Моделирование газодинамических характеристик обтекания лопаток турбины авиационного турбореактивного двигателя в упрощенной постановке задачи в среде САПР solidworks/cosmosworks

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

УДК 629.7.036.34

В. Ю. Афанасьев Научный руководитель - П. Р. Чирков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБТЕКАНИЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ АВИАЦИОННОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ В УПРОЩЕННОЙ ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ В СРЕДЕ САПР SOLIDWORKS/COSMOSWORKS

Рассматривается использование САПР Зо1ШШогк8 для моделирования газодинамических характеристик обтекания лопаток турбины ТРД двигателя.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) прочно входят в производственный процесс и научную деятельность. В настоящее время одним основных направлений совершенствования производственного процесса является сокращение издержек при получении экспериментальных данных. Этому способствует использование различного рода САПР. В результате анализа САПР для данной работы был выбран программный пакет SolidWorks. К SolidWorks помимо возможностей трехмерного моделирования работы механизмов возможно подключение пакетов для кинематического и динамического анализа механизмов, моделирования течения жидкостей и газов основанных на методе конечных элементов.

Объект исследования: оценка и расчет аэродинамических характеристик лопаток турбо-реактивного

двигателя (ТРД) с использованием программного пакета трехмерного моделирования SolidWorks с расчетным приложением CosmosFloWorks.

Уровень процесса исследования: проведена работа по изучению SolidWorks и пакета COSMOSFloWorks, изучены принципы работы программы, метод конечных элементов. Проведена работа по построению профиля лопатки и лопатки турбины ТРД. Сделаны расчеты обтекания лопатки в составе турбины, найдены распределения давления, плотности, скорости, температуры потока. Результаты рассчитаны и визуализированы с помощью приложения COSMOS-FloWorks. В дальнейшем будет проведено: полное 3Б моделирование ГТД; прочностной и термодинамический расчет расчет турбины двигателя.

Лопатка турбины

Распределение температур

Секция «Эксплуатацияи надежность авиационной техники»

Распределение скоростей

Область их применения: Построенные 3D модели и расчеты можно будет применять на производстве при проектировании ТРД и в учебном процессе для

углубленного изучения и наглядности конструкции, ресурса и процессов, протекающих при работе ТРД.

© Афанасьев В. Ю., 2012

УДК

А. А. Вдовенко, С. А. Растопчин Научный руководитель - А. С. Лушников Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (Институт), Ульяновск

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОТЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА И СНИЖЕНИЕ РИСКА АВИАЦИОННЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ ПО КАТЕГОРИИ СР1Т

Рассмотрены причины авиационных происшествий по категории СПТ,связанных со столкновением исправных ВС с наземными препятствиями. Особое внимание уделено методам установки уровня давления в барометрических высотомерах. Рассмотрены технические и организационные мероприятия для снижения вероятности авиационных происшествий по категории СПТ.

Понятие С¥!Т важно в обеспечении безопасности полетов. СПТ-термин, которым обозначают происшествия, связанные со столкновением ВС с поверхностью земли, искусственными препятствиями или водой в тех случаях, когда экипаж не мог контролировать ВС по направлению и скорости. Каковы же причины происшествий категории СР1Т?

Причины СБ1Т:

- неправильная установка уровня давления в барометрических высотомерах;

- отсутствие осведомленности экипажа о профиле земной поверхности и об искусственных препятствиях;

- навигационные ошибки (потеря ориентировки, выбор неверного навигационного средства и т. п.);

особо опасные метеорологические условия, такие как сдвиг ветра.

В докладе рассматривается одна из наиболее частых причин происшествий категории СБ1Т в гражданской авиации, а именно различие установки уровня давления в баровысотомерах - рКН и по давлению РББ, уделяется внимание принципам установки того или иного уровня давления в барометрических высотомерах, а также рассмотрены преимущества и недостатки выставления давления на измерения относительной и абсолютной давления барометрической высоты при заходе на посадку и посадке ВС. Для этого следует объяснить понятия рКН и рББ.

• рББ означает атмосферное давление на уровне аэродрома, когда высотомеры ВС на земле показывают «ноль». Высотомеры измеряют относительную высоту;

• рКН означает установку уровня давления, приведенного к уровню моря по условиям стандартной атмосферы, когда высотомеры ВС на земле показывают превышение аэродрома над условным уровнем моря. Высотомеры измеряют абсолютную высоту.

Таким образом, разница между измеренными значениями высот и есть превышение аэродрома над уровнем моря, которое для горных аэродромов имеет значительную величину.

Простота восприятия относительной высоты является единственным преимуществом установки уровня давления рББ. Больше преимуществ не отмечено.

Причины использования рКН при полетах на иностранных ВС (применительно к В-737):

• В гражданской авиации всего мира (за исключением Монголии и России) при заходе на посадку используется установка барометрических высотомеров по ОЫН.

• Базы данных систем управления полетом самолетов иностранного производства (РМЕ) и систем раннего предупреждения о близости земли (EGPWS) содержат высоты, основанные на применении рКН.