Analysis of the operating load of foil-air bearings in the gas generator of the turbine engine during the acceleration and deceleration maneuver

• Autorzy: Czyż Z. , Magryta P.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2016.4.5

Warianty tytułu

PL

Analiza eksploatacyjnych obciążeń gazowych łożysk foliowych zespołu wytwornicowego silnika turbinowego podczas manewru przyspieszenia i hamowania

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper examines loads acting on the drive unit of an unmanned helicopter during maneuvers of acceleration and braking. Particular attention is paid to loads of gas generator bearings nodes of a turbine engine which is applied in the helicopter designed. The study is based on the time courses of changes in velocity of the manned PZL W3-Falcon. The correlation of flight velocity change and time was approximated by the least squares method to determine changes in acceleration. This enabled to determine the values of the forces acting on gas generator bearings under static and dynamic conditions. These values were compared with the values obtained for jump-up and jump-down maneuvers. The investigation enabled to determine the extreme components loading of the drive unit, including gas generator bearings nodes.

PL

W artykule rozpatrzono stany obciążeń działające na zespół napędowy śmigłowca bezzałogowego podczas manewru przyspieszenia i hamowania. Szczególną uwagę poświęcono obciążeniom węzłów łożyskowych zespołu wytwornicowego silnika turbinowego, w który zostanie wyposażony projektowany śmigłowiec. Analizę dokonano na podstawie przebiegów czasowych zmian prędkości lotu załogowego śmigłowca PZL W3-Sokół. Zależność zmiany prędkości lotu w czasie aproksymowano metodą najmniejszych kwadratów, a następnie wyznaczono dla niej zmiany przyspieszeń. Na tej podstawie wyznaczono wartości sił działających na łożyska zespołu wytwornicowego w warunkach statycznych i dynamicznych. Wartości te porównano z wartościami uzyskanymi podczas manewru skok w górę i skok w dół. Przeprowadzone analizy służą do określenia ekstremalnych stanów obciążeń podzespołów zespołu napędowego, a w tym węzłów łożyskowych zespołu wytwornicowego.

Słowa kluczowe

EN

helicopter; turbine engine; gas bearings; foil-air bearings

PL

śmigłowiec; silnik turbinowy; łożysko gazowe; gazowe łożyska foliowe

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 18, no. 4
• Strony: 507--513
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czyż Z.

• Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems Lublin University of Technology ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Magryta P.

• Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems Lublin University of Technology ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• 1. Barnett M, Silver A. Application of Air Bearings to High-Speed Turbomachinery. SAE Technical Paper 1970, http://dx.doi.org/10.4271/700720.
• 2. Bruckner R J, Howard S A. Design, Fabrication, and Performance of Open Source Generation I and II Compliant Hydrodynamic Gas Foil Bearings. Tribology Transactions 2008; 51(3): 254-264, http://dx.doi.org/10.1080/10402000701772579.
• 3. Dudziak J. Analiza opłacalności stosowania silnikow tlokowych lub turbinowych do napedu smigłowcow lekkich. Prace Instytutu Lotnictwa 2013; 232: 15–23, http://dx.doi.org/10.5604/05096669.1106587.
• 4. Guła P, Gorecki T. Projekt, badania i wykonanie polskiego bezzałogowego śmigłowca ilx-27. Prace Instytutu Lotnictwa 2013; 232: 39–49, http://dx.doi.org/10.5604/05096669.1106664.
• 5. Gray, S. and Bhushan, B. Support Element for Compliant Hydrodynamic Journal Bearings. U.S. Patent No. 4274683, 1981.
• 6. Hajduk J, Sabak R. Zagadnienia prob w locie bezzałogowego smigłowca ilx-27. Journal of KONBiN 2013; 1(25): 45–58.
• 7. Heshmat, H. High Load Capacity Compliant Foil Hydrodynamic Journal Bearing. U.S. Patent No. 5902049, 1999.
• 8. Heshmat, H, Walton II J F, DellaCorte C, Valco M. Oil-Free Turbocharger Demonstration Paves Way to Gas Turbine Engine Applications. ASME Proceedings, Microturbines and Small Turbomachinery 2000-GT-620, http://dx.doi.org/10.1115/2000-GT-0620.
• 9. Heshmat H, Walton II J F, Tomaszewski M J. Demonstration of a Turbojet Engine Using an Air Foil Bearing. ASME Turbo Expo 2005: Power for Land, Sea, and Air 2005; GT2005-68404: 919-926, http://dx.doi.org/10.1115/GT2005-68404.
• 10. Kang, S.G. and Saville, M. Hydrodynamic Journal Foil Bearing System. U.S. Patent No. 6964522, 2005.
• 11. Kazimierski Z, Krysinski J. Łożyskowanie gazowe i napędy mikroturbinowe. Warszawa: WNT, 1981.
• 12. Kazulo Z, Berezanski J. Sprawozdanie z prob w locie śmigłowca PZL Sokół dla określenia granicznych warunków eksploatacji w kontekście wymogów zastosowań specjalnych. WSK-Swidnik S.A. we współpracy z Instytutem Lotnictwa 1999; 1LSP-36/367/2.
• 13. Konstantinesku W. N. Gazowaja smazka. Moskwa, Maszinostrojenie, 1968.
• 14. Kosicka E, Kozlowski E, Mazurkiewicz D. The use of stationary tests for analysis of monitored residual processes. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2015; 17 (4): 604–609, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2015.4.17.
• 15. Szejnberg S. A. i inni. Opory skolrzenija s gazowoj smaskoj. Moskwa, Maszinostrojenie, 1979.
• 16. Wendeker M, Czyz Z. Analysis of the bearing nodes loads of turbine engine at an unmanned helicopter during a jump up and jump down maneuver. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2016; 18 (1): 89–97, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2016.1.12.
• 17. Witkowski R. Wprowadzenie do wiedzy o śmigłowcach. Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa 2003.