Издания проф. Кулагина В.В.
1. В.В. Кулагин
Теория газотурбинных двигателей: Учебник.
Кн. 1. Анализ рабочего процесса, выбор параметров и проектирование проточной части. 264 с.
Кн. 2. Совместная работа узлов, характеристики и газодинамическая доводка выполненного ГТД. 304 с. . М.: Изд-во МАИ, 1994
2. В.В. Кулагин
Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник.
Кн. 1. Основы теории ГТД. Рабочий процесс и термогазодинамический анализ.
Кн. 2. Совместная работа узлов выполненного двигателя и его характеристики.- М.: Машиностроение, 2002. - 616 с.: ил.
3. В.В. Кулагин
Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник. Основы теории ГТД. Издание второе.
Кн. 1. Рабочий процесс и термогазодинамический анализ.
Кн. 2. Совместная работа узлов выполненного двигателя и его характеристики. - М.: Машиностроение, 2003. - 616 с.: ил.
4. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник. Кн. 3. Основные проблемы: Начальный уровень проектирования, газодинамическая доводка, специальные характеристики и конверсия авиационных гтд/ В.В. Кулагин, С.К. Бочкарев, И.М. Горюнов, В.С. Кузьмичев и др.; Под общ. ред. В.В. Кулагина - М.: Машиностроение, 2005. - 464 с.; ил.
Сведения об авторе
Кулагин Виктор Владимирович - к.т.н., профессор, много лет руководил термодинамическим отделом Пермского ОКБ (генерального конструктора П.А.Соловьева) и принимал непосредственное участие в проектировании и доводке первых в стране двухконтурных двигателей, а в настоящее время профессор кафедры "Теория двигателей летательных аппаратов" Самарского государственного аэрокосмического университета и руководит сектором газотурбинных двигателей, в котором выполнялись исследования по выбору параметров двигателя, совместной работе узлов, расчету характеристик, компьютеризированному анализу результатов испытаний, разбросу параметров двигателей и идентификации их математических моделей.
Автор двух учебников (1994, 2002 год, из них последний переиздан в 2003 году) и редактор третьей книги учебника (2005 г.).
Основные особенности учебника
Из общей теории ГТД выделены основы, которые, в свою очередь, разделены на основы проектируемого и выполненного двигателей и излагаются, соответственно, в первой и второй книгах. Выбраны новые критерии формирования структуры этих книг учебника, отвечающие требованию системного подхода к изложению материала по основным темам, а не по типам двигателей. Для оценки эффективности преобразования механической энергии в полезную работу передвижения ЛА автором введено новое понятие - КПД движителя. Это позволило получить для трех основных типов ГТД обобщенные формулы удельной тяги и других критериев эффективности, математически строго рассмотреть ТРД и ТВД как частные случаи ТРДД. В результате основные разделы теории двигателей различных типов излагаются обобщенно, а за основу принят двухконтурный двигатель. Такой подход позволяет провести четкий сравнительный анализ двигателей различных типов, увидеть общие для них закономерности, выделить присущие им особенности.
В первой книге проанализированы характеристики узлов ГТД, необходимые для последующего изложения материала (часть I), описан процесс преобразования тепла в работу передвижения летательного аппарата (часть II) и приведена методика проектного термогазодинамического расчета двигателя (часть III). Проанализированы также основные закономерности изменения удельных параметров ГТД: ТРД, ТРДД и ТВД - во второй части книги, а ТРДФ и ТРДДФсм - в третьей. Такое разделение двигателей на две группы диктуется методическими соображениями: сравнительный анализ изменения удельных параметров двигателей первой группы, работающих по циклу Брайтона, наиболее целесообразно выполнить "методом работы цикла", хорошо разработанным именно для этих двигателей в школе академика Б.С. Стечкина. А использование "метода работы цикла" для двигателей второй группы, работающих по циклу с двумя подводами теплоты или со смешением потоков, связано с анализом сложных формул и поэтому нецелесообразно. Параметры этих двигателей анализируются в последовательности, принятой для проектного термогазодинамического расчета, который используется как универсальный "метод термогазодинамического анализа". Цикл двигателя, таким образом, принят за критерий формирования структуры первой книги.
Во второй книге дан общий анализ уравнений совместной работы узлов выполненного двигателя, справедливый (с небольшим исключением) для двигателей различных типов и схем, получены основные закономерности совместной работы узлов и характеристики для ТРД(Д) с одним управляющим фактором (часть IV) и для ГТД с несколькими управляющими факторами (часть V). Управляющий фактор, таким образом, принят за критерий формирования структуры второй книги.
Выделение основ теории выполненного двигателя в отдельную (вторую) книгу целесообразно с методической точки зрения, так как анализ характеристик такого двигателя существенно сложнее и принципиально отличается от анализа закономерностей изменения удельных параметров проектируемого двигателя. Это объясняется различным изменением параметров рабочего процесса и КПД узлов, которые в случае проектируемого двигателя являются независимыми переменными, а в случае выполненного двигателя они - зависимые переменные и определяются из условия совместной работы его узлов. Анализ характеристик двигателя поэтому основан на анализе совместной работы его узлов, который представляет собой совершенно другую задачу, требующую отдельного рассмотрения.
Особое внимание в учебнике уделяется термогазодинамическому анализу зависимости от различных факторов удельных параметров проектируемого двигателя (в первой книге) и основных технических данных выполненного двигателя (во второй книге), поскольку такой анализ позволяет в конечном счете понять "поведение" двигателя в различных условиях его эксплуатации. Предложенная последовательность анализа параметров двигателя основана на методиках проектного термогазодинамического расчета и расчета характеристик выполненного двигателя, поэтому изложение этих методик в гл. 8 и 12 подчинено задаче освоения методов анализа параметров двигателя. По мнению автора, освоение этих методов - ключ к пониманию и усвоению теории ГТД.
Практически по каждой теме учебника сформулированы выводы (резюме), разработаны контрольные вопросы и задачи, что позволяет организовать систематическое, в значительной мере самостоятельное (под контролем) изучение курса, нацеленное на решение большого числа задач разной сложности, включая комплекс задач, связанных с этапами проектирования двигателя. Такая организация учебного процесса способствует глубокому усвоению теории двигателей, развитию творческих способностей студентов, повышению качества знаний и эффективности учебного процесса.
Третья книга учебника является продолжением основ теории ГТД, которые изложены [38] в двух книгах (пяти частях) и охватывают 15 основных тем (глав). Третья книга также состоит из пяти частей (15 глав). К работе над этой книгой приглашены специалисты по проектированию и термогазодинамическому расчету двигателей, по газодинамической доводке и экологии рабочего процесса ГТД, а также ученые работающие в этой области.Она написана коллективом авторов Самарского аэрокосмического университета: канд. техн. наук, доцентом С.К. Бочкаревым, д-ром техн. наук, проф. В.А. Григорьевым, д-ром техн. наук, проф. Ю.А. Кнышом, д-ром техн. наук, проф. В.С. Кузьмичевым, канд. техн. наук, проф. В.В. Кулагиным, д-ром техн. наук, проф. Е.В. Шахматовым, а также канд. техн. наук Горюновым И.М. (Уфимского государственного авиационного технического университета), д-ром техн. наук А.М. Идельсоном (руководителем термогазодинамического отдела СКБМ, г. Самара), д-ром техн. наук, проф. М.Л. Кузменко (генеральным конструктором - техническим директором "НПО "Сатурн""), Dr. Joachim Kurzke (MTU Aero Engines, Germany), д-ром техн. наук, проф. Б.А. Пономаревым (начальником отдела ЦИАМ) и д-ром техн. наук, проф. А.П. Тунаковым (Казанского государственного технического университета).
Она представляет интерес не столько в методическом отношении, сколько по существу излагаемого материала. В ней излагаются пять основных проблем теории, расчета и проектирования авиационных двигателей, которые излагаются в пяти (VI...X) частях, пятнадцати (16...30) главах.
В шестой части затронуты основы теории выбора параметров рабочего процесса авиационных ГТД и проектирования проточной части. Приводятся результаты расчета влияния параметров рабочего процесса на удельные параметры ТРД(Д) в широком диапазоне их изменения, вплоть до термодинамического насыщения (с привлечением расчетов, выполненных в ЦИАМ), и показаны предельные возможности двигателя, работающего на керосине. Проанализированы закономерности оптимизации параметров ГТД по самолетным критериям эффективности. Изложены методология выбора параметров, некоторые проблемы разработки двигателя, а также методика вариантного проектирования проточной части, нацеленная на развитие творческих способностей студентов. Там же приведена разработанная в СГАУ методика оценки технического совершенства двигателя. В учебнике она публикуется впервые и может представлять интерес для специалистов не только авиационного двигателестроения. Разработанные по этим методикам программы применяются в учебном процессе СГАУ.
Седьмая часть посвящена современным методам математического моделирования и современным программным комплексам "ГРАД", DVIGw и GasTurb для расчета высотно-скоростных характеристик двигателей различных типов и других термогазодинамических расчетов, разработанным соответственно в Казанском государственном техническом университете, в Уфимском государственном авиационном техническом университете и MTU Aero Engines, Germany (Dr. Joachim Kurzke). Важно подчеркнуть, что упомянутые программные комплексы изучаются в СГАУ не только теоретически, но и применяются в практике выполнения курсовых работ. Выпускники университета, следовательно, приходят на предприятия, имея опыт работы с современными программными комплексами такого типа и с собственным мнением об их преимуществах и недостатках.
Большой интерес представляют три главы 23; 24 и 25 (часть восьмая), посвященные газодинамической доводке двигателя, в том числе в условиях серийного производства. Доводка является наиболее трудоемким и продолжительным этапом создания двигателя. Кроме стендовых, она включает испытания в термобарокамере, летные испытания на летающей лаборатории и на самолете. В указанных главах освещены основные проблемы газодинамической доводки, приведена методология компьютеризированного термогазодинамического анализа результатов испытаний ГТД и сформированы основные направления газодинамической доводки двигателя. Описаны методы экспериментального термогазодинамического моделирования на стенде эксплуатационных характеристик авиационных ГТД и рассмотрены примеры конкретного применения их при доводке двигателей. Описаны термогазодинамические методы контроля стабильности параметров серийных ГТД. Проблемы газодинамической доводки излагаются в учебной литературе впервые и представляют большой интерес не только для студентов и аспирантов, но и для специалистов, занимающихся доводкой газотурбинных двигателей.
В девятой части анализируются специальные характеристики ГТД. Автором удалось в небольшом объеме изложить сложные вопросы совместной работы узлов на неустановившихся режимах, проблемы уменьшения времени приемистости, снижения шума и вредных выбросов.
В учебнике затронуты также проблемы, связанные с конверсией авиационных двигателей (часть десятая). Анализируются способы повышения КПД таких двигателей в системе энергетических установок. Рассмотрены комбинированные и когенерационные газотурбинные установки. Сделана попытка классификации энергетических установок с приводным ГТД. Эта глава в учебнике также публикуется впервые и в современных условиях представляет особый интерес.
В заключение учебника (гл. 30) авторы позволили себе оглянуться назад и осветить некоторые страницы истории создания авиационных двигателей семи основных ОКБ (опытных конструкторских бюро) СССР. Приведены фотографии генеральных конструкторов и их двигателей, параметры рабочего процесса и основные данные этих двигателей, которые в свое время были на уровне лучших мировых образцов, а то и лучшими в мире.
Оглавление 'Основ теории ГТД'
От автора 3
Введение 6
Основные условные обозначения 7
Книга первая. Основы теории ГТД. Рабочий процесс
и термогазодинамический анализ 11
Глава 1. Вводная. Принцип действия, схемы и удельные параметры
газотурбинных двигателей 12
1.1. Турбореактивные двигатели ТРДД И ТРД 12
1.2. Турбовинтовые (ТВД), турбовинтовентиляторные (ТВВД) и турбовальные (ТВаД) двигатели 22
1.3. Турбореактивные двигатели с форсажными камерами 28
1.4. Классификация реактивных двигателей 30
1.5. Основные данные и удельные параметры ГТД 32
Контрольные вопросы 35
Задачи 36
Часть I. Характеристики входных, выходных устройств и камер сгорания 38
Глава 2. Входные устройства 38
2.1. Общие сведения 38
2.1.1. Назначение входных устройств. Основные параметры режима
и критерии эффективности 38
2.1.2. Степень повышения давления p V и роль входного устройства в системе двигателя 41
2.1.3. Основные требования к входным устройствам и их классификация 44
2.2. Рабочий процесс и характеристики дозвукового воздухозаборника. 46
2.2.1. Особенности рабочего процесса 46
2.2.2. Внешнее сопротивление воздухозаборника 50
2.2.3. Характеристики дозвукового воздухозаборника 51
2.3. Особенности работы и характеристики сверхзвуковых нерегулируемых входных устройств
внешнего сжатия .... 52
2.3.1. Основные особенности и режимы работы 52
2.3.2. Дроссельные характеристики 57
2.3.3. Помпаж и зуд 62
2.4. Регулирование сверхзвуковых входных устройств внешнего сжатия 66
2.4.1. Согласование критического сечения и сечения на входе в компрессор 67
2.4.2. Согласование сечения Н с сечениями КР и В ......... 68
2.5. Совместная работа сверхзвукового входного устройства и компрессора 74
2.6. Особенности сверхзвуковых входных устройств внутреннего сжатия 77
Резюме 82
Контрольные вопросы 85
Задачи 87
Глава 3. Выходные устройства 89
3.1. Общие сведения 89
3.1.1. Назначение выходных устройств. Основные параметры режима
и критерии эффективности работы 89
3.1.2. Тяговые и расходные характеристики сопла 92
3.1.3. Диаграмма i-s процесса расширения газа в канале сопла и формула скорости истечения 95
3.1.4. Основные требования к выходным устройствам и их классификация 97
3.2. Характеристики дозвуковых выходных устройств 98
3.2.1. Сужающееся сопло 98
3.2.2. Диффузорное выходное устройство 103
3.3. Особенности работы и характеристики сверхзвуковых сопел 105
3.3.1 Сопло Лаваля 105
3.3.2. Эжекторные сопла 110
3.3.3. Сопла с центральным телом 114
3.3.4. Регулирование сопел. Плоские сопла 117
3.4. Особенности выходных устройств с реверсом тяги 120
Резюме 123
Контрольные вопросы 126
Задачи 127
Глава 4. Камеры сгорания 129
4.1. Общие сведения 129
4.1.1. Назначение камер сгорания. Необходимые сведения о топливах 129
4.1.2. Основные параметры режима и показатели качества работы камеры сгорания 131
4.1.3. Определение относительного расхода топлива и оценка максимально возможной
температуры газа перед турбиной 134
4.1.4. Основные требования к камерам сгорания 137
4.2. Некоторые закономерности горения топлива в потоке 138
4.3. Рабочий процесс основных камер сгорания 142
4.3.1. Схемы основных камер сгорания и их обоснование 142
4.3.2. Подготовка горючей смеси 146
4.3.3. Организация горения топлива 150
4.3.4. Формирование поля температуры газа на выходе из камеры сгорания и охлаждение стенок
жаровой трубы 155
4.4. Особенности рабочего процесса форсажных камер сгорания 157
4.5. Основные характеристики камер сгорания 161
4.5.1. Зависимость коэффициента полноты сгорания топлива от параметров режима 161
4.5.2. Потери полного давления в основной и форсажной камерах сгорания ГТД 164
4.5.3. Срывные характеристики 168
4.5.4. Неравномерность температурного поля 171
Резюме 173
Контрольные вопросы 177
Задачи 178
Часть II. Основные закономерности рабочего процесса ТРД, ТРДД, ТВД 180
Глава 5. Газотурбинный двигатель как тепловая машина 180
5.1. Диаграмма i-s рабочего процесса основного контура ГТД 181
5.2. Работа цикла ГТД 184
5.3. Зависимость работы цикла от его параметров 186
5.3.1. Зависимость работы цикла от температуры газа перед турбиной 186
5.3.2. Зависимость работы цикла от суммарной степени повышения давления 188
5.4. Эффективный КПД 191
5.5. Зависимость эффективного КПД от параметров цикла 193
Резюме 196
Контрольные вопросы 197
Задачи 197
Глава 6. Силовая установка с газотурбинным двигателем как движитель 199
6.1. Тяга движителя 199
6.2. ТРД И ТВД как частные случаи ТРДД 205
6.3. КПД авиационного движителя 208
6.3.1. Коэффициент гидравлических потерь 209
6.3.2. Полетный КПД 210
6.4. Сравнение различных типов ГТД как движителей 212
6.4.1. Удельная тяга ГТД 212
6.4.2. Зависимость удельной тяги от степени двухконтурности 214
6.5. Наивыгоднейшее распределение энергии между контурами ТРДД 218
6.5.1. Вывод формулы удельной тяги для общего случая распределения энергии
между контурами ( c сII ¹
c сI ) 218
6.5.2. Зависимость удельной тяги от распределения энергии между контурами ТРДД 219
Резюме 223
Контрольные вопросы 225
Задачи 226
Глава 7. Основные закономерности изменения удельных параметров ГТД 229
7.1. Общий КПД и удельный расход топлива 229
7.2. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива от параметров цикла 231
7.2.1. Зависимость удельных параметров двигателя от температуры газа перед турбиной 232
7.2.2. Зависимость удельных параметров двигателя от суммарной степени повышения давления 238
7.3. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива ТРДД от параметров движителя 241
7.4. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива ГТД от внешних условий 244
7.4.1. Зависимость удельных параметров двигателя от скорости полета 245
7.4.2. Оптимальный ГТД для различных скоростей полета 248
7.4.3. Зависимость удельных параметров двигателя от температуры наружного воздуха 251
7.5. Зависимость удельных параметров двигателя от потерь в узлах 252
7.6. Энергетический баланс ГТД 254
Резюме 256
Контрольные вопросы 258
Задачи 259
Часть III. Термогазодинамический расчет и анализ параметров
проектируемого ГТД. Особенности рабочего процесса ТРДДсм и ТРД(Д)Ф 261
Глава 8. Методы проектного термогазодинамического расчета и анализа параметров ГТД 261
8.1. Исходные данные для проектного термогазодинамического расчета ГТД 262
8.2. Методика проектного термогазодинамического расчета одновального ТРД 270
8.2.1. Основные уравнения 270
8.2.2. Последовательность термогазодинамического расчета одновального ТРД 273
8.3. Особенности проектного термогазодинамического расчета ТРДД, ТВД и ТваД 277
8.3.1. Двухконтурные турбореактивные двигатели различных схем 277
8.3.2. Турбовинтовые и турбовальные двигатели 279
8.4. Оценка влияния параметров рабочего процесса, КПД узлов и коэффициентов потерь
на удельные параметры ГТД методом малых отклонений 281
8.5. Термогазодинамический анализ влияния КПД узлов, коэффициентов потерь и отбора воздуха
на удельные параметры одновального ТРД 288
8.6. Различные методы определения и анализа удельных параметров ГТД 291
Резюме 293
Контрольные вопросы 294
Задачи 296
Глава 9. Особенности рабочего процесса двигателей с форсажными камерами
(трдф и трддф) и со смешением потоков (трддсм) 301
9.1. Особенности трддсм 301
9.1.1. Особенности проектного термогазодинамического расчета ТРДДсм 301
9.1.2. Влияние смешения на выходной импульс 304
9.2. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трдф и трддфсм от температуры газа
на выходе из форсажной камеры 307
9.3. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трдф и трддфсм
от температуры газа перед турбиной ... 312
9.4. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трддфсм от степени двухконтурности 314
9.5. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трдф и трддфсм
от степени повышения давления в компрессоре 317
9.6. Особенности термогазодинамического расчета турбореактивных двигателей
с форсажными камерами 321
Резюме 323
Контрольные вопросы 325
Задачи 326
Книга вторая. Основы Теории Гтд. Совместная работа узлов
выполненного двигателя и его характеристики ............................ 328
Введение .............................................................................. 329
Глава 10. Общий анализ уравнений совместной работы узлов выполненного ГТД 331
10.1. Совместная работа входного устройства и компрессора 331
10.2. Совместная работа турбины и сопла 332
10.3. Совместная работа узлов газогенератора 337
10.3.1. Совместная работа камеры сгорания и турбины ВД 337
10.3.2. Совместная работа компрессора и расположенной за ним сети 339
10.3.3. Совместная работа компрессора и турбины ВД 340
10.4. Совместная работа компрессора и турбины НД 345
10.5. Совместная работа всех узлов ГТД 348
Резюме 349
Контрольные вопросы 351
Задачи 353
Часть IV. ТРД(Д) с ОДНИМ управляющим ФАКТОРОМ 355
Глава 11. Основные закономерности совместной работы узлов ТРД(Д) 355
11.1. Основные закономерности совместной работы узлов
многовального турбокомпрессора 356
11.1.1. Линия совместной работы 356
11.1.2. Особенности совместной работы узлов двухвального газогенератора 359
11.1.3. Особенности совместной работы узлов турбовентилятора 363
11.2. Подобные режимы и формулы приведения 365
11.2.1. Подобные режимы 365
11.2.2. Формулы приведения 367
11.2.3. Приведение параметров к САУ по температуре и давлению
в различных сечениях двигателя 370
11.3. Обобщенные характеристики двигателя 374
11.3.1. Основные закономерности изменения параметров турбокомпрессора. 374
11.3.2. Анализ зависимости приведенных и относительных параметров двигателя
от критериев подобия ... 377
11.3.3. Особенности обобщенных характеристик двухвальных ТРД(Д) 381
11.4. Влияние параметров рабочего процесса на совместную работу узлов
и на обобщенные характеристики 384
11.5. Особенности совместной работы узлов ТРДДсм 390
Резюме 394
Контрольные вопросы 397
Задачи 399
Глава 12. Основные характеристики ТРД(Д). Методы их расчета и анализа.
Термодинамические основы управления двигателя 404
12.1. Термодинамические основы управления ГТД 404
12.1.1. Эксплуатационные режимы 405
12.1.2. Закон и программа управления 406
12.1.3. Управление ГТД из условия поддержания заданного значения температуры газа
перед турбиной 408
12.1.4. Управление турбореактивных двигателей по закону n ВД (НД) = const 411
12.2. Методы расчета и анализа характеристик ГТД 413
12.2.1. Общие сведения. Задание на расчет характеристик 415
12.2.2. Приближенный метод расчета характеристик одновального ТРД 417
12.2.3 Особенности методов расчета характеристик ТРД(Д) различных схем 419
12.2.4. Краткий анализ современных методов расчета характеристик двигателя
по заданным характеристикам его узлов 422
12.2.5. Метод расчета обобщенных характеристик двигателя 424
12.3. Анализ основных характеристик ТРД(Д) 426
12.3.1. Дроссельные характеристики 427
12.3.2. Климатические характеристики 429
12.3.3. Высотные характеристики 434
12.3.4. Скоростные характеристики 437
12.3.5. Влияние параметров рабочего процесса, типа, схемы двигателя
и законов управления на характеристики ТРД(Д) 439
Резюме 444
Контрольные вопросы 447
Задачи 449
Часть V. ГТД С НЕСКОЛЬКИМИ управляющими ФАКТОРАМИ. 456
Глава 13. Особенности ТРД(Д) с изменяемыми площадями характерных сечений 456
13.1. Одновальный ТРД (газогенератор) с регулируемой площадью сопла 456
13.1.1. Особенности работы узлов газогенератора и обобщенные характеристики ТРД
при F с.кр = var 457
13.1.2. Особенности управления одновального ТРД и его характеристики на максимальном режиме
при F с.кр = var ..................................... 463
13.1.3. Особенности управления одновального ТРД и его характеристики на режимах пониженной тяги
при F с.кр = vаr .......................................... 469
13.1.4. Структурные схемы управления ТРД при F с.кр = var 470
13.2. Одновальный ТРД (газогенератор) с регулируемыми турбиной, соплом и компрессором 472
13.2.1. Регулирование турбины 473
13.2.2. Регулирование турбины и сопла 475
13.2.3. Регулирование компрессора 479
13.3. Двухвальный и трехвальный ТРД(Д) с регулируемыми соплом,
турбиной и компрессором 485
13.3.1. Особенности влияния площади сопла 486
13.3.2. Особенности влияния площади соплового аппарата турбины ВД 489
13.3.3. Особенности влияния площади соплового аппарата турбины НД 491
13.3.4. Особенности влияния площадей характерных сечений в системе многовальных двигателей 492
13.4. Особенности расчета характеристик ТРД(Д) с регулируемыми
площадями характерных сечений 495
13.4.1. Одновальный ТРД 495
13.4.2. Многовальный ТРД(Д) при F с.кр = var 496
Резюме 498
Контрольные вопросы 501
Задачи 503
Глава 14. Особенности ТВД, ТВаД и ТРД(Д)Ф 507
14.1. Особенности совместной работы узлов ТВД и ТВаД, их обобщенные характеристики 507
14.1.1. Одновальный ТВД 507
14.1.2. ТВаД со свободной турбиной. 510
14.2. Особенности управления и характеристик одновального ТВД и ТВаД со свободной турбиной 513
14.2.1. Особенности управления двигателя 513
14.2.2. Особенности характеристик 515
14.3. Особенности совместной работы узлов ТРД(Д)Ф, их обобщенные характеристики........................ 519
14.3.1. Особенности совместной работы узлов 520
14.3.2. Анализ влияния параметров режима на тягу 522
14.4. Особенности характеристик и управления турбореактивных двигателей
с форсажными камерами 526
14.4.1. Особенности характеристик ТРД(Д)Ф 527
14.4.2. Особенности управления ТРД(Д)Ф 533
14.5. Особенности расчета характеристик ТВД(ТВаД) и ТРД(Д)Ф 540
Резюме 541
Контрольные вопросы 545
Задачи 547
Глава 15. Анализ влияния различных факторов на совместную работу узлов гтд
и его характеристики 549
15.1. Влияние числа М п в условиях докритического истечения газа из сопла 549
15.1.1. Одновальный ТРД 549
15.1.2. ГТД других типов и схем 551
15.2. Влияние КПД узлов и коэффициентов потерь 554
15.2.1. Влияние КПД турбины и компрессора ВД 554
15.2.2. Влияние КПД турбины и компрессора НД 555
15.2.3. Влияние коэффициентов потерь 557
15.3. Влияние отбора воздуха от двигателя 562
15.3.1. ТРД(Д) с отбором воздуха ВД 562
15.4. Влияние отбора мощности от двигателя 565
15.4.1. Двухвальный ГТД с отбором мощности от газогенератора 566
15.4.2. Двухвальный ГТД с отбором мощности от турбокомпрессора НД 566
15.5. Влияние числа Рейнольдса 568
15.6. Некоторые закономерности разброса параметров двухвальных ТРД(Д) 570
15.6.1. Результаты испытаний серийных ТРДД 570
15.6.2. Скольжение частот вращения роторов как фактор, характеризующий
термогазодинамическое состояние ТРД(Д) 573
Резюме 575
Контрольные вопросы 577
Список литературы 579
Приложения 582
1. Основные закономерности изменения удельных параметров и проектный
термогазодинамический расчет ГТД (краткое содержание курсовой работы) 582
2. Ответы к решению задач, гл. 1 - 9 585
3. Таблица стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81) 588
4. Таблица перевода некоторых единиц измерения физических величин из различных систем
в международную систему СИ 589
5. Номограмма для определения относительного расхода топлива гтд 590
6. Совместная работа узлов и характеристики ГТД (краткое содержание курсовой работы) 591
7. Номограмма для определения p *т 594
8. Номограмма для определения p *к 595
9. Номограмма для расчета линии совместной работы 596
10. Номограмма для определения p *кНД 597
11. Ответы к решению задач, гл. 10 - 14 598
Предметный указатель 601
| Оглавление третьей книги учебника |
Предисловие |
3 |
Предисловие к первым двум книгам учебника |
6 |
Структура учебника |
9 |
Основные условные обозначения |
11 |
Часть VI. Основы начального уровня проектирования ГТД |
15 |
Глава 16. Основы теории выбора параметров рабочего |
15 |
16.1. Критерии оптимизации параметров ГТД дозвукового транспортного самолета |
16 |
16.2. Зависимости удельных параметров ТРД(Д) от параметров рабочего процесса |
21 |
16.2.1. Результаты расчета зависимости удельного расхода топлива и удельной тяги ТРД(Д) |
22 |
16.2.2. Оценка массы ГТД |
30 |
16.2.3. Закономерности изменения удельного веса двигателя |
33 |
16.3. Основные закономерности оптимизации параметров ГТД по самолетным критериям |
36 |
16.3.1. Закономерности минимизации суммарной удельной массы топлива и двигателя . |
37 |
16.3.2. Зависимость области наивыгоднейших параметров от различных факторов |
39 |
16.4. Методология выбора параметров и некоторые проблемы разработки ГТД |
42 |
16.4.1. Методология выбора параметров на начальном уровне проектирования |
42 |
16.4.2. Некоторые проблемы разработки двигателя |
46 |
16.5. Тенденции развития авиационных двигателей |
52 |
Резюме |
57 |
Контрольные вопросы |
60 |
Глава 17. Оценка диаметральных размеров проточной части и числа ступеней |
63 |
17.1. Постановка задачи и исходные данные |
63 |
17.2. Основные уравнения и их анализ |
66 |
17.2.1. Определение кольцевых площадей характерных сечений проточной части |
67 |
17.2.2. Оценка числа ступеней и согласование компрессора и турбины |
71 |
17.2.3. Обеспечение запаса прочности рабочих лопаток турбины по растягивающим |
75 |
17.3. Методика расчета диаметральных размеров проточной части турбокомпрессоров ТРДД |
79 |
17.3.1. Оценка числа ступеней и диаметральных размеров проточной части газогенератора |
80 |
17.3.2. Оценка числа ступеней и диаметральных размеров |
85 |
17.4. Особенности расчета диаметральных размеров проточной части турбокомпрессоров ГТД |
91 |
Резюме |
96 |
Контрольные вопросы |
98 |
Глава 18. Особенности малоразмерных ГТД |
99 |
18.1. Особенности математической модели МГТД |
101 |
18.2. Малоразмерные двигатели для вертолетов и легких самолетов |
104 |
18.3. Двигатели для беспилотных летательных аппаратов |
114 |
18.4. Вспомогательные ГТД |
117 |
18.5. ГТД для танков и наземного транспорта |
119 |
Резюме |
121 |
Контрольные вопросы |
122 |
Глава 19. Оценка научно-технического уровня двигателя |
123 |
19.1. Проблемы определения научно-технического уровня ГТД |
123 |
19.2. Метод оценки научно-технического уровня проекта ГТД - решение прямой |
126 |
19.3. Сравнительная оценка изменения научно-технического уровня конкурирующих ТРДД |
131 |
19.4. Сравнительная оценка научно-технического уровня проекта ГТД для многоцелевого |
133 |
19.5. Поиск параметров ГТД, обеспечивающих заданный научно-технический уровень |
135 |
Резюме |
137 |
Контрольные вопросы |
138 |
Часть VII. Математическое моделирование рабочего процесса ГТД |
139 |
Глава 20. Основные подходы к созданию математических моделей |
139 |
20.1. Общие сведения о математическом моделировании объектов |
139 |
20.2. Требования, предъявляемые к математическим моделям ГТД |
141 |
20.3. Термодинамические основы математических моделей ГТД |
142 |
20.4. Классификация математических моделей ГТД |
145 |
20.5. Принципы построения математических моделей ГТД |
146 |
Резюме |
153 |
Контрольные вопросы |
154 |
Глава 21. Программный комплекс "ГРАД" |
155 |
21.1. Назначение и концепция построения системы |
155 |
21.2. Функциональные возможности |
162 |
21.3. Примеры применения |
166 |
Резюме |
169 |
Контрольные вопросы |
169 |
Глава 22. Программные комплексы DVIGw и GasTurb |
170 |
22.1. Назначение и концепция построения системы DVIGw |
170 |
22.2. Функциональные возможности комплекса DVIGw |
174 |
22.3. Пример применения |
176 |
22.4. Особенности программного комплекса GasTurb |
179 |
Резюме |
183 |
Контрольные вопросы |
183 |
Часть VIII. Газодинамическая доводка двигателя |
184 |
Глава 23. Основные проблемы и пути газодинамической доводки двигателя |
184 |
23.1. Проблема газодинамической доводки |
185 |
23.1.1. Необходимость доводки и ее содержание |
185 |
23.1.2. Общая характеристика задачи термогазодинамического анализа результатов |
186 |
23.2. Методология автоматизированного термогазодинамического анализа результатов |
190 |
23.2.1. Предварительный анализ результатов испытания |
190 |
23.2.2. Идентификация математической модели двигателя |
196 |
23.2.3. Общая процедура и заключительный этап термогазодинамического анализа |
200 |
23.3. Основные направления газодинамической доводки двигателя |
203 |
23.3.1. Из истории газодинамической доводки двигателя ПС-90А |
203 |
23.3.2. Анализ основных направлений газодинамической доводки двигателя |
207 |
Резюме |
210 |
Контрольные вопросы |
212 |
Глава 24. Термогазодинамическое моделирование |
213 |
24.1. Задачи экспериментальной доводки ГТД и требования к ней |
213 |
24.2. Направления термогазодинамических методов исследования |
215 |
24.3. Основы термогазодинамического моделирования работы ГТД |
219 |
24.3.1. Подобие физических явлений и процессов |
219 |
24.3.2. Критерии подобия |
220 |
24.3.3. Методы экспериментального термогазодинамического моделирования |
222 |
24.4. Применение методов термогазодинамического моделирования при доводке ГТД |
225 |
24.4.1. Моделирование поля температур газа на выходе из камеры сгорания |
226 |
24.4.2. Моделирование теплового состояния охлаждаемых элементов турбины |
228 |
24.4.3. Моделирование высотного запуска ГТД |
231 |
24.4.4. Моделирование вибрационных характеристик ГТД при газодинамическом |
233 |
24.4.5. Моделирование процесса самовоспламенения масляно-воздушной |
237 |
Резюме |
239 |
Контрольные вопросы |
241 |
Глава 25. Термогазодинамические методы контроля стабильности |
242 |
25.1. Анализ особенностей серийного производства и эксплуатации, |
242 |
25.2. Управление стабильностью характеристик при стендовых испытаниях серийных ГТД |
244 |
25.2.1. Анализ устойчивости корреляционных связей термодинамических |
245 |
25.2.2. Контроль запаса ГДУ по скольжению роторов многовальных ГТД |
248 |
25.2.3. Контроль эксплуатационных характеристик |
255 |
25.3. Контроль технического состояния авиационных ГТД в эксплуатации |
259 |
25.3.1. Методы параметрического контроля технического состояния |
260 |
25.3.2. Влияние числа Рейнольдса на обобщенные характеристики ГТД |
263 |
25.3.3. Контроль технического состояния масляной системы |
265 |
Резюме |
267 |
Контрольные вопросы |
268 |
Часть IX. Специальные характеристики ГТД |
269 |
Глава 26. Неустановившиеся режимы работы авиационных ГТД |
269 |
26.1. Основные закономерности работы газогенератора на неустановившихся режимах . |
269 |
26.1.1. Особенности совместной работы узлов на неустановившихся режимах |
270 |
26.1.2. Обобщенные динамические характеристики одновального ТРД |
272 |
26.2. Разгон одновального ТРД и пути снижения времени приемистости |
274 |
26.2.1. Обобщенная кривая разгона и время приемистости |
274 |
26.2.2. Пути улучшения приемистости |
279 |
26.2.3. Зависимость времени приемистости от высоты и скорости полета |
285 |
26.3. Особенности неустановившихся режимов двухвального ТРД(Д) |
290 |
26.4. Запуск ГТД |
296 |
Резюме |
302 |
Контрольные вопросы |
305 |
Глава 27. Шум авиационных ГТД и методы снижения его уровня |
307 |
27.1. Основные понятия. Воздействие шума на организм человека |
307 |
27.2. Нормирование шума летательных аппаратов |
310 |
27.3. Основные источники шума ГТД |
315 |
27.4. Методы снижения шума лопаточных машин и реактивной струи |
320 |
27.4.1. Методы снижения шума вентилятора, компрессора и турбины |
321 |
27.4.2. Методы снижения шума реактивной струи |
324 |
Резюме |
326 |
Контрольные вопросы |
328 |
Глава 28. Эмиссионные характеристики ГТД и пути их улучшения |
329 |
28.1. Общие сведения о продуктах сгорания авиационных топлив |
329 |
28.2. Закономерности образования загрязняющих веществ в камерах сгорания ГТД |
331 |
28.2.1. Элементы рабочего процесса, определяющие эмиссионные и эксплуатационные |
331 |
28.2.2. Образование оксида углерода и несгоревших углеводородов |
332 |
28.2.3. Образование сажи |
333 |
28.2.4. Образование оксидов азота |
334 |
28.3. Эмиссионные характеристики ГТД |
336 |
28.4. Принципы нормирования эмиссии |
337 |
28.5. Пути снижения эмиссии |
342 |
Резюме |
346 |
Контрольные вопросы |
347 |
Часть X. Конверсия авиационных двигателей. Энергетические установки |
348 |
Глава 29. Конверсия авиационных ГТД |
348 |
29.1. Области применения конверсионных ГТД и требования при конверсии |
349 |
29.1.1. Преимущества конверсионных авиационных ГТД |
349 |
29.1.2. Области применения и направления конверсии ГТД |
349 |
29.1.3. Требования, предъявляемые при конверсии ГТД |
352 |
29.2. Конверсионные приводные ГТД |
354 |
29.2.1. Особенности работы приводных ГТД |
354 |
29.2.2. параметры конверсионных ГТД |
358 |
29.3. Совершенствование приводных ГТД |
363 |
29.3.1. ГТД с регенерацией тепла выхлопных газов |
363 |
29.3.2. ГТД с промежуточными охлаждением и подогревом |
366 |
29.3.3. ГТД с впрыском водяного пара |
368 |
29.4. Классификация ГТУ с приводными ГТД |
369 |
29.5. ГТУ с использованием тепла выхлопных газов ГТД: комбинированные |
373 |
29.6. Некоторые вопросы развития конверсионных ГТД |
375 |
|
Резюме |
379 |
|
Контрольные вопросы |
382 |
Глава 30. Основные отечественные авиационные ГТД и энергетические установки |
383 |
30.1. ОАО "Авиадвигатель" (ОКБ-19 г. Пермь) |
383 |
30.2. "Завод им. В.Я. Климова", Фгуп, дочернее предприятие ФГУП "РСК "МиГ" |
391 |
30.3. оао Омское моторостроительное конструкторское бюро (омкб) |
395 |
30.4. "Прогресс", Запорожское машиностроительное конструкторское бюро (ЗМКБ) |
397 |
30.5. ОАО "НПО "Сатурн"" |
403 |
30.6. ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова " ("Самарский научно-технический комплекс") |
410 |
30.7. ОАО "Союз" ("Авиационный научно-технический комплекс") |
417 |
|
Список литературы |
420 |
|
Приложения |
427 |
1. Основные данные и параметры рабочего процесса отечественных авиационных ГТД и ГТУ |
427 |
2. Оглавление к первым двум книгам учебника |
439 |
|
Предметный указатель |
449 |
Заметили ошибку в тексте? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
