Многорежимная оптимизация биротативной газовой турбины турбовального двигателя

Обсуждается проблема целесообразности применения биротативных схем в конструкциях газовых турбин авиационных турбовальных двигателей. В качестве средства ее решения привлечен авторский программный комплекс OPTBGT, реализованный c использованием метода структурного программирования и предназначенный для многорежимной компьютерной оптимизации проточных частей газовых турбин со скольжением роторов как обычного типа, так и биротативных. Рассмотрены три варианта конструкции двухступенчатой (с турбинами высокого и низкого давлений — ТВД и ТНД) газовой турбины конкретного турбовального двигателя : турбина обычного типа; биротативная с направляющим аппаратом в ТНД; биротативная без направляющего аппарата в ТНД. Многорежимная компьютерная оптимизация проводилась на четырех режимах: взлетном, максимальном продолжительном, крейсерском и режиме малого газа. Вариант турбины без направляющего аппарата в ТНД имеет на взлетном режиме сниженный примерно на 16 % КПД ТНД по сравнению с вариантом обычного типа из-за больших потерь кинетической энергии с выходной скоростью. Вариант турбины с направляющим аппаратом в ТНД показал на всех режимах рост КПД ТНД примерно на 1 % по сравнению с вариантом обычного типа, в основном за счет снижения профильных и вторичных потерь в направляющем аппарате ТНД вследствие уменьшения в нем на 77 градусов угла поворота потока.