Теоретические, численно-аналитические и экспериментальные исследования экспериментального образца быстро-вращающихся роторов ТГ, ВСУ и СУ

Цель прикладных научных исследований - теоретические, численно-аналитические и экспериментальные исследования экспериментального образца быстровращающихся роторов, турбогенераторов, вспомогательных силовых установок и силовых установок.Проведенные теоретические и численно-аналитические исследования методов сопряжения температурных полей в жидкости и твердом теле выявили, что учет сопряженного характера теплообмена необходим, т.к. имеет место взаимное влияние температурных полей в твёрдом теле и газовой среде, и тепловые потоки на границе раздела двух сред существенны, а вот выбор модели турбулентности сравнительно слабо влияет на результат расчета. Сравнение результатов расчета с имеющимися экспериментальными данными и расчетами прямым методом показало надежность данных, получаемых при помощи разработанной численной методики. Модальный анализ системы «ГП-ротор», исследование критических частот вращения и сопоставление их с рабочим диапазоном вращения ротора определили переходные и аварийные эксплуатационные режимы ГП. Разработана эскизная конструкторская документация экспериментального образца ротора перспективной ВСУ на ГП с массогабаритными имитаторами рабочих колес компрессора и турбины, имитатором высокочастотного синхронного стартер-генератора на постоянных редкоземельных магнитах и стенда для проведения его экспериментальных исследований. Изготовлены экспериментальный образец ротора ВСУ с массогабаритными имитаторами, а также стенд для проведения экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования проведены согласно разработанной программе и методикам экспериментальных исследований. Исследования подтвердили работоспособность ротора в условиях, приближенных к реальным. Изготовлен макет перспективной ВСУ с быстро вращающимся ротором и высокочастотным синхронным стартер-генератором на постоянных редкоземельных магнитах. Макет отражает разработанную концепцию перспективной установки, имеющей высокие удельные параметры и высокий термодинамический коэффициент полезного действия (КПД), высокую скорость вращения ротора, сочетающуюся со стойкостью к продольным и поперечным перегрузкам.Разработаны рекомендации и предложения по реализации (коммерциализации) результатов ПНИ и вовлечению их в хозяйственный оборот, проект технического задания на проведение ОКР по разработке вспомогательной силовой установки воздушного судна в классах мощности 100-500 кВт, а также проведена технико-экономическая оценка результатов прикладных научных исследований в сравнении с современным техническим уровнем.