Modeling the hydraulic characteristics of drain valve and burst fitting of an aircraft accident-resistant fuel system


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The article discusses methods for determining the hydraulic resistance of units of an accident-resistant fuel system. A detailed description of the need to create such fuel systems for modern helicopters is given. The development of such systems today is impossible without the use of the method of mathematical modeling, which allows to qualitatively solve problems arising in the design process. To obtain accurate research results, it is necessary to have a complete description of all elements and assemblies of the system. Methods for determining the hydraulic characteristics of AFS elements using the drag coefficient, reference literature and CFD codes are considered. As the investigated AFS units, a drain valve and burst fitting were studied in the article. A hydraulic calculation of these AFS elements ware performed, the simulation results are presented in the ANSYS CFX software package. Also as the calculation results of bursting fitting, the pressure distribution fields of full and static pressure, velocity and streamlines are also shown. An experimental setup for validating the results obtained using the mathematical modeling method is considered, as well as a methodology for conducting a full-scale experiment to determine the hydraulic resistance of the unit. Materials have been prepared for inclusion in a one-dimensional mathematical model of an accident-resistant fuel system.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Konstantin S. Napreenko

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: konaprko@yandex.ru
2st category engineer Moscow, Russian Federation

Roman S. Savelev

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: r_sr@inbox.ru
lead engineer Moscow, Russian Federation

Aleksey A. Trofimov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: trofiteam@gmail.com
1st category engineer Moscow, Russian Federation

Anna V. Lamtyugina

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: anyalampt@yandex.ru
2st category engineer Moscow, Russian Federation

Anna I. Zinina

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: zinina0818@mail.ru
technician Moscow, Russian Federation

References

  1. Маковецкий М.Б., Пугачев Ю.Н. Основные требования к авариестойкой топливной системе вертолета // 14-я Междунар. конф. «Авиация и космонавтика - 2015». 16-20 ноября 2015 г. М.: Тезисы. Тип. «Люксор», 2015. 520 с.
  2. Пермяков С.Н., Савельев Е.А. Исследование проблем создания авариестойкой топливной системы вертолета // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 1 (5).
  3. Маковецкий М.Б., Пугачев Ю.Н., Смагин Д.И., Ткаченко И.О. Обеспечение нового качества авиатехники. Проектирование, изготовление и испытания мягких топливных баков авариестойкой топливной системы вертолетов // Качество и жизнь. 2018.
  4. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.: ил.
  5. Киреев В.Н., Низамова А., Урманчеев С.Ф. Гидравлическое сопротивление течения термовязкой жидкости в плоском канале переменного сечения // Journal of Physics Conference Series. February 2019. 1158(3):032014. doi: 10.1088/1742-6596/1158/3/032014.
  6. Аверьянов И.О., Зинин А.В., Кузнецов В.М. и др. Задача проектирования авариестойкой топливной системы вертолета // Матер. XXII междунар. симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова. Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет). М.: ООО «ТРП», 2016.
  7. Титаренко В.Б. Расчет статической характеристики обратного клапана в программном комплексе FlowVision // Молодой ученый. 2018. № 26 (212). С. 22-28.
  8. Ахмедзянов Д.А., Кишалов А.Е. Расчеты сложных геометрических моделей узлов авиационных ГТД в программном комплексе ANSYS CFX // Вестник Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. 2009.
  9. Абдулин А.Я., Проскурина Н.Б., Сенюшкин Н.С., Ямалиев Р.Р. Оценка возможности использования программного комплекса ANSYS CFX при расчете центробежных компрессоров // Вестник Воронежского гос. техн. ун-та. 2011.
  10. Ахмедзянов Д.А., Кишалов А.Е., Суханов А.В., Маркина К.В. Применение ANSYS CFX для получения характеристик осевых компрессоров ГТД // Вестник Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. 2012.
  11. Стрелец Д.Ю., Смагин Д.И., Старостин К.И. и др. Повышение качества расчета параметров воздуха в пассажирских зонах ближне-среднемагистрального самолета путем взаимодействия одномерного (Simintech) и трехмерного (Логос) программных комплексов // Computational nanotechnology. 2018. № 4. С. 35-40.
  12. Unlu D., Cappuzzo F., Broca O., Borrelli P. Minimizing aircraft ECS bleed off-take - virtual integrated aircraft applications. SAE Int. J. Aerosp. 2016. No. 9 (1). doi: 10.4271/2016-01-2054.
  13. Jian F.U., Mare J.-Ch., Liming Y.U., Yongling F.U. Multi-level virtual prototyping of electromechanical actuation system for more electric aircraft. Chinese Journal of Aeronautics. 2018. No. 31 (5). Pp. 892-913. doi: 10.1016/j.cja.2017.12.009.
  14. Hong-xin Wang, Yao-xing Shang, Jiang-He Jia, Zong-Xia Jiao. Simulation and analysis for users flow requirements of aircraft hydraulic system based on AMESim. Conference: 2016 IEEE/CSAA International Conference on Aircraft Utility Systems (AUS). doi: 10.1109/AUS.2016.7748165.
  15. Патент № RU 197 570 U1 «Дренажный клапан». https://yandex.ru/patents/doc/RU197570U1_20200513
  16. Сатин А., Савельев Р., Смагин Д. и др. Приложение SimInTech Software для оптимизации параметров топливной системы перспективного вертолета // Сеть конференций MATEC 304, 04016. 2019.
  17. Патент № RU 198 380 U1 «Разрывной фитинг». https://yandex.ru/patents/doc/RU198380U1_20200702
  18. Бадерников А.В., Пиралишвили Ш.А., Гурьянов А.И. Результаты численного моделирования процессов горения в вихревой камере // Сеть конференций MATEC 209, 00023. 2018.
  19. Яблоков А., Янин И., Данилишин А., Зуев А. ANSYS CFX численное исследование ступеней центробежного компрессора с малым коэффициентом расхода // Сеть конференций MATEC 245, 09002. 2018.
  20. Benner P., Gugercin S., Willcox K.E. A survey of projection-based model reduction methods for parametric dynamical systems. SIAM Review. June 2015. No. 57 (4). Pp. 483-531. doi: 10.1137/130932715.
  21. Молчанов А. Численный метод решения уравнений Навье-Стокса. Март 2019. doi: 10.31219/osf.io/zf3j2/

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download