ИСТИНА

Исследуется влияние формы пластины на границы одномодового флаттера и конструктивных параметров на границы флаттера лопаток компрессоров газотурбинных двигателей. В исследовании применяется энергетический метод [1]. Одномодовый флаттер — один из типов панельного флаттера, который возникает при малой сверхзвуковой скорости без взаимодействия между модами колебания. Для исследования одномодового флаттера поршневая теория неприменима, и поэтому необходимо использовать более сложные аэродинамические модели. Флаттер лопатки можно определить как самовозбуждающиеся колебания лопатки в потоке газа, возникающие как результат их взаимодействия. Инженеры и конструкторы, как правило, используют при проектировании упрощенные критерии, основанные на опыте, накопленном при конструировании двигателя и его доводке. Более точные результаты дает статистический метод, основанный на обработке большого числа проведенных испытаний и прогнозировании на их основе флаттера лопаток новых компрессоров. Другим методом прогнозирования флаттера лопаток является частотный метод, основанный на вычислении собственных частот связанной системы поток-лопатка. Еще один метод, прямой, заключается в моделировании движения во времени связанной системы лопатка-поток. Наконец, энергетический метод, основан на вычислении работы, совершаемой аэродинамическими силами на поверхности лопатки, гармонически колеблющейся по собственной форме за период колебаний. Используемый в исследовании метод заключается в следующем. Предполагается, что влияние потока воздуха на собственные колебания конструкции (лопатки или пластины) незначительно и сводится лишь к аэродинамическому демпфированию, положительному или отрицательному. При этом собственные формы и частоты колебаний конструкции в потоке и в пустоте совпадают и могут быть вычислены стандартными методами. Движение конструкции в потоке принудительно задается по собственной моде [2, 3], и решается нестационарная задача аэродинамики при заданных колебаниях конструкции. В результате решения вычисляется работа, совершенная силами давления на одном периоде колебаний. Критерием флаттера при таком подходе является положительность этой работы. Были определены границы одномодового флаттера прямоугольной формы в различных конфигурациях. Проведено сравнение с результатом расчета флатера в точной постановке. Определены границы одномодового флаттер пластин в форме трапеции и параллелограмма при разных значениях длины и угла скоса пластины. Рассчитаны границы флаттера лопаток при различных конфигурациях. Выявлены какие конструктивные параметры существенно влияют на прогнозирования флаттера, а какие незначительно. 1.Vedeneev V.V., Kolotnikov M.E., Makarov P.V.. Experimental validation of numerical blade flutter prediction// Journal of propulsion and power. 2015. Vol. 31. No. 5. P. 1281-1291. 2. Абдухакимов Ф. А., Веденеев В. В. Исследование одномодового флаттера пластин различной формы при малой сверхзвуковой скорости// Ученые записки ЦАГИ. 2017. Т. 48. № 1. С. 86-98. 3. Абдухакимов Ф.А., Веденеев В.В., Колотников М.Е., Макаров П.В. Численное исследование влияния конструктивных параметров на прогнозирование флаттера лопаток// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 2 С. 17 -26.