В рамках развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД) путем применения в их составе перспективных и новых типов турбомашин, в частности, турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведена схема ГТД с ТКО, позволяющая увеличить температуру газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре ГТД, которая при обеспечении высокого уровня эффективности ТКО приведет к росту удельной тяги двигателя и снижению удельного расхода топлива. Для определения эффективности применения ТКО в составе малоразмерного ГТД представлены результаты термодинамического расчета. Приведены некоторые положения теории влияния фактора размерности и степени парциальности на эффективность работы компрессорной и турбинной частей ТКО.

Рассмотрены варианты совершенствования газотурбинных двигателей с помощью турбокомпрессора с общим рабочим колесом для повышения температуры газа перед турбиной и степени повышения давления в компрессоре в целях увеличения их эффективности с использованием усовершенствованной математической модели газодинамических процессов в турбомашинах.

В рамках развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей, в особенности малоразмерных ГТД, путём использования в них турбокомпрессоров с общим рабочим колесом (ТКО). Приведена схема ГТД с ТКО, которая позволяет увеличить температуру газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре ГТД, что при обеспечении высокого уровня их эффективности приведёт к росту удельной мощности двигателя и снижению удельного расхода топлива. Однако ТКО пока что недостаточно изучены и в данной статье выясняются особенности работы и сложности, которые возникают на пути их успешного применения в ГТД.

В рамках совершенствования перспективных и новых типов турбомашин проведена модернизация математической модели газодинамических процессов в проточной части турбокомпрессора с общим рабочим колесом с целью более детального расчёта течения газовых потоков в рабочем колесе.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей путём применения в их составе новых типов турбомашин, в частности, турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты исследования влияния перетекания части газовых потоков через разделители на эффективность работы компрессорной и турбинной частей ТКО применительно к ГТД. Показана схема ГТД с ТКО, позволяющая увеличить температуру газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре ГТД, которая при обеспечении высокого уровня эффективности ТКО приведёт к росту удельной тяги двигателя и снижению удельного расхода топлива. Для определения эффективности применения ТКО в составе ГТД представлены результаты термодинамического расчета.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей путем применения в их составе новых типов турбомашин, в частности, турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты исследования эффективности работы компрессорной и турбинной частей ТКО применительно к ГТД. Для верификации методик газодинамического расчета разработана и изготовлена опытная модель ТК, и проведены ее исследования. Для проверки эффективности применения ТКО в составе ГТД спроектирован опытный газотурбинный двигатель. Проведена доводка основных элементов конструкции данного двигателя.

В рамках развития двигателей и энергетических установок рассмотрены варианты совершенствования газотурбинных двигателей путем использования в них системы охлаждения воздуха для турбин. Объектом исследования является воздухо-воздушный теплообменник для охлаждения сжатого воздуха в наружном контуре ТРДД. Для проведения расчетных исследований различных вариантов системы охлаждения сжатого воздуха и определения параметров оптимальной ее работы разработана соответствующая методика теплогидравлического расчета. Для снижения сложности расчетной модели приняты упрощения в гидравлическом приближении, т.е. расчеты проведены по одномерным уравнениям газовой динамики и теплообмена.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД) путем применения в их составе новых типов турбомашин, в частности, турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты исследования ряда параметров на эффективности работы компрессорной и турбинной частей ТКО применительно к ГТД. Для более детального исследования турбинной части ТКО проведен трехмерный вязкий расчет течения газа в ней. Для определения эффективности применения ТКО в составе ГТД приведены результаты термодинамического расчета.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД) путем применения в их составе новых типов турбомашин, в частности турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты исследования влияния соотношения ширины лопаток к среднему диаметру рабочего канала на эффективность работы компрессорной и турбинной частей ТКО применительно к газотурбинным двигателям. При завышенном соотношении надо вводить поправочный коэффициент. Для определения эффективности применения ТКО в составе газотурбинного двигателя представлены результаты термодинамического расчета.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования малоразмерных газотурбинных двигателей (ГТД) путем применения в их составе новых типов турбомашин, в частности турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены результаты расчетных исследований влияния угла установки лопаток рабочего колеса на эффективность работы компрессорной и турбинной частей ТКО. Показана схема ГТД с ТКО, позволяющая увеличить температуру газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре ГТД. Для определения эффективности применения ТКО в составе ГТД представлены результаты термодинамического расчета.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД) путем применения в их составе новых типов турбомашин, в частности, турбокомпрессора с общим рабочим колесом (ТКО). Приведены формулы для определения мощности и коэффициента мощности компрессорной части ТКО. Для верификации методик газодинамического расчета компрессорной проточной части разработана и изготовлена опытная модель ТКО и проведены ее исследования. Для определения эффективности применения ТКО в составе малоразмерного ГТД представлены результаты термодинамического расчета.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования малоразмерных двигателей путём применения в их составе нового типа турбомашин - турбокомпрессоров с общим рабочим колесом (ТКО). Например, показана схема наиболее простого малоразмерного газотурбинного двигателя с применением ТКО. Для систематизации сравнительно эффективных схем ТКО, разработана, и приведена в статье, классификация возможных схем турбокомпрессора с общим рабочим колесом. В основу классификации положены 5 возможных направлений движения рабочей среды в лопаточном аппарате - осевое (параллельно оси вращения машины), центробежное, центростремительное, диагональное и тангенциальное. Для осуществления той или иной схемы течения в РК необходимо подбирать соответствующую форму лопаток рабочего колеса и расположение соплового, выпускного, всасывающего и нагнетательного каналов относительно друг друга. Турбокомпрессоры с общим рабочим колесом в зависимости от направления движения газовых потоков могут иметь две схемы течения в межлопаточном пространстве РК - прямоточную и противоточную. Если направления газового и воздушных потоков совпадают относительно оси вращения РК, то схема течения в ТКО прямоточная, при противоположном движении потоков - противоточная. Для проведения укрупнённого газодинамического расчёта ТКО приведены формулы, позволяющие вычислить окружное усилие, возникающее на лопатках рабочего колеса в компрессорном и в турбинном рабочих каналах ТКО. Приведены формулы, с поправочными коэффициентами, для расчета коэффициента мощности компрессорной части и коэффициента нагрузки турбинной части. В процессе расчётных и экспериментальных исследований получена характеристика компрессорной части опытной модели ТКО. Результаты испытаний компрессорной части опытной модели ТКО показали хорошее совпадение расчётных и опытных значений. Проведенные исследования показали, что турбокомпрессор с общим рабочим колесом может быть использован в составе малоразмерных газотурбинных двигателей и в системе турбонаддува ДВС небольшой мощности с не высоким наддувом.

В целях развития двигателей и энергетических установок рассмотрены вопросы совершенствования двигателей путем применения в их составе нового типа турбомашин - турбокомпрессоров (ТКО) с общим рабочим колесом (РК). Существует еще одно название этого типа турбомашин - однодисковый турбокомпрессор, хотя для лопаточных машин важен не диск, а все рабочее колесо. Показана схема наиболее простого газотурбинного двигателя с применением ТКО. ТКО с общим РК в зависимости от направления движения газовых потоков могут иметь две схемы течения в межлопаточном пространстве РК - прямоточную и противоточную. Если направления газового и воздушных потоков совпадают относительно оси вращения РК, то схема течения в ТКО прямоточная, при противоположном движении потоков - противоточная. Для осуществления той или иной схемы течения в РК необходимо подбирать соответствующую форму лопаток РК и расположение соплового, выпускного, всасывающего и нагнетательного каналов относительно друг друга. Для проведения укрупненного газодинамического расчета ТКО приведены формулы, позволяющие вычислить мощности турбинной и компрессорной частей РК. Для работы ТКО, как самостоятельного агрегата, важно, чтобы турбинный рабочий канал вырабатывал необходимую мощность для работы компрессорного рабочего канала, на преодоление механических потерь в подшипниках и дисковых потерь. Приведена формула, с поправочными коэффициентами, для расчета коэффициента мощности компрессорной части. При завышенном соотношении ширины решетки к среднему диаметру рабочего канала, необходимо формулу дополнить поправочным коэффициентом. В процессе расчетных и экспериментальных исследований получена характеристика компрессорной части опытной модели ТКО. Результаты испытаний компрессорной части опытной модели ТКО показали хорошее совпадение расчетных и опытных значений. Проведенные исследования показали, что ТКО с общим РК может быть использован в составе газотурбинных двигателей и в системе турбонаддува ДВС с невысоким наддувом.

Изучены рабочие процессы в проточной части турбокомпрессоров с общим рабочим колесом (ТКО) с двумя схемами движения потоков. Цель работы - исследование особенностей работы ТКО с двумя схемами движения потоков и развитие теории газодинамического расчета (ГДР) их проточных частей для применения в двигателях и энергетических установках. Задачи: исследовать две схемы течения потоков в межлопаточном пространстве рабочего колеса (РК) - прямо- и противоточную. Если направления газового и воздушных потоков совпадают относительно оси вращения РК, то схема течения в ТКО прямоточная, при противоположном движении потоков - противоточная. Решение поставленных задач осуществлено с помощью разработанных методик ГДР проточных частей турбокомпрессора с общим рабочим колесом. Научная новизна полученных результатов состоит в следующем: установлены параметры, которые значительно влияют на эффективность работы турбинной и компрессорной частей ТКО и получена формула в виде общего критериального соотношения. Определены зависимости поправочного коэффициента, который учитывает влияние соотношения ширины решетки к среднему диаметру рабочего канала РК в компрессорной части и в турбинной части ТКО. Впервые предложено данный поправочный коэффициент использовать при расчете коэффициента мощности в компрессорной части и коэффициента нагрузки в турбинной части. Т. е. при завышенном соотношении ширины решетки к среднему диаметру рабочего канала, необходимо эти формулы дополнить поправочным коэффициентом. Исследованы особенности перехода лопаток РК из одного режима работы в другой - на определенном участке РК происходит разгон потока до необходимой скорости. Наиболее длительный разгон потока в компрессорном рабочем канале ТКО с противоточной схемой движения потоков. В турбинной части время разгона газового потока не зависит от схемы течения - поток активный и разгоняется до необходимой скорости в сопловом аппарате. Исследованиями установлено, что ТКО можно использовать в составе газотурбинных двигателей и системе наддува ДВС.