Тепловые двигатели (кроме паровых машин и паровых турбин)

Учебное пособие предназначено для лекций, практических занятий и лабораторных работ при изучении курса «Конструирование основных узлов и систем авиационных двигателей» студентов факультета двигателей летательных аппаратов, обучающихся по магистерской программе «Интегрированные информационные технологии в авиадвигателестроении».

Проведен анализ конструкции всережимного реактивного сопла ТРДДФ. Разработана методика создания компоновки всережимного реактивного сопла ТРДДФ с газодинамическим расчетом и расчетом на прочность.

Проведен анализ конструкции форсажных камер. Разработана методика создания компоновки форсажной камеры с газодинамическим расчетом и расчетом на прочность.

Рассмотрены теоретические основы автоматизации работы ГПА, системы автоматического управления газотурбинными двигателями и нагнетателями газа, системы маслоснабжения двигателей и нагнетателей, системы очистки воздуха на входе в двигатель и газа на входе в нагнетатель, системы противопожарной сигнализации и пожаротушения.

В учебном пособии изложен методологический материал по обследованию современного авиадвигательного производства и повышению его эффективности. Рассмотрены принципы обеспечения высокой производительности при внедрении современных высокотехнологичных станочных систем в металлообработке. Рассмотрены методики обследования подсистем обслуживания современного оборудования для сокращения времени его простоев. В основе изложения материала рассматривается разрешение логическо-познавательных ситуаций, которые проявляются в действующем современном производстве, а также исследовательский характер принятия оптимальных решений.

В учебном пособии рассмотрены основные положения теории надежности, вопросы оценки надежности технологической системы с позиций обеспечения точности геометрических параметров. Приводятся оценки физико-механических свойств поверхностного слоя и долговечности деталей в зависимости от технологии изготовления, определение запаса прочности конструкций как вероятностной величины, условия задач, примеры их решений и необходимые справочные материалы по всем излагаемым темам.

Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности: 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки», изучающих курсы: «Технология производства АД и ЭУ», «Технология машиностроения», «Технологические методы обеспечения надежности деталей ГТД», «Информационные технологии», и в рамках магистерской программы «Интегрированные информационные технологии в авиадвигателестроении» по направлению 160700.68 «Двигатели летательных аппаратов».

Учебное пособие включает курс лекций, который разделен на две части: блок базовых лекций и блок инновационных лекций, отражающие специфику создания технологических процессов, реализуемых в условиях использования современного высокотехнологического оборудования и современного режущего инструмента.

В учебном пособии рассматриваются вопросы проектирования технологических процессов изготовления деталей двигателей летательных аппаратов. Дано представление о содержании и объёме курсового проекта, об основных положениях разработки технологических процессов и оснастки, о рациональной организации работы над проектом.

Электронное учебное пособие предназначено для студентов факультета «Двигатели летательных аппаратов», обучающихся по специальности 160301.65 – «Авиационные двигатели и энергетические установки» (ГОС- 2), в рамках дисциплины «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре, для бакалавров 151900.62 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (ФГОС – 3) изучающих дисциплины «Разработка оптимальных технологических процессов с использованием CAE/CAD/CAM/PDM – систем» и «Разработка технологических процессов механической обработки и их реализация на виртуальных станках» в 8 семестре, для специалистов 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (Контрактная подготовка специалистов для ОАО "Кузнецов") (ФГОС – 3) изучающих дисциплину «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре.

Приведены концептуальные основы создания информационной среды для обучения студентов старших курсов технических университетов. Пособие подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

Изложены основные сведения о колебаниях, методах расчета и пакетах прикладных программ для оценки динамического состояния роторов двигателей. Приведены методики расчетного и экспериментального определения собственных частот и форм крутильных колебаний для системы эквивалентного ротора (вала). В состав пособия включены методические рекомендации для проведения лабораторных исследований крутильных колебаний валов с использованием расчетов различных уровней.

В учебном пособии изложены рекомендации по конструированию двигателей внутреннего сгорания, необходимые для выполнения курсового проекта по курсу «Конструирование двигателей внутреннего сгорания». Представлены методика конструирования двигателей, назначения основных конструктивных параметров, расчета элементов и отдельных систем. Изложены требования к оформлению проекта. В пособии рассмотрены варианты конструирования поршневых двигателей внутреннего сгорания в виде 3D и 2D моделей.

Учебное пособие является методическим сопровождением при выполнении дипломного проекта на выпускающей кафедре «Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов». Изложены цели и задачи дипломного проектирования в соответствии с требованиями нормативных документов, определяющих цели, содержание и методы реализации образовательного процесса (государственный образовательный стандарт, учебный план, рабочие программы, методическая документация итоговой аттестации и т.д.). Подчеркнута ответственность сторон – студента и руководителя. Подробно рассмотрен объем, структурный состав и алгоритм выполнения этапов проекта. Даны рекомендации по оформлению пояснительной записки и графической части проекта. Приведены примеры оформления некоторых разделов, в которых наиболее часто встречаются ошибки.

Рассмотрена конструкция автомобильных и авиационных поршневых двигателей. Дано описание основных механизмов и систем двигателей с указанием особенностей их эксплуатации, наиболее типичных неисправностей и методов их устранения. Проанализированы взаимосвязи характеристик двигателей и транспортных средств. Изложены основы поиска неисправностей ДВС и ремонта двигателей.

Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS. Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания, форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. Приводится расчет параметров течения газа в камере сгорания.

В электронном учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования опор и уплотнений авиационных двигателей и энергетических установок. Особое внимание уделено происходящим в конструкциях динамическим, гидравлическим, тепловым и деформационным процессам. Электронное учебное пособие разработано на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов.

Представлено описание основных этапов моделирования конструкции «виртуального двигателя», включающих объёмное моделирование, кинематический, динамический, прочностной и вибрационный анализы функциональных групп двигателя. Рассмотрены программные продукты, с помощью которых данные этапы моделирования могут быть осуществлены. По ходу изложения материала даны учебные примеры моделирования конструкции «виртуального двигателя» и происходящих в ней процессов.

В учебном пособии проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин ТНА ЖРД рассматривается в рамках проведения сквозного курсового проектирования ЖРД и его основных узлов, включая ТНА. На базе полученных результатов термодинамического расчета и проектирования ЖРД студент самостоятельно формирует исходные данные для проектирования ТНА и его агрегатов, в том числе и для турбины. Расчет турбины ведется с учетом достижения максимальной эффективности ее использования в ТНА: достижения высокого КПД турбины при минимальных ее габаритах и массе. В пособии рассмотрены вопросы профилирования элементов проточной части одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин.

Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности: 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки», изучающих курс: «Сборка АД и ЭУ», и в рамках магистерской программы «Энергетика, экология и двигательные установки ракетных и космических систем» по направлению 160700.68 «Двигатели летательных аппаратов».

Рассмотрены основы теории, расчета и проектирования воздушно-реактивных двигателей. Представлены основные теоретические положения по газотурбинному двигателю как тепловой машине и как движителю. Рассмотрены вопросы эффективности рабочих процессов, условия совместной работы узлов и характеристики ГТД. Уделено внимание современным методам проектирования авиационных ГТД.

Приведена концепция организации процессов в поршневых двигателях внутреннего сгорания, их анализ и расчет. Рассматриваются параметры, характеризующие работу ДВС, индикаторные параметры, эффективные показатели работы ДВС. Обсуждаются характеристики ДВС, вопросы устойчивой работы двигателя, а также способы форсирования поршневых двигателей внутреннего сгорания. Приведены лабораторные работы по данному курсу, а также структура курсовой работы с примером выполнения.

В учебном пособии изложены общие сведения о двигателе, приведены его основные технические данные. Приведено описание устройства основных узлов двигателя: вентилятора, компрессора высокого давления, камеры сгорания, турбины высокого и низкого давлений и привода агрегатов.

Рассмотрены вопросы возбуждения вибрации в технических системах. Изложены основы описания вибрации временными и частотными характеристиками, рассмотрены методы анализа вибрации. Дано описание авиационной техники как объекта вибрационной диагностики и особенности вибрации, возбуждаемой различными источниками. Приведена методика идентификации спектральных характеристик вибрации. Приведены сведения о средствах измерения и анализа вибрации. Рассмотрены вопросы контроля вибрации авиационных ГТД. Приведены сведения о влиянии неисправностей различных узлов и повреждений авиационных конструкций на вибрационные характеристики, и о диагностировании состояния узлов и конструкций авиационной техники по этим характеристикам.

Приведены сведения о методах технической диагностики, о ее месте в системе технической эксплуатации. Даны принципы создания математических (диагностических) моделей, а также описание источников и причин возбуждения вибрации узлами и агрегатами АТ. Рассмотрены вопросы контроля вибрации ГТД и вопросы диагностирования ГТД и их узлов по вибрационным параметрам. Приведены сведения о новых подходах по контролю повреждений конструкций АТ по характеристикам вибрации. Рассмотрены вопросы оценки информативности диагностических признаков, определения пороговых значений, приведены сведения о методах классификации технических систем.

Рассмотрены основные системы воздушно-реактивных двигателей: масляные, запуска, топливные, противообледенительные, противопожарные, контроля и диагностики. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к этим системам, проанализированы их схемы, описана конструкция основных составных элементов этих систем и методы их проектирования. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию ВРД, но и при выполнении курсовых и дипломных работ по дисциплине «Проектирование ГТД» студентами 4 - 6 курсов.

Рассмотрены основные характеристики рабочих поверхностей деталей и их влияние на процессы трения и изнашивания. Приводятся характеристики различных видов трения и изнашивания. Особое внимание уделяется методам расчёта типовых узлов трения, используемых в авиационных и автомобильных двигателях. Изложены основные методы расчета динамических процессов в триботехнических системах.

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчета и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в модернизированной САПР «Смесеобразование в ЖРД».

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчёта и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в САПР «Смесеобразование в ЖРД». Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

Приведены общие сведения о ЖРДМТ и дана их классификация. Рассмотрены отличительные особенности конструкции, организации рабочего процесса, режимов работы и характеристик. Систематизирован опыт экспериментального определения характеристик ЖРДМТ в непрерывных и импульсных режимах. Рассмотрены стенды для их испытаний, методы и средства проведения испытаний, измерения параметров рабочего процесса, ручной и автоматизированной обработки результатов испытаний.

Конспективно изложены теория, современные методы расчёта и проектирования различных типов химических ракетных двигателей. Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД. Представлен термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД. Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические характеристики идеального ракетного двигателя. Рассмотрены термодинамические и газодинамические процессы в камере сгорания и сопле реального ракетного двигателя. Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы точности в авиационном двигателестроении. Представлена теория сложных размерных связей в изделиях и технологических процессах. Рассмотрены методы достижения точности при изготовлении заготовок. Приведены и проанализированы технологические схемы точности при обработке различных поверхностей заготовок. В учебном пособии приведен алгоритм решения сложных пространственных цепей. Дана лабораторная работа по анализу размерных связей при изготовлении трубопроводов. Эта работа направлена на освоение курса «Технология производства двигателей летательных аппаратов». Изучение данного пособия способствует изучению основных разделов курса: теоретические основы технологических процессов; обработка сложных поверхностей; технология изготовления деталей ГТД. В учебном пособии изложены элементы расчётов основных параметров технологических процессов и отдельных операций.

Приведены схемы систем автоматического регулирования авиационных двигателей и описаны принципы их действия. Изложены требования к качеству переходных процессов в системах регулирования двигателей. Даны сведения по законам и программам регулирования ТРД, ТРДД, ТРДДФ и ТВД. Изложен вывод уравнений математической модели, входящих в состав САР агрегатов. Дана методика выбора параметров агрегатов, при которых обеспечивается устойчивость систем и показатели качества регулирования. Особое внимание уделено электронным цифровым САР двигателей.

Приведены пневмогидравлические схемы жидкостных ракетных двигательных установок ракетных и космических систем и описаны принципы их действия. Изложены требования к качеству переходных процессов в системах регулирования двигателей. Даны сведения по системе наддува, управления и регулирования, а также изложен вывод уравнений математической модели входящих в их состав агрегатов. Дана методика выбора параметров агрегатов, при которых обеспечивается устойчивость систем и показатели качества регулирования. Особое внимание уделено низкочастотной динамической модели двигателя, дан вывод уравнений камеры сгорания, форсуночной головки, газовода, ротора турбонасосного агрегата. Рассмотрен механизм потери продольной устойчивости ракеты и мероприятия по ее обеспечению. Описаны системы топливопитания и регулирования двигательных установок космических аппаратов.

В предлагаемом курсе лекций изложены основы технологического процесса ремонта и восстановления работоспособности основных деталей и узлов авиационных двигателей и летательных аппаратов на серийном заводе и ремонтном предприятии.

Рассмотрены структура, основные необходимые теоретические сведения и последовательность выполнения курсовой работы. Курсовая работа состоит из четырех разделов: статистическая обработка экспериментальных данных, анализ схемной надежности объекта, вероятностная оценка запаса прочности детали объекта, определение ресурса детали группы «А». В каждом разделе выделены базовый и исследовательский уровень выполнения курсовой работы. Подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

В учебном пособии изложены вопросы проектирования пневмогидравлических систем, конструирования агрегатов и компоновки жидкостных ракетных двигательных установок. Рассматриваются также особенности конструирования основных узлов РДТТ.

В учебном пособии приведен порядок выполнения и требования к курсовому проекту по дисциплине "Конструирование основных узлов и систем ракетных двигателей". Конструирование камеры ЖРД предлагается выполнять с использованием пакетов 3D и ANSYS. Приведен список возможных тем (спецтем), предлагаемых для самостоятельной глубокой проработки элементов двигателя.

В учебном пособии приведены методические материалы по дисциплине "Конструирование основных узлов и систем двигательных установок", необходимые при выполнении курсового проекта. Рассмотрены вопросы разработки пневмогидравлической схемы двигателя и конструирования камеры.

В учебном пособии изложены вопросы проектирования пневмогидравлических систем, конструирования агрегатов и компоновки жидкостных ракетных двигательных установок. Рассматриваются также особенности конструирования основных узлов РДТТ.

В учебном пособии изложены вопросы проектирования пневмогидравлических систем, конструирования агрегатов и компоновки жидкостных ракетных двигательных установок. Рассматриваются также особенности конструирования основных узлов РДТТ.

В учебном пособии представлена лабораторная работа по изучению и анализу ЖРД НК-33. В зависимости от глубины изучения и использования материала этой работы в курсовом и дипломном проектировании предлагается три уровня изучения. Второй и третий уровень предполагает выполнение проектных заданий.

Приведены теоретические материалы, задание, методика выполнения, инструкции проведения расчётов для лабораторной работы, посвященной изучению систем управления радиальными зазорами в турбокомпрессоре ГТД. Подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

Приведены теоретические основы процессов охлаждения, основы теплового расчета теплообменных аппаратов. Рассматриваются вопросы различные типы теплообменных аппаратов, системы охлаждения основных типов двигателей летательных аппаратов. Обсуждаются методы выбора системы охлаждения и порядок расчета системы охлаждения двигателя.

Приведена краткая концепция и методология расчета двигателя Стирлинга на основе методики Шмидта. Рассматриваются вопросы расчета регенеративного теплообменника двигателя Стирлинга. Приводится метод решения практической задачи - определения действительных характеристик двигателя с учетом потерь в регенераторе.

Учебное пособие содержит краткие теоретические сведения о рабочем процессе и характеристиках лопаточных компрессоров. В работе описаны методы их экспериментального исследования, а также стендовое оборудование, применяемое для определения основных параметров потока в проточной части компрессора и поиска характеристик.

В данном электронном учебном пособии изложены основы работы в программе Fluent, задание граничных условий и физических моделей потока рабочего тела, способов решения уравнений газовой динамики и визуализации полученных результатов.

Учебное пособие содержит краткие сведения о расчетном исследовании рабочего процесса в ступени осевого компрессора с использованием современного CAD-программного комплекса Ansys CFX, основанного на решении уравнений Навье - Стокса. Подробно описаны процесс создания расчетной модели, создания сетки конечных элементов в автоматизированном режиме, наложение граничных условий, проведения расчета и обработки его результатов.

В данном электронном учебном пособии рассмотрены вопросы подготовки расчетных моделей в препроцессоре Gambit, создания или импорта моделей из CAD программ, разбиения их с помощью конечноэлементной сетки и назначения граничных условий.

В монографии изложены актуальные вопросы повышения экологической безопасности при проведении механизированных работ в производственных зданиях и сооружениях сельского хозяйства. Рассмотрены экологические и экономические аспекты загрязнения атмосферы помещений отработавшими газами мобильных энергетических средств и влияние их на условия труда обслуживающего персонала и качество сельскохозяйственной продукции. Представлены и обоснованы конструктивно-теоретические параметры устройств для снижения токсичности и удаления отработавших газов дизельных двигателей работающих в сельскохозяйственных помещениях.