ВЛИЯНИЕ ВЕТРА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ПОПМПАЖУ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ НА ЗЕМЛЕ
Автор: Арсен Мигранович Назарян
Соавторы: Пьянков Кирилл Сергеевич
Организация: ФАУ ЦИАМ им. П.И. Баранова; МФТИ
Рис. 2. а) Осредненная картина взаимодействия работающего двигателя с ветром б) Мгновенная картина окружных скоростей в сечении перед вентилятором.
Известно, что на земле ветер может приводить к потере устойчивости. Это учитывают в условиях эксплуатации самолетов, и на взлетных накладывают ограничения по ветру. Однако могут возникать ситуации, при которых двигатель должен работать на повышенных относительных частотах вращения ротора низкого давления при произвольной ориентации ЛА к направлению ветра (процедура ANTI-ICE [1]). В этих условиях, в связи с отсутствием ограничений по ветру, появление критичной неоднородности на входе в воздухозаборник, может быть более вероятно, чем на взлетных режимах, которые считаются наиболее напряженными.
В данной работе было обращено внимание на взаимодействие работающего двигателя с попутным ветром. Были проведены расчетные исследования обтекания работающей модели двигателя с использованием вихреразрешающих методов. Они показали, что в условиях попутного ветра даже небольшой интенсивности могут возникать условия, повышающие вероятность возникновения помпажа.
На рисунке 2 (а) для изображена осредненная картина течения со скоростью попутного ветра 7 м/с и скоростью струи на выходе из сопла 175 м/с. Видно, что линии тока при взаимодействии с ветром струя разворачивается и попадает в воздухозаборник. В действительности в результате турбулентных пульсаций течение является существенно неоднородным, пространственным и нестационарным. На рисунке 2 (б) видно, что модуль окружной скорости достигает 60 м/с, что сопоставимо с локальной скоростью вентилятора 110 м/с при относительной частоте вращения в 45%.
Такой масштаб окружных скоростей может изменить положение рабочей линии компрессора и снизить границу устойчивой работы, что может стать причиной потери устойчивости. Масштаб этого эффекта в настоящее время, возможно, недооценен, а оценки вероятности возникновения помпажа в условиях попутного ветра могут быть заниженными.
Данная работа имеет высокий потенциал применения для корректировки существующих и дополнения разрабатываемых правил эксплуатации гражданских самолетов с турбовентиляторными двигателями.
1. Самолет RRJ-95B Руководство по летной эксплуатации (в четырех частях), ч. 1 Подготовка и выполнение полета. 502 с
