Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«МАТИ» - Российский Государственный Технологический Университет имени К. Э. Циолковского

 

 

Кафедра «Технология  производства двигателей летательных  аппаратов»

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине

«Аэрогидрогазодинамика»

Вариант IIIК15

Выполнил:

студент:    Месилов С.С.

группа:      2АДУ-3ДБ-132

Преподаватель:    Белякова З.Н.

Отметка о выполнении (защиты) работы:

Дата:

 
 
 

Москва  2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ  …………………………………………………………………………………………… 3

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ ……………………………………………………………………………… 4

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ПЕРВОЙ МАГИСТРАЛИ ПОДАЧИ ТОПЛИВА К ДВИГАТЕЛЮ ПРИ ПОЛЕТЕ У ЗЕМЛИ С ПРОДОЛЬНОЙ ПЕРЕГРУЗКОЙ  И ФОРСАЖНОМ РАСХОДЕ ТОПЛИВА  ……………………………………………………………………………….. 5

РАЗДЕЛ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ЗНАЧЕНИЯ   ДРОССЕЛЯ РЕГУЛИЕМОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА НА РАЗЛИЧНЫХ

ПОЛЕТНЫХ РЕЖИМАХ …………………………………………………………………… 11

 

ВВЕДЕНИЕ

     Топливные системы летательных аппаратов  представляют собой сложный комплекс различных агрегатов и устройств, предназначенных для размещения топлива и обеспечивающих его  подачу к двигателям в необходимых  количествах и с требуемым  давлением на всех режимах полета, установленных для данного летательного аппарата.

     Одной из основных характеристик топливной  системы является ее высотность –  та предельная высота полета, до которой  система способна надежно и устойчиво  обеспечивать подачу топлива к насосам  двигателей в необходимом количестве и под определенным давлением, гарантирующим нормальную работу двигателя на всех установленных для него режимах.

     Высотность  топливной системы должна превышать  высотность самолета определяемую техническими характеристиками двигателя  и аэродинамическими  свойствами планера самолета.

     В данной курсовой работе нам необходимо рассчитать наиболее важные параметры  топливной системы многомоторного самолета с параллельной подачей  топлива из двух расходных баков. 

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Таблица №1

Характеристика  бортового подкачивающего насоса при 

Таблица №2

     Марка топлива: Т-5;

 

Материал  труб: аМц;

 
 
 

Таблица №3

Таблица №4

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ПЕРВОЙ МАГИСТРАЛИ ПОДАЧИ ТОПЛИВА  К ДВИГАТЕЛЮ ПРИ  ПОЛЕТЕ У ЗЕМЛИ  С ПРОДОЛЬНОЙ ПЕРЕГРУЗКОЙ  И ФОРСАЖНОМ РАСХОДЕ  ТОПЛИВА.

      По таблице определяем свойства горючего, в зависимости от температуры на расчетной высоте:

 

где – удельный вес топлива, – кинематический коэффициент вязкости.

      Строим  характеристику бортового подкачивающего насоса – график зависимости высоты полета от потребного расхода топлива :

 

 

  Форсаж  – кратковременное увеличение тяги (мощности) двигателя по

сравнению с ее значением на номинальном  режиме. Форсаж применяется для улучшения  летных свойств самолета: взлетных характеристик, маневренности, скороподъемности, увеличения потолка и максимальной скорости. Форсаж турбореактивных двигателей осуществляется увеличением подачи топлива в основные камеры (максимальный режим) и сжиганием топлива за турбиной в форсажной камере.

     Определяем  потребный расход топлива на высоте при номинальном режиме работы двигателя:

 

  Определяем  расход топлива при форсажном режиме работы двигателя:

 

где – коэффициент форсажа.

  По  графику зависимости высоты полета от потребного расхода

топлива

  Составляем уравнение Бернулли:

 

где:

  – атмосферное  давление на высоте  :

 –  давление наддува. ;

  –  максимально допустимое давление на входе в основной двигательный насос. ;

 –  удельный вес топлива;

 –  кинематический коэффициент вязкости;

  – коэффициент  неравномерности  скорости. ;

  – путевые потери  энергии;

 

      

 –  коэффициент сопротивления прямолинейного  участка трубопровода.

     Для ламинарного движения () ; для турбулентного движения () .

 –  критерий Рейнольдса. ;

  – местные потери  энергии;

     Так как уровень свободной поверхности топлива при переливании из бака в трубопровод опускается очень медленно, то можно считать, что скорость равна .

     Превышение уровня свободной поверхности жидкости в баках над топливной системой равно: – разность уровней нивелирных высот.

     При форсажном режиме работы двигателя полёт проходит с продольной перегрузкой . Если двигатели располагаются позади топливных баков, то при действии продольной перегрузки в топливной магистрали возникают отрицательные инерционные силы (), увеличивающие располагаемый напор.

     Определяем инерционную силу:

 

     Определяем  сумму коэффициентов местных сопротивлений в расчётной магистрали:

 
 
 

 

     

     С учётом всего этого уравнение  Бернулли можно записать так:

 

  Обозначаем левую часть уравнения Бернулли как :

 
 

     Тогда среднюю скорость течения жидкости по длине потока можно записать как:

 

  Определяем диаметр первой магистрали подачи топлива к двигателю,

используя метод последовательных приближений.

     При :

 
 
 
 

     При

 
 
 
 

     При

 
 
 
 

     При 

 
 
 
 

 

     При 

 
 
 
 

      Так как  с точностью до четвёртого знака после запятой, расчёт можно прекратить.

 

     Полученный  диаметр округляем по ГОСТ 6636-69 до ближайшего большего значения в миллиметрах. Диаметр трубопроводов топливной системы:

 

 

РАЗДЕЛ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ   ДРОССЕЛЯ РЕГУЛИЕМОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА НА РАЗЛИЧНЫХ ПОЛЕТНЫХ РЕЖИМАХ.

     Таблица значений для номинального режима работы двигателя

     Для ряда высот самолета Н (0,5,10,15,20,25 км) выбираем значения атмосферного давления из таблицы.

      Определяем  номинальный расход топлива по формуле:

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

      Исследуя  зависимость , определяем графическим методом.

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

      Определяем среднюю скорость в потоке по формуле:

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

     Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

     Определяем коэффициент сопротивления прямолинейного участка трубопровода по формуле:

 Для ламинарного движения ()

 

     Для турбулентного движения ()

 

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :

 

• при :