Повышение эффективности силовой установки беспилотного летательного аппарата за счёт применения криогенного топлива


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посвящена повышению эффективности силовой установки беспилотного летательного аппарата за счёт применения криогенного топлива. Обосновано, что создание силовой установки основывается на комплексном подходе к системе «Летательный Аппарат – Силовая Установка – Топливо» и обеспечивает существенное достижение показателей совершенства по критериям высокого уровня (часовой (километровый) расход топлива, дальность, продолжительность полёта и т.д.) Анализ энергетических свойств некоторых видов авиационных топлив показал, что газовые топлива по своим свойствам в основном превосходят жидкие, кроме одного – низкой плотности, что требует большого объёма топливных баков. В качестве прототипа выбран беспилотный летательный аппарат Ту-143 «Рейс», оснащённый одноконтурным турбореактивным двигателем ТР3-117. Решена оптимизационная задача исследования, заключающаяся в определении пригодности двигателя, предназначенного для эксплуатации на керосине, к эксплуатации на пропане по основным параметрам рабочего процесса при условии сохранения возможных условий полёта. Полученные высотно-скоростные характеристики свидетельствуют о том, что перевод двигателей с керосина на криогенный пропан возможен без изменения его конструкции с модернизацией камеры сгорания и отдельных элементов топливной автоматики.

Об авторах

А. С. Колесников

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sanekkolesnikov1987@rambler.ru

преподаватель кафедры авиационных двигателей

Россия

Т. В. Грасько

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

Email: grasko83@mail.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры авиационных двигателей

Россия

В. В. Разносчиков

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова

Email: raznoschikov@mail.ru

кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

Россия

Список литературы

  1. Нечаев Ю.Н., Кобельков В.Н., Полев А.С. Авиационные турбореактивные двигатели с изменяемым рабочим процессом для многорежимных самолётов. М.: Машиностроение, 1988. 175 с.
  2. Югов О.К., Селиванов О.Д. Согласование характеристик самолёта и двигателя. М.: Машиностроение, 1975. 204 с.
  3. Андреев В.А., Борисов В.Б., Климов В.Т., Малышев В.В., Орлов В.Н. Внимание: газы. Криогенное топливо для авиации. М.: Московский рабочий, 2001. 244 с.
  4. Архаров A.M., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы стартовых ракетно-космических комплексов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 252 с.
  5. Разносчиков В.В., Демская И.А. Математическая модель расчёта теплофизических свойств синтетического жидкого топлива // Труды МАИ. 2012. № 50. http://trudymai.ru/published.php?ID=28611
  6. Демская И.А., Разносчиков В.В. Методика определения новых составов альтернативных топлив // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19, № 5. С. 72-80.
  7. Разносчиков В.В., Демская И.А. Методика формирования оптимального состава АСКТ // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. № 5 (23). С. 16-19.
  8. Разносчиков В.В., Загумённов В.В., Демская И.А. Теплогидравлическая оптимизация авиационной криогенной топливной системы, использующей переохлаждённый пропан // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4 (40). С. 26-36.
  9. Raznoschikov V.V., Stashkiv M.S. Computational research of parameters of cryogenic propellant system for high-speed aircraft // Journal of Physics: Conference Series. 2019. V. 1147, Iss. 1. doi: 10.1088/1742-6596/1147/1/012056
  10. Яновский Л.С., Лемперт Д.Б., Разносчиков В.В., Аверьков И.С. Оценка эффективности твёрдых топлив на основе высокоэнтальпийных диспергаторов для ракетно-прямоточных двигателей // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92, № 3. С. 322-342. doi: 10.1134/S0044461819030071
  11. Яновский Л.С., Лемперт Д.Б., Разносчиков В.В., Аверьков И.С., Зюзин И.Н., Жолудев А.Ф., Кислов М.Б. Перспективы использования диэтинилбензола в качестве диспергатора топлив для ракетно-прямоточных двигателей // Известия Академии наук. Серия химическая. 2019. № 10. С. 1848-1855.
  12. Lempert D.B., Raznoschikov V.V., Aver'kov I.S., Yanovskiy L.S. High-enthalpy organic components as dispersants of solid fuel ducted rockets // Proceedings of the 23rd Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials (April, 1-3, 2020, Czech Republic, Pardubice). P. 156-163.
  13. Разносчиков В.В. Системный анализ использования топлива в авиационных силовых установках // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. 2008. № 4. С. 28-32.
  14. Антонов А.В. Системный анализ. М.: Высшая школа, 2004. 454 с.
  15. Разносчиков В.В., Яновский Л.С., Загумённов В.В. Химмотологический анализ и методика проектирования авиационных криогенных топливных систем самолётов // В кн.: «Международная энциклопедия CALS-технологий. Авиационно-космическое машиностроение». М.: НИЦ АСК, 2015. С. 471-475.
  16. Резников М.Е. Авиационные топлива и смазочные материалы (авиационная химология): учебное пособие. М.: Военное издательство министерства обороны России, 2003. 234 с.
  17. Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С., Харин А.А., Шевченко И.В., Верхоломов В.К., Суриков Е.В. Топлива для воздушно-реактивных двигателей. М.: МАТИ – РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2001. 443 с.
  18. Бутов А.М., Козарев Л.А. Математическое моделирование рабочего процесса авиационных двигателей: учебное пособие. М.: Военно-воздушная инженерная академия имени Н. Е. Жуковского, 1993. 143 с.
  19. Егоров И.Н., Кретинин Г.В., Лещенко И.А., Купцов С.В. Стохастическая оптимизация авиационных ГТД с использованием математических моделей на основе искусственных нейронных сетей // Вестник Академии наук авиации и воздухоплавания. 2002. № 1. С. 44-48.
  20. Егоров И.Н., Тюленев В.П., Павленко В.Ф. Методы непрямой статистической оптимизации на основе самоорганизации и их использование в оптимизационных задачах авиационных ГТД. ВИНИТИ № 2622-В89, 1989.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах