CC BY
28Решетневские чтения
камеры, опустится ниже давления на выходе, газовый вихрь, обжимаемый жидкостным кольцом, разрушается.
Результаты расчетов по полученной математической модели хорошо согласуются с экспериментальными данными. В частности, и экспериментальные, и расчетные исследования показывают, что длина существования закрученного двухфазного потока в круглой трубе однозначно зависит от закрутки потока в начальном сечении, а уменьшение закрутки уменьшает эту длину.
Такая модель позволяет не только рассчитать номинальный режим работы фазоразделителя, но и спрогнозировать возможные случаи отказов и заранее принять меры по устранению выявленных недостатков при его проектировании.
Из перспективных направлений исследований двухфазного закрученного потока следует назвать учет теплообмена потоков со стенкой камеры и окружающей средой, так как от интенсивности
теплообмена напрямую зависят энергетические параметры.
Дальнейшее изучение закономерностей течения, тепло- и массообмена закрученных потоков в осесимметричных каналах, систематизация этих данных и разработка универсальных методов расчета таких течений являются актуальной научной и прикладной проблемой. Результаты этих исследований найдут широкое использование в различных областях техники.
Библиографический список
1. Александров, О. Г. Системы терморегулирования автоматических космических аппаратов : в 2 ч. Ч. 1 / О. Г. Александров ; КИКТ. Красноярск, 1990.
2. Кутателадзе, С. С. Гидродинамика газожидкостных систем / С. С. Кутателадзе, М. А. Стыри-кович. М. : Энергия, 1976.
M. G. Melkozerov, A. V. Delcov, D. A. Zhujkov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia , Krasnoyarsk
CALCULATION PROBLEMS AND PROSPECTS OF THE DIPHASE TWIRLED STREAMS IN THE CHAMBER OF CENTRIFUGAL PHASE SEPARATOR
The basic problems of calculation of the diphase twirled stream in the chamber of centrifugal phase separator are dealt with. The design procedure of hydrodynamic and power parametres of a stream is given. Perspective directions for research of the diphasic twirled streams are estimated.
© Мелкозеров М. Г., Делков А. В., Жуйков Д. А., 2009
УДК 62-1/-9
В. А. Спесивых, В. В. Терентьев
Московский авиационный институт (Государственный технический университет), Россия, Москва
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ПЕРСПЕКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДЛЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Рассмотрены вопросы проектирования двигателя для беспилотного летательного аппарата массой до 1 т. Показаны проблемы и их решения.
В последние годы повышенным интересом пользуются беспилотные летательные аппараты (БПЛА) гражданского и военного назначения. Направлением использования БПЛА являются мониторинг окружающей среды и разведывательная деятельность. Лучшее всего для данных задач зарекомендовали себя БПЛА массой до 1 т. Ключевым фактором в использовании БПЛА является продолжительность полета, а она неразрывно связана с экономичностью двигателя. В работе рас-
смотрены бензиновые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с различными системами подачи топлива.
Данные двигатели делятся на несколько групп: карбюраторные, с распределенным впрыском, распределенным впрыском с электронным управлением, распределенным впрыском с электронным управлением с системой изменения фаз газораспределительного механизма, непосредственным впрыском с применением пьезоэлектриче-
Двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования космическиХ.аппаратов
ской форсунки. Данные технологии нашли свое применение в автомобильной промышленности. Проведя анализ существующих решений, в качестве основных параметров для данного типа БПЛА были выбраны надежность, топливная экономичность, развиваемая мощность. Карбюраторные двигатели имеют надежную конструкцию, что связанно с освоенностью конструкции в производстве и отработанностью технологии изготовления. Главным минусом данного двигателя является недостаточная мощность и повышенный расход топлива. При разработке современных двигателей применяются более совершенные технологии. При применении впрысковых систем подачи топлива происходит прирост мощности и уменьшение расхода топлива на двигателях одинакового объема (табл. 1).
Стоит также отметить, что двигатели, применяемые для БПЛА, выполняются по двухтактной и четырехтактной схеме. Двухтактные двигатели являются более мощными, но проигрывают четырехтактным в экономичности (табл. 2).
В результате проведенной работы можно сделать вывод, что при создании современного БПЛА с высокими летно-техническими характе-
ристиками больше всего подходит четырехтактный двигатель на котором применен распределенный впрыск с электронным управлением с системой изменения фаз газораспределения, а также применена пьезоэлектрическая форсунка. Применение пьезоэлектрической форсунки дает возможность впрыскивать бензин под давлением в 200 бар, направляя впрыск на днище поршня и обеспечивая послойное смесеобразование с обедненной смесью в остальном объеме.
При проектировании двигателя необходимо решить следующие задачи:
- повышение надежности функционирования ДВС, в частности, за счет высокоточного изготовления деталей на станках с ЧПУ;
- оптимизация себестоимости изготовления двигателя;
- соблюдение соответствия разрабатываемого двигателя современным экологическим нормам;
- оптимизация весовых параметров ДВС, в частности, за счет бесстартерной компоновки и режимов охлаждения.
Использование двигателей с данными система откроют новые возможности в применении БПЛА.
Значения прироста мощности и снижения расхода по сравнению с карбюратором
Система подачи Мощность кВт (л. с.) Прирост мощности, % Расход топлива, л/100 км Снижение расхода, %
Карбюраторная 52,5 (71,4) - 10 -
Распределенный впрыск 59,8 (80) 12,4 7,6 -24
Распределенный впрыск с электронным управлением 72 (97) 35,8 6,8 -32
Распределенный впрыск с электронным управлением с системой изменения фаз газораспределительного механизма 81 (110) 54,06 6,6 -34
Непосредственный впрыск с применением пьезоэлектрической форсунки 88,8 (120) 68 6,4 -36
Сравнительная характеристика четырехтактных и двухтактных двигателей
Марка Arrow GP1000AC ROTAX 912 ULS DCDI
Тип системы Двухтактная Четырехтактная
Расход, г/л. с. • ч 350 245
Мощность л. с. 100 100
Ресурс, моточасы 225 1500
V. A. Spesivykh, V. V. Terentyev Moscow Aviation Institute (State Technical University), Russia, Moscow
CHOOSING A DESIGNING SCHEME FOR A PERSPECTIVE EXPLOSION ENGINE TO UAV
Designing an engine for UAV with the mass up to 1 ton is studied. The methods of its implementation is demonstrated.
© Спесивых В. А., Терентьев В. В., 2009
