Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и разработка основных и форсажных камер сгорания на основе теории турбулентного горения и газодинамической стабилизации пламени применительно к авиационным газотурбинным двигателям шестого поколения.

Докладчик: Мингазов Билал Галавтдинович

Должность: Заведующий кафедрой РДЭУ (КНИТУ-КАИ), профессор, д.т.н.

Цель проекта:
Разработка низкоэмиссионной высокотемпературной камеры сгорания для авиационного газотурбинного двигателя шестого поколения с применением многоуровневого моделирования на основе теории турбулентного горения. Разработка форсажной камеры сгорания для авиационного газотурбинного двигателя шестого поколения с газодинамической стабилизацией пламени, пониженным гидравлическим сопротивлением и низкой тепловой видимостью в инфракрасном спектре излучения.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате проведенных исследований будут определены и оптимизированы параметры низкоэмиссионной высокотемпературной камеры сгорания для авиационного газотурбинного двигателя шестого поколения. В основу математической модели для расчета параметров камеры сгорания положены фундаментальные закономерности теории турбулентного горения, усовершенствованные на основе экспериментальных исследований авторов. Определение искомых характеристик камеры сгорания осуществляется с применением многоуровневой оптимизации, основанной на последовательном определении параметров с применением квазиодномерных, 2D- и 3D- расчетных моделей. Данный подход позволяет значительно сократить машинные и временные ресурсы и является новым направлением разработки и создания перспективных образцов камер сгорания.
По результатам проводимых работ будет спроектирована и экспериментально исследована форсажная камера сгорания газотурбинного двигателя шестого поколения с газодинамической стабилизацией пламени, позволяющая значительно снизить гидравлическое сопротивление фронтового устройства на нефорсированных режимах работы и уменьшить тепловой след в инфракрасном спектре излучения. В настоящее время в мировой практике авиационного двигателестроения форсажные камеры подобного типа не применяются.
Разрабатывается лазерно-оптическое запальное устройство на основе импульсного иттербиевого лазера для систем воспламенения камер сгорания газотурбинных двигателей шестого поколения, позволяющее повысить надежность высотного запуска и обеспечивающее эффективное воспламенение топливовоздушной смеси при низких отрицательных температурах.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта будут применяться при создании перспективных образцов высокотемпературных низкоэмиссионных камер сгорания и форсажных камер сгорания газотурбинных авиационных двигателей шестого поколения, разрабатываемых ОКБ им.А.Люльки.

Текущие результаты проекта:
Выполнен обзор литературных источников, посвященных современному состоянию вопросов разработки математических моделей расчета параметров основных и форсажных камер сгорания. Определены подходы к разработке математических моделей - многоуровневое моделирование процессов в основных камерах сгорания и комбинация эмпирического и 3D-моделирования для форсажных камер сгорания с газодинамической стабилизацией пламени.
Разработан программный модуль для трансляции данных геометрических параметров камеры сгорания из рабочих чертежей, выполненных в CAD-системе в программу расчета и оптимизации камер сгорания "Камера".
Разработана математическая модель определения уровня гидравлических потерь в камере сгорания в зависимости от ее геометрических и режимных параметров, разрабатывается программа расчета.