Методика поверочных расчетов параметров замкнутых газотурбинных установок космического назначения
Авторы: Каревский А.В., Штонда С.Ю.
Опубликовано в выпуске: #5(125)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-5-2178
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Рассмотрена методика поверочных расчетов параметров замкнутых газотурбинных установок космического назначения на различных режимах работы и при изменении внешних условий. В основе методики лежит алгоритм нахождения условий совместной работы турбины и компрессора в замкнутом контуре газотурбинного преобразования энергии, с последующим уточнением температуры рабочего тела на входе в компрессор. Нахождение общей рабочей точки турбины и компрессора осуществляется с использованием их универсальных расходно-напорных характеристик, полученных экспериментальным путем или рассчитанных с использованием методов подобия лопаточных машин. Для уточнения температуры рабочего тела перед компрессором дополнительно рассматриваются условия обеспечения баланса между тепловой мощностью, отводимой в контур холодильника-излучателя, и тепловой мощностью, сбрасываемой холодильником-излучателем в окружающее пространство. Дано краткое описание разработанной программы для ЭВМ, в которой реализована рассматриваемая методика. Приведены результаты тестовых расчетов.
Литература
[1] Акимов В.Н., Коротеев А.А., Коротеев А.С. Ядерная космическая энергетика: вчера, сегодня, завтра. Известия РАН. Энергетика, 2012, № 1, с. 3–11.
[2] Коротеев А.С., Ошев Ю.А., Попов С.А., Каревский А.В., Солодухин А.Е., Захаренков Л.Э., Семёнкин А.В. Ядерная энергодвигательная установка космического аппарата. Известия РАН. Энергетика, 2015, № 5, с. 45–59.
[3] Коротеев А.С., Акимов В.Н., Попов С.A. Проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2011, № 4, с. 93–99.
[4] Prometheus Project Final Report. National Aeronautics and Space Administration, Jet Propulsion Laboratory, CA Pasadena 982-R120461, 2005.
[5] McGuire M.L., Martini M.C., Packard T.W., Weglian, J.E., Gilland J.H. Use of high-power Brayton nuclear electric propulsion (NEP) for a 2033 Mars round-trip mission. AIP Conference Proceedings, 2006, vol. 813, art. no. 222.
[6] Овсянников Б.В., Боровский Б.И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. Москва, Машиностроение, 1986, 376 с.
[7] Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. Москва, Машиностроение, 1986, 432 с.
[8] Иванов В.Л., Леонтьев А.И., Манушин Э.А., Осипов М.И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок. Леонтьев А.И., ред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 592 с.
[9] Грязнов Н.Д., Епифанов В.М., Иванов В.Л., Манушин Э.А. Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок. Москва, Машиностроение, 1985, 360 с.
[10] Фаворский О.Н., Каданер Я.С. Вопросы теплообмена в космосе. Москва, Высшая школа, 1972, 280 c.