CC BY
35Решетневскце чтения
жидкий водород» открытого цикла. Это время еще меньше для аналогичных ЖРД замкнутого цикла.
Комбинация «ПВ - керосин» имеет ряд важных характеристик, которые весьма удобны для применения в ракетах, особенно в тех случаях, когда необходимо регулировать тягу двигателя в широком диапазоне. Ее преимущества заключаются в том, что данная комбинация жидкого топлива имеет одну из самых высоких плотностей (примерно 1 270 кг/м3), а баки могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов. С ней относительно удобно обращаться, в отличие от других окислителей. Она не испускает ядовитых паров при хранении и после сгорания не оставляет ток-
сичных веществ. Данная комбинация сопоставима с топливом «жидкий кислород - жидкий водород».
Применение этой комбинации топлива может обеспечить низкие затраты на разработку и поставку ЖРД и РН и минимизировать работы по подготовке двигательной установки к запуску.
На данный момент производство ВПВ дороже, чем окислителей на основе окислов азота и азотной кислоты. Высокая цена является значительным недостатком, и, если возможно было ее снизить, ВПВ, бесспорно, стала бы одним из лучших долгохранимых окислителей и однокомпонентных топлив для космических аппаратов.
K. S. Akhmetshin, S. U. Kiryukhin Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
PROSPECTS FOR USE OF HYDROGEN PEROXIDE
The article considers possibility of using hydrogen peroxide at the present stage of development of space technology, perspectives and the reasons hindering the use of hydrogen peroxide.
© AxMeTmHH K. ffl., KaproxHH C. ro., 2011
УДК 621.755
Д. Н. Баженов, А. Н. Шмаков, И. Н. Ковалев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА
ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА
Рассмотрена проблема повышения эффективности и точности динамической балансировки роторов тур-бонасосных агрегатов (ТНА), изготовленных методом литья.
Вибрации отрицательно сказываются на работоспособности двигателей, снижая их надежность, ресурс и общий срок службы. Значительные вибрации приводят к большому износу уплотняющих элементов роторов ТНА, к ускоренному износу подшипников, валов и других составляющих механизма, повышенному уровню шума, уменьшению КПД и т. д., вызывают перегрузку деталей двигателя, приводят к нарушению плотности стыков деталей и герметичности соединений трубопроводов, к поломке и нарушению работы агрегатов двигателя [1].
В современных конструкциях ракетных двигателей широко применяются диски газовых турбин и центробежные колеса, изготовленные методом литья. Дисбаланс литых деталей ротора, как правило, превышает значение дисбаланса аналогичных сборно-паяных деталей. Поэтому вопрос о повышении эффективности динамической балансировки ротора ТНА является актуальным.
Основной причиной повышенной вибрации вращающихся машин является дисбаланс. Ликвидация дисбаланса - достаточно сложная задача, требующая
квалифицированного персонала и сложной измерительной техники.
Одним из признаков технологической классификации балансировочных станков служит степень их универсальности, т. е. разнообразие конструкций и типоразмеров роторов, для которых они могут быть использованы [2].
Современные роторы ТНА требуют комплекса оборудования, обеспечивающего динамическую балансировку тел вращения различной формы в широком диапазоне по массе и диаметру ротора, выполнения балансировочных работ как при серийном, так и при единичном производстве, настройку станочного оборудования на заданный тип ротора и сохранение этих настроек для его балансировки на любой скорости [3].
Балансировочные станки подразделяются на четыре типа:
- универсальные станки;
- станки определенного назначения;
- специальные станки;
- балансировочные комплекты.
Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательных аппаратов
Для решения имеющейся проблемы целесообразно использовать в производстве более современное и более эффективное балансировочное оборудование.
Анализ отечественного и зарубежного балансировочного оборудования показал, что наиболее перспективным для динамической балансировки многомассовых роторов ТНА жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) являются станки серии НМ 20-НМ 30 фирмы «Шенк».
Универсальные балансировочные станки серии HM дают возможность проводить высокоточную балансировку широкого спектра роторов. Станки подходят как для цилиндрических роторов с собственными шейками, так и дискообразных роторов на балансировочных оправках. Также серия этих станков отличается легкостью модернизации в силу модульной структуры и широкого ассортимента аксессуаров; жесткоопорным принципом, обеспечивающим быструю переналадку станка; широким спектром возможностей; разнообразием систем безопасности для всех классов защиты (URL: http://www.schenck-rotec.ru).
Жесткоопорный принцип устраняет необходимость в калибровочных пусках; проведение коррекции возможно в двух плоскостях; роторы могут быть установлены на их же оригинальные шейки вала или на переходные оправки. Также станки серии НМ обладают возможностью углового позиционирования при использовании ременного привода; автоматическим циклом измерения с изменяемыми настройками времени разгона, измерения и торможения. Функцио-
нальность расширяется за счет использования различных дополнительных модулей, например, для коррекции массы.
Последовательность работы:
- ручная загрузка ротора на опорные стойки, закрытие контропор и подсоединение привода (ременного или карданного);
- закрытие защитного ограждения и старт автоматического цикла измерения;
- разгон, определение и показание величин дисбаланса на дисплее прибора, торможение;
- снятие показаний (измерительный прибор снимает и удерживает показания, даже когда измерительный пуск завершен);
- проверка результатов коррекции (измерительный прибор показывает, был ли достигнут допуск) и выгрузка ротора со станка.
Таким образом, введение в эксплуатацию современных станков повысит эффективность устранения дисбаланса роторов ТНА, уменьшит трудоемкость, снизит затраты на проведение балансировки.
Библиографические ссылки
1. Назаров В. П. Балансировка роторов турбона-сосных агрегатов / под ред. М. В. Краева ; Сиб. аэро-космич. акад. Красноярск, 1995.
2. Гусаров А. А. Балансировка роторов машин. М. : Наука, 2004.
3. Гольдин А. С. Вибрация роторных машин. М. : Машиностроение, 2000.
D. N. Bazhenov, А. N. Shmakov, I. N. Kovalev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
INCREASE OF EFFICIENCY OF DYNAMIC BALANCING OF ТНА ROTOR
The article considers a problem of improving the efficiency and accuracy of dynamic balancing rotor of TNA, made by casting.
© Баженов Д. Н., Шмаков А. Н., Ковалев И. Н., 2011
УДК 621.431.75
О. В. Батурин, Г. М. Попов, Д. А. Колмакова, М. Н. Сеньчев
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (Национальный исследовательский университет), Россия, Самара
ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ТУРБИНЫ С УЧЕТОМ ПРИСОЕДИНЕННЫХ ОБЪЕМОВ
Проведено расчетное исследование потока в многоступенчатой турбине с учетом пространственной структуры потока и присоединенных объемов с использованием различных программных CFD-комплексов.
В настоящее время существует значительное количество различных программных комплексов для решения задач вычислительной газовой динамики. К ним относятся и программы, используемые для изучения потока в лопаточных машинах. Объектом исследования в представленной работе является течение
в турбине высокого и турбине среднего давления ТРДД(Ф) (рис. 1).
Расчеты проводились с применением идентичной геометрии, граничных условий и на одинаковых режимах. Отличие расчетных моделей состоит в использовании различных моделей турбулентности и
