Стр. 1 - Математическая модель процесса фазовых превращений ледяных кристаллов при их движении внутри каналов испытательного стенда и в проточной части газотурбинного двигателя
Упрощенная HTML-версия
УДК 621.452.3.018.2:532.78:629.7.067.7
А. А. Ж е р д е в, А. В. Г о р я ч е в,
В. Г. Ж у л и н, П. А. Г о р я ч е в
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА
ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ЛЕДЯНЫХ
КРИСТАЛЛОВ ПРИ ИХ ДВИЖЕНИИ ВНУТРИ
КАНАЛОВ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
И В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГАЗОТУРБИННОГО
ДВИГАТЕЛЯ
Рассмотрены физические особенности формирования ледяных на-
ростов в авиадвигателе в условиях существования ледяных кри-
сталлов и смеси фаз влаги в атмосфере. Разработана математи-
ческая модель процесса фазовых превращений ледяных кристаллов
при их движении по тракту газотурбинного двигателя. Предложе-
на компоновка оборудования для проведения испытаний двигателя
в условиях ледяных кристаллов и смеси фаз.
E-mail:
Ключевые слова
:
обледенение, ледяные кристаллы, смешанная фаза, сертифи-
кационные испытания, газотурбинный двигатель, фазовые превращения.
Важным аспектом безопасности полетов является обеспечение на-
дежной работы двигателя в условиях обледенения. Хорошо известно
явление обледенения летательных аппаратов (ЛА) в условиях атмо-
сферных облаков, содержащих жидкие переохлажденные капли воды.
Это так называемые условия классического обледенения, они доста-
точно хорошо изучены, разработаны методики и программы расчета
процесса обледенения, существуют методики испытаний авиационной
техники в подобных условиях, созданы стенды для проведения таких
испытаний, в том числе и сертификационных [1–5].
В отличие от условий классического обледенения, процесс обле-
денения ЛА и двигателя в условиях облаков, содержащих ледяные
кристаллы (ЛК) и смешанную фазу (смесь ЛК с каплями воды), изу-
чен значительно слабее.
В последние годы заметно большее внимание уделяется проблеме
негативного влияния ЛК на двигатель. Крупнейшие авиастроительные
компании мира ведут активную исследовательскую работу по изуче-
нию атмосферных облаков, содержащих ЛК, а также влиянию этих
кристаллов на двигатель и элементы планера самолета. Обзор работ
в данной области представлен в отчете [6]. Облака, содержащие ЛК,
теперь признаются причиной повреждения двигателя, а также потери
мощности, которая может сопровождаться помпажом, срывом пламе-
ни, при этом может заглохнуть двигатель. В ряде случаев наблюдалась
поломка лопаток — повреждение и обрыв кромок. Выявлены много-
численные случаи отказов двигателей при попадании в облака, содер-
жащие ЛК [7, 8], известно более ста летных происшествий.
65
