Регистрация / Вход
Прислать материал

Повышение мощности базового авиационного поршневого двигателя в классе мощности 100 л.с. для малой авиации путем аэродинамического профилирования системы "впускной канал-цилиндр"

Номер контракта: 14.578.21.0048

Руководитель: Шифрин Эрнест Григорьевич

Должность руководителя: профессор

Докладчик: Чикиткин Александр Викторович, научный сотрудник

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
трансзвуковая газовая динамика, скорость звука, сверхзвуковой поток, отрыв пограничного слоя от стенки, скачки уплотнения, газ клапейрона, газодинамическое проектирование, впускной клапан, цилиндр, двигатель внутреннего сгорания, авиационный поршневой двигатель, клапанный канал, профиль поршня

Цель проекта:
1. Основные задачи: 1) Разработка и применение метода аэродинамического профилирования формы впускного клапана 2) Создание стенда и проведение сравнительных экспериментальных продувок клапанов различной формы 3) Создание стенда и проведение сравнительных стендовых наземных исследовательских испытаний модифицированной системы «впускной канал – цилиндр» 2. Цель: создание экспериментального образца авиационного поршневого двигателя (АПД) для малой авиации повышенной мощности путем профилирования системы «впускной канал­ цилиндр» базового двигателя в классе мощности 100 л.с. типа ROTAX 912. Предполагаемое увеличение мощности (при сохранении объема цилиндров) составит 10-15%, при неизменном расходе топлива

Основные планируемые результаты проекта:
За счет средств субсидии:
Промежуточные и заключительный отчеты о ПНИ, отчет о патентных исследованиях
Комплекс компьютерных программ, реализующий метод и алгоритмы аэродинамического профилирования
Испытательный стенд для проведения продувок моделей базового и модифицированного впускного клапана. ПМИ, Протокол
Эскизная КД для изготовления экспериментального образца АПД с модифицированной системой «впускной канал-цилиндр» на базе двигателя ROTAX 912 или двигателя ПД-1400. Экспериментальный образец АПД
Техническая и эксплуатационная документация на испытательный стенд для проведения стендовых наземных исследовательских испытаний АПД. Испытательный стенд. ПМИ экспериментального образца АПД. Протокол. ПМИ – сравнительная. Протокол
Проект ТЗ на проведение ОКР по теме: «Разработка опытного образца АПД внутреннего сгорания повышенной мощности с модифицированной системой «впускной канал - цилиндр»
За счет средств Индустриального партнера
Отчет о выполненных работах
Перечень приобретенного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры, расходных материалов и программного обеспечения, документы, подтверждающие приобретение и аренду оборудования и аппаратуры
Акты, подтверждающие затраты на оценку РИД
Эскизная КД для изготовления экспериментального образца АПД. Акты изготовления уникальных комплектующих.
Отчет о маркетинговых исследованиях

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. 1) Метод аэродинамического профилирования формы впускного клапана
2) Экспериментальный стенд для сравнительных экспериментальных продувок клапанов различной формы
3) Экспериментальный стенд для сравнительных стендовых наземных исследовательских испытаний модифицированной системы «впускной канал – цилиндр»
4) Экспериментальный образец авиационного поршневого двигателя (АПД) для малой авиации повышенной мощности
2. Метод, используемый для аэродинамического профилирования, позволяет легко найти оптимальную форму клапана. Ключевую роль играет строгая математическая постановка обратной задачи в плоскости годографа скорости. Данный метод не применялся ранее для решения подобных технологических задач.
3. Инновационный авторский метод аэродинамического профилирования не имеет аналогов в мире
4. 1) Собран смешанный коллектив: ученые от МФТИ и экспериментаторы от ЦИАМ им. П.И. Баранова
2) Бюрократически-сложные закупочные процедуры

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Потенциальные потребители: предприятия, занимающиеся разработкой и изготовлением авиационных поршневых двигателей, а также широкого спектра двигателей наземного, водного, транспортного и стационарного назначения
2. Перспективы практического использования:
а) включение результатов в ОКР Индустриального партнера по модификации АПД в классе мощности 100 л.с.
б) коммерциализация в сфере автомобильного двигателестроения
3 и 4. Ожидаемые народно-хозяйственные и социально-экономические эффекты: повышение конкурентоспособности отечественных поршневых двигателей

Текущие результаты проекта:
1.1 Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей проблему повышения мощности базового авиацион-ного поршневого двигателя в классе мощности 100 л.с. для малой авиации путем аэродинамиче-ского профилирования системы «впускной канал-цилиндр», в том числе, обзор научных инфор-мационных источников.
1.2 Произведен выбор и обоснование направления исследований, в том числе сравни-тельная оценка эффективности возможных направлений исследований.
1.3 Проведены патентные исследования в соответствии с ГОС Р 15.011-96.
1.4 Разработан метод и алгоритмы аэродинамического профилирования системы «впускной канал-цилиндр» авиационного поршневого двигателя в классе мощности 100 л.с.
1.5 Разработана и обоснована математическая модель системы «впускной канал-цилиндр» для проведения компьютерного моделирования газонаполнения цилиндра авиационного поршневого двигателя внутреннего сгорания.
1.6 Проведены работы по подготовке к созданию испытательного стенда для проведе-ния стендовых наземных испытаний авиационных поршневых двигателей, в том числе приобре-тение и аренда оборудования и аппаратуры.
1.7 Определены и обоснованы совокупности основных параметров системы «впускной канал – цилиндр», определяющих профиль системы, а также доказаны возможности существенного (не менее 10 %) повышения газонаполнения цилиндра.
1.8 Разработаны и сопоставлены варианты профилей системы «впускной канал – ци-линдр», выбран и обоснован оптимальный с точки зрения аэродинамики вариант.
1.9 Разработан комплекс компьютерных программ, реализующих метод и алгоритмы аэродинамического профилирования системы «впускной канал – цилиндр» авиационного порш-невого двигателя в классе мощности 100 л.с.
2.0 Произвели компьютерное моделирование газонаполнения цилиндра авиационного поршневого двигателя внутреннего сгорания.