Отправить статью по E-mail Расчётная отстройка от автоколебаний и экспериментальная валидация энергетического метода их прогнозирования в лопатках компрессора ГТД
- Авторы: Макаров П.В.1, Чепига С.А.2, Воронин О.Ю.2, Колотников М.Е.3, Веденеев В.В.3, Абдухакимов Ф.А.3
-
Учреждения:
- ФАУ «ЦИАМ им. П. И. Баранова»
- ПК «Салют» АО «ОДК»
- НИИ механики МГУ
- Выпуск: Том 11, № 2 (2025): :27.06.2025
- Страницы: 56-72
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2409-4579/article/view/312416
- DOI: https://doi.org/10.18287/2409-4579-2025-11-2-56-72
- ID: 312416
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Работа посвящена демонстрации эффективности энергетического метода прогнозирования автоколебаний (флаттера) на примере моноколеса 1-й ступени компрессора низкого давления газотурбинного двигателя. Флаттер был обнаружен во время испытаний двигателя методом тензометрирования моноколеса и с использованием бесконтактных средств диагностики. Используя инженерную расчётную методику, основанную на энергетическом методе, моноколесо было отстроено от флаттера путём перепрофилирования лопаток. Расчётное распределение работы нестационарных аэродинамических сил на упругих перемещениях лопатки за цикл колебаний по собственной форме позволяет конструктору сосредоточиться при отстройке от флаттера на вкладе определённых зон лопатки и минимизировать потери аэродинамических параметров. В данной работе впервые в отечественном двигателестроении была успешно проведена экспериментальная проверка отсутствия флаттера расчётно отстроенного рабочего колеса компрессора с использованием энергетического метода при испытаниях его в составе двигателя. Разработанная методика позволяет получить значительный экономический эффект от сокращения объёма испытаний и исключения риска разрушения двигателя.
Об авторах
Павел Вячеславович Макаров
ФАУ «ЦИАМ им. П. И. Баранова»
Автор, ответственный за переписку.
Email: pvmakarov@ciam.ru
кандидат технических наук, начальник отделения
Россия, г. МоскваСтанислав Артурович Чепига
ПК «Салют» АО «ОДК»
Email: s.chepiga@uecrus.com
начальник конструкторского бюро
Россия, г. МоскваОлег Юрьевич Воронин
ПК «Салют» АО «ОДК»
Email: о.voronin@uecrus.com
начальник конструкторского отдела
Россия, г. МоскваМихаил Ефимович Колотников
НИИ механики МГУ
Email: mekolotnikov@mail.ru
доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник
Россия, г. МоскваВасилий Владимирович Веденеев
НИИ механики МГУ
Email: vasily@vedeneev.ru
доктор физико-математических наук, профессор, заместитель директора по НИР
Россия, г. МоскваФаррух Адхамович Абдухакимов
НИИ механики МГУ
Email: afa_mech@mail.ru
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник
Россия, г. МоскваСписок литературы
- Локштанов, Е. А. Статистическое прогнозирование флаттера лопаток турбомашин / Е. А. Локштанов., В. М. Михайлов, А. А. Хориков // Аэроупругость турбомашин : сб. науч. тр. / АН УССР, Ин-т проблем прочности ; редкол.: Г. С. Писаренко (отв. ред.) и др. – Киев : Наукова думка, 1980. – C. 73–81.
- Веденеев, В. В. Трехмерное моделирование флаттера лопаток компрессоров современных ГТД / В. В. Веденеев, М. Е. Колотников, П. В. Макаров, В. В. Фирсанов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королева (национального исследовательского университета). –2011. – Т. 10, №3-1. – С. 47–56.
- Vedeneev, V. V. Experimental validation of numerical blade flutter prediction / V. V. Vedeneev, M. E. Kolotnikov, P. V. Makarov // Journal of Propulsion and Power. – 2015. – Vol. 31, no. 5. – P. 1281–1291.
- Макаров, П. В. Прогнозирование и исследование условий возникновения флаттера рабочих колес компрессоров газотурбинных двигателей и установок на этапе их проектирования : диссертация … кандидата технических наук / Макаров Павел Вячеславович – Москва, 2012. – 160 с.
- Абдухакимов, Ф. А. Численное исследование влияния конструктивных параметров на прогнозирование флаттера лопаток / Ф. А. Абдухакимов, В. В. Веденеев, М. Е. Колотников, П. В. Макаров // Проблемы машиностроения и надёжности машин. – 2019. – № 2. – С. 17-26.
- Макаров, П. В. Комплексный анализ динамического поведения лопаток компрессора на этапе проектирования / П. В. Макаров, М. Е. Колотников, В. В. Веденеев, Ф. А. Абдухакимов // Авиационные двигатели. – 2023. – № 3. – С. 49–66.
- Хориков, А. А. Прогнозирование и диагностика флаттера лопаток осевых компрессоров авиационных ГТД / А. А. Хориков // Труды ЦИАМ № 1311. – Москва: ЦИАМ, 2002. – 352 с.
- Колотников, М. Е. Исследование динамической напряженности широкохордного вентилятора при стендовых испытаниях / М. Е. Колотников, П. В. Макаров, В. М. Сачин // Авиационно-космическая техника и технология. – 2008. – Т. 56, № 9. – С. 58–64.
- Хориков, А. А. Исследование флаттера рабочих лопаток вентилятора на режиме срывного обтекания / А. А. Хориков, С. Ю. Данилкин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королева (национального исследовательского университета). – 2011. – Т. 10, №3-2. – С. 57–63.
Дополнительные файлы
