05.07.05 — Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов (1015894)
Текст из файла
ВведениеВ основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теоретическаямеханика; теория надежности и эффективности; теория переходных процессов; теорияоптимизации;термодинамика;физико-химическиезаконыгорения;методыпреобразования энергии; теория проектирования и технология создания двигателей иэнергоустановок летательных аппаратов; теория колебаний; теория вероятности и математическая статистика; математическое моделирование рабочих процессов и этаповжизненного цикла двигателей и энергоустановок летательных аппаратов.Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссииМинистерства образования Российской Федерации по авиационно-космической и ракетнойтехнике при участии МАИ (ТУ) им. С. Орджоникидзе, МГТУ им.
Н.Э. Баумана, ЦАГИим. Н.Е. Жуковского и ЦИАМ им. П.И. Баранова.1. Авиационные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов1.1. Воздушно-реактивные двигатели (ВРД). Классификация и принципы действияВРД. Двигатели прямой и непрямой реакции. Основные параметры, характеризующиеВРД.
Термодинамические циклы ВРД. Работы и КПД, зависимые от основных параметроврабочего процесса и условий полета. Эффективная и внутренняя тяга. Тяговая мощность,полный и полетный КПД двигателей. Пути совершенствования ВРД как движителя.Входные устройства ВРД. Основные параметры, характеризующие работу входныхустройств.
Возможные типы входных устройств для сверхзвуковых скоростей полета.Выходные устройства ВРД (реактивные сопла ВРД). Принципиальные схемыдозвуковых и сверхзвуковых выходных устройств. Основные параметры характеризующиеих работу. Сопло Лаваля и выходные устройства других схем. Реверсивные устройства.Типы камер сгорания ВРД.
Требования к камерам сгорания. Основные параметры,характеризующие их эффективность. Топлива ВРД. Типы форсажных камер ТРДФ иТРДДФ. Камеры сгорания СПВРД. Принципы организации рабочего процесса впрямоточных камерах сгорания различных схем. Принципиальные схемы подачи топлива вкамеры сгорания двигателей.Компрессор и турбина в системе ВРД. Основные схемы и требования к компрессорам итурбинам ГТД.
Область и линия рабочих режимов на характеристиках вентилятора икомпрессоров при их работе в системе ТРД и ТРДД. Границы устойчивой работыкомпрессора. Двух- и трехкаскадные компрессоры в системе ТРД и ТРДД. Способыобеспечения устойчивой работы компрессора. Основные типы и параметры турбинныхступеней ГТД. Одноступенчатые и многоступенчатые турбины.Классификация ГТД. Преимущества и недостатки различных типов ГТД, диапазонвозможного применения по скорости и высоте полета. Понятие расчетного режима работыдвигателя. Цель и порядок термогазодинамического расчета. Конструкция ипроектирование ГТД.Турбореактивные (ТРД) и турбореактивные форсированные (ТРДФ) двигатели.Параметры рабочего процесса ТРД и ТРДФ. Зависимость удельных параметровдвигателей от параметров рабочего процесса и условий полета.
Влияние параметроврабочего процесса и типа двигателя на удельную массу. Оптимальные параметрыдвигателей и их зависимости от условий полета. Высотно-скоростные и дроссельныехарактеристики ТРД и ТРДФ. Методы расчета характеристик двигателя. Колебанияконструкций ГРД.Турбореактивные двухконтурные (ТРДД) и турбореактивные форсированные (ТРДД)двигатели. Классификация ТРДД и ТРДДФ по схеме проточной части и роторадвигателя. Параметры рабочего процесса ТРДД и ТРДДФ. Зависимости удельной тяги иудельного расхода топлива ТРДД от параметров рабочего процесса и степенидвухконтурности. ТРДД со смешением потоков.
Оптимальное распределение энергии поконтурам. Оптимальная степень двухконтурности. Высотно-скоростные и дроссельныехарактеристики нефорсированного ТРДД. Удельные параметры ТРДДФ с общейфорсажной камерой и с форсажем в наружном контуре. Высотно-скоростные идроссельные характеристики ТРДДФ. Методы расчета характеристик ТРДДФ.Турбовинтовые, турбовальные ГТД и энергоустановки. Турбовинтовые двигатели(ТВД).
Оптимальное распределение свободной энергии между винтом и реактивнымсоплом. Влияние параметров рабочего процесса на удельную мощность, удельный расходтоплива и удельную массу ТВД. Двигатели и энергоустановки с регенерацией тепла.Высотно-скоростные и дроссельные характеристики. Скоростные винтовентиляторныедвигатели (ТВВД). Вертолетные ГТД. Схемы силовых установок вертолетов.Двигатели для самолетов вертикального и укороченного взлета и посадки (СВВП).Общие требования к силовым установкам СВВП. Эжекторные увеличители тяги.Сравнение различных силовых установок СВВП.Динамика ГТД. Виды переходных режимов. Требования к динамике современныхавиационных двигателей. Процессы приемистости и сброса газа у ТРД, ТРДД и ТВД.
Путиулучшения приемистости ГТД. Общая характеристика процесса запуска ГТД. Запуск вполете. Авторотация.Принципиальные схемы прямоточных и основных типов комбинированных двигателей.Возможные области применения. Виды топлива, используемого этими двигателями.Прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Удельные параметры ПВРД и ихзависимость от параметров рабочего процесса и условий полета. Особенности рабочегопроцесса гиперзвукового прямоточного двигателя (ГПВРД).
Тягово-экономическиехарактеристики ПВРД.Комбинированные ВРД. Турбопрямоточные двигатели. Схемы двигателей на базе ТРД иТРДД. Ракетно-турбинные двигатели (РТД). Схемы, рабочий процесс. Областиприменения этих двигателей.1.2. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Двигатели внутреннего сгорания какисточник энергии. Классификация ДВС. Основные схемы ДВС. Четырех- и двухтактныедвигатели с искровым зажиганием. Двигатели дизеля (четырех- и двухтактные). Рабочиециклы ДВС.
Пути дальнейшего совершенствования ДВС.Термодинамические циклы различных типов ДВС и их основные параметры.Индикаторные диаграммы. Работа цикла. Термический КПД цикла. Эффективная работа иэффективный КПД. Среднее индикаторное давление.Наддув ДВС и его влияние на характеристики. Типы систем наддува и их сравнение.Приводной компрессор. Турбонаддув. Влияние наддува на параметры ДВС.Контактная система зажигания. Калильное число.
Контактно-транзисторная системазажигания. Электронная бесконтактная система зажигания с датчиком Холла. Цифроваясистема зажигания.Токсичность выхлопа продуктов сгорания ДВС. Методы измерения токсичности ДВС.Дополнительные устройства снижения токсичности (нейтрализаторы, термическиереакторы, системы рециркуляции).1.3. Использование авиационных двигателей для создания комбинированныхэнергоустановок. Назначение комбинированных энергоустановок различных типов.Особенности схем с утилизацией тепла выхлопных двигателей и дополнительнымподводом тепла по тракту комбинированной энергоустановки. Открытые и закрытыеутилизационные циклы. Типы парогенерирующих устройств.
Классификациякомбинированных энергоустановок на базе авиационных ГТД.Понятие об эффективности КПД установки и коэффициенте использования тепла.Использование «родной» или специально создаваемой свободной турбины. Редукторныеи безредукторные схемы. Возможности использования авиационных редукторов.Промежуточный подогрев.Схемы комбинированных установок со средненапорным, низконапорным иутилизирующим парогенератором или водогрейным котлом. Схема с использованиемгазогенератора двухвального ГТД и определение его параметров при демонтажекомпрессора низкого давления. Форсирование газогенератора по оборотам и температурегаза.Возможные схемы использования исходного ТРДД полный или частичный демонтажвентилятора, узла промежуточных ступеней, определение параметров турбины придемонтаже узла компрессора низкого давления. Схема с размещением конденсатора вовнешнем контуре. Использование полного двигателя - альтернатива использования ГТУповышенной мощности.Пути и методы дальнейшего совершенствования комбинированных энергоустановок набазе авиационных двигателей.2.
Ракетные двигатели2.1. Общие вопросы теории ракетных двигателей. Типы ракетных двигателей (РД).Классификация РД. Ракетные двигатели на химических топливах: ЖРД, РДТТ, ГРД.Ядерные ракетные двигатели. Лазерные и солнечные двигатели. Особенности и областиприменения различных типов РД.Уравнения тяги РД. Коэффициенты полезного действия РД (термический, тяговый,общий).
Характеристические параметры РД: удельный импульс, характеристическаяскорость, коэффициент тяги сопла, удельная масса. Оценка потерь в камере РД. Расчеттяги и удельного импульса камеры РД с использованием газодинамических функций.Устройство и оценка совершенства сопел. Режимы недорасширения и перерасширения.Тяга камеры при отрыве потока от стенок сопла. Анализ и оценка потерь в соплах.Высотная характеристика. Регулирование высотности сопла.
Дроссельнаяхарактеристика ЖРД.Основные сведения о жидких, твердых и гибридных ракетных топливах и их физикохимические характеристики. Топлива гидрореагирующих РД. Воспламенение топлив.Основы расчетов термохимических свойств топлив.Особенности конвективного теплообмена в камере сгорания и сопле. Методы расчетаконвективных тепловых потоков на основе решения уравнений пограничного слоя.Расчеты конвективного теплообмена на основе теории подобия.Лучистый теплообмен в условиях камеры сгорания и сопла РД.
Расчет лучистыхтепловых потоков.Теплозащитные покрытия и механизмы их разрушения.2.2. Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). Процессы в камересгорания и их расчет. Выбор и определение основных параметров камерысгорания. Приведенная длина камеры сгорания.Особенность процессов в газогенераторах (однокомпонентных и двухкомпонентных,окислительных и восстановительных).
Особенности и схемы теплозащиты стенок камерыЖРД.Неустойчивость рабочего процесса в ЖРД.Типы систем подачи в ЖРД и области их применения. Расчет и выбор оптимальнойсистемы подачи в зависимости от назначения двигателя и энергоустановки.Принципиальные схемы ТНА. Расчет основных параметров турбин и насосов ТНА.Совместная работа насосов с турбиной.Факторы, определяющие экономичность системы ТНА. Потери в насосах, турбинах имагистралях.Особенности расчета ЖРД с дожиганием.Регулирование тяги ЖРД с дожиганием.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
