Експериментально-розрахунковий комплекс з прогнозування стійкості до дозвукового флатера лопаткових вінців

Abstract

Викладено основні положення експериментально-розрахункового комплексу з прогнозування стійкості до дозвукового флатера лопаткових вінців компресорів авіаційних газотурбінних двигунів. На основі підходів фізичного моделювання явищ, що спостерігаються в натурних умовах, визначені критерії подоби для моделювання поведінки лопаткових вінців при їх взаємодії з потоком. Описані: методологія експериментального визначення нестаціонарних аеродинамічних сил та моментів, що діють на лопатки при їх коливаннях в потоці; розрахунок динамічної стійкості вінця до флатера; конструкція аеродинамічного стенду та особливості його складових для проведення випробувань решіток лопаткових профілів. Наведено результати апробування розробленого експериментально-розрахункового комплексу.

Изложены основные положения экспериментально-расчетного комплекса по прогнозированию устойчивости к дозвуковому флаттеру лопаточных венцов компрессоров авиационных газотурбинных двигателей. На основе подходов физического моделирования явлений, которые наблюдаются в натурных условиях, определены критерии подобия для моделирования поведения лопаточных венцов при их взаимодействии с потоком. Описаны: методология экспериментального определения нестационарных аэродинамических сил и моментов, которые действуют на лопатки при их колебаниях в потоке; расчет динамической устойчивости венца к флаттеру; конструкция аэродинамического стенда и особенности его составляющих для проведения испытаний решеток лопаточных профилей. Приведены результаты апробации разработанного экспериментально-расчетного комплекса.

The basic principles of the experimental-and-computational complex for predicting the subsonic flutter stability of aircraft gas turbine compressor blading are stated. Based on the approaches of physical modeling of phenomena observed under full-scale conditions, the similarity criteria are defined, which allow modeling the behavior of blade assemblies at their interaction with flow. The methodology for the experimental determination of non-stationary aerodynamic forces and moments acting on blades during their in-flow vibrations; the calculation of the dynamic stability of a blade assembly against flutter; the aerodynamic rig design and peculiar features of its components to perform testing of airfoil cascades are described. The results of testing of the developed experimental-and-computational complex are presented.