Устройство управления сверхзвуковым воздухозаборником силовой установки истребителя на малых дозвуковых скоростях полета

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

УДК 533.682

А. С. Салтыков, Чан Суан Тхиен Научный руководитель - А. С. Салтыков ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВЕРХЗВУКОВЫМ ВОЗДУХОЗАБОРНИКОМ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ИСТРЕБИТЕЛЯ НА МАЛЫХ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ ПОЛЕТА

Представлены результаты численного моделирования и выполнен расчет характеристик входного устройства самолета МиГ-29 с использованием расчетного комплекса АЫ8У8.

Усовершенствование устройства дополнительной подпитки воздухом (в виде подвижной панели в канале воздухозаборника (ВЗ)) авиационной силовой установки боевого воздушного судна было выполнено с целью увеличения коэффициента сохранения полного давления (овх) за счет увеличения относительной площади входа ВЗ. Порядок выполнения работы по расчету характеристик входного устройства типа МиГ-29 был задан следующий: создание модели в среде Solid works с заданным масштабом 1:1; построение расчетной сетки в препроцессоре ICEM CFD; задание граничных условий в препроцессоре ANSYS CFX; расчет параметров в расчетном модуле ANSYS CFX; получение данных пост процессор AN-SYS CFX; анализ полученных результатов.

Для построения твердотельной модели ВЗ использовалась программа Solid works. Все размеры были сняты с реального входного устройства типа МиГ-29. После создания модели в ICM CFD была построена расчетная сетка конечных элементов. Моделирование сетки было выполнено таким образом, чтобы она позволяла получить наиболее точные результаты при допустимых требованиях производительности ЭВМ. Конечный вид сетки представлен на рис. 1. Число элементов сетки около 1,5-106 ячеек. Для того чтобы повысить точность вычислений, сетка была загущена в районе верхних входов и самой створки дополнительной подпитки воздухом.

На входе в расчетную область (рис. 2) были заданы следующие параметры воздуха: модель газа - реальный газ, температура 288,15 К, давление 101325 Па, набегающий поток 55,5 м/с. Параметр на выходе: расход воздуха Ов = 77 кг/с, что соответствует режиму «Номинал» двигателя РД- 33 2С [1].

Для стенок ВЗ и покрытия аэродрома было задано граничное условие непротекания. В ходе расчетов изменялись такие параметры как: расход воздуха вв и скорость набегающего потока, которые имитируют взлета самолета и его полет на малых дозвуковых скоростях.

В ходе выполнения расчета программа просчитывает параметры потока дискретно в каждом элементарном объёме, уравнений Навье-Стокса (уравнения сохранения массы, импульса и энергии), осредненных по числу Рейнольдса [2].

После завершения решения итерационной задачи были получены и визуализированы результаты расчета, которые представлены на рис. 3. Данные полученные расчетным путем позволяют сравнивать параметры воздухозаборника без створки дополнительной подпитки воздухом и с ее применением. По полученным картинам поля давлений на входе в двигатель было вычислено значение коэффициента сохранения полного давления (свх) на входе в двигатель и пересчитаны основные параметры двигателя. Результаты расчетов для удобства представления сведены в таблицу.

Изменение основных параметров ГТД с применением створки подпитки

Параметр Без створки подпитки Со створкой подпитки Изменение в %

Свх 0,912 0,97 Т 6

Руд, Нс/кг 611,79 630,25 т 2,9

Р, Н 7 370,96 7 780,86 Т 5,2

Суд, кг/(Нч) 0,083 0,081 4 2,5

Рис. 1. Расчётная сетка Рис. 2. Приложение граничных условий

Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»

sisr

к»

Поле давлений без створки

Поле давлений со створкой

Поле давлений без створки Вид сверху

Поле давлений со створкой Вид сверху

Рис. 3. Визуализация расчётов

Библиографические ссылки

1. Даниленко Н. В., Кривель П. М. Теория авиационных двигателей : учебник. В 2 ч. Ч. 1. Иркутск : ИВВАИУ(ВИ), 2006. 468 с.

2. Rehby L., MacManus D. G. Jet engine ground vortex studies // School of engineering department of

aerospace sciences MSc aerospace dynamics academic, 2007. 197 р.

© Салтыков А. С., Чан Суан Тхиен, 2014

УДК 621.325.5

М. Ю. Хайцен, Е. В. Кулаков Научный руководитель - А. А. Зуев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРУНТОВЫХ ВОД И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СКВ РАЗНЫХ ТИПОВ

Предложена схема холодоснабжения на основе низкопотенциальной тепловой энергии грунтовых вод. Также рассматривается предварительная методика расчета данной СКВ и дальнейшая сравнительная экономическая оценка с СКВ, работающих на хладагентах.

В современном обществе для охлаждения и кондиционирования жилых помещений используются системы кондиционирования воздуха, работающие на специальных рабочих агентах - фреонах. Но для целей охлаждения помещений в небольшом диапазоне температур можно использовать низкопоненциальную энергию грунтовых вод. Температура таких вод зависит от глубины и географического месторасположения источника. Средняя температура грунтовых вод -5-10 °С, чего вполне хватает для обеспечения жилых помещений холодным воздухом [1].

Авторы статьи предлагают схему кондиционирования воздуха с использованием грунтовых вод.

Преимущества:

- экономически привлекательный источник тепла;

- незначительная потребность в технологической площади;

Недостатки:

- открытая система;

- затраты на обслуживание;

- требуется анализ химического состава и геологического залегания грунтовых вод;