Jet motorlarının benzetişimi ve motor parçalarının performansının belirlenmesi

Bu makalede jet motorlarının performans modellemesi ve benzetişimi için geliştirilen bazı teknikler hakkında bilgi verilmiş ve bu geliştirilen teknikler F110-GE-100 turbofan motorunun performans modellemesi ve benzetişimi için kullanılmıştır. Bilinmeyen motor parametreleri, motorun temel (zero-level) benzetişim modelinin sonuçlarını, bremze ölçme sonuçları ile karşılaştırarak ayarlanmıştır (tuning). Bu model genellikle uygulananlardan farklı olarak şu etkileri göz önüne almaktadır: Özgül ısının sıcaklık ve bileşime, bağımlılığı, soğutma hayasının çekildiği kompresör kademesinin kompresör güç ihtiyacına ve türbin gücüne etkisi, yanma odası basınç düşüşünün hava debisine göre değişimi. Model, dönel parçaların verimlerinin tasarım dışı şartlar için değişimlerinin yaklaşık eşit olduğunu varsaydı ve bu varsayımın yaklaşık geçerliliği sınandı. Böylece belirlenen motor parametrelerine dayanarak ve bremze ölçme sonuçları kullanılarak, kompresör ve türbin performans haritaları en küçük kareler toplamı (least-squares) yöntemiyle oluşturulmuştur. İkinci aşama benzetişimde parçaların performans haritaları uygulanırken, temel modelin üç geliştirme tekniği de kullanılmaktadır.

In this paper, some techniques developed for jet engine performance modeling and simulation is described and application of these techniques to F110-GE-100 turbo-fan engine is explained. To determine the unknown engine parameters a tuning procedure is applied by using zero level simulation model of the engine and test bed measurement results. The approach of this article takes into account the following effects in addition to the usual ones: Dependence of specific heat on temperature and on composition, variation of compressor power requirement and turbine power output due to bleed of cooling air at earlier stages of the compressor, variation of combustion chamber pressure drop with mass flow rate. It has been assumed and verified that changes of efficiencies of rotating components due to off-design operation are closely equal to each other. Using the engine parameters determined by the stated methods and test bed measurement results, performance maps for compressors and turbines are constructed by a least-squares type approach. For second level simulation model, while applying performance maps, three improvements of the zero-level simulation model are applied.

___

  • [1] ‘Havacılıkta Bilim-Teknoloji-Sanayii Politikaları, Türkiye için Öneriler’ TÜBİTAK BTP 95/03 Ekim 1995.
  • [2] ‘Altıncı Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu Toplantıları’ TÜBİTAK BTP, 2001
  • [3] ‘Türkiyenin Bilim ve Teknoloji Politikası’ TUBİTAK, 1997.
  • [4] ‘Türk Savunma Sanayi Politikası ve Stratejisi Esasları’ Resmi Gazete, 20 Haziran 1998, Sayı 23378.
  • [5] ‘Uluslararası Savunma Araştırma, Teknoloji Stratejileri ve Türkiye’ A.Ş. Üçer, B Karan,H Korkmazyürek., 2000 li yıllarda Uzay, Havacılı ve Savunma Teknolojilerinin Öncelikleri Sempozyumu. Cilt 1, Sayfa 171.
  • [6] ‘NATO Research and Technology Strategy’ , three volumes, RTO AS/323-D/35, Temmuz 1999.
Mühendis ve Makina-Cover
  • ISSN: 1300-3402
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1957
  • Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI