Метод исследования лабиринтных уплотнений газотурбинных двигателей с помощью программного обеспечения для автоматизированного расчета и проектирования Genesis 1.3
Авторы: Загородников С.А., Силуянова М.В.
Опубликовано в выпуске: #1(169)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Цель исследования заключалась в разработке и апробации специализированного программного инструмента для расчета и оптимизации лабиринтных уплотнений газотурбинных двигателей. В работе использован комплексный подход, сочетающий математическое моделирование, методы вычислительной гидродинамики (CFD) и алгоритмы параметрической оптимизации. Материалы и методы исследования включают уравнения гидродинамики и термодинамики, адаптированные для описания течения рабочего тела через систему каналов лабиринтных уплотнений. В расчетах учитывались турбулентность, перепады давления и температурные градиенты. Для верификации результатов использовалось программное обеспечение ANSYS CFX. Результаты показали, что даже незначительное изменение геометрических параметров (зазора, высоты зуба, угла расширения) приводит к существенному изменению характеристик потока. При увеличении высоты зуба с 3 до 7 мм снижается утечка рабочего тела на 12 %, но требуется применение более сложных технологических решений. Программа Genesis 1.3 продемонстрировала возможность эффективной оптимизации уплотнений и интеграции с промышленными CFD-пакетами.
EDN AUWVNG
Литература
[1] Загородников С.А., Силуянова М.В. Программное обеспечение для автоматизированного расчета и проектирования лабиринтных уплотнений газотурбинных двигателей с открытой накопительной базой (Genesis 1.3). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025665053 Российская Федерация, заявитель ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт», заявл. 30.05.2025, опубл. 10.06.2025. EDN VWLGKD.
[2] Загородников С.А., Силуянова М.В. Исследование течения воздушного тракта под камерой сгорания двухконтурного турбореактивного двигателя. 23-я Международная конференция «Авиация и космонавтика». 18-22 ноября 2024 года. Москва. Тезисы. Москва, Изд-во «Перо», 2024, с. 66–67. EDN XTQBVO.
[3] Силуянова М.В. Основы проектирования, конструкция и расчет основных характеристик авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Изд-во «Доброе слово и Ко», 2023, 166 c.
[4] Загородников С.А., Самойлов А.В., Силуянова М.В. Разработка математической модели воздушного потока в области под камерой сгорания перспективного авиационного ТРДД классом тяги 70 кН. III Науч.-практ. конф. аспирантов: сборник тезисов, Жуковский, 3 декабря 2024 года. Жуковский, Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского, 2024, с. 25–28. EDN RLJWYF
[5] Трошенькин Б.А., Трошенькин В.Б. Совершенствование термодинамических циклов газотурбинных установок. Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2014, № 2 (15), с. 45–48.
[6] Краев В.М., Силуянова М.В., Тихонов А.И. Задачи создания сверхзвуковой гражданской авиации в России. СТИН, 2020, № 4, с. 2–7. EDN: DIXCCW
[7] Щенников В.С. Перспективы разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов. Вестник экономической безопасности, 2018, № 2, с. 369–373.
[8] Ланшин А.И., Комратов Д.В., Постников А.А. НЦМУ «Сверхзвук» в тематике разработки авиационных двигателей. Авиационные двигатели, 2022, № 1 (14), с. 69–78. DOI: 10.54349/26586061_2022_1_69
[9] Шмаков А.Ф., Модорский В.Я. Исследование зазоров в лабиринтных уплотнениях при действии газодинамических и тепловых нагрузок в FSI-постановке. Научно-технический вестник Поволжья, 2016, № 5, с. 216–218.