На основе анализа достижений термохимии и совершенствования с ее использованием методов создания комбинированных двигателей более совершенных термодинамических циклов, чем традиционно реализуемый в воздушно-реактивном двигателе цикл Брайтона, рассматриваются возможности использования высоких хладоресурса и работоспособности эндотермических топлив подобно использованию соответ­ствующих свойств криогенных топлив. Полученные результаты должны способствовать увеличению скорости летательных аппаратов с авиационными двигателями на углеводородном топливе.

Ключевые слова: воздушно-реактивный двигатель, комбинированный двигатель, эндотермическое топливо, криогенное топливо, хладоресурс топлива, работа цикла

Представлено исследование рабочего процесса в комбинированной силовой установке (КСУ) параллельной схемы на базе турбореактивного двухконтурного двигателя в классе взлетной тяги 1800 кгс и прямоточного воздушно-реактивного двигателя с дозвуковыми скоростями горения в составе высокоскоростного пассажирского самолета. Анализ выполнен с помощью разработанной комплексной математической модели, объединяющей в себе математические модели воздухозаборника, газотурбинного и прямоточного контуров и системы перепуска избыточного воздуха. Параметры и характеристики рассчитаны по траектории набора высоты, соответствующей скоростному напору 60 кПа. Рассмотрены вопросы работы КСУ на различных режимах и согласования работы элементов силовой установки. Уделено внимание проблеме влияния диссоциации и рекомбинации продуктов сгорания на протекание рабочего процесса в КСУ.

Ключевые слова: комбинированная силовая установка, воздухозаборник, газотурбинный контур, прямо­точный контур, совместный режим работы

Приведены результаты измерения интенсивности турбулентности потока в аэродинамической трубе стенда ЦИАМ при разных значениях числа Рейнольдса (при полном давлении в аэродинамической трубе p*0 = 0,2…0,8 бар и приведенной скорости потока l = 0,1…0,5). Измерения выполнены при помощи термо­анемометра. Показано, что скорость вырождения турбулентности зависит от Re. Показано также, что скорость вырождения турбулентности, определяемая степенным законом «-5/7», не является универсальной характеристикой турбулентности.

Ключевые слова: турбулентность, интенсивность турбулентности, вырождение турбулентности, число Рейнольдса, термоанемометр

Исследования 1980-х годов показали, что для реализации программ освоения ближнего космоса и развития дальнейших программ освоения космического пространства необходимо переходить к созданию и вводу в эксплуатацию многоразовых космических транспортных систем. Исследования, проведенные в России в 1990-е годы, показали, что среди систем горизонтального старта и посадки наиболее рациональны двухступенчатые авиационно-космические системы. Для создания таких систем вывода полезного груза на околоземные орбиты проблема разработки силовой установки самолета-разгонщика является одной из основных. В статье описан опыт исследований 1990-х – начала 2000-х годов, направленных на формирование технического облика комбинированных силовых установок для самолета-разгонщика перспективной авиационно-космической системы. Также описаны исследования, посвященные применению эндотермического углеводородного топлива в двигателях таких силовых установок; рассмотрены проблемы охлаждения, хладоресурса и коксоотложения.

Ключевые слова: комбинированная силовая установка, авиационно-космическая система, газотурбинный двигатель, воздушно-реактивный двигатель, двухконтурный турбореактивный двигатель, прямоточный воздушно-реактивный двигатель, эндотермическое топливо, хладоресурс, коксоотложение

Одним из способов, помогающих снизить эмиссию газотурбинных двигателей, является применение водорода, и в частности его применение в гибридных ГТД. В рассматриваемом случае гибридный ГТД – это двигатель, имеющий на одном валу не только турбину низкого давления, но и электродвигатель, увеличивающий тягу двигателя за счет вентилятора. В статье проанализирован опыт ЦИАМ по созданию водородной камеры сгорания для двухконтурного турбореактивного двигателя НК-88 и элементы кон­структивных схем современных камер сгорания с позиции малой эмиссии. Рассмотрена камера сгорания гибридного ГТД, дана оценка эмиссии NOx при ее работе как на керосине, так и на водороде. Показана схема двухтопливной камеры сгорания, предложенная в ЦИАМ.

Ключевые слова: гибридный газотурбинный двигатель, гибридный ГТД, камера сгорания, альтернативное топливо, водород, система подачи топлива, эмиссия NOx, двухтопливная камера сгорания

Статья посвящена острой проблеме нехватки современных отечественных авиационных двигателей. Показано, что быстрое развитие авиадвигателестроения можно осуществить на основе малоразмерных ГТД (МГТД). Такое развитие может быть обеспечено созданием на базе единого газогенератора МГТД для летательных аппаратов разного назначения, а также путем конверсии – создания газотурбинных уста­новок на основе существующих авиационных МГТД, что будет способствовать и развитию российской энергетики. Показано, что задача вполне осуществима в ближайшее время.

Ключевые слова: малоразмерный ГТД, авиационный ГТД, единый газогенератор, семейство ГТД, летательный аппарат, энергетическая установка, газотурбинная установка, конверсия

Представлен обзор публикаций о зарубежных исследованиях, посвященных разработке технологий создания высокоскоростных летательных аппаратов. Проанализированы приоритетные направления развития технологий и сведения о создаваемых объектах. Показано, что большое внимание за рубежом уделяют фундаментальным исследованиям в области газовой динамики (внешнего обтекания и внутреннего течения газов), горения топлива в сверхзвуковом потоке, создания новых высокотемпературных материалов и покрытий. По мнению ведущих зарубежных специалистов, актуальным и технически реализуемым в ближней перспективе направлением развития является создание высокоскоростных летательных аппаратов с комбинированной силовой установкой. Проанализированы проекты носителей высокоскоростных летательных аппаратов, а также данные о введенных в эксплуатацию новых стендах для наземных аэро­динамических продувок и испытаний двигателей.

Ключевые слова: высокоскоростной летательный аппарат, фундаментальные исследования, комбиниро­ванная силовая установка, испытательный стенд, аналитический обзор

В статье приведен обзор реализованных проектов газотурбинных двигателей на водородном топливе, использующихся в энергетических газотурбинных установках (ГТУ). Актуальность применения водорода в качестве топлива обусловлена ограниченностью углеводородных источников энергии, негативным влиянием традиционных топлив на окружающую среду, недостаточной эффективностью «зеленой» энергетики. Все крупные производители ГТУ в той или иной степени занимаются разработкой новых установок на водородсодержащем топливе или переводом на него существующих. По публикациям проанализирован опыт компаний, успешно реализовавших проекты ГТУ на водородсодержащем топливе, а также их планы по развитию данного направления. Рассмотрены основные инженерные задачи, решаемые производителями ГТУ для их использования с водородным топливом.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, газотурбинная установка, энергетическая установка, водород, водородное топливо, экологически чистое производство энергии