Однією з проблем, що стоїть перед світовою цивільною авіацією, є забезпечення дальності та підвищення паливної ефективності літаків транспортної категорії шляхом використання балансувального перекачування палива (БПП), яке надає змогу знизити балансувальний опір літака на крейсерській ділянці польоту. В існуючих моделях положення центра мас (ЦМ) зазвичай приймається фіксованим, однак у міру вироблення палива ЦМ зміщується в деякому діапазоні польотних центрувань. Доти, доки на літаках не використовувалося БПП, діапазон зміщення ЦМ був досить вузьким, що надавало змогу використовувати вказані припущення без істотних похибок. У разі використання БПП зміщення ЦМ може сягати 15 - 20 % середньої аеродинамічної хорди, що потребує врахування дійсного положення ЦМ під час розрахунку дальності польоту. Раніш проведені оцінювальні розрахунки показали, необхідність подальшого уточнення математичної моделі шляхом урахування реальної дросельної характеристики двигунів. Мета роботи - розробка метода розрахунку дальності польоту літака транспортної категорії з урахуванням дійсного положення ЦМ у міру вироблення палива та змінення питомої витрати палива двигунами згідно їх дросельної характеристики. На основі реальних даних із посібників із технічної експлуатації двигунів отримано формули для апроксимації дросельної характеристики двоконтурних двигунів у вигляді залежностей безрозмірної питомої витрати палива (віднесеної до питомої витрати палива за повної тяги) від коефіцієнта дроселювання двигуна. Розроблено математичну модель (алгоритм і його програмну реалізація на мові С у системі Power Unti 11.7 R03) для розрахунку дальності польоту літака з урахуванням дійсного положення його ЦМ у міру вироблення палива та змінення питомої витрати палива згідно з дросельною характеристикою двигунів. Шляхом порівняння з відомою діаграмою вантаж - дальність показано адекватність розробленої математичної моделі. Надано рекомендації щодо подальшого уточнення математичної моделі.

Системи терморегулювання космічних апаратів на базі двофазних контурів (ДФК) теплопереносу (ДФКТП) мають переваги по масі та енергоспоживанню на власні потреби в порівнянні з однофазними системами терморегулювання. Однак, недоліком ДФКТП є те, що у випадку зміни теплового навантаження й умов тепловідведення, при переході від одно- до двофазного режиму роботи та навпаки, кількість теплоносія в контурі істотно змінюється, що вимагає використання гідроакумулятора (ГА) великого обсягу. Тому, визначення мінімально необхідного для роботи контуру обсягу ГА є актуальним завданням з огляду на необхідність збереження працездатності контуру за мінімальних і максимальних теплових навантажень і мінімізації маси конструкції та заправленого теплоносія. При визначенні обсягу ГА необхідно коректно розраховувати масу теплоносія в контурі теплопереносу на двофазному режимі роботи. Маса теплоносія залежить від об'ємного паровмісту, який істотно залежить від ковзання фаз. Запропоновано багато моделей і кореляцій для розрахунку ковзання фаз. Однак, всі вони вимагають обгрунтування для параметрів, характерних для систем терморегулювання космічних апаратів та умов невагомості. Наведено результати наземних експериментів, на основі яких проведено верифікацію різних моделей і кореляцій для ковзання фаз. Обгрунтування застосовності моделей і кореляцій для умов невагомості проведено шляхом порівняння результатів за горизонтальної та вертикальною орієнтацій елементів експериментальної установки. Теплоносій - аміак. Експерименти показали, що найкращий збіг розрахунку та досвіду забезпечує кореляція Chisholm. Розбіжність між розрахунковим та експериментальним значеннями не перевищувала +/-7 % у всьому діапазоні досліджених параметрів як для горизонтальної, так і для вертикальної орієнтації, що надає можливість рекомендувати кореляцію Chisholm для визначення маси теплоносія в двофазному контурі теплопереносу для параметрів, характерних для систем терморегулювання космічних апаратів, в тому числі і для умов невагомості.

Загальнодоступне апаратне забезпечення для обробки даних і готове програмне забезпечення для моделювання надає можливість відносно легко створювати "високоточні" моделі першого порядку як для сталих, так і для перехідних станів як для осьових, так і для відцентрових промислових компресорів. Ці високоточні моделі знаходять своє застосування в системах моніторингу продуктивності ("цифрових двійників", які працюють у режимі реального часу), на етапі попереднього інженерного проектування, а також в оцінці продуктивності компресора після завершення проектування та перед початком етапу будівництва. Моделі компресора корисні для достовірної демонстрації роботи компресора і, деякою мірою, залежно від складності моделі, оцінки реакції процесу на різні робочі умови. Після створення моделі легко провести аналіз продуктивності компресора за принципом "що якщо", щоб відповісти на питання, пов'язані з рекомендаціями або перевіркою правильності вибору рециркуляційного/випускного клапана та його швидкістю спрацьовування; загальним компонуванням трубопроводів та обв'язкою компресора; вимог до байпасу гарячого газу, і це лише деякі з них. Використано практичний підхід до обговорення компресора та параметрів процесу, необхідних для побудови цих, так званих, "високоточних" динамічних моделей промислових компресорів. Визначено вхідні параметри та реакції компресора, які точно моделюються за допомогою рівнянь першого порядку, доступними в готовому програмному забезпеченні для моделювання, та ті параметри, які зазвичай вимагають компромісу між "ab initio" і даними апроксимації. Обговорено тенденцію моделювання до завищення змін тиску під час помпажних подій і заниження роботи в області "дроселювання" та використання програмами моделювання розрахунків ентальпії ступені компресора для прогнозування та кількісної оцінки зворотного обертання компресорного агрегату. Використано авторський досвід і розуміння роботи компресора та моделювання, та досвід роботи з програмним забезпеченням для динамічного моделювання AVEVA Dynamic-Simulation як базу для цього обговорення.

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.

Якісний склад паливно-повітряної суміші (ППС), яка формується у факельному запальнику камер згоряння газотурбінного двигуна (ГТД), визначає ефективність і надійність їх роботи. Головним завданням дослідження є визначення якісного складу ППС біля електричної свічі запалення факельного запальника ГТД залежно від його геометричних особливостей і режиму експлуатації двигуна. Виконано оцінку складу суміші аналітичним, експериментальним і числовим методами. Встановлено значне перезбагачення ППС у корпусі запальника за аналітичною моделлю, що підтверджено експериментально. Для визначення полів масової концентрації часток палива в ППС у корпусі факельного запальника з урахуванням особливостей течії повітря та подачі палива для різних поєднань конструктивних особливостей і режимів роботи ГТД, використано числову модель. З використанням числової моделі стаціонарного горіння ППС, яку підготовлено у корпусі факельного запальника камери згоряння ГТД шляхом випару та розпилення частинок авіаційного гасу у повітряному потоці, досліджено вплив геометричних параметрів корпусу та зовнішніх факторів на коефіцієнт надлишку повітря біля електричної свічі розпалення. Реалізація дрібнофакторного експерименту надала можливість встановити ступінь впливу кожного з факторів, що досліджували, та їх взаємодії на коефіцієнт надлишку повітря (КНП). Установлено коефіцієнт кореляції між КНП біля свічі та середньою температурю полум'я. Враховуючи відсутність у серійних конструкціях факельних запальників регулюючих приладів запропоновано для управління якісним складом ППС використовувати імпульсну подачу палива. Окреслено подальші шляхи дослідження для підвищення надійності розпалу як факельного запальника від електричної свічі так і камери згоряння ГТД від факелу полум'я.

Індекс рубрикатора НБУВ: О53-060.1

Рубрики:

Літаки. Літакобудування

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.41-034 + О65-034

Рубрики:

Авіаційні газотурбінні двигуни

Силові установки космічних літальних апаратів

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О638

Рубрики:

Ракети-носії

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вивчено технології оцінювання частоти гармонічних компонент в умовах наявності адитивних нормальних завад для вирішення прикладних завдань спектрального аналізу. Мета роботи - розробка методології синтезу алгоритмів визначення частоти комплексного гармонійного сигналу за дискретними відділками процесу який спостерігається при використанні сегментації даних. Завдання: за модельними уявленнями та вимогами, які відповідають проблемам сучасного стану практики спектрального аналізу, розробити оптимальну за критерієм максимальної правдоподібності технологію визначення частоти гормональної компоненти процесу, наданого конечним числом дискретних відсіків. Розв'язано задачу щодо оцінювання частоти гармоніки по сегментованим даним в умовах присутності адитивних гаусових завад у спостереженнях, що базується на методі максимальної правдоподібності. Наведено алгоритм обробки та наслідки цифрового моделювання синтезованої технології оцінювання за заданої кількості дискретних відліків процесу. Проведено аналіз як практичної спроможності технології визначення оцінки так і певних якісних показників оцінок. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному: надбали подальший розвиток як метод вирішення задач оцінювання частоти гармонійного сигналу за невеликою кількістю вибіркових значень процесу в умовах адитивних нормальних завад, так і методи оптимізації структури цифрової обробки спостережень при сегментації даних. Синтезована технологія для визначення оцінок використовує одну вибірку спостережень, що забезпечує оперативність обробки інформації за досить простої програмної реалізації. Використання сегментації в технологічному процесі цифрової обробки спостережень надає можливість одержати оцінки, якісні показники яких відповідають показникам оцінок максимальної правдоподібності. Для однозначного оцінювання виникає необхідність в усуненні неоднозначності. При виконанні цих умов технологія за заданої кількості вибірок надає можливість суттєво розрішити діапазон відносин сигнал/завада за яких можуть бути отримані практично незміщені оцінки.

Поставлено та вирішено науково-прикладну задачу вибору постачальників комплектуючих, матеріалів і сировини (КМС) для виробництва високотехнологічної продукції (авіабудування, суднобудування тощо) зі складною компонентною багаторівневою архітектурою виробу. Увагу приділено дослідженню довгих логістичних ланцюгів постачання КМС з урахуванням різнорідної транспортної мережі (авіаційного, залізничного, автомобільного та іншого транспорту) з переходами вантажів з однієї магістралі на іншу. Актуальність теми пов'язана з дослідженням впливу віддаленості постачальників і різнорідності транспортної мережі на строки, витрати та ризики доставки КМС у виробництво високотехнологічної продукції, з урахуванням довгих логістичних ланцюгів, які забезпечують взаємодію постачальника та виробника. Мета дослідження - вирішення задачі раціонального вибору постачальників з урахуванням логістики поставки КМС у різнорідному транспортному середовищі. Через складності задачі, яка вирішується, вона має комплексний характер і включає наступні етапи дослідження: вибір постачальників, з урахуванням компонентної архітектури складного виробу; формування логістичного ланцюга доставки КМС; дослідження впливу перевалок вантажів у різнорідному транспортному середовищі. Рішення першої задачі носить комбінаторний характер та зводиться до цілеспрямованого перебору множини можливих постачальників. Рішення другої задачі пов'язана з вибором оптимальних логістичних ланцюгів доставки КМС від постачальника до виробників. Рішення третьої задачі засновано на моделюванні руху вантажів з урахуванням перевалок і можливих ризиків. Використано математичні методи: системний аналіз для представлення компонентної архітектури складного виробу; цілочислове (булеве) програмування для оптимізації основних логістичних показників; агентне імітаційне моделювання для дослідження логістичних ланцюгів доставки вантажів із перевалками та можливими ризиками (кліматичні, пандемічні, терористичні тощо).