Предложение Лаборатории научно-производственной кооперации МФТИ по проведению НИР для ОАО «ОПК «ОБОРОНПРОМ» Направление: проведение научно-исследовательских работ. Проект «Одноконтурный турбореактивный авиационный двигатель с одноступенчатой турбиной и сверхзвуковым соплом с центральным телом» Проект направлен на создание семейства авиационных двигателей нового поколения тягой 9-18 тонн (ПД 9-18) для самолетов гражданской и военно-транспортной авиации. Существующие турбореактивные двигатели характеризуются: 1) большим количеством ступеней 2) неравномерным дозвуковым потоком на выходе сопловой решетки, который не может быть скорректирован в последующих ступенях двигателя 3) наличием на лопатках сопловой решетки скачков уплотнения потока, отрывных зон 4) неравномерностью крутящих моментов на отдельных рабочих колесах многоступенчатой турбины, что нарушает условие Жуковского-Чаплыгина и, как следствие – приводит к отрыву потока и неоправданным потерям энергии Предлагаемая НИР предполагает проектирование двигателя со следующими модификациями: 1) Замена многоступенчатой газовой турбины на одноступенчатую позволит избавиться от нерешаемой проблемы согласования тяг рабочих колес турбины. 2) Сопловая решетка турбины, спроектированная методом [1], создает равномерный сверхзвуковой поток без потерь энергии из-за отрыва пограничного слоя и скачков уплотнения в лопаточном канале. 3) Профили лопаток рабочего колеса турбины проектируются с помощью модификации метода [2], разработанного для проектирования до- и критических крыловых профилей дальней авиации для повышения крейсерской скорости полета. С целью достижения максимального крутящего момента производится оптимизация в классе профилей, обтекаемых без отрыва пограничного слоя и удовлетворяющих условию Жуковского-Чаплыгина. 4) Отказ от второго контура позволяет сохранить высокое полное давление на выходе из турбины для реализации сверхзвукового истечения. Сверхзвуковое сопло с центральным телом, спроектированное методом [3], модифицированным в [4], [5] для несовершенного газа (продуктов сгорания топлива) создает равномерную сверхзвуковую реактивную струю максимально высокой тяги при заданном расходе топлива. Метод аэродинамического профилирования разработан профессором д.ф.-м.н. Э. Г. Шифриным для решения обратных задач аэро- и газодинамики, трансформирующий математически некорректную постановку обратной задачи в корректную путем вспомогательного отображения физического пространства в пространство скоростей (метод годографа С.А. Чаплыгина) Метод был успешно реализован при профилировании сверхзвуковых сопел новой аэродинамической базы ЦНИИМАШ, созданной в 1980 г., эксплуатируемой по сей день Публикации по теме проекта: 1) E.G.Shifrin, D.S.Kamenetskii. Application of the Hodograph Method to Nozzle Guide Vane Profiling. Russian Journal of Computational Mechanics, No. 3, John Wiley & Sons, NY, 1993. 2) Э.Г.Шифрин, С.А.Алферов. Несущий докритический профиль для большой дозвуковой скорости полета. Доклады АН, 1999, Т.369, №3. 3) Э.Г.Шифрин, Ч.В.Ким. Профилирование сопла с центральным телом. Доклады АН, 2005, Т.400, 2. 4) Э.Г.Шифрин. Двумерные вихревые стационарные течения идеального несовершенного газа в естественной системе координат. Доклады АН, 2006, Т.411, № 3. 5) E.G.Shifrin. Potential 2D Flows of Real Gases. Invariant Equations in Natural Coordinates. Hodograph Transformation. International Journal of Applied Engineering Research, 2015, V. 10, № 14. Метод аэродинамического проектирования: 1) E.G.Shifrin, O.M.Belotserkovskii. Transonic Vortical Gas Flows. Chichester -New York Brisbane - Toronto - Singapore, John Wiley & Sons, 1994. 2) Э.Г.Шифрин. Потенциальные и вихревые трансзвуковые течения идеального газа. Физматлит, М., 2001.