Импульсно-плазменные системы зажигания авиационных двигателей
Диссертация
Разработано базовое схемотехническое решение перспективной импульсно-плазменной системы зажигания, занимающей промежуточную нишу между импульсными искровыми и плазменными системами зажигания. Создание нового класса систем зажигания является развитием идей по совершенствованию традиционных емкостных систем, заключающихся в использовании сочетания разрядов разной мощности и длительности… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы и постановка научно-технических задач
- 1. 1. Современные системы зажигания газотурбинных двигателей и направления их совершенствования
- 1. 2. Подходы к учету нелинейных свойств свечей зажигания
- 1. 3. Методы моделирования процессов в системах зажигания
- 1. 4. Выводы по результатам анализа и постановка научнотехнических задач
- ГЛАВА 2. Моделирование разрядных процессов в импульсноплазменной системе зажигания
- 2. 1. Разработка базовой схемы импульсно-плазменной системы зажигания комбинированного разряда
- 2. 2. Схемотехническое моделирование разрядных процессов в импульсно-плазменной системе зажигания
- 2. 3. Имитационное моделирование разрядных процессов
- 2. 3. 1. Имитационная аналитическая модель
- 2. 3. 2. Имитационная модель без получения аналитических решений
- 2. 4. Экспериментальное подтверждение адекватности разработанных моделей
- Выводы по второй главе
- ГЛАВА 3. Исследование энергетической эффективности разрядных цепей системы зажигания
- 3. 1. Теоретическое исследование энергетических характеристик импульсно-плазменной системы зажигания с помощью разработанных моделей
- 3. 2. Экспериментальное исследование разрядных процессов — в импульсно-плазменной системе зажигания
- 3. 2. 1. Зависимость энергии разрядов от емкости и начального напряжения накопительного конденсатора при постоянстве накопленной энергии
- 3. 2. 2. Сравнительное исследование разрядных процессов в импульсной емкостной и импульсно-плазменной системах зажигания
- 3. 3. Методика оценки эффективности импульсно-плазменных систем зажигания
- Выводы по третьей главе
- ГЛАВА 4. Разработка схемотехнических решений эффективных систем зажигания
- 4. 1. Импульсно-плазменная система зажигания повышенной эффективности
- 4. 2. Высоковольтная импульсно-плазменная система зажигания
- 4. 3. Двухканальная система зажигания с синхронизацией разрядов в свечах
- Выводы по четвёртой главе
Список литературы
- Абдрахманов В.Х. Диагностика систем зажигания авиационных двигателей. Дисс. канд. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. — Уфа, 2002. — 135 с.
- Абросов А.В., Гизатуллин Ф. А. Разрядные процессы в емкостных системах зажигания апериодического разряда // Управление в сложных системах: Межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2001.
- Алимбеков Л.И. Устройства зажигания газотурбинных двигателей и измерительные преобразователи энергии искровых разрядов. Дисс. канд. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 1998. — 120 с.
- Ануфриев И.Е. Самоучитель MATLAB 5.3/б.х. СПб.: БВХ -Петербург, 2002. — 736 с.
- А.с. N° 623 987 СССР. Система зажигания / Л. И. Алимбеков, Р. Ш. Вахитов // БИ, 1978, № 34.
- А.с. 2 106 518 СССР. Конденсаторная система зажигания для газотурбинных двигателей / В. Н. Гладченко, А. В. Краснов, Н. Е. Нелюбин, И. Г. Низамов, Ю. Д. Курдачев, В. Б. Рябашев, В. В. Черныш // БИ, 1998, № 7.
- А.с. 1 547 457 СССР. Емкостная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, В. В. Балавнев, В. И. Зайцев, Л. И. Алимбеков, Ю. Н. Прохорчев // БИ, 1990, № 8.
- А.с. № 782 444 СССР. Система зажигания / Л. И. Алимбеков, Р. Ш. Вахитов, Ф. А. Гизатуллин // БИ, 1980, № 43.
- А.с. 1 679 828 СССР. Емкостная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, И. А. Великжанин, В. Н. Зайцев, А. П. Муратов // БИ, 1989, № 8.
- Ашмаров Ю.В. Некоторые аспекты применения датчиков в счетчиках электроэнергии. Электронный ресурс. — http://www.eltranstech.ru/aspect.php.
- Агимаров Ю.В. Принципы подбора параметров трансформатора тока и его нагрузки. Электронный ресурс. — http://www.eltranstech.ru/param.php.
- Байбурин И.Х. Разрядные процессы в емкостных системах зажигания газотурбинных двигателей. Дисс. канд. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 2004. — 143 с.
- Балагуров В.А. Аппараты зажигания. М.: Машиностроение, 1968. -352 с.
- Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. — 750 с.
- Вахитов Р.Ш. Об искровой стадии разряда по поверхности полупроводника в свече емкостной системы зажигания // Сб. научн. тр. /
- Уфимск. авиац. ин-т. Уфа, 1974. Вып. 67."
- Вахитов Р.Ш. Системы запуска авиационных газотурбинных двигателей: Учебное пособие / Уфимск. авиац. ин-т. Уфа: УАИ, 1977. — 120 с.
- Вахитов Р.Ш., Гизатуллин Ф. А. Трубчатый широкополосный шунт для измерения больших импульсов тока. Измерительная техника, № 8, 1978 г.
- Вахитов Р.Ш., Гизатуллин Ф. А. Разрядные процессы в системе зажигания с полупроводниковой свечой при запуске ГТД // Электроника и автоматика: Межвуз. науч. сб. Уфа: УАИ, 1976. Вып.1. — С. 88 — 94.
- Вахитов Р.Ш., Гизатуллин Ф. А., Комиссаров Г. В. Разрядные процессы в системе зажигания с полупроводниковой свечой при запуске ГТД //Авиационная промышленность. 1979. № 9. С. 24 — 25.
- Гизатуллин Ф.А. Влияние индуктивности на энергораспределение в разрядном контуре емкостной системы зажигания // Элект роника и автоматика. Межвуз. науч. сб. Уфа: УАИ, 1976. Вып.1. — С. 84 — 87.
- Гизатуллин Ф.А. Емкостные системы зажигания / Ф.А. Гизатуллин- Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа: УГАТУ, 2002. — 249 с.
- Гизатуллин Ф.А. Закономерности электроискровой стабилизации пламени в устройствах горения // Проблемы авиации и космонавтики и роль ученых в их решении. Материалы Межвузовской научно-практической конференции. Уфа: УГАТУ, 1998. С. 36 — 38.
- Гизатуллин Ф.А. Контроль эффективности систем зажигания газотурбинных двигателей // Вестник УГАТУ. 2000. — № 2. — С. 121.
- Гпзатуллин Ф.А. Критерий воспламеняющей способности искровых разрядов в свечах емкостных систем зажигания // РЖ Авиационные и ракетные двигатели. 1992. № 9.
- Гпзатуллин Ф.А. К теории искрового воспламенения топливовоздушных смесей в ГТД //Авиационная промышленность. 2000. — № 1.-С. 56−60.
- Гизатуллин Ф.А. К теории разрядных процессов одного класса емкостных систем зажигания двигателей и энергетических установок // Электромеханические комплексы и системы управления ими: Межвуз. науч. сб. -Уфа: УГАТУ, 1998.-С. 137- 140.
- Гизатуллин Ф.А. Метод контроля эффективности систем зажигания газотурбинных двигателей // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 1999. — № 3. — С. 82 — 84.
- Гизатуллин Ф.А. Методика проектирования емкостных систем зажигания: Учебное пособие / Уфимск. авиац. ин-т. Уфа: УАИ, 1992. — 59 с.
- Гизатуллин Ф.А. Методы повышения эффективности систем воспламенения топливовоздушных смесей в газотурбинных двигателях: Дисс. докт. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. — Уфа, 1994. — 340 с.
- Гизатуллин Ф.А. Системы зажигания двигателей летательных аппаратов / Уфимский гос. авиац. техн. унт. Уфа: УГАТУ, 1998. — 115 с.
- Гизатуллин Ф.А. Электроискровая стабилизация пламени в пусковых воспламенителях камер сгорания ГТД // Материалы Международной научной конференции «Двигатели XXI века». Москва: ЦИАМ, 2000.
- Гизатуллин Ф.А., Абдрахманов В. Х. Оптимизация параметров емкостных системах зажигания ГТД по критериям воспламеняющей способности // Аэрокосмическая техника и высокие технологии 2002: Материалы Всероссийской НТК. Пермь: ПГТУ, 2002. — С. 79.
- Гизатуллин Ф.А., Краснов А. В. Об одном подходе к оценке параметров проектируемых систем зажигания газотурбинных двигателей // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2000. — № 2. — С. 214.
- Гизатуллин Ф.А., Краснов А. В., Зиновьев КВ. Сравнительный анализ современных отечественных и зарубежных емкостных систем зажигания. // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы. Межвуз. науч. сб. Уфа: Изд. УГАТУ, 2003. С. 83−92.
- Гизатуллин Ф.А., Зайцев В. Н., Великжанин И. А., Алимбеков Л. И. Методы и средства измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания газотурбинных двигателей// Измерительная техника. 1992. — № 6. — С. 10−11.
- Гизатуллин Ф.А., Попов О. А. Измерительный комплекс для контроля параметров систем зажигания газотурбинных двигателей// Известия вузов. Авиационная техника. 1999. — № 1- С. 78−80.
- Гизатуллин Ф.А., Лобанов А. В. Моделирование разрядных процессов в импульсно-плазменной системе зажигания // Вестник УГАТУ, Т. 11 № 2 (29), 2008. С. 161−168.
- Гизатуллин Ф.А., Лобанов А. В., Нуриев Ш. Б. О новой разновидности емкостных систем зажигания // Электроника, автоматика и измерительная техника: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2007. — С. 27−30.
- Гизатуллин Ф.А., Салихов P.M. Оценка эффективности импульсно-плазменной системы зажигания / Электромеханика, электротехнические комплексы и системы. Межвуз. научн. сб. УФА, УГАТУ, 2008, с. 187−191.
- Гизатуллин Ф. А. Худяев В.Н. Моделирование и исследование процессов в плазменной системе зажигания // Вестник УГАТУ, 2007, Т. 9, № 6 (24), С. 170−177.
- Гладченко В.Н. Разработка устройств зажигания повышенной эффективности для систем управления двигателей летательных аппаратов. Дисс. канд. техн. наук в форме научного доклада / Уфимск. авиац. ин-т. — Уфа, 1988.-48 с.
- Гулътяев А.К. Визуальное моделирование в среде MATLAB: Учебный курс — СПб.: Питер, 2000. — 432 с.
- Гулътяев А.К. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. — СПб.: КОРОНА принт. — 1999. — 288 с.
- Даутов Г. Ю., Дзюба В. Л., Карп И. Н. Плазмотроны со стабилизированными электрическими дугами. Киев: Наукова думка, 1987.
- Дьяконов В.П. Simulink 4. Специальный справочник / В. Дьяконов. СПб: Питер, 2002. — 528 с.
- Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6® в математике и моделировании / В.П. Дьяконов- Серия «Библиотека профессионала». М.: СОЛОН — Пресс, 2005. — 576 е.: ил.
- Егоров В.М., Новиков О. Я. Некоторые задачи устойчивости горения электрической дуги // Теория электрической дуги в условиях вынужденного теплообмена. — Новосибирск: Наука, 1977.— С. 163−173.
- Зайцев В.И. Измерительные преобразователи системы управления стендовыми испытаниями устройств зажигания ГТД. Дисс. канд. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 1996. — 130 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Под общей редакцией И. Г. Арамановича. М.: Наука, 1973.-831 с.
- Кукса Н.Н., Птах Г. К. Системы зажигания высокой энергии / Известия вузов. Электромеханика 2004, № 1. С. 42−44.
- Кулебакин B.C., Синдеев И. М., Давидов П. Д., Федоров Б. Ф. Электрические системы зажигания, обогрева и освещения самолетов. — М.: Оборониздат, 1960. — 372 с.
- Куляпин В.М. Теоретические основы проектирования электрических систем зажигания. — Уфа: Изд-во УАИ, 1985. — 92 с.
- Куляпин В.М. Электроразрядные устройства систем управления космических аппаратов (Развитие теории, исследование режимов работы. Разработка). Дисс. докт. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 2002. — 299 с.
- Куляпин В.М., Старцева О. А. Взаимосвязанные процессы в электрических разрядах. Уфа: УАИ, 1989. — 51 с.
- Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. М.: Мир, 1986.566 с.
- Лобанов А.В. Двухканальная емкостная система зажигания повышенной эффективности // Наука. Технологии. Инновации: Материалы НТК: Новосибирск: НГТУ, 2006. — С. 95−97.
- Лобанов А.В. Схемотехническая модель комбинированной системы зажигания // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научн. сб. Уфа: УГАТУ, 2007. — С. 197−201.
- Лобанов А.В., Гизатуллин Ф. А. Перспективы совершенствования плазменных систем зажигания // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: межвуз. науч. сб. — Уфа, 2006. — С. 248−253.
- Лобанов А.В., Гилъманов М. Ф. Сравнительный анализ схем построения емкостных систем зажигания с одним преобразователем на две свечи // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы НТК.- Уфа, 2003. -С. 223.
- Натан А.А., Смушкович В. М. Физика разрядных процессов и основные характеристики низковольтной системы зажигания с полупроводниковой запальной свечой: Труды / Центр, ин-т моторостроения. — М., 1957. № 317.-23 с.
- Нейман Л.Р., Демирчян КС. Теоретические основы электротехники. М. — JL: Энергия, 1981, т.1. — 522 с.
- Низковольтный агрегат системы зажигания емкостного разряда СКНА-22−2А, техническое описание и инструкция по эксплуатации. — М.: Машиностроение, 1968, 47 с.
- Патент № 5 561 350 США, МКИ Н05 В 039/03- F026G 003/00- F02C 007 / Ignition System for a turbine engine / John R. Frus, Frederic B. Sontag, 1996.
- Патент № 5 587 630 США, МКИ H05B 039/03- F026G 003/00- F02C 007 / Continuous plasma ignition system / Кевин А. Дули, 1996.
- Патент 5 °F 02 C7/266 Франция от 19.12.1990 г. Генератор зажигания для газовых турбин.
- Патент на полезную модель N2 59 159. Комбинированная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, А.В. Лобанов- опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.
- Патент на полезную модель № 59 160. Система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, А.В. Лобанов- опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.
- Патент на полезную модель № 62 664. Комбинированная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, А. В. Лобанов, Ш. Б. Нурыев- опубл. 27.04.2007, Бюл. № 12.
- Патент на полезную модель № 75 433. Комбинированная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, А. В. Лобанов, P.M. Салихов- опубл. 10.08.2008, Бюл. № 22.
- Патент на полезную модель № 60 640. Емкостная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, З.Г. Валиуллина- опубл. 27.01.2007, Бюл. № 3.
- Патент на полезную модель № 64 295. Емкостная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, М.Н. Андреев- опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18.
- Патент на полезную модель N2 65 577. Емкостная система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, А.Ю. Сергеева- опубл. 10.08.2007, Бюл. № 22.
- Патент на полезную модель № 75 700. Система зажигания / Ф. А. Гизатуллин, Д.Р. Газизов- опубл. 20.08.2008, Бюл. № 23.
- Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. — М.: Наука, 1978. Т.1. 456 с.
- Прохоров В.А. Исследование рабочего процесса в емкостных системах зажигания с полупроводниковыми свечами зажигания и разработка методов их контроля: Дисс. канд. техн. наук / Моск. энерг. ин-т. М., 1974. — 187 с.
- Пчелин Б. К. Специальные разделы высшей математики. — М.: Высшая школа, 1973. — 464 с.
- Романовский Г. Ф., Матвеев И. Б., Сербии С. И. Плазменные системы газоперекачивающих агрегатов. СПб.: Недра, 1992. — 142 е.: ил.
- Синдеев И.М. Электрооборудование летательных аппаратов. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1972. 442 с.
- Фандрова JI.II. Полупроводниковые комплексы для индукционного нагрева (анализ и компьютерное моделирование). Дисс. канд. техн. наук, Уфа, 2003 г.
- Формирование внешних характеристик специализированных источников питания плазмотронов / И. В. Волков, М. Н. Александров, В. Н. Губаревич и др. // Тез. докл. IX Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Фрунзе: Илим, 1983. — С. 418−419.
- Rao К. V. L., Lefebvre A. H. Minimum Ignition Energies in Flowing Kerosine-Air Mixtures, Combust Flame, vol. 27, no. 1, 1976. pp. 1−20.
- Swett С. C. Effect of Gas Stream Parameters on the Energy and Power Dissipated in a Spark and on Ignition, Third Symposium on Combustion Flame and Explosion Phenomena, Williams and Wilkins, Baltimore, 1949. pp. 353−361.
- Swett С. C. Spark Ignition of Flowing Gases. NACA Report 1287, 1956.
- Swett C.C., Jr., Spark Ignition of Flowing Gases Using Long-duration Discharge // 6th Symposium (International) on Combustion, Reinhold, New York, 1957, pp 523−532.
- US Patent 7,387,115, 1С F02P 3/02. Plasma Ignition System / Hideyuki Katoh, Tooru Yoshinaga. 17.06.2008.
- Зиновьев КВ. Исследование динамических характеристик емкостных систем зажигания ГТД в высокочастотном режиме генерирования разрядных импульсов. Дисс. канд. техн. наук / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. — Уфа, 2008. 146 с.
- Гизатуллин Ф.А., Зиновьев КВ. К вопросу оптимизации параметров емкостной системы зажигания ГТД в режиме генерирования серий разрядных импульсов с высокой частотой следования // Вестник УГАТУ, 2007, Т. 9, № 6 (24), С. 178−186.
- Тетелъбаум И.М., Шнейдер Ю. Р. 400 схем для ABM. М.: Энергия, 1978.-248 е., ил.
- Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная техника. М., «Советское радио», 1968 1977, вып. 1−7.
- Верлань Л.Ф., Евдокимов В. Ф. Электронное моделирование передаточных функций. Киев, «Техшка», 1971, 231 с.
- Витенберг И.М. Программирование аналоговых вычислительных машин. М., «Машиностроение», 1972, 407 с.
- Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. — М.: Физматгиз, 1963. 510 с.
- Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М.: Мир, 1967, т. 1, 462 е.- 1968, т. 2, 311 с.
- Левин Л. Методы решения технических задач с использованием аналоговых вычислительных машин. М.: Мир, 1966, 415 с.
- Тетелъбаум И.М. Электрическое моделирование. М.: Физматгиз, 1959,319 с.
- Урмаев А.С. Основы моделирования на аналоговых вычислительных машинах. М.: Наука, 1974, 320 с.
- Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. — М.: Мир, 1978.
- Советов Б.Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учеб. для вузов — 3-е юд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2001. — 343 с: ил. j