Презентация 03.12.20

1. Разработка газотурбинного двигателя для катеров спасательных служб

РАЗРАБОТКА ГАЗОТУРБИННОГО
ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ КАТЕРОВ
СПАСАТЕЛЬНЫХ СЛУЖБ
ВЕРШИНИН Е.С.
КИВА В.А.
БОРОВСКОЙ Е.В.

2. ЗАДАЧИ проекта

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
• Создание макета газотурбинного двигателя (ГТД) для эксплуатации на
катерах МЧС, береговой охраны и других служб.
ЗАДАЧИ ПРОЕКТА
• Улучшение удельных параметров ДУ
• Уменьшение массогабаритных характеристик ДУ
• Обеспечение запуска и стабильной работы в различных климатических
условиях (Арктическая зона)
• Вариативность топлива
• Модульность и ремонтопригодность конструкции (двигатель и редуктор
как отдельные элементы)

3. АНалитическиЙ обзор

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
РТ6А, «Pratt & Whitney»
ВК-800В, АО «ОДК-Климов»
Характеристики:
Характеристики ВК-800В:
• Обратная компоновка (воздухозаборник в
• Одноступенчатый ЦБ компрессор
• Одноступенчатая НЕохлаждаемая турбина
• Предназначен для установки на легкие вертолеты
задней части)
• Противоточная камера сгорания
• Два ротора (ротор турбины/компрессора и
ротор свободной турбины)
• Двухступенчатый планетарный редуктор
(i=15)
«АНСАТ», «КА-226»
• Мощность 450 л.с. на крейсерском режиме
• Габариты 1000*590*580 мм
• Удельный расход топлива 291 г/(л.с.ч)

4. Аналитический обзор

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Сложности проектирования мГТД:
• В литературе слабо освещены вопросы борьбы с перетечками в мГТД
• Масштабный фактор в мГТД существенно влияет на массогабаритные параметры
установки, между тем в литературе не приводятся методы и способы снижения массы
мГТД.
• Влияние агрессивной среды будет являться существенным фактором при проектировании
мГТД для катеров, в литературе методы борьбы освещены слабо.
• Для мГТД будет характерным неравномерное распределение потока в кольцевых каналах
камеры сгорания, из чего следует необходимость более детального подхода к выбору
конструктивной схемы мГТД.

5.

• В различных источниках рассматриваются способы
повышения параметров цикла за счёт использования ТО или
рекуператоров, однако подходы к проектированию данных
устройств рассматриваются с точки зрения традиционных
технологий, что для мГТД существенно оказывает влияние на
массогабаритные параметры и с учётом активного развития
АТ является не оправдано.
• Схема турбокомпрессора с совмещённым колесом
компрессора и турбины имеет существенно простую
конструкцию и наименьшие массогабаритные
характеристики. К сожалению, они не получили
распространения из-за трудности обеспечения
теплоизоляции компрессора. Однако, применение АТ
позволяет обеспечить надёжную теплоизоляцию
компрессора, путем создания воздушных полостей в
совмещенном диске турбины и компрессора.

6. схема Мгтд с ПРЯМОТОЧНой КС

СХЕМА МГТД С ПРЯМОТОЧНОЙ КС

7. схема Мгтд с противоточной кс

СХЕМА МГТД С ПРОТИВОТОЧНОЙ КС

8. Основные элементы гтд

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГТД
• Центробежное колесо компрессора
• Противоточная кольцевая камера сгорания
• Центростремительная турбина
• Теплообменный аппарат
ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
• Объединение ЦБК и ЦСТ
• Установка теплообменного аппарата для повышения температуры
воздуха, что увеличит рабочий цикл
• Модульная конструкция
• Уменьшение массы за счёт АТ

9.

РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ И ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ ДУ

10. Входное устройство

ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

11. компрессор

КОМПРЕССОР

12. турбина

ТУРБИНА

13. Противоточная камера сгорания

ПРОТИВОТОЧНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ

14. теплообменник

ТЕПЛООБМЕННИК

15. сборка

СБОРКА

16. Элементы макета гтд, изготовленные с помощью аддитивных технологий

ЭЛЕМЕНТЫ МАКЕТА ГТД, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ С
ПОМОЩЬЮ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

17.

ВАЛ (PLA-ПЛАСТИК)

18. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!