Малоразмерный ГТД

Модель газотурбинного одноконтурного двигателя класса тяги 100 кгc. По основным параметрам схожий с TJ100A-Z.

Расположение

SimInTech\Demo\Газотурбинные двигатели\Малоразмерный ГТД\Малоразмерный ГТД.prt

Описание

Данный проект демонстрирует применение блоков библиотека "Газотурбинные двигатели" для моделирования одноконтурного малоразмерного двигателя, схожего с TJ100A-Z.

Основные параметры двигателя TJ100A-Z:
  • степень повышения давления πk = 4.4
  • частота вращения ротора n = 60000 об/мин
  • температура газа в камере сгорания Tг = 1205 К
  • расход воздуха G = 1.742 кг/с
  • КПД компрессора ηk = 75.7 %
  • КПД турбины ηt = 73%
  • расход топлива (при H = 0, M = 0) Gker = 0.037 кг/с
  • тяга двигателя R = 112 кгс
Математическая модель малоразмерного ГТД представлена на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Рабочая область проекта.

С помощью блоков "Константа" задаются параметры воздуха из окружающей среды (скорость полета, высота полета, отклонение температуры от МСА) и подаются на вход блока "Воздухозаборник", в котором происходит пересчет параметров торможения, далее передающиеся в блок "Компрессор".

В блоке "Компрессор" по заданной характеристике, частоте вращения, определяемой блоком "Ротор ГГ", и противодавления, определяемым блоком "Камера сгорания", формируются параметры газа (давление, температура, расход), которые являются входными параметрами блока "Камера сгорания".

В блоке "Камера сгорания" рассчитывается давление, идущее в блоки "Компрессор" и "Турбина" (не охлаждаемая), а также температура продуктов сгорания.

В блоке "Турбина" (не охлаждаемая) рассчитывается расход по перепаду давлений, а также температура при выходе из турбины.

Блок "Сопло" (внутреннего контура) рассчитывает перепад давлений между блоком "Турбина" (не охлаждаемая) и заданными параметрами атмосферы, а также тягу двигателя.

Для моделирования отборов воздуха из компрессора используется блок "Отборы".

Блок "Внешние параметры" задет основные параметры атмосферы и используемого топлива.

Результаты моделирования возможно вывести с помощью модуля "Менеджер данных" (Рисунок 2). В нем представлен список графиков, отображающих изменение основных параметров малоразмерного ГТД в процессе расчета.


Рис. 2. Менеджер данных проекта.
На рисунках приведены примеры получаемых в результате моделирования зависимостей: напорная характеристика компрессора с указанием рабочей точки (Рисунок 3), тяга двигателя (Рисунок 4) и температуры в различных частях компрессора (Рисунок 5).


Рис. 3. Рабочая точка на характеристике компрессора.


Рис. 4. Тяга двигателя.


Рис. 5. Температуры в компрессоре.

Используемые блоки

Литература

  1. Ахмед Х.С., Осипов Б.М. Многорежимная идентификация получения адекватной модели ТРД TJ-100A-Z для диагностики по термогазодинамическим параметрам // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2020. № 60. — С.5-14.