Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The application of infrared spectroscopy for monitoring fuel content in synthetic lubricating oils used in aviation engines

Skolniak Marta, Kapica Dawid, Deliś Maciej

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

65--92

EN

The research paper presents the conducted tests for determination of fuel content in a synthetic lubricating oil used in aviation engines. The authors applied infrared spectroscopy for quantitative determination of Jet A-1 aviation fuel content in ester-based synthetic oil used in the engines of Polish Armed Forces aircraft. The obtained results were compared with the results of tests conducted using the technique that employs acoustic surface wave measurement.

PL

W artykule przedstawiono przeprowadzone badania zawartości paliwa w syntetycznym oleju smarowym eksploatowanym w silnikach lotniczych. Zastosowano technikę spektroskopii w podczerwieni do ilościowego oznaczenia zawartości paliwa lotniczego typu Jet A-1 w syntetycznym oleju na bazie estrów, eksploatowanym w silnikach statków powietrznych Sił Zbrojnych Rzeczpospolitej Polskiej. Porównano otrzymane wyniki z wynikami badań otrzymanymi z zastosowaniem techniki wykorzystującej pomiar akustycznych fal powierzchniowych.

2

Silnik lotniczy jako obiekt badań tribologicznych

Nidzgorska Adrianna, Witoś Mirosław, Perczyński Jerzy, Kułaszka Artur

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 3

87--128

PL

Podczas pracy silników lotniczych (turbinowych i tłokowych) występują procesy zużycia w węzłach tribologicznych, które w znaczny sposób wpływają na niezawodność i bezpieczeństwo eksploatacji statków powietrznych. W artykule przedstawiono aspekty diagnostyki tribologicznej silników lotniczych bazującej na okresowych badaniach próbek środka smarnego w laboratoriach. Na początku przedstawiono obiekt badań z uwzględnieniem cech konstrukcyjnych, parametrów pracy i stosowanych środków smarnych oraz podstawy teoretyczne badań tribologicznych. Następnie opisano metody badań stosowane w diagnostyce tribologicznej silników lotniczych, uwzględniając procesy starzenia i zanieczyszczenia środków smarnych, normy, metodyki badawcze i doświadczenia eksploatacyjne opisane w literaturze, w tym krzywą podatności eksploatacyjnej. Możliwości metod badawczych zobrazowano wynikami z okresowych badań tribologicznych silników turbinowych, uzyskanymi w akredytowanym laboratorium diagnostyki systemów tribologicznych. W dalszej części wskazano rolę analizy trendu i kryteriów statystycznych w procesie diagnozowania i zarządzania ryzykiem eksploatacji silników lotniczych, eksploatowanych zarówno według stanu technicznego, jak i planowanych obsług technicznych (resursów). Zasygnalizowano możliwość poprawy wiarygodności diagnostyki tribologicznej silników lotniczych na bazie doświadczeń z przemysłu – monitorowania wybranych parametrów tribologicznych w czasie rzeczywistym. W podsumowaniu wskazano na wysoką efektywność i rolę diagnostyki tribologicznej w utrzymaniu bezpieczeństwa eksploatacji floty różnych typów statków powietrznych.

EN

During the operation of aero-engines (turbine and piston engines), wear processes occur in tribological nodes, which significantly affect the reliability and safety of flight operations. This paper presents aspects of tribological diagnostics of aircraft engines based on periodic testing of lubricant samples in laboratories. Firstly, the object of research with its design features, operating parameters and used lubricants is presented, as well as the theoretical basis of tribological testing. This was followed by a description of the testing methods used in tribological diagnostics of aero-engines, taking into account lubricant degradation and contamination processes, standards, testing methodologies and operating experience described in the literature, including the machine failure curve. Next, the capabilities of the testing methods are illustrated with results from periodic tribological testing of turbine engines, obtained at an accredited tribological systems diagnostics laboratory. In the following section, the role of trend analysis and statistical criteria in the process of diagnosing and managing the risk of operation of aero-engines, exploited according to both their technical condition and planned maintenance, was indicated. Then, the possibility of improving the reliability of tribological diagnostics of aero-engines on the basis of experience from industry - real-time monitoring of selected tribological parameters - was signalled. In conclusion, the high efficiency and role of tribological diagnostics in maintaining the operational safety of a fleet of different aircraft types is indicated.

3

Rozwój napędów detonacyjnych

Wolański Piotr

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2022

|

nr 6

30--35

PL

W pracy omówiono różnice między spalaniem deflagracyjnym i detonacyjnym. Przedstawiono sposoby wykorzystania spalania detonacyjnego w silnikach lotniczych oraz zjawisko wirującej detonacji. Opisano badania silników wykorzystujących proces wirującej detonacji przeprowadzone w Polsce.

EN

The paper discusses the differences between deflagration and detonation combustion. The ways of using the detonation combustion in aircraft engines and the phenomenon of spinning detonation were presented. The research of engines using the process of spinning detonation carried out in Poland has been described.

4

Electric aircraft propulsion

Kozakiewicz Adam, Grzegorczyk Tomasz

Journal of KONBiN

|

2021

|

Vol. 51, iss. 4

49--66

EN

This paper presents the state of the art in electric aircraft propulsion systems. The necessary reduction of greenhouse gas emissions on the global scale forces aviation engineers to search for 'green' solutions. Electric aircraft propulsion is a potential and relatively intuitive choice for a reduction of emissions in flight operations. This paper showcases four architectures of aircraft propulsion systems being now considered to utilise the advantages of electric propulsion with commercially profitable operating range and payload capabilities. One of the largest technological obstacles to the widespread use of electric propulsion in aviation is the low energy density of modern electric batteries. This paper presents the types of power supply which may achieve an energy density above the minimum threshold of 500 Wh/kg, and alternative onboard electrical power sources. The paper also shows novel designs of electric motors intended for aerospace applications. The final sections of this paper shows the implemented projects of aircraft with electric propulsion and the electric aircraft propulsion research projects underway around the world.

PL

Artykuł przedstawia stan wiedzy z zakresu elektrycznych systemów napędowych statków powietrznych. Niezbędna redukcja emisji gazów cieplarnianych na globalną skalę wymusza poszukiwanie ekologicznych rozwiązań. Zastosowanie napędu elektrycznego to potencjalna i stosunkowo intuicyjna metoda redukcji emisji. W artykule przedstawiono cztery architektury systemów napędowych, które rozważa się obecnie do wykorzystania o komercyjnie opłacalnym zasięgu roboczym i możliwościach masy użytecznej. Jedną z największych przeszkód technologicznych w powszechnym stosowaniu napędu elektrycznego jest niska gęstość energii nowoczesnych baterii elektrycznych. Zaprezentowano zasilacze, które mogą osiągnąć gęstość energii powyżej minimalnego progu 500 Wh/kg oraz alternatywne pokładowe źródła energii elektrycznej. Przedstawiono również nowatorskie konstrukcje silników elektrycznych przeznaczonych do zastosowań lotniczych. W końcowej części artykułu opisano realizowane projekty statków powietrznych z napędem elektrycznym oraz realizowane na całym świecie projekty badawcze dotyczące elektrycznych napędów lotniczych.

5

Checking aircraft engines adjustment

Cur Krzysztof, Kowalski Mirosław, Stężycki Paweł, Ćwik Dariusz

Journal of KONBiN

|

2021

|

Vol. 51, iss. 2

153--162

EN

The paper presents a new approach to the process of regulating the basic parameters of a turbine jet engine. It presents a system for monitoring these parameters developed and put into operation and the creation of the so-called phase mapping of the engine speed increment. Its modular structure is described, which allows it to be adapted quite quickly to other types of aircraft engine units. Individual modules are based on mathematical descriptions from the theory of aircraft engines. The phase mapping of the engine speed indicates a dynamic change of this parameter. On this basis, the characteristic ranges and individual points of engine operation are presented. The following are examples of characteristics and their interpretation.

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do procesu regulacji podstawowych parametrów turbinowego silnika odrzutowego. Przedstawia opracowany i wprowadzony do eksploatacji system monitorowania tych parametrów oraz tworzenia tzw. odwzorowania fazowego przyrostu prędkości obrotowej silnika. Opisano jego modułową budowę, co pozwala na dość szybkie przystosowanie go do innych typów silników lotniczych. Poszczególne moduły oparte są na opisach matematycznych z teorii silników lotniczych. Odwzorowanie fazowe prędkości obrotowej silnika wskazuje na dynamiczną zmianę tego parametru. Na tej podstawie przedstawiono zakresy charakterystyczne i poszczególne punkty pracy silnika. Zaprezentowano również charakterystyczne przykłady i ich interpretację.

6

Vision-based damage detection of aircraft engine’s compressor blades

Holak Krzysztof, Obrocki Wojciech

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 3

83--90

EN

In this paper, a new vision-based method for an evaluation of aircraft engine's compressor turbine blade damage is presented. The algorithm developed in the research uses image processing and analysis techniques for detection, localization and evaluation of the extent of compressor blades' damage. An introduction of local pixel intensity standard deviation image (SDI) computed for each image pixel made it possible to perform a correct image binarization and damage detection even for images taken in poor lighting conditions and corrupted by specular reflections, shadows and micro reflections from blade’s surface roughness. Fractal dimension (FD) analysis of the blade's edge has been applied for automatic localization of detected damage along the blade’s edge. An extraction of damage for computation of its geometrical dimensions was carried out with a help of binary image convex hull complement. The performance and accuracy of the developed method was compared with other image analysis methods. Hough transform for marker detection has been used as a method for scaling. The application of the developed measurement tool may be a useful aid in diagnostic inspections of aircraft engines using endoscopic cameras.

PL

W artykule przedstawiono nową, wizyjną metodę oceny uszkodzeń łopatek turbiny sprężarki silnika lotniczego. Algorytm opracowany w badaniach wykorzystuje techniki przetwarzania i analizy obrazu do wykrywania, lokalizacji i oceny stopnia uszkodzenia łopatek. Wprowadzenie obrazu lokalnego odchylenia standardowego intensywności pikseli (SDI) o wartościach obliczonych dla każdego piksela obrazu wejściowego umożliwiło poprawną binaryzację obrazu i wykrycie uszkodzeń nawet w przypadku zdjęć wykonanych w złych warunkach oświetleniowych i zaburzonych przez refleksy świetlne, cienie i mikroodbicia od chropowatej powierzchni łopatki. Analiza wymiaru fraktalnego (FD) krawędzi łopatki sprężarki została zastosowana w celu automatycznej lokalizacji uszkodzeń na krawędzi łopatki. Wyodrębnienie uszkodzenia z obrazu do obliczenia jego wymiarów geometrycznych przeprowadzono za pomocą dopełnienia binarnego obrazu do powłoki wypukłej. Skuteczność i dokładność opracowanej metody porównano z innymi metodami analizy obrazu. Do wykrywania markerów skalujących zastosowano transformatę Hougha. Wprowadzenie opracowanego narzędzia pomiarowego może okazać się pomocne w badaniach diagnostycznych silników lotniczych z wykorzystaniem kamer endoskopowych.

7

Possibilities of using the type Bypass air bleed in a single-flow jet engine

Kowalski Mirosław, Sarnecki Jarosław, Stężycki Paweł, Ćwik Dariusz

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 4

63--71

EN

The paper outlines the analysis dedicated to possibilities of using the type Bypass air bleed in a single-flow jet engine. Attention is focused on development of formulas for key operational parameters of the engine, such as overall work of the thermal cycle, unit thrust and unit consumption of fuel. Simulation and modelling a single-flow jet engine were carried out for the K-15 engine of a Polish make where an air bleeding of that kind is applied. It was confirmed that such engines offer some slight benefits, in particular in terms of cost-efficiency, and such benefits increase in pace with growth of the mass air flow intensity through the bypass channel.

PL

W artykule przedstawiono analizę dotycząca możliwości zastosowania upustu powietrza typu Bypass w jednoprzepływowym turbinowym silniku odrzutowym. Uwagę skupiono na podstawowych parametrach pracy silnika, przedstawiając obieg termodynamiczny oraz ciąg jednostkowy i jednostkowe zużycie paliwa. Symulację i modelowanie jednoprzepływowego silnika odrzutowego przeprowadzono w oparciu o silnik typu K-15 produkcji polskiej. Potwierdzono, że zastosowanie tego rodzaju upustu powietrza daje pewne korzyści, w szczególności pod względem ekonomicznym, które rosną wraz ze wzrostem masowego natężenia przepływu powietrza przez kanał obejściowy.

8

Modelowanie przepływu w olejowym separatorze turbinowego silnika lotnicznego

Szwarc Tomasz, Wróblewski Włodzimierz, Borzęcki Tomasz

Modelowanie Inżynierskie

|

2019

|

T. 40, nr 71

74--80

PL

Separatory cyklonowe są powszechnie stosowane w układach olejowych lotniczych silników turbinowych. Dzięki swojej prostej budowie cechują się bardzo dużą niezawodnością, a tym samym nie wymagają częstych przeglądów. Sprawność separatora ma decydujący wpływ na jakość oleju, co bezpośrednio przekłada się na efektywność pracy systemu olejowego. Zwiększona zawartość powietrza w oleju powoduje spadek ciśnienia w systemie oraz jego większe fluktuacje, które z kolei rzutują na prawidłowe smarowanie komponentów silnika (łożysk, kół zębatych). Nowe konstrukcje silników wymagają od inżynierów tworzenia bardziej kompaktowych konstrukcji separatorów w celu redukcji masy oraz redukcji kosztów projektu przy zachowaniu efektywności i niezawodności tych separatorów. W celu spełnienia powyższych wymagań konieczne jest zastosowanie w procesie modelowania przepływu mieszaniny olej o wo-po wietrznej i przeprowadzenie optymalizacji konstrukcji separatora. Kluczowym zagadnieniem we wstępnym etapie budowy algorytmu obliczeniowego jest identyfikacja cech geometrycznych separatora, które mają istotny wpływ na jego sprawność. W artykule omówiono separatory olejowe stosowane w silnikach lotniczych oraz scharakteryzowano podstawowe zjawiska w nich występujące. Przedstawiono główne parametry wpływające na ich pracę. Zaprezentowano wybrane modele matematyczne analizy przepływu dwufazowego, dwuskładnikowego wraz z modelowaniem turbulencji. Wskazano możliwości zastosowania danego modelu w zależności od rodzaju przepływu.

EN

Cyclone separators are commonly used in oil systems of air turbine engines. Thanks to their simple construction they are characterized by very high reliability thus they do not require frequent inspections. The efficiency of the separator has a decisive impact on the quality of the oil, which directly results in a change in efficiency of the oil system. Increased air content in the oil causes a pressure drop in the system and higher-pressure fluctuations, which in turn affect the proper lubrication of the engine components (bearings, gears). New engine designs require engineers to create more compact separator designs to reduce weight and project costs while maintaining (and often increasing) their efficiency and reliability. To meet these requirements, it is necessary to use the flow modeling of the oil-air mixture in the design process to optimize the construction of the separator. The key issue at the initial stage of the calculation algorithm is to identify the geometric features of the separator, which have a key impact on its efficiency. The article discusses oil separators used in aviation engines and characterizes the basic phenomena occurring in them. The basic parameters influencing the separator's work are given. Selected mathematical models of two-phase (two-fluid) flow analysis together with turbulence modeling are presented. The possibilities of using a given flow model, depending on its structure, are shown.

9

The aircraft engines anti-icing systems

Olejniczak Damian, Nowacki Marcin, Markowski Jarosław

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2019

|

Vol. 71, No 1

69--79

EN

The phenomenon of icing on aircraft engines is particularly related to turbine engine inlet systems. In flight conditions at temperatures close to 0°C and with high air humidity in the inlet systems of the engines there are conditions favoring the deposition of ice. Frosting of the inlet violates the air flow conditions and may cause the compressor to pump out, shut down or damage the engine. Risks associated with the freezing of aircraft engine inlets require the use of the anti-icing systems described in this article.

PL

Zjawisko oblodzenia silników lotniczych dotyczy w szczególności układów wlotowych silników turbinowych. W warunkach lotu przy temperaturach bliskich 0°C i przy dużej wartości wilgotności powietrza w układach wlotowych silników występują warunki sprzyjające odkładaniu się lodu. Oblodzenie wlotu narusza warunki przepływu powietrza i może być przyczyną pompażu sprężarki, wyłączenia lub uszkodzenia silnika. Zagrożenia związane z zamarzaniem wlotów silników lotniczych wymuszają stosowanie urządzeń przeciwoblodzeniowych opisanych w niniejszym artykule.

10

Turbocharging the aircraft two-stroke diesel engine

Karpiński Paweł, Pietrykowski Konrad, Grabowski Łukasz

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 3

112--116

EN

The power and efficiency of a two-stroke engine strongly depends on the efficiency of the scavenging process which consists in removing the rest of the exhaust gases from the cylinder and filling it with a fresh charge. The quality of the charge exchange process is significantly influenced by the construction of the intake system. The paper presents a zero-dimensional model of the aircraft two-stroke opposed-piston diesel engine with two variants of the intake system: with a mechanical compressor and a turbocharger connected in series with a mechanical compressor. Simulation studies of the developed cases were carried out in the AVL BOOST software. For the defined engine operating points, its performance was compared for different designs of the intake system. It was confirmed that the use of a turbocharger with a mechanical compressor extends the range of operating at high altitudes.

11

The influence of the ignition control on the performance of an aircraft radial piston engine

Czarnigowski Jacek, Jakliński Piotr

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 2

60--65

EN

Aircraft piston engines are built with compromise on performance and safety. The desire to achieve the highest power-to-weight ratio leads to the search for solutions that optimize the combustion process. On the other hand, the need for maximum reliability leads to the simplification of the design at the costs of performance. An example of such a compromise is the ignition system of the ASz-62IR engine. In this engine there is a double magneto ignition system with a fixed ignition advance angle. As part of the modernisation of this engine, an electronically controlled dual ignition system was developed, which allows for optimum control of the ignition advance angle in terms of power. This article discusses the results of bench tests of the ASZ-62IR-16X engine with fixed ignition timing and variable timing control. Functional parameters and toxicity of exhaust gases were analyzed.

12

Investigations of the temperature distribution in the exhaust system of an aircraft piston engine

Czarnigowski Jacek, Skiba Krzysztof, Dubieński Kamil

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 2

12--18

EN

Ultralight aviation is based on piston engines requiring both performance and reliability. An important aspect is also the requirements for the installation of such an engine on an airframe, especially its heat emission. This is firstly because of the need to ensure proper engine cooling and secondly because composite elements of the airframe skin are not exposed to excessive overheating. For this purpose, bench tests of the temperature distribution of the exhaust system of ROTAX 912 engine were carried out. Measurements were taken at 6 points of the exhaust system, where the temperature of the exhaust gases and exhaust pipes were measured. The tests covered a wide range of engine operation. The paper presents the temperature distribution at selected points in relation to the engine speed and load.

13

Tovkach Serhii Serhiiovych

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 2

176--185

EN

The implementation of wireless data transmission technology and, in turn, increasing the efficiency of the functioning of the automatic control systems of the aviation gas turbine engines by determining their self-similarity of operating modes will ensure the mobility of control and diagnostics by the nodes of the gas turbine engine (GTE), the definition of resources and their use, as well as the reduction of the cost of their maintenance. The paper deals with the issue of the appropriate location of the wireless module operation of the electronic control system within the fractal and multifractal wavelet models of the individual components of the telecommunication IEEE 802.15.4 traffic and the transmission of information through the switch node of the packet switching, which allows conducting the research with the methods involving choice of parameters of telecommunication networks under the conditions of precisely and approximate given input data. The studies on the influence of mono and multifractality of network traffic for the characteristics of queuing on an overloaded mobile communication system server were conducted and the recommendations for IEEE 802.15.4 communication channels electronic turbo propeller fan engine control system was proposed.

14

Rozwój technologii wytwarzania komponentów paliw do turbinowych silników lotniczych

Lubowicz J., Pałuchowska M.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 3

420--425

PL

Przedstawiono rozwój technologii produkcji paliwa do turbinowych silników lotniczych Jet A-1. Paliwo to spełnia wymagania normy1). Oprócz konwencjonalnych komponentów uzyskiwanych w wyniku przeróbki ropy naftowej, do stosowania wdrażane są nowe syntetyczne komponenty węglowodorowe wytwarzane z biomasy, węgla czy produktów odpadowych. Do przeróbki tych surowców stosuje się różnego rodzaju procesy technologiczne, takie jak hydrokonwersja, piroliza, zgazowanie, synteza Fischera i Tropscha (F-T). Każdy nowy komponent podlega procesowi długotrwałej i kosztowej certyfikacji, której zasady określone zostały w normie2). Po uzyskaniu certyfikatu nowy komponent może zostać wpisany do normy3), która określa jego parametry jakościowe oraz graniczną zawartość w finalnym, handlowym paliwie lotniczym.

EN

A review with 27 refs.

15

Spawanie laserowe żeber usztywniających kadłuba nośnego silnika lotniczego

Stano S., Zawadzki M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 5

18--27

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu spawania laserowego bez materiału dodatkowego złączy teowych ze spoiną czołową stosowanych w konstrukcji paneli kadłuba nośnego ze stali AlSI 17-4PH (X5CrNiCuNb16-4) o grubości 1,0 mm i 1,5 mm. Przeprowadzono dobór parametrów spawania jednostronnego i dwustronnego, zbadano wpływ ustawienia wiązki laserowej względem styku łączonych elementów na jakość złącza wg PN-EN ISO 13919-1. Wykonano fragment rzeczywistego panelu kadłuba nośnego. Określono ograniczenia stosowania technologii spawania laserowego związane z przygotowaniem elementów do spawania.

EN

The study addresses the results concerning the autogenous laser welding of T-joint with a butt weld used in the structure of casing panels. The joints were made of 1 and 1,5 mm thick AlSI 17-4PH (X5CrNiCuNb 16-4) steel. Exemplary welding parameters were determined. The influence of the beam setting in relation to the interface of sheets over joint quality according to PN-EN ISO 13919-1 was investigated. An Actual Test Elements of the Casing with the Stiffening Ribs was welded. Limitations on the use of laser welding technology related to the preparation of welding elements have been specified.

16

Wpływ uszkodzenia krawędzi natarcia łopatek sprężarki silnika lotniczego na ich wytrzymałość zmęczeniową

Obrocki W., Setkowicz A., Masłyk M., Sieniawski J.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 3

205--209

PL

Przeanalizowano wyniki badań wpływu długości uszkodzenia pióra łopatki sprężarki silnika lotniczego (z uwzględnieniem położenia tego uszkodzenia na krawędzi pióra) na jej wytrzymałość zmęczeniową w warunkach dużej liczby cykli. Opracowano kryteria klasyfikacji uszkodzeń łopatki oraz metodykę badań. Zaprojektowano i wykonano oprzyrządowanie do próby zmęczeniowej łopatek sprężarki. Do ustalenia źródła inicjacji pęknięcia zmęczeniowego i kierunku jego propagacji podczas próby zmęczeniowej zastosowano metodę fluorescencyjną.

EN

Article presents the research results of aircraft compressor blade damage length and its position influence on fatigue strength under high number cycles conditions. The criteria for blade damage detection classification and test research methodology were developed. Designed and tested the instrumentation for compressor blades fatigue tests. Fluorescent method was used to determine the source of fatigue cracking initiation and its propagation direction during fatigue test.

17

Termo-mechaniczna analiza naprężeń i odkształceń zespołu cylindra silnika spalinowego jako próba wyjaśnienia niekontrolowanego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej

Michalski J., Woś P.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

609--618, CD

PL

W pracy przeprowadzono analizę możliwej przyczyny występowania samoczynnego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej lotniczego silnika spalinowego obciążonego mocą maksymalną podczas badań na hamowni silnikowej. Takie objawy niepoprawnej pracy silnika mogą występować także w locie samolotu i śmigłowca. W celu wyjaśnienia przyczyny niepoprawnej pracy silnika zastosowano nieliniową analizę metodą elementów skończonych. Określono dyskretny model uproszczonego układu zespołu cylindra silnika obejmujący kadłub i tuleję cylindrową. W analizie numerycznej uwzględniono zarówno siłę mechaniczną, wynikającą z obciążenia zaciskiem tulei cylindrowej w kadłubie jak i obciążenie ciśnieniem czynnika roboczego oraz obciążenie nierównomiernym polem temperatury. Przemieszczenia i naprężenia w tulei i kadłubie obliczono metodą elementów skończonych za pomocą systemu PATRAN oraz systemem ABAQUS. Wynikło to z konieczności uwzględnienia silnej anizotropii właściwości tulei cylindrowej z żeliwa szarego podczas rozciągania i ściskania. Geometrię części modelowano elementami płaskimi o topologii czterowęzłowej z elementami kontaktowymi dwuwymiarowymi sprzęgającymi. Analitycznie wyznaczono także naprężenia zginające w zespole cylindra wywołane obciążeniem bocznym tłoka silnika poprzez uwzględnienie ciśnienia czynnika roboczego, sił masowych i siły tarcia. Obciążenie ciśnieniem i temperaturą zespołu cylindra określono w wyniku badań stanowiskowych silnika. Charakterystyki materiałowe żeliwa szarego i żaroodpornego stopu aluminium wyznaczono doświadczalnie. Wyniki nieliniowej analizy statycznej naprężeń i odkształceń dla połączenia tuleja cylindrowa-kadłub wykazały, że w obszarze zwrotu zewnętrznego pierścieni tłokowych wystąpiły wysokie naprężenia i odkształcenie plastyczne tulei cylindrowej, wywołujące brak styku połączenia tych elementów. Zakłóca to przepływ ciepła z tulei cylindrowej do kadłuba i stwarza możliwość niekontrolowanego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. W silniku istnieje konieczność stosowania zacisku średnicowego tulei w cylindrze w granicach 0.21÷0.42 mm, co wynika z rozszerzalności cieplnej elementów w warunkach jego pracy z maksymalną prędkością obrotową i obciążenia maksymalną mocą. Połączenie skurczowo-rozprężne tulei z cylindrem dla największego zacisku powoduje odkształcenie plastyczne żeliwa szarego tulei cylindrowej. Wymagana jest zmiana gatunku lub rodzaju żeliwa o wytrzymałości doraźnej powyżej 400 MPa.

EN

The paper analyzes the possible cause of self-ignition of air-fuel mixture in spark-ignition internal combustion engine loaded with maximum power during tests on the engine dynamometer stand. It leads to incorrect engine operation and may also occur during the flight of an aircraft or helicopter. In order to explain the cause of incorrect engine operation, a non-linear analysis using the finite element method was applied. A discreet model of a simplified engine cylinder assembly system comprising a cylinder body and the liner was determined. The numerical analysis includes both the mechanical force resulting from loading the cylinder liner clamp in the body as well as the pressure of the working medium pressure and the load on the non-uniform temperature field taken from engine test-bed measurements. The results of nonlinear static analysis of stresses and strains for the cylinder body-liner connection have shown that in the area of TDC where outer piston ring turns back, high stresses and plastic deformation of the cylinder liner occurr, causing a lack of contact between these elements. This disrupts the heat transfer from the cylinder liner to the cylinder body and creates the possibility of uncontrolled ignition of the fuel-air mixture.

18

Evaluation of the impact of oil presence in the aviation fuel on particle size distribution

Jasiński R., Pielecha J.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2017

|

z. 94

57--64

EN

Emissions from aircraft engines represent a highly complex and important issue, which is related to the risk to human health. Particles emitted in urban areas and in the vicinity of airports affect air quality and have a particularly negative impact on airport workers. The development of measurement techniques and the methodology for evaluating exhaust emissions have allowed for the elaboration of appropriate procedures for the certification of aircraft and the enhancement of existing standards. Particulate matter emissions depend, among other things, on the composition of the fuel used and its additives. Some aircraft engine designs require a fuel additive in the form of oil, which ensures the proper operation of the fuel supply system. This article presents the results of studies conducted on jet engines powered by clean aviation fuel and fuel with the addition of oil. The aim of the study was to evaluate the effect of the addition of oil on the size distribution and concentration of emitted particles. It was found that, for small values of thrust, oil additive increases the concentration of particles. With an increase in the thrust force, the reduction of particles concentration was recorded in the case of the engine powered by fuel with oil additive. There was no significant effect of oil additive on the size distribution of emitted particles.

19

Badania zmęczeniowe łopatki sprężarki z defektami mechanicznymi

Bednarz A., Witek L., Petrov Y.V., Boltynjuk E., Kazarinov N.A.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2017

|

R. 24, nr 12

49--53, CD

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki numerycznej oraz eksperymentalnej analizy zmęczeniowej łopatki sprężarki silnika lotniczego z defektem, powstałym w wyniku obróbki ubytkowej. Głównym celem pracy jest eksperymentalne określenie liczby cykli obciążenia niezbędnej do inicjacji szczeliny oraz trwałości zmęczeniowej łopatki poddanej działaniu drgań rezonansowych. W ramach realizacji badań doświadczalnych określono liczbę cykli obciążenia niezbędna do inicjacji szczeliny zmęczeniowej oraz trwałość zmęczeniową badanej łopatki. W kolejnej części pracy opisano budowę modelu numerycznego łopatki oraz określono wartości naprężeń zredukowanych dla amplitudy drgań A=1,8 [mm]. W ramach analiz numerycznych oszacowano stałe zmęczeniowe niezbędne do analizy ε-N opartej o model Mansona-Coffina-Basquina.

EN

This paper presents results of numerical and experimental fatigue analysis of a compressor blade with defect created by machining. The main purpose of the study is determination of the number of load cycles to crack initiation and the fatigue life of a blade subjected to resonance vibration. As part of the numerical analysis, the fatigue constants required for the ε-N analysis based on the Manson-Coffin-Basquin model were estimated. In next part of the experimental work the blades were damaged by machining. Next the blade blades were subjected to resonant vibration using the Unholtz-Dickie vibration system. During the experimental study the blade amplitude and crack length were monitored. As a result of experimental analysis the number of load cycles for crack initiation and the fatigue life of the examined blade were determined. The numerical and experimental results were finally compared.

20

Zastosowanie inżynierii odwrotnej w procesie oceny stanu technicznego wirnika sprężarki promieniowej turbinowego silnika lotniczego P&W 206 b2

Przybyła B., Zapałowicz Z.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 33, nr 64

81--88

PL

W artykule omówiono zastosowanie inżynierii odwrotnej w procesie oceny stanu technicznego nowego oraz eksploatowanego wirnika sprężarki promieniowej lotniczego silnika turbinowego P&W 206b2. W pracy opisano proces skanowania 3D wyeksploatowanego wirnika sprężarki do postaci zbioru punktów oraz przekształcenie otrzymanego skanu do postaci modelu geometrycznego. Model geometryczny wirnika sprężarki eksploatowanego silnika posłużył do wykonania modelu geometrycznego nowego wirnika. Następnie oba modele wirników „umieszczono” w wirtualnych kadłubach sprężarek i przeprowadzono symulacje CFD przepływu powietrza. Dodatkowo model nowego wirnika posłużył do wykonania symulacji jego uszkodzenia ciałem obcym (zawleczką).

EN

In this paper, the use of reverse engineering in the process of evaluating the technical condition of a new and used rotor of radial compressor of the P&W 206 b2 turbine engine is presented. The paper describes the 3D scanning process of the exploited rotor to a set of points and transforms the received scan into a numerical model. The numerical model of the compressor rotor of the used engine helped to the make the numerical model of the new rotor. Then both rotor models were "placed" in the virtual compressor hulls and CFD airflow simulations were performed. In addition, the model of the new rotor was used to simulate its damage by the foregin object (cotter pin).