Прогнозирование оптимальных параметров рабочего процесса ТРДД шестого поколения традиционных схем на основе численного моделирования
Автор: Кузьмичев Венедикт Степанович, Ткаченко Андрей Юрьевич, Остапюк Ярослав Анатольевич, Филинов Евгений Павлович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 6-3 т.17, 2015 года.
Бесплатный доступ
В статье приводятся результаты прогнозирования оптимальных параметров рабочего процесса ГТД шестого поколения традиционных схем на основе численного моделирования. Постановка задачи формулируется следующим образом: необходимо найти оптимальные параметры рабочего процесса трёхвального ТРДД с раздельным истечением потоков при заданном уровне показателей совершенства элементов, соответствующих 6-тому поколению двигателей, предназначенных для ближне-, средне- и дальнемагистрального самолёта. В качестве критерия оптимизации в данном исследовании рассматривалась суммарная масса силовой установки и топлива. Численное моделирование и оптимизация параметров рабочего процесса проводилась в САЕ-системе АСТРА. Для каждой из комбинаций оптимизируемых переменных двигателя потребный запас топлива и масса силовой установки определись на основе численного моделирования полёта самолёта. Анализ результатов оптимизации показал, что рост параметров рабочего процесса, степени двухконурности и дальности полета приводит к расширению области локально-оптимальных параметров. При оптимальных параметрах рабочего процесса, соответствующих по уровню шестому поколению двигателей, предназначенных для дозвуковых самолётов, можно ожидать значения удельного расхода топлива на крейсерском режиме 42...45 кг/(кН.ч).
Двигатель газотурбинный, моделирование численное, оптимизация, параметры рабочего процесса
Короткий адрес: https://sciup.org/148204314
IDR: 148204314 | УДК: 621.45.01:004.945
Forecasting the optimal values of working process parameters of a sixth generation turbofan by means of numerical simulation
The article describes the results of forecasting of the optimal values of working process parameters of a sixth generation turbofan by means of numerical simulation. The problem statement: the optimal values of working process parameters of a separate-flow three-spool turbofan having the efficiency factors corresponding to the 6th generation turbofan engines and intended for use as a propulsion unit of a short-, medium- and long-range airplane are to be calculated on the basis of airplane flight cycle simulation. The optimization was performed using the computer-aided system “ASTRA” with a total weight of the propulsion unit and the required fuel selected as an optimization criterion. Numerical simulation of the airplane flight cycle was performed for each combination of the optimizable values. The results of optimization show that with an increase in the working process parameters, bypass ratio and flight range the regions of locally-optimal values are widening for a given value of criterion concession. The values of specific fuel consumption of the sixth generation turbofan engines intended for the subsonic passenger airplanes are predicted at the level of 42..45 kg per kN per hour.
Список литературы Прогнозирование оптимальных параметров рабочего процесса ТРДД шестого поколения традиционных схем на основе численного моделирования
- Филинов, Е. П. Исследование теоретической максимальной эффективности ГТД традиционных схем на основе численного моделирования /Е.П. Филинов, Я.А. Остапюк, И.Н. Крупенич//Тезисы докладов международной молодёжной конференции «XIII Королёвские чтения». -Самара: СГАУ, 2015 г. -С. 203-205.
- Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний в обеспечении создания перспективных авиационных двигателей. Под ред. Скибина В.А., Солонина В.И. ЦИАМ, М., 2010
- Булат, П. В. На пути к пятому и шестому поколению, перезагрузка //URL: http://www.paralay.com/stat/Bulat_17.pdf (дата обращения 12.08.2015).
- Dr. Dale Carlson. GE Aviation: Perspectives on Clean, Efficient Engines. May 7, 2013.
- Кузьмичев, В.С. Формирование виртуальной модели рабочего процесса газотурбинного двигателя в CAE-системе «АСТРА» /Кузьмичев В.С., Кулагин В.В., Крупенич И.Н., Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н./Электронный журнал «Труды МАИ». 2013. №67. С. 15. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=41518. (дата обращения 15.08.2015).
- Кузьмичев, В.С. Методы и средства концептуального проектирования авиационных ГТД в CAE-системе «АСТРА» /Кузьмичев В.С., Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н., Крупенич И.Н., Кулагин В.В.//Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва. 2012. №5(36). Ч. 1. С. 169-173.
