2.6.12. Модуль узла типа “агрегаты”.

Подпрограмма AGREGT

Алгоритм модуля позволяет имитировать возможные отборы мощности на приводы и агрегаты, а также подвод мощности при имитации стартера. При этом можно проводить расчеты как с постоянными значениями отборов (подводов) мощностей, так и переменными в виде характеристик каких-либо наперед задаваемых или рассчитываемых параметров. Как правило, это частота вращения того вала, на котором он установлен с учетом редуцирования.

Предусмотрена возможность задания сразу же нескольких характеристик. Их подключение в процессе расчета осуществляется программой управления при занесении соответствующего признака в элемент 10ВС104 подгруппы 10ВС100.

Также предусмотрена возможность учета к.п.д агрегатов, который задается в подгруппе 10ВС100 (элемент 10ВС106). При задании в элементе 10ВС106 нуля можно использовать характеристики в виде

М_кр = f (x) .

Характеристики могут задаваться как в виде полиномов, так и таблично со сплайн-интерполяцией. При расчете по характеристикам предусмотрены задания констант, когда достигается по аргументу наперед задаваемое “критическое” значение.

Входные данные модуля узла типа “агрегаты” делятся на три части.

1. Текущее значение частоты вращения вала, на котором установлен узел n (в об/мин), и суммарная мощность на валу, от которого приводится данный узел, SNe, кВт. Данные параметры передаются через группу 1000 и группу 2000.

2. Параметры узла. Передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы модуля 10ВС100.

3. Характеристики узла. Передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы 10ВС300.

Выходные данные делятся на две части.

1. Значения текущих параметров. Передаются последующему модулю по каналу типа “вал” в зависимости от значения разряда D в условном номере узла:

Nе_пот – потребная мощность для привода агрегатов, которая суммируется в соответствующем условном адресе группы 2000.

2. Результаты расчета данного узла. Переписываются в подгруппу результатов модуля 10ВС200.

Описание алгоритма.

Рассчитывается мощность агрегата

. (2.330)

Если характеристика задана в координатах , то определяется .

Затем вычисляется абсолютное значение мощности

. (2.331)

Отбор мощности принимается постоянным

Ne_агр = Ne_н.

Рассчитывается потребная мощность на агрегаты с учетом к.п.д (в кВт):

. (2.332)

Происходит суммирование с учетом знака Ne_пот к той мощности, которая находится на данном валу.

Определяется крутящий момент, необходимый для привода агрегатов (в кНм)

. (2.333)

2.6.13. Модуль узла типа “воздушный винт”.

Подпрограмма VINT

Алгоритм данного модуля позволяет проводить согласование характеристик двигателя и винта, осуществлять выбор винта по заданному семейству характеристик для рассчитываемых выходных параметров двигателя. Алгоритм модуля позволяет реализовывать расчеты обычных самолетных винтов и винто-вентиляторов и вертолетных винтов как одиночных, так и соосных конструкций на установившихся и переходных режимах. При испытаниях двигателя на стенде предусмотрена возможность задания характеристики гидротормоза. Расчеты по модулю “воздушный винт” могут проводиться как с редуктором, так и без него. Для этой цели во входной информации к модулю предусмотрен ввод передаточного числа редуктора.

Входные данные для модуля типа “воздушный винт” делятся на три части.

1. Текущие значения параметров воздуха на входе в воздушный винт с учетом скорости и высоты полета. В число этих параметров входят:

– температура торможения;

– давление торможения;

М_п – число Маха полета;

Ne_в.в – мощность на выводном валу;

n_в.в – частота вращения выводного вала. При заданном значении i_ред считывается из группы 1000 и рассчитывается с учетом i_ред. При i = 0 считывается из группы 2000, куда значение n_в.в заносит модуль “Редуктор”.

2. Параметры узла.

Они передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы модуля 10ВС100.

3. Характеристики узла.

Передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы 10ВС300.

Выходные данные делятся на две части:

1. Значение текущего параметра, который передается в группу 2000.

Ne_в – мощность воздушного винта, которая суммируется в соответствующий элемент группы 2000 с учетом знака.

2. Результаты расчета данного узла. Переписываются в подгруппу результатов 10ВС200.

Описание алгоритма.

Рассчитываются

; (2.334)

. (2.335)

Определяется скорость полета (в м/с)

V_п = М_п а_п , (2.336)

плотность воздуха (в кг/м³)

, (2.337)

где – молярная масса воздуха на уровне моря, 28,96442 кг/кмоль;

R^* – универсальная газовая постоянная, 8314,32 Дж/кмоль;

Динамическая вязкость воздуха (в кгс/м²)

, (2.338)

где _ = 1,45810^–6 кг/смк^0,5 и S = 110,4 К – эмпирические коэффициенты Сатерленда; кинематическая вязкость воздуха (в м²/с)

. (2.339)

Расчет винта без характеристик.

Мощность винта принимается равной мощности на выводном валу:

Ne_в = Ne_в.в .

Рассчитывается коэффициент мощности

, (2.340)

где n_s – частота вращения винта (в об/с);

D_в – диаметр винта (в м).

Вычисляются к.п.д. винтомоторной группы

h_вм.г = h_в K_ReK_мK_г (2.341)

и полезная мощность

Ne_пол = Ne_вhвм.г .

Если скорость полета V_{п ¹} 0, то через входные данные узла задается коэффициент качества винта (1 – 1,5), и рассчитывается тяга винта (в кН):

Р_в = K_мNe_в (2.342)

и коэффициент мощности

.

Если V_п = 0, то определяется полезная тяга (в кН):

Р_пол = Ne_пол / V_н (2.343)

и качество винта (в кН/кВт):

R_в = Р_пол / Ne_в. (2.344)

Расчет воздушного винта с характеристиками.

Определяется поступь винта

. (2.345)

При заданных значениях j_в и l_в определяются и a.

Рассчитывается мощность винта (в кВт):

, (2.346)

тяга винта (в кН):

, (2.347)

к.п.д. винта:

, (2.348)

полезная мощность с учетом h_вм.г :

Ne_пол = Ne_вhвм.г , (2.349)

полезная тяга (в кН):

(2.350)

и качество винта (в кН/кВт):

. (2.351)

Расчет несущего винта.

Определяется ометаемая винтом площадь (в м²):

, (2.352)

• радиус винта (в м):

, (2.353)

• коэффициент заполнения

, (2.354)

где Z_л – число лопастей;

F_л – площадь лопасти, м² ;

F_в – ометаемая винтами площадь, м².

Если K_{Z £} 0, то .

Все конструктивные размеры сводятся к параметру

А_к = F_вK_ZR³22967610^–3 . (2.355)

Обращаемся к подпрограмме PSP и определяем

.

Рассчитывается мощность, создаваемая винтом (в кВт):

, (2.356)

тяга винта

, (2.357)

скорость концов винта (в м/с)

, (2.358)

число Маха на концах винта

, (2.359)

число Рейнольдса на концах винта

, (2.360)

где B_к – хорда на конце винта (в м):

Расчет мощности гидротормоза, (в кВт)

. (2.361)