Features of design calculation of compressor spool flow path of a twin-shaft gas turbine engine core on the basis of 1D and 2D models of their working process

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The features of the stages of parameter design calculation for the formation of the initial design of the flow path of the compressor spool of a twin-shaft engine core of a gas turbine engine are presented and substantiated. The article contains recommendations for choosing values of the pump head coefficient, efficiency and other important parameters for the  stages of medium-pressure and high-pressure spools at the stage of thermodynamic calculation. At the stage of design gas-dynamic calculation of the compressor at the middle diameter, typical distributions of axial velocity component and degree of reaction along the flow path of compressor spools should be taken into consideration. At the same time, it is necessary to provide requirements for reducing the flow velocity and static pressure coefficients in the rotor wheels and stator blades, head coefficients and Stepanov coefficients. The design gas-dynamic calculation of the compressor along the radius of the flow path is characterized by a variety of flow swirl laws at the inlet to the rotor wheels, distributions of the pressure increase and efficiency over the height of the blades. In conclusion, an example of a three-dimensional model of a compressor flow path taking into consideration the features of design calculation of the parameters of compressor spools of a twin-shaft engine core of a gas turbine engine on the basis of the appropriate flow path diagram in the meridional plane is presented.

About the authors

V. N. Matveev

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: valeriym2008@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8111-0612

Doctor of Science (Engineering), Professor, Professor of the Department of Aircraft Engine Theory

Russian Federation

E. S. Goriachkin

Samara National Research University

Email: goriachkin.e.s@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3877-9764

Candidate of Science (Engineering), Associate Professor of the Department of Aircraft Engine Theory

Russian Federation

G. M. Popov

Samara National Research University

Email: popov@ssau.com
ORCID iD: 0000-0003-4491-1845

Candidate of Science (Engineering), Associate Professor of the Department of Aircraft Engine Theory

Russian Federation

O. V. Baturin

Samara National Research University

Email: oleg.v.baturin@gmail.com

Candidate of Science (Engineering), Associate Professor of the Department of Aircraft Engine Theory

Russian Federation

I. A. Kudryashov

Samara National Research University

Email: ivan.kudryash1337@gmail.com

Postgraduate Student of the Department of Aircraft Engine Theory

Russian Federation

References

  1. Kholshchevnikov K.V. Teoriya i raschet aviatsionnykh lopatochnykh mashin [Theory and calculation of aircraft impeller machines]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1970. 609 p.
  2. Belousov A.N., Musatkin N.F., Rad'ko V.M., Kuz'michev V.S. Proektnyy termogazodinamicheskiy raschet osnovnykh parametrov aviatsionnykh lopatochnykh mashin [Design thermogasodynamic calculation of the main parameters of aviation impeller machines]. Samara: Samara State Aerospace University Publ., 2006. 316 p.
  3. Hirsch C. Numerical computation of internal and external flows. Elsevier, 2007. 700 p.
  4. Bykov N.N., Emin O.N., Kovner D.S., Levin A.A. Vybor parametrov i opredelenie osnovnykh razmerov kompressorov i turbin gazogeneratorov GTD [Choice of parameters and determination of the main dimensions of compressors and gas turbines of GTE gas generators]. Moscow: MAI Publ., 1984. 69 p.
  5. Gel'medov F.Sh., Mileshin V.I., Sachkova N.G., Sal'nikov V.S., Talyzina V.S. A method for designing an axial compressor. Thermal Engineering. 2002. V. 49, Iss. 9. P. 719-729.
  6. Belousov A.N., Musatkin N.F., Rad'ko V.M. Teoriya i raschet aviatsionnykh lopatochnykh mashin [Theory and calculation of aircraft impeller machines]. Samara: FGUP «Izd-vo «Samarskiy Dom Pechati» Publ., 2003. 336 с.
  7. Matveev V.N., Kudryashov I.A., Popov G.M., Goryachkin E.S., Zubanov V.M., Melnikov S.A. Algorithm to shape appearance of the flow part of impeller machines of a twin-shaft gas generator of an aircraft GTE. Vestnik of P.A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University. 2022. No. 2 (61). P. 25-32. (In Russ.)
  8. Stepanov G.Yu. Osnovy teorii lopatochnykh mashin, kombinirovannykh i gazoturbinnykh dvigateley: ucheb. posobie [Fundamentals of impeller machines theory, combined and gas turbine engines]. Moscow: Mashgiz Publ., 1958. 350 p.
  9. Dorofeev V.M., Maslov V.G., Pervyshin N.V., Svatenko S.A., Fishbeyn B.D. Termogazodinamicheskiy raschet gazoturbinnykh silovykh ustanovok [Thermogasdynamic calculation of gas-turbine power plants]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1973. 144 p.
  10. Koch C.C. Stalling pressure rise capability of axial flow compressor stages. Journal of Engineering for Power. 1981. V. 103, Iss. 4. P. 645-656. doi: 10.1115/1.3230787
  11. Kumpsty N.A. Compressor aerodynamics. UK, England: Longman Scientific & Technical, 1989. 509 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».