Estimation of gas-dynamic parameters at the exit of the impeller during modernization of MI-2MSB fan installation

Abstract

EN: Purpose. Analysis of methods to increase the efficiency of the cooling system of the AI-450M engine units of the Mi-2MSB helicopter and evaluation of gas-dynamic parameters at the impeller outlet, fan installation MI-2MSB Research methods: finite element method (FEM). Results. It was shown that the use of a centrifugal fan as the main element in the system of air injection, cabin air conditioning and cooling systems and engine units provide the following opportunities and improvements: - at constant speeds and without changes in the transmission system to increase the amount of running air by 200…300 %; - reduce the temperature of heated units to the values recommended by the operation manual; - to increase the service life of complex-loaded elements of the system of connection of free turbine shafts with the shaft of the main gearbox; - reduce the risk of accidents due to poor air conditioning in the cockpit and passenger seats. The analysis of possible types of C.S modernization was carried out, the estimated estimation of gas-dynamic parameters at the exit of the impeller - to the sub-radiator space was carried out. The problem was solved by changing the type of impeller from axial to centrifugal. Scientific novelty. The problem of creating an efficient and reliable cooling system for internal systems and units of the Mi-2MSB light multi-purpose aircraft, which has been modernized with the replacement of old GTD-350 engines with newer ones, AI-450 series - urgent, in the absence of similar light helicopters of domestic production. An important component of the safety and reliability of all components of the helicopter is to maintain the correct thermal regime of its components. Practical value. The obtained results are important in the further process of production and modernization of the Mi-2 helicopter of all modifications with the latest engines, as well as for helicopter development projects in Ukraine - SME-2 “Hope”, SME-6 “Otaman”, SME-8 and others. The ability to increase cooling efficiency, air conditioning and reduce engine load increases the life, reliability of components and improves comfort and performance for pilots and passengers. UK: Мета роботи. Аналіз методів підвищення ефективності системи охолодження агрегатів двигуна АІ-450М вертольоту Мі-2МСБ та оцінка газодинамічних параметрів на виході з робочого колеса. вентиляторної установки МІ-2МСБ Методи дослідження: метод кінцевих елементів (МКЕ). Отримані результати. Проведені дослідження показали, що застосування відцентрового вентилятора в якості основного елемента в системі нагнітання повітря, кондиціювання салону та охолодженні систем і агрегатів двигуна надають наступні можливості та покращення: при незмінних обертах та без змін системи трансмісії збільшити кількість прогонного повітря на 200–300 %; знизити температуру агрегатів, що зазнають нагріву до значень, рекомендованих керівництвом з експлуатації; підвищити строк служби складно-навантажених елементів системи з’єднання валів вільної турбіни з валом головного редуктора; зменшити ризик нещасних випадків, які відбуваються через неякісне кондиціювання кабіни пілотів та пасажирських місць. Був проведений аналіз можливих видів модернізації СО, в роботі проведена розрахункова оцінка газодинамічних параметрів на виході з робочого колеса – до під-радіаторного простору. Проблема була вирішена за рахунок зміни виду робочого колеса з аксіального на відцентровий. Наукова новизна. Проблема створення ефективної та надійної системи охолодження внутрішніх систем та агрегатів легкого багатоцільового літака Мі-2МСБ, що зазнав модернізації з заміною застарілих двигунів ГТД-350 на більш нові, серії АІ-450 – нагальна, в умовах відсутності аналогічних вертольотів легкої категорії вітчизняного виробництва. Важливою складовою безпеки та надійності працездатності усіх компонентів вертольоту є підтримання правильного теплового режиму його складових. Практична цінність. Одержані результати мають важливе значення в подальшому процесі виробництва та модернізації вертольоту Мі-2 усіх модифікацій з новітніми двигунами, а також для проектів по розвитку вертольотобудування в Україні – МСБ-2 «Надія», МСБ-6 «Отаман», МСБ-8 та інших. Можливість підвищення ефективності охолодження, кондиціювання та зменшення навантаження на двигун збільшують ресурс, надійність роботи компонентів та покращують комфорт та експлуатаційні характеристики для пілотів та пасажирів.