Thermodynamics and mass selection criterions of low bypass turbine engine parameters for multi-purpose

• Autorzy: Wygonik P.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Parametry obiegu porównawczego dwuprzeplywowego turbinowego silnika odrzutowego determinują jego charakterystyki i schemat konstrukcyjny. W pracy przedstawiono problem poszukiwania optymalnych wartości parametrów termogazodynamicznych obiegu porównawczego silnika turbinowego. Do tych parametrów zaliczono: spręż całkowity sprężarki, temperaturę przed turbiną, stopień podziału strumieni. Przedstawiono wpływ wybranych warunków lotu, sprężu sprężarki i temperatury przed turbiną na zmianę ciągu jednostkowego i jednostkowego zużycia paliwa. Jako kryterium optymalizacji wybrano sumaryczną masę silnika i paliwa, wymaganą do wykonania zadania lotniczego. Wykorzystano, zbudowany na potrzeby innych prac, model silnika, który jest funkcją parametrów termogazodynamicznych. Wyprowadzono zależności pozwalające na optymalizację jednostkowej masy sumarycznej (jako kryterium bezwymiarowego). Przeprowadzono szereg obliczeń, których wyniki przedstawiono na wykresach. Wykazano, że na podstawie wybranego kryterium optymalizacji, jakim jest sumaryczna masa silnika i paliwa, można wyznaczyć wartości sprężu sprężarki, dla których wskazane kryteria oceny masy osiągają swoje minimum.

EN

Parameters of the turbofan engine comparative cycle (turbine inlet temperature, compression of compressors), by-pass ratio, fan compressor, (or low pressure compressor) are the most important engine parameters which determine their characteristics and construction. In order to fulfill the task there is a necessity for searching the optimum parameters for the system. The most important equation that binds airplane and engine characteristics is mass balance equation. The sum of engine mass and fuel mass was called total engine-fuel mass. In the paper specific total engine mass index was introduced (gamma 2). This index is equal to total engine-fuel mass divided by thrust in design point. Impact of the choice of the design point on the total mass index of the engine and the fuel used up was presented for different airplane mission. The next problem is to find those thermodynamics parameters (compression ratio, turbine inlet total temperature, bypass ratio) which give minimum of total mass of engine and consumed fuel for different airplane missions. A very important parameter that plays the part in fuel consumption is airplane flight time. The most important conclusion is that the best thermodynamics parameters from minimum mass criterion are less than for minimum specific fuel consumption.

Słowa kluczowe

EN

multi-purpose aircraft; turbine engines; airframe and engine integration; thermal cycle

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, No. 2
• Strony: 543--551
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Wygonik P.

• Rzeszów University of Technology Department of Airplane and Aircraft Engines Pola W. Street 2, 35-959 Rzeszów, Poland tel.: [phone],

Bibliografia

• 1] Dzierżanowski, P., i in. Turbinowe silniki odrzutowe, Seria Napdy Lotnicze, WKiŁ,Warszawa 1993.
• [2] Guha, A,. Optimisation and design of aero gas turbine engine, Aeronautical Journal, Vol.105, No. 1049, July 2001.
• [3] Herteman, J. P., Goutines, M., Design principles and methods for military turbojet engines RTO-MP, AC/323(AVT)TP/9, February 1999.
• [4] Kurzke, J.,Gas turbine cycle design methodology a comparison of parameter variation with numerical optimization, Trans.ASME, Journal of Engineering for Gas Turbine and Power, Vol.121, January 1999.
• [5] Maslov, W. G., Tieorija wybora optymalnych paramietrov pri projektirowani awiacionnych GTD, Masinostroenie, Moskwa 1981.
• [6] Muszyński, M., Orkisz, M., Modelowanie turbinowych silników odrzutowych, Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa 1997.
• [7] Orkisz, M., (red): Podstawy doboru turbinowych silników odrzutowych do płatowca, Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa 2002.
• [8] Wygonik, P., Kryteria doboru parametrów silnika turbinowego do samolotu wielozadaniowego, Silniki Spalinowe, 4/2006.