Методика обеспечения требуемого уровня надежности газотурбинного двигателя двухдвигательной силовой установки летательного аппарата с подкрыльевым расположением воздухозаборников при воздействии посторонних предметов, забрасываемых приземным вихрем

Язык труда и переводы:
УДК:
621.45
Дата публикации:
19 января 2022, 22:20
Категория:
Секция 02. Летательные аппараты. Проектирование и конструкция
Аннотация:
Рассмотрена актуальность проблемы преждевременного съема газотурбинных двигателей с эксплуатации по причине повреждения посторонними предметами. Выделен вихревой способ подхвата постороннего предмета, а также условия, необходимые для этого. Представлена методика обеспечения требуемого уровня надежности газотурбинного двигателя двухдвигательной силовой установки летательного аппарата с подкрыльевым расположением воздухозаборников при воздействии посторонних предметов, забрасываемых приземным вихрем, отличительной чертой которой является наличие экспериментально полученных исходных данных.
Ключевые слова:
газотурбинный двигатель, приземный вихрь, посторонний предмет, методика
Основной текст труда

В работе проведен анализ проблем, связанных с попаданием посторонних предметов (ПП) на вход в газотурбинные двигатели (ГТД). Работа посвящена оценке защищенности и разработке рекомендаций по повышению надежности двухдвигательной силовой установки летательного аппарата (ЛА) с подкрыльевым расположением воздухозаборников при воздействии посторонних предметов, забрасываемых приземным вихрем.

Актуальность данной работы обоснована анализом статистических данных, который позволяет сделать вывод о значительной доле газотурбинных двигателей, преждевременно снятых с эксплуатации по причине повреждения элементов газовоздушного тракта ПП, попавшими с поверхности аэродрома. Авторами выделены устройства защиты, например, такие как щитки, сетки, а также защитные мероприятия — роллигн-старт и т. п., предназначенные для снижения показателей преждевременного съема ГТД. Для каждого ЛА необходим индивидуальный выбор устройств и мероприятий по защите от повреждения ПП. Основной научной задачей является обоснованный выбор защитных мероприятий и устройств, совокупность которых можно рассматривать как систему защиты от повреждения от ПП.

На основе анализа работ [1–4] сделан вывод, что для двухдвигательной силовой установки ЛА с подкрыльевым расположением воздухозаборников одним из основных способов попадания ПП является заброс приземным вихрем.

В работах [1, 2] установлено, что для подхвата ПП приземным вихрем и его заброса на вход в СУ необходимыми являются следующие условия:

  • подскок ПП от подстилающей поверхности на определенную высоту;
  • интенсивность вихря, обеспечивающая подъем ПП.

Однако существующие методики имеют недостатки, которые выражаются в отсутствии характеристик ПП, представляющих опасность для элементов ГТД, заброс которых наиболее вероятен. Такие характеристики необходимы в качестве исходных данных в моделях оценки надежности ГТД двухдвигательных силовых установок летательных аппаратов с подкрыльевым расположением воздухозаборников и включают в себя:

  • кинематические характеристики подскока ПП от подстилающей поверхности;
  • аэродинамические характеристики ПП.

Авторы разработали методику, которая позволяет на основе данных о компоновке ЛА, параметрах и характеристиках ГТД, типе и конструкции защитного устройства, степени засоренности аэродрома ПП определить вероятность попадания на вход в двигатель ПП, вероятность повреждения посторонними предметами элементов его газовоздушного тракта и, в случае необходимости, на основе полученных результатов разработать рекомендации, обеспечивающие требуемый уровень надежности.

Предложенная методика отличается тем, что в качестве исходных данных используются экспериментально полученные кинематические характеристики подскока ПП и аэродинамические характеристики ПП.

Таким образом, в работе представлена методика, которая позволяет на этапах раннего проектирования ЛА обеспечить требуемый уровень надежности ГТД двухдвигательной силовой установки с подкрыльевым расположением воздухозаборников при воздействии посторонних предметов, забрасываемых приземным вихрем.

 

Литература
  1. Комов А.А. Теоретические основы и технические решения для защиты авиационных двигателей от попадания твердых посторонних предметов с поверхности аэродрома: дисc. … докт. техн. наук. М.: ГосНИИ ГА, 2005. 400 с.
  2. Евдокимов А.И. Обоснование выбора эффективных систем защиты от повреждений посторонними предметами двигателей самолетов военного назначения: дисc. ... док. техн. наук. М.: ВВИА, 1993. 520 с.
  3. Нескоромный Е.В., Марков Д.С. Формирование приземного вихря на входе в авиационную силовую установку // Насосы. Турбины. Системы. 2018. № 4 (29). С. 20–33.
  4. Murphy J. Intake Ground Vortex Aerodynamics. PhD Thesis. Cranfield University School of Engineering Academic, 2008.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.