Проблемы и перспективы развития микрогазотурбинных двигателей для беспилотных летательных аппаратов

И. А. Жданов, С. Штаудахер, С. В. Фалалеев

Аннотация


В настоящее время существует значительный интерес к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Правильный выбор силовой установки для БПЛА, особенно для малых и средних классов, является сложной задачей. Несмотря на целый ряд существенных преимуществ микрогазотурбинных двигателей (МГТД) в сравнении с электродвигателями и двигателями внутреннего сгорания, они обладают весьма низким общим коэффициентом полезного действия порядка 17%, что обуславливается низкими параметрами цикла и параметрами движителя. Поэтому остро стоит задача исследования путей повышения эффективности МГТД и их экономичности.

Ключ. слова


Аэродинамическая труба; беспилотный летательный аппарат; водный канал; мигрогазотурбинный двигатель; низкие числа Рейнольдса; общий коэффициент полезного действия; теория пограничного слоя; экспериментальная аэродинамика

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Harris, C. NASA supercritical airfoils/ C. Harris in NASA Technical Paper 2969. 1990.

2. Kasper, C. Untersuchung zur Seitenwandkonturierung für Gasturbinen an einem Ringgitter-Wasserkanal / C. Kasper in Institut für Luftfahrtantriebe. 2009, Universität Stuttgart: Stuttgart.

3. Kasper, C.A Study of unsteady secondary flow in a water flow axial turbine model / C. Kasper, M. Rose, S. Staudacher [et al] ASME Turbo Expo, Berlin, Germany, 2008 (GT2008-50239).

4. Lutoschkin, E. Untersuchung der Sekundärströmungen an einem Turbinenlaufgitter im Flachwasserkanal / E. Lutoschkin in Institut für Luftfahrtantriebe. 2006, Universität Stuttgart: Stuttgart.

5. Machinchy, A. Best in the West/ A. Machinchy Jet International, Tramplet, London, 2011(106).

6. Matsunuma, T. Unsteady flow field of an axial-flow turbine rotor at a low Reynolds number/ T. Matsunuma ASME Turbo Expo, Barcelona, Spain, 2006(GT2006-90013).

7. Matsunuma, T. Effects of Low Reynolds Number on Wake-Generated Unsteady Flow of an Axial-Flow Turbine Rotor / T. Matsunuma, Y. Tsutsui International Journal of Rotating Machinery 2005. 1: p. 1-15.

8. Mueller, T. Boundary Layer Measurements on an Airfoil at a Low Reynolds Number in an Oscillating Freestream / T. Mueller, M. Brendel AIAA Journal, 1988. 26(3).

9. Mueller, T. Aerodynamics of Small Vehicles/ T. Mueller, D. DeLaurier Annu. Rev. Fluid Mech., 2003. 35.

10. NACA, The caracteristics of 78 related sections from test in the variable-density wind tunnel. 1935.

11. Ries, T. LP turbine laminar separation with actuated transition / T. Ries, F.Mohr, J. Baumann [et al] DNS, experiment and fluidic oscillator CFD. ASME Turbo Expo, 2009(GT2009-59600).

12. Schilling, F. Untersuchungen zum Betriebsverhalten von Mikrogasturbinen, in Institut für Luftfahrtantriebe / F. Schilling 2009, Universität Stuttgart: Stuttgart. p. 147.

13. Schilling, F. Untersuchung zum Einfluss von Sekundäreffekten auf das Betriebsverhalten von Mikrogasturbinen /F. Schilling, S. Staudacher DGLR, 2008.

14. Schreckling, K. Gas Turbine Engines for Model Aircraft/ K. Schreckling 2003, London, UK: Tramplet.

15. Schumann, T. Experimentelle Untersuchungen zur Grenzschichtbeeinflussung hochbelasteter Niederdruckturbinen / T. Schumann in Institut für Luftfahrtantriebe. 2010, Universität Stuttgart: Stuttgart.

16. Staudacher, S. The Design of the ILA001 Micro Gas Turbine / S.Staudacher, F. Schilling, J. Student ISABE, 2003.

17. H.-F.Vogt, Sekundärströmungen in Turbintngittern mit geraden und getrümmten Schaufeln; Visialisirung im ebenen Wasserkanal. Forschung im Ingenierwesen/ H.-F.Vogt, M. Zippel Engineering Research 1996. Bd. 62(Nr.9): p. 247-253.

18. Wang, S. Numerical investigations on dynamic stall of low Reynolds number flow around oscillating airfoils / S.Wang, D. Ingham, L. Mab [et al] Computers & Fluids, 2010. 39: p.1529–1541.

19. Zhou, Y. Fluid forces on a very low Reynolds number airfoil and their prediction / Y. Zhou, M.Alam, H. Yang [etal] International Journal of Heat and Fluid Flow, 2011. 32 p. 329–339.

20. Экспериментальное определение характеристик малоразмерных лопаточных машин [Текст] / О. Батурин, И. Дмитриева, А. Лапшин [и др.] .- Самара: Издательство СГАУ. 2006.

21. Ван-Дайк, М. Альбом течений жидкости и газа [Текст] / М. Ван-Дайк.- М.: Мир, 1986.

22. Кулагин, В.В. Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок [Текст] / В.В.Кулагин - М.: Машиностроение, 2002.

23. Наталевич, А. Воздушные микротурбины. [Текст] / А. Наталевич - М.: Машиностроение, 1979.

24. Павлушенко, М. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития [Текст] / М. Павлушенко, Г. Евстафьев, И. Макаренко - М.: Права человека, 2005.

25. Фабрикант, Н. Аэродинамика [Текст] / Н. Фабрикант - М.: Наука, 1964.

26. Холщевников, К. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин [Текст] / К. Холщевников, О. Емин, В. Митрохин - М.: Машиностроение, 1986.

27. Юрьев, Б. Экспериментальная аэродинамика [Текст] / Б. Юрьев - М.: Оборонгиз, 1939. - Т.1.

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник СГАУ, 2015

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533