Отчет по производственной практике магистра Романова Станислава Владимировича, обучающегося по направлению «Двигатели летательных аппаратов»



Скачать 81.99 Kb.
Дата12.09.2018
Размер81.99 Kb.
ТипОтчет

ВВЕДЕНИЕ

Отчет по производственной практике магистра Романова Станислава Владимировича, обучающегося по направлению «Двигатели летательных аппаратов» состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

Практика проходила во время весеннего семестра 2016/2017 учебного года в отделе специальных двигателей КНИТУ-КАИ по адресу – Тэцевская 12. Полученные знания применяются для создания и усовершенствования современных типов ПуВРД. Данные по изменению параметров потока от частоты и амплитуды колебания необходимы для расчета основных параметров двигателя, его совершенствования, а также для определения прочности элементов конструкции камеры сгорания.

Во время прохождения практики были проведены экспериментальные исследования пульсирующего ВРД, когда необходимо оценить влияние частоты колебаний и амплитуды колебаний на требуемые параметры, в зависимости от выбранного нами топлива.

Целью данной производственной практики было освоение общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК) компетенций из программы практики по конкретной основной профессиональной образовательной программе (ОПОП). В ходе выполнения данной практики были сформированы и получены следующие компетенции:


  • ОПК-1 способность выбирать системы обеспечения экологической безопасности при проведении работ.

  • ОПК-2 способность подготавливать заявки на изобретения и промышленные образцы.

  • ОПК-4 способность разрабатывать планы и программы организации инновационной деятельности на предприятии.

  • ОПК-5 способность осуществлять подготовку научно-технических отчетов, обзоров и публикаций по результатам выполненных исследований и разработок.

  • ПК-1 способность разрабатывать рабочие планы и программы проведения научных исследований и технических разработок, подготавливать отдельные задания для исполнителей.

  • ПК-2 способность осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по направлению исследований, выбирать методы и средства решения задач

  • ПК-3 способность разрабатывать методики и организовывать проведение экспериментов и испытаний, проводить обработку и анализ результатов.

  • ПК-6 способность проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной чистоты и патентоспособности новых проектных решений и определения показателей технического уровня проектируемых изделий.

  • ПК-7 способность составлять описания принципов действия и устройства проектируемых деталей и узлов машиностроительных конструкций и обоснованием принятых технических решений.

ГЛАВА 1


Практика проходила на протяжении одного семестра, в течении которого за ним закреплялся руководитель. Согласно требуемым компетенциям, на месте прохождения практики, руководителем были поставлены следующие задачи:

1. экспериментально исследовать зависимость изменения частоты и амплитуды колебаний на картину горения в камере сгорания;

2. провести визуализацию структуры пульсирующих течений, рассмотреть методы визуализации.

Данная производственная практика, также включала в себя: разработка плана программы проведения экспериментов, осуществление сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации, и принятие участия в организации проведения экспериментов и испытания, проведения обработки и анализа результатов.

ГЛАВА 2

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) – это одна из трех основных разновидностей воздушно-реактивных двигателей (ВРД), особенностью которой является пульсирующий режим работы. Пульсация создает характерный и очень громкий звук, по которому легко узнать эти моторы. В отличие от других типов силовых агрегатов ПуВРД имеет максимально упрощенную конструкцию и небольшой вес.



Рис. 1 Устройство ПуВРД

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель – это полый канал, открытый с двух сторон. С одной стороны – на входе – установлен воздухозаборник, за ним – тяговый узел с клапанами, дальше расположена одна или несколько камер сгорания и сопло, через которое выходит реактивный поток. Поскольку работа двигателя циклична, можно выделить основные ее такты:

- такт впуска, во время которого входной клапан открывается, и в камеру сгорания под действием разряжения в ней попадает воздух. В это же время через форсунки впрыскивается топливо, в результате чего образуется топливный заряд;

- полученный топливный заряд воспламеняется от искры свечи зажигания, в процессе горения образуются газы с высоким давлением, под действием которого закрывается впускной клапан;

- при закрытом клапане продукты сгорания выходят через сопло, обеспечивая реактивную тягу. Вместе с тем в камере сгорания при выходе отработанных газов образуется разряжение, входной клапан автоматически открывается и впускает во внутрь новую порцию воздуха.

Основными преимуществами пульсирующих воздушно-реактивных двигателей можно считать их простую конструкцию, что тянет за собой их невысокую стоимость. Именно эти качества и стали причиной их использования в качестве силовых агрегатов на военных ракетах, беспилотных самолетах, летающих мишенях, где важны не долговечность и сверхскорость, а возможность установки простого, легкого и дешевого мотора, способного развить нужную скорость и доставить объект к цели.

Недостатков у ПуВРД немало: повышенный уровень шума при работе, неэкономный расход топлива, неполное его сгорание, ограниченность по скорости, уязвимость некоторых конструктивных элементов, таких как входной клапан. Но, несмотря на такой внушительный перечень минусов, ПуВРД по-прежнему незаменимы в своей потребительской нише. Они – идеальный вариант для «одноразовых» целей, когда нет смысла устанавливать более эффективные, мощные и экономичные силовые агрегаты.

2.1 Определение давления в камере сгорания и частоты циклов экспериментальным путем



В процессе экспериментирования для выявления лучших образцов двигателей часто определяют максимальное давление и максимальное разрежение в камере сгорания, а также частоту циклов.



Рис. 2 Осциллограммы частоты циклов двух ПуВРД, снятые шлейфовым осциллографом с пьезокварцевым датчиком:

а – осциллограмма первого двигателя; б – осциллограмма второго двигателя

Частота циклов определяется или с помощью резонансного частотомера, или с помощью шлейфового осциллографа с пьезокварцевым датчиком, который устанавливается на стенке камеры сгорания или подставляется к обрезу выхлопной трубы.

Осциллограммы, снятые при замере частоты двух различных двигателей, приведены на рис. 1. Пьезокварцевый датчик в данном случае подводился к обрезу выхлопной трубы. Равномерные, одной высоты кривые 1 представляют собой отсчет времени. Расстояние между соседними пиками соответствует сек. На средних кривых 2 показаны колебания газового потока. Осциллограф зафиксировал не только основные циклы — вспышки в камере сгорания (это кривые с наибольшей амплитудой), но и другие менее активные колебания, имеющие место в процессе сгорания смеси и выбрасывания ее из двигателя.

Максимальное давление и максимальное разрежение в камере сгорания с приближенной точностью можно определять с помощью ртутных пьезометров и двух несложных датчиков (рис. 2), причем датчики имеют одинаковую конструкцию. Разница заключается лишь в их установке на камеру сгорания; один датчик установлен так, чтобы выпускать газ из камеры сгорания, другой, чтобы впускать в нее. Первый датчик подключается к пьезометру, замеряющему максимальное давление, второй – к пьезометру, замеряющему разрежение.



Рис. 3 Схема устройства для определения максимального и минимального давлений в камере сгорания двигателя:

1, 2 – датчики давления в камере сгорания; 3, 4 – ртутные пьезометры; 5 – корпус датчика давления; 6 – клапан (стальная пластинка толщиной 0,05-0,06 мм)

По давлению и разрежению в камере сгорания и частоте циклов можно судить об интенсивности циклов, о нагрузках, которые испытывают стенки камеры сгорания и всей трубы, а также пластинчатые клапаны решетки. В настоящее время у лучших образцов ПуВРД максимальное давление в камере сгорания доходит до 1,45— 1,65 кг/см2, минимальное давление (разрежение) до 0,8÷0,70 кг/см2, а частота до 250 и более циклов в секунду.

Зная основные параметры двигателя и умея их определять, инженеры-конструкторы смогут сравнивать двигатели, а главное, работать над более лучшими образцами ПуВРД.

2.2 Определение частоты колебаний и задача пульсаций

Как показывает практический опыт, высокочастотные колебания, возникающие в камерах сгорания в начальный период, когда их амплитуда еще мала, представляют собой одну из мод собственных колебаний газа, заполняющего объем камеры сгорания, если последнюю рассматривать как акустическую колебательную систему.

В большинстве случаев КС современных ракетных двигателей имеет цилиндрическую форму с плоской головкой. Поэтому рассматриваем распространение акустических колебаний в объеме такой камеры сгорания, которая может быть идеализирована в виде цилиндрической полости с абсолютно жесткими стенками, закрытой с обоих концов акустическими непроницаемыми торцами.

Распространение акустических волн в пространстве, заполненном упругой средой, в теории акустики описывается волновым уравнением, которое связывает изменение поля какого-либо параметра среды – давления, плотности, скорости частиц – с координатами и временем.

Частоты колебаний для нашей камере сгорания примем в диапазоне f=(50-1000) Гц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По завершении производственной практики, практикующим были получены необходимые профессиональные умения и опыт профессиональной деятельности по направлению «Двигатели летательных аппаратов» (магистерской программы Ракетные двигатели на твердом топливе). Несмотря на то, что в ходе практики, практикант не имел прямого опыта работы с двигателями летательных аппаратов, полученные практические умения и знания в области пульсирующего горения, помогут глубже понять основные процессы, протекающие в трактах элементов конструкции двигателей во время их работы. Результаты данного моделирования могут быть полезны при проектировочных инженерных расчетах, когда необходимо оценить влияние частоты колебаний и амплитуды колебаний на требуемые параметры, в зависимости от выбранного нами топлива.

Также, получен опыт научно-исследовательской работы. Полученный при выполнении экспериментов по определению изменения рабочих процессов в зависимости от задаваемых пульсаций в широком диапазоне частот f=(50-1000) Гц и при разной амплитуде колебаний =10 – 90%. Выявлено, что с увеличением амплитуды колебаний, у нас период Т – время одного полного колебания – уменьшается. С увеличением частоты колебаний, количество полных колебаний увеличивается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бородин В.А. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели летающих моделей самолетов. М.: ДОСААФ, 1968. – 102 с.

2. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. Изд.: Физматлит, 2008. - 367 с.


3. Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А. и др. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. М.: Высшая школа, 1983. – 703 с., ил.

4. Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ: Учебник для высших технических заведений. М.: Машиностроение, 1991. – 560 с.: ил.



5. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И.А. Белов, С.А. Исаев, Балт. гос. техн. ун-т. СПБ., 2001. 108 с.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница