Учебно-методические комплексы

Подробнее

2. Проверяемые результаты обучения
ФОС оценивает сформированность следующих компетенций:
✓ Знания (31–36):
• Основные уравнения газовой динамики, истечение газа.
• Теория газотурбинных двигателей (ГТД): схема устройства и принцип работы.
• Процессы, протекающие в элементах турбореактивных двигателей (ТРД).
• Устройство и принцип работы двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД).
• Устройство и принцип работы турбовинтовых двигателей (ТВД) и турбовальных двигателей (ТВаД).
• Теория поршневых двигателей: схема устройства и принцип работы.
✓ Умения (У1):
• Применять основы технической термодинамики (первое и второе начала, термодинамические процессы и циклы) для решения практических задач.
3. Содержательные разделы дисциплины
Контроль охватывает все основные разделы теории авиационных двигателей:
✓ Техническая термодинамика: параметры состояния идеального газа, уравнение состояния, первый и второй законы термодинамики, термодинамические процессы (изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный, политропный), работа, теплота, теплоемкость, термодинамические циклы (Карно, Отто, Брайтона).
✓ Основы газовой динамики: свойства газового потока, уравнение неразрывности, уравнение Бернулли, уравнение Эйлера, уравнение сохранения энергии, параметры заторможенного потока, скорость истечения и расход газа через сопла, дозвуковые и сверхзвуковые сопла (сопло Лаваля).
✓ Теория ГТД: типы ГТД, устройство и принцип работы, рабочие процессы в элементах: воздухозаборниках (дозвуковых), компрессорах (осевых и центробежных, дозвуковых и сверхзвуковых ступенях), камерах сгорания (организация процесса, стабилизация факела), газовых турбинах (осевых, реактивных, многоступенчатых), выходных устройствах.
✓ Характеристики и параметры ТРД: абсолютные и удельные параметры, действительный цикл, эффективная и тяговая работы, тепловой баланс и КПД, основные режимы работы, дроссельные, высотные и скоростные характеристики.
✓ Турбовальные и турбовинтовые двигатели: параметры, действительный цикл, характеристики.
✓ Двухконтурные ТРД: особенности устройства и принципа работы.
✓ Поршневые двигатели: устройство, принцип работы, рабочий процесс.
4. Формы и процедуры контроля
✓ Текущий контроль:
• Устный/письменный опрос по вопросам (Приложение 1), охватывающим все разделы термодинамики, газодинамики и теории ГТД (всего 60 вопросов).
• Выполнение 11 практических работ (Приложение 2): расчет термодинамических процессов, исследование идеальных циклов, применение уравнений газовой динамики, построение схем ГТД, моделирование работы элементов и расчет параметров двигателей (компрессоров, камер сгорания, турбин, ТРД, ТРДД, ТВаД).
• Самостоятельная работа (Приложение 3): оформление результатов моделирования, построение характеристик компрессора, расчет параметров, изучение эмиссионных камер сгорания, истории ГТД, применения различных типов двигателей, процесса карбюрации.
✓ Промежуточная аттестация:
• Зачет (2 и 4 семестры): по контрольным вопросам (Приложение 4, 60 вопросов, повторяющих перечень опросных).
• Экзамен (3 семестр): по билетам, включающим теоретические вопросы (Приложение 5, 60 вопросов) и практические задачи (35 задач в Приложении 5). Общее время: подготовка 10 мин., выполнение 40 мин., оформление 10 мин. (всего 1 час). Максимальная оценка — 100 баллов, что соответствует 5-балльной шкале (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно). В документе приведены подробные критерии оценки практических работ и ответов на зачете/экзамене.
5. Особые условия и приложения
✓ Для аттестации не требуется дополнительных материалов, оборудования или информационных источников.
✓ Документ содержит значительное количество расчетных задач (35) для экзамена, охватывающих применение законов термодинамики и газовой динамики к расчету параметров рабочего тела, циклов, характеристик компрессоров, турбин, камер сгорания, а также определение тяги, удельных параметров и КПД различных типов авиационных двигателей. Это обеспечивает комплексную проверку как теоретических знаний, так и практических умений, необходимых для специальности, связанной с технической эксплуатацией авиационных двигателей.

Подробнее

✓ Тема 6. Процессы, протекающие в элементах ТРД. Входное устройство (дозвуковые и сверхзвуковые диффузоры, коэффициент сохранения полного давления, скоростная степень повышения давления). Компрессор (назначение, типы, осевые и центробежные компрессоры, ступень с предварительной закруткой, сверхзвуковая ступень, профилирование лопаток, степень повышения давления, работа и мощность, КПД, характеристики, помпаж). Камера сгорания (назначение, требования, типы, горение углеводородных топлив, организация горения, влияние режима и условий работы). Газовая турбина (назначение, типы, активная и реактивная ступени, работа и мощность, КПД, многоступенчатые турбины). Выходные устройства (назначение, типы, работа, сужающиеся и сужающе-расширяющиеся сопла).
✓ Тема 7. Совместная работа турбины и компрессора. Равновесные (установившиеся) и переходные (неустановившиеся) режимы. Условия получения режимов разгона и торможения. Приёмистость двигателя. Совмещение графиков мощности компрессора и турбины.
✓ Тема 8. Рабочий процесс ТРД. Действительный цикл ТРД, его отличие от идеального. Эффективная работа цикла, влияние температуры газа перед турбиной, температуры наружного воздуха и степени повышения давления. Удельная тяга ТРД. Удельный расход топлива. Коэффициенты полезного действия (эффективный, тяговый). Схема распределения тепла в ТРД.
✓ Тема 9. Характеристики ТРД. Понятие о характеристиках. Зависимость основных данных двигателя от атмосферных условий. Формулы приведения. Основные режимы работы (взлётный, номинальный, крейсерские, малый газ). Дроссельная, скоростная и высотная характеристики.
✓ Тема 10. Форсирование тяги ТРД. Необходимость форсирования. Способы: увеличением температуры газа перед турбиной, сжиганием дополнительного топлива за турбиной, впрыском легкоиспаряющейся жидкости в компрессор, впрыском воды в камеру сгорания.
✓ Тема 11. Турбовинтовые двигатели. Отличительные особенности и схемы ТВД (одновальные и двухвальные). Основные параметры (эффективная, винтовая, тяговая, эквивалентная мощность; удельные параметры). Характеристики ТВД (дроссельная, скоростная, высотная).
✓ Тема 12. Турбореактивные двигатели двухконтурные. Определение ТРДД, отличительные особенности и схемы. Параметры ТРДД (степень двухконтурности, тяга, удельная тяга, удельный расход топлива, удельная масса, удельная лобовая тяга, коэффициент энергообмена). Особенности характеристик ТРДД (дроссельная, скоростная, высотная).
Техническая направленность и практическая ценность
Пособие содержит подробное изложение термодинамических и газодинамических процессов, протекающих в элементах ГТД, с необходимыми формулами, графиками и схемами. Значительное внимание уделено анализу характеристик двигателей на различных режимах работы, что позволяет курсантам понять принципы управления двигателем, оценивать его эффективность и эксплуатационные ограничения.
Изложение материала сопровождается рисунками, графиками зависимостей и векторными диаграммами, что способствует формированию у обучающихся целостного представления о рабочих процессах авиационных двигателей. В конце пособия приведён список использованной литературы, рекомендуемой для углублённого изучения отдельных тем.