книги / Теория, расчет и проектирование авиационных двигателейи энергетических установок

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Авиационные двигатели»

ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности

24.05.02 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей»

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2018

Составитель А.А. Григорьев

УДК 621.452.3-043.61(076.5) Т33

Рецензент

канд. техн. наук, доцент Л.В. Воронов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей Т33 и энергетических установок : метод. указания для студ. спец.

24.05.02 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» / сост. А.А. Григорьев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. поли-

техн. ун-та, 2018. – 32 с.

Изложены требования по тематике, организации курсового проектирования и защите курсового проекта. Рассмотрена структура курсового проекта. Приведены исходные данные для выполнения расчетов, примеры оформления заданий, титульного листа, разделов и графических материалов пояснительной записки.

УДК 621.452.3-043.61(076.5)

© ПНИПУ, 2018

2

3

1. ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа является одним из этапов подготовки специалиста по авиационным двигателям и энергетическим установкам. Целью курсовой работы является закрепление знаний, полученных в процессе изучения дисциплины «Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок». Курсовая работа опирается также на знания, полученные в результате изучения дисциплин «Введение в специальность» и «Теория и расчет лопаточных машин». Выполнение курсовой работы является одновременно подготовкой к решению более сложных комплексных задач в ходе дипломного проектирования.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа по дисциплине «Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок» является первым этапом проектирования двигателя, после которого, как правило, производится расчет и проектирование узла двигателя в рамках курсовой работы по дисциплине «Теория и расчет лопаточных машин». Задание на курсовую работу выдается в начале 9-го семестра. Задание выдается руководителем курсовой работы индивидуально каждому студенту.

Курсовая работа выполняется в соответствии с учебным планом в течение 9-го семестра в часы практических занятий и самостоятельной работы. За правильность выбора исходных данных и расчетов ответственность несет сам студент. В течение семестра руководитель курсовой работы еженедельно проводит консультации по курсовой работе и осуществляет контроль за ее выполнением. Ход выполнения курсовой работы обсуждается на заседаниях кафедры.

За неделю до защиты курсовой работы студент должен сдать на проверку руководителю полностью выполненную курсовую работу.

После проверки курсовая работа допускается к защите или возвращается на доработку при обнаружении серьезных ошибок, недочетов, несоответствия заданию. После доработки курсовая работа вновь предъявляется на проверку руководителю.

4

3. ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Защита курсовых работ проводится согласно графику на заседании комиссии. Комиссия назначается заведующим кафедрой. В комиссии обязательно участие руководителя курсовой работы. По согласованию с заведующим кафедрой допускается защита курсовых работ перед руководителем. График защиты курсовых работ устанавливается руководителем и утверждается заведующим кафедрой. График защит доводится до сведения студентов за 3 недели до первой защиты. Защиты работ согласно графику должны быть завершены до начала экзаменационной сессии.

Процедура защиты включает в себя краткий доклад студента о содержании выполненной работы, ответы на задаваемые членами комиссии вопросы. При оценке работы членами комиссии учитываются степень самостоятельности при выполнении работы, правильность выбора исходных данных и проведения расчетов, грамотность изложения при докладе, полнота и правильность ответов на вопросы членов комиссии, оценка руководителя. Студенты без зачетных книжек к защите курсовой работы не допускаются.

При неудовлетворительной оценке курсовой работы по результатам защиты студенту с учетом замечаний комиссии и по решению деканата может быть назначен новый срок защиты.

Студенты, не выполнившие курсовую работу в установленные сроки, не допущенные к защите или не защитившие работу до начала экзаменационной сессии, к экзаменационной сессии не допускаются как имеющие академическую задолженность.

4. ТЕМАТИКА ТИПОВЫХ КУРСОВЫХ РАБОТ

Курсовая работа включает в себя выбор исходных параметров рабочего процесса двигателя (предварительный расчет), расчет параметров рабочего тела по тракту двигателя по выбранным исходным параметрам, расчет основных данных двигателя, предварительную оценку геометрических параметров основных узлов в характерных сечениях двигателя, расчет частоты вращения роторов, вычерчивание

5

(в масштабе) схемы проточной части двигателя с указанием его характерных сечений, построение диаграммы изменения полных и статических параметров рабочего тела (р*, р, Т*, Т, с) по проточной части двигателя, краткое описание схемы, основных данных и конструктивных особенностей рассчитанного двигателя и сравнение его с двигателем-прототипом.

Тема курсовой работы и исходные данные для ее выполнения указываются в задании на курсовую работу. Пример оформления задания, в зависимости от типа двигателя, приведен в приложении Б.

Рекомендуется согласовывать темы курсовой работы по дисциплине «Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок» и курсовой работы по дисциплине «Теория и расчет лопаточных машин».

В отдельных случаях, с учетом подготовленности студента и заинтересованности кафедры и базовых предприятий, в рамках курсовой работы могут быть выполнены иные разработки (расчеты газотурбинных двигателей различных типов и схем). Тема такой нетиповой курсовой работы должна быть ориентирована на дальнейшее развитие при дипломном проектировании. Содержание и объем нетиповой курсовой работы определяется индивидуально в каждом конкретном случае руководителем работы в зависимости от темы. Основные требования и минимум содержания при этом отражаются в задании к курсовой работе, которое в этом случае оформляется в произвольной форме и подписывается руководителем. Требования по срокам выполнения данной курсовой работы не изменяются.

5. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ТИПОВОЙ)

Отчет по курсовой работе оформляется в виде пояснительной записки в соответствии с требованиями, изложенными в подразд. 6 настоящих методических указаний.

6

5.1. Содержание пояснительной записки

Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать:

–титульный лист (приложение А);

–задание к курсовой работе (приложение Б);

–реферат (приложение В);

–содержание (приложение Г);

–перечень используемых условных обозначений и основных сокращений (приложение Д);

–введение;

–расчетную часть;

–проектировочную часть;

–заключение;

–список использованных источников.

5.1.1. Содержание

Содержание следует за рефератом и начинается с новой страницы. В содержание включаются все структурные единицы пояснительной записки, следующие за заданием, а именно: перечень используемых условных обозначений и основных сокращений; введение; наименование всех разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование); заключение; список использованных источников; наименование приложений с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы пояснительной записки.

5.1.2. Введение

Введение должно содержать: краткую оценку современного состояния решаемой технической проблемы, ее актуальность, краткое описание возможных путей решения, основные исходные данные для работы, предполагаемые результаты.

5.1.3.Расчетная часть

Врасчетной части типового курсового проекта выполняются:

– предварительный расчет;

7

–расчет параметров рабочего тела в характерных сечениях по проточной части двигателя по «исходным» параметрам рабочего процесса;

–расчет основных данных двигателя;

–предварительная оценка геометрических параметров основных узлов в характерных сечениях двигателя;

–расчет частоты вращения роторов газогенератора (свободной турбины);

–определение потребного количества ступеней турбин двига-

теля;

–вычерчивание (в масштабе) схемы проточной части двигателя

суказанием его характерных сечений (приложения Е, Ж);

–построение диаграмм изменения статических и полных параметров рабочего тела (р*, р, Т*, Т, с) по проточной части двигателя (приложение Е).

Примечание. Диаграммы изменения параметров изображаются на одном листе со схемой проточной части двигателя, изменение параметров по проточной части узлов двигателя не показывать, значения параметров в характерных сечениях двигателя нанести на диаграммы.

5.1.3.1. Предварительный расчет

Целью предварительного расчета является определение оптимального сочетания значений параметров рабочего процесса

(Тг , πк ), степени двухконтурности m, скорости истечения газа из ре-

активного сопла сс (в зависимости от типа двигателя). Прежде чем приступить к расчетам, необходимо все значения параметров, указанные для двигателя-прототипа в табл. 1, 2 перевести из системы МКГСС в систему СИ, для чего воспользоваться табл. 7 учебного по-

собия [2, с. 156].

Расчет производится для стендовых условий (Vp = 0, Hp = 0) в стандартных атмосферных условиях (Tн = 288 К, рн = 1,013·105 Па). Значения коэффициентов, учитывающих потери в узлах двигателя,

8

выбрать, руководствуясь данными п. 1.2 [2, с. 7–12], или взять из примера расчета двигателя соответствующего типа [2]. В качестве топлива использовать: для ТВаД – топливный (природный) газ

(Нu = 50 050 кДж/кг, Lo = 17,2 кгвозд/кгтопл); для ТРДД – авиационный керосин (Нu = 43 000 кДж/кг, Lo = 14,7 кгвозд/кгтопл).

Таблица 1

Исходные данные для расчета ТРДД

9

Окончание табл. 1

10