементах ПН. Решению о целесообразности применения резонансного режима работы ПН должен предшествовать расчет для каждого конкретного случая. Исходя из этого, необходимо при проектировании резонансных ПН в первую очередь обращать внимание на выбор топологии схемы, силовых транзисторов и системы управления.
Библиографические ссылки
1. Косчинский С. Л. Анализ эффективности резонансных преобразователей напряжения с различными стратегиями управления // Электротехнические комплексы и системы управления. 2009. № 1. С. 27-31.
2. Сбродов А. Выбор силовых транзисторов для преобразователей напряжения с резонансным контуром // Электронные компоненты. 2002. № 6. С. 68-70.
Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательных аппаратов
E. V. Tareev, A. M. Chuchupalo JSC «Scientific-Production Center «Polus», Russia, Tomsk
CONCEPTION OF RESONANCE VOLTAGE CONVERTER DEVELOPMENT
Operating efficiency of secondary power supplies is appreciably defined by voltage converter used in them. Improvement of specific characteristics of voltage transducers is closely connected with increasing the switching frequency. In conventional schemes of converters with PWM losses on switching grow up proportionally to frequency, while resonance converters allow to raise frequency of transformation essentially, improve weight-size characteristics and decrease level of electromagnetic noises both in the converter, and on input and output wires.
© Тареев Е. B., ^yiynajio A. M., 2012
УДК 629.78
М. И. Толстопятов, А. А. Зуев, А. А. Кишкин, В. О. Фальков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ТЕЧЕНИИ ГАЗОВ
Рассмотрена модель распределения температурного и динамического пограничных слоев при обтекании поверхности турбулентным газовым потоком, получена зависимость для определения локального коэффициента теплоотдачи в виде критерия Стантона.
При проектировании тепловых энергетических установок летательных аппаратов необходимо учитывать большое число факторов, влияющих на энергетическую эффективность. Одним из таких факторов являются тепловые потоки, переносимые продуктами сгорания.
Для достоверного определения распределения температурных полей в проточных и вспомогательных полостях течения рабочего тела, в тепловом расчете двигателя необходимо использовать локальный коэффициент теплоотдачи. В отличие от среднеинте-грального коэффициента теплоотдачи, который дает усредненные данные по длине исследуемого участка, локальный коэффициент теплоотдачи позволяет выявить возможные местные зоны перегрева рабочего тела. Учет локальных тепловых нагрузок очень важен для таких полостей, как полость между ротором и статором турбины турбонасосного агрегата (ТНА), подводящее и отводящее устройство газовой турбины ТНА.
При проведении аналитического исследования прямолинейного турбулентного течения газа или газовой смеси была рассмотрена модель распределения температурного и динамического пограничных слоев при обтекании газовым потоком плоской, прямой, непроницаемой пластины. Получено выражение для определения толщины потери энергии. Из интегрального соотношения уравнения энергии пространственного пограничного слоя, записанного в работе [1], получено интегральное соотношение уравнения энергии для случая течения турбулентного газового пото-
ка, после преобразования которого было получено выражение для определения коэффициента теплоотдачи в виде критерия Стантона:
St = 0,40662
( 9 -А8/7-9 -А1/7 + 7 Л v Pr4 -Re-A8/7 V 0
1/5
(1)
При выводе выражения для аппроксимирования изменения профиля скорости по данным [2], применен закон «1/7 степени». По аналогии с [3] использовано отношение динамического и температурного пограничных слоев А:
8,
А = —. 8
(2)
В работе [3] для приближенного определения отношения толщин температурного и динамического пограничных слоев при турбулентном течении используется выражение:
А =
1
^Pr'
(3)
С учетом выражения (3) выражение (1) преобразуется к виду:
St = 0,40662
( 7. Pr0,258 _ 9 _ Pr0,333 + 9 А
Pr4 -Re-a,6
(4)
где al = 12,559 - коэффициент ламинарного подслоя, полученный в [4].
