Результаты экспериментального исследования характеристик малоразмерных газотурбинных двигателей с газогенератором однотипной конструкции
Авторы: Халиулин Р.Р.
Опубликовано в выпуске: #9(177)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
При разработке малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД) неотъемлемым этапом является проведение исследований по определению характеристик как отдельных узлов, так и единой системы во время их испытаний. Главная сложность при испытаниях МГТД связана с их масштабом. Из-за малых размеров проточной части возрастают радиальные зазоры и утечки рабочего тела, которые имеют критическое значение. В связи с этим требуется разработка специальных, зачастую более чувствительных методов измерений и математических моделей для интерпретации результатов испытаний. Испытания МГТД — это многоэтапный процесс, направленный на подтверждение характеристик, безопасности и надежности двигателя. В работе рассмотрены основные аспекты испытаний малоразмерных газотурбинных двигателей с тягой до 1200 Н. Основное внимание уделено определению тяги, удельному расходу топлива при изменении режимов работы двигателя. Приведены результаты исследований четырех двигателей различной тяги 230 Н; 800; 1050; 1200 Н, которые имеют типовой для таких двигателей газогенератор — центробежный компрессор, кольцевая камера сгорания, осевая турбина.
EDN EZWAZZ
Литература
[1] Туркин И.К., Дьяконов Д.А., Завалов О.А. Основные принципы и подходы к реализации программы создания дистанционно пилотируемых малоразмерных летательных аппаратов общегражданского применения. Вестник Московского авиационного института, 2005, т. 12, № 2, с. 86–90.
[2] Солохин Э.Л. Испытания авиационных воздушнореактивных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. Москва, Машиностроение, 1975, 356 с.
[3] Григорьев В.А., Кузьмичев В.С., Зрелов В.А. и др. Малоразмерные авиационные газотурбинные двигатели. 2-е изд., доп. Самара, Изд-во Самарского университета, 2022, 452 с.
[4] Осипов И.В., Ломазов В.С. Разработка малоразмерных ГТД различного типа на базе унифицированного газогенератора. Авиационные двигатели, 2020, т 4, № 5, с. 11–18.
[5] Болховитин М.С., Боровиков Д.А., Ионов А.В., Селиверстов С.Д. Разработка методик создания ВРД малых тяг. Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, 2015, № 4 (35), с. 50–55.
[6] Wu X., Hu X., Xiang X., Lin S., You J., Tian F. An analysis approach for micro gas turbine engine’s performance by experiment and numerical simulation. Case Stud. Therm. Eng. 2023; vol. 49, paper 103305. https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.103305
[7] Yang X., Fan W., Huang X. et al. Influence of evaporation tube scheme on the flow field and combustion characteristics in a micro gas turbine combustor. Propul. Energy, 2025, vol. 1, paper 17. https://doi.org/10.1007/s44270-025-00023-9
[8] Каровецкий А.А. Испарительная камера сгорания. Климовские чтения– 2022: перспективные направления развития авиадвигателестроения: сборник статей научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 27–28 октября 2022 года. Санкт-Петербург, ООО «Скифия-принт», 2022, с. 269–278. DOI: 10.53454/9785986206257_269. EDN RNQIIE
[9] Халиулин Р.Р., Сыченков В.А., Волостнов Г.В. [и др.] Малоразмерный газотурбинный двигатель. Пат. 2805397 Российская Федерация, СПК F02K 3/00; F23R 3/32; F23R 3/346. Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева–КАИ». № 2023105417; заявл. 09.03.2023; опубл. 16.10.2023, Бюл. № 29, 8 с.
[10] Орлова Е.В., Орлов М.Ю. Методика концептуального проектирования камер сгорания газотурбинных двигателей для самолетов гражданской авиации. Вестник Московского авиационного института, 2025, т. 32, № 3, с. 159–165.
[11] Khaliulin R.R, Sychenkov V.A., Stepicheva N.V. Research of Thrust Increase on the Ejector Turbojet Engine with the Afterburner. In: 2022 International Conference on Dynamics and Vibroacoustics of Machines (DVM). Samara, Russian Federation, 2022, pp. 1–3. DOI: 10.1109/DVM55487.2022.9930931
[12] Khaliulin R.R., Sychenkov V.A., Ankudimov V.V., et al. Features of the Combustion Chamber Development for a Small-Sized Turbojet Engine, 2022 International Conference on Dynamics and Vibroacoustics of Machines (DVM), Samara, Russian Federation, 2022, pp. 1–7. DOI: 10.1109/DVM55487.2022.9930930
[13] Новосадов Д.А., Филинов Е.П., Остапюк Я.А., Загадов И.А. Модернизация стенда для высотных испытаний малоразмерных газотурбинных двигателей и их элементов. Вестник Московского авиационного института, 2025, т. 32, № 3, с. 150–158. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=185675
[14] Frigioescu T.-F., Badea G., Dombrovschi M., et al. The design and development of a UAV’s micro-turbogenerator system and the associated control testing bench. Electronics, 2023, vol. 12, no. 24, paper 4904. DOI: 10.3390/electronics12244904
[15] Fu L., Feng Z., Li G. Experimental investigation on overall performance of a millimeter-scale radial turbine for micro gas turbine. Energy, 2017, vol. 134, pp. 1–9. DOI: 10.1016/j. energy.2017.06.006
[16] Seo J., Lim H.-S., Park J., et al. Development and experimental investigation of a 500-W class ultra-micro gas turbine power generator. Energy, 2017, vol. 124, pp. 9–18. DOI: 10.1016/j.energy.2017.02.012
[17] Ткаченко А.Ю., Рыбаков В.Н., Крупенич И.Н. [и др.]. Автоматизированная система для виртуальных испытаний газотурбинных двигателей. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2014, № 5–3 (47), с. 113–119.
[18] Темис Ю.М., Соловьева А.В., Журенков Ю.Н. [и др.]. Цифровой двойник установки для испытаний центробежного компрессора малоразмерного ГТД. Авиационные двигатели, 2021, № 1 (10), с. 5–16. DOI: 10.54349/26586061_2021_1_5
[19] Болховитин М.С., Боровиков Д.А., Ионов А.В. [и др.]. Разработка испытательного стенда для малоразмерных газотурбинных двигателей. Труды МАИ, 2016, № 91. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=75612
[20] Жигунов М.М., Митрофанов К.Е. Особенности создания стенда для испытаний малоразмерных двигателей и энергоустановок на базе установки с ТБК. Авиационные двигатели, 2019, № 3 (4), с. 35–40.
[21] Ахмед Х.С.А., Осипов Б.М. Многорежимная идентификация получения адекватной модели газотурбинного двигателя для диагностики по термогазодинамическим параметрам. Вестник Московского авиационного института, 2020, т. 27, № 1, с. 133–143. DOI 10.34759/vst-2020-1-133-143. EDN YEFTZJ