Стр. 2 - Математическая модель процесса фазовых превращений ледяных кристаллов при их движении внутри каналов испытательного стенда и в проточной части газотурбинного двигателя

Для обеспечения безопасности полетов ЛА в условиях облаков,
содержащих ЛК, необходимо разработать:
• методы защиты двигателя от воздействия ЛК;
• методики и стендовое оборудование для проведения испытаний
авиационных двигателей при имитации условий атмосферных обла-
ков, содержащих ЛК.
Для решения указанных задач необходима разработка и верифика-
ция физической и математической моделей нарастания льда на эле-
ментах авиационного двигателя в условиях ЛК. При разработке такой
модели необходима информация о состоянии среды вблизи поверхно-
стей, на которых происходит льдообразование. Для получения такой
информации должны быть разработаны физическая и математическая
модели движения и фазовых превращений ледяных кристаллов внутри
каналов испытательного стенда и внутри каналов авиационного двига-
теля. Использование данных моделей позволит определить требуемые
характеристики АДТ и оптимизировать компоновку стендового обо-
рудования при имитации атмосферного облака, содержащего ЛК.
Кроме того, данная модель позволит определять области возможно-
го нарастания льда внутри двигателя, что особенно важно при оценке
степени опасности повреждения двигателя срывающимися ледяными
наростами.
Настоящая работа посвящена решению именно этой части пробле-
мы: разработке модели фазовых превращений ЛК при их движении
внутри каналов испытательного стенда и внутри каналов авиационно-
го двигателя.
Прежде всего, рассмотрим физические основы процесса форми-
рования льда в условиях ЛК. Рассматриваемое явление обледенения
двигателя в атмосфере, содержащей ЛК, существенно отличается от
условий классического обледенения. Отличия наблюдаются как в ло-
кализации ледяных наростов на двигателе, так и в физических меха-
низмах формирования ледяных наростов.
Предполагаемые места обледенения газотурбинного двигателя в
условиях жидких переохлажденных капель и в условиях ЛК предста-
влены на рисунке.
В условиях жидких переохлажденных капель ледяные наросты мо-
гут образовываться на входных элементах двигателя, на вентиляторе
и первых ступенях компрессора низкого давления (КНД). В условиях
ЛК может возникать обледенение КНД и первых ступеней компрессо-
ра высокого давления (КВД) (см. рисунок). Отмеченная особенность
представляет существенную опасность для двигателя, поскольку фор-
мирование и срыв ледяных наростов с внутренних частей двигателя
66