Формирование метода выбора рациональных значений параметров турбины сверхмалой мощности в системе турбопривода

Сформулирована задача структурно-параметрической оптимизации турбин сверхмалой мощности (ТСММ) в системе турбопривода (ТПСММ) на этапе начального проектирования. Описан метод и алгоритм выбора рациональных значений параметров и схемы ТСММ при его оптимизации. Задача оптимизации предполагает использование минимаксного принципа параметрической оптимальности при выборе рационального варианта турбины, который гарантирует надёжность выбираемого решения. Осуществлена оценка достоверности и эффективности разработанного метода путём его валидации с известным методом проектирования многорежимных ТПСММ и результатами вычислительного эксперимента. Приведены примеры повышения энергетической и массовой эффективности аэрокосмических турбоприводов с помощью разработанного метода. Валидация осуществлялась на примере начального проектирования многорежимного центростремительного турбопривода специального назначения. Было показано, что эффективность по массе турбопривода специального назначения можно повысить с минимальным проигрышем в КПД, если решать задачу двухкритериальной оптимизации. Её решение при проигрышах по КПД и массе в 1,8% и 11% относительно результатов однокритериальной оптимизации позволило повысить КПД исходного варианта турбопривода на 6,5% и снизить его массу на 25%. Сформирован облик турбины для турбопривода коммутирующего устройства. Применение осевой турбины вместо центростремительной при неблагоприятном варианте исходных данных позволило уменьшить удельный расход рабочего тела и удельную массу привода на 24 и 48% соответственно.