автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.07, диссертация на тему:Роторно-лопастной компрессор для бортовой системы охлаждения летательных аппаратов

На правах рукописи

Коломин Илья Викторович

РОТОРНО-ЛОПАСТНОЙ КОМПРЕССОР ДЛЯ БОРТОВОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05 07 07 Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

11Ш1111|!111

ООЗ160435

Самара - 2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет им академика С П Королева» (СГАУ) на кафедре теплотехники и тепловых двигателей

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Довгялло Александр Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук

Красночуб Евгений Карпович, ведущий научный сотрудник ФГУП государственного научно-производственного ракетно-космического центра «ЦСКБ-Прогресс»,

кандидат технических наук, доцент Егорычев Виталий Сергеевич, доцент кафедры теории двигателей летательных аппаратов СГАУ

Ведущая организация ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

Защита состоится «1» ноября 2007 г в 13-00 на заседании диссертационного совета Д212 215 02 при ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет им академика С П Королева» по адресу 443086, г Самара, Московское шоссе, 34а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ

Автореферат разослан 24 сентября 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

В Н Матвеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Степень совершенства космических бортовых систем хлаждения в значительной мере определяет возможности для реализации современных направлений развития аэрокосмической техники

Бортовые системы охлаждения необходимы для функционирования радиоэлектронной аппаратуры, чувствительных элементов фотоприемных устройств инфракрасного (ИК) диапазона в системах наблюдения, пеленгации, наведения и других устройствах Применительно к аэрокосмической технике это, как правило, микрокриогенные системы, которые выполняют задачи военного и гражданского назначения В последнем случае микрокриогенные системы в комплекте с фотоприемными устройствами различных частотных уровней могут использоваться в геодезии, геологии, нефтегазодобывающей отрасли для наблюдения и диагностики трубопроводного транспорта, линий электропередач, в строительстве, природопользовании и экологическом мониторинге, в службах МВД и МЧС, а также медицине и научных исследованиях

Рассматриваемая в диссертации бортовая система охлаждения на базе роторно-лопастного компрессора (РЛК) для фотоприемного устройства инфракрасного диапазона излучения (ФПУ-ИК) относится к новым разработкам Новизна заключается в использовании многокамерного компрессора для газовой криогенной машины Применение многокамерного компрессора позволяет обеспечивать поддержание многоуровневых температурных режимов по отдельным элементам криостатируемого объекта

Таким образом, необходимо выяснить, какими качествами и свойствами будет обладать криогенная система на базе многокамерного компрессора и какова ее перспективность

Предлагаемый роторно-лопастной компрессор, исходя из предварительного анализа, имеет ряд преимуществ перед другими типами компрессоров, в том числе такие, как уравновешенность, многокамерность, возможность работы с бесконтактными уплотнениями Новизна и ожидаемая перспективность РЛК требуют разработки экспериментальных образцов и проведения опережающих исследований физических процессов в имитационных условиях, а также привлечения математического моделирования и проведения исследований на специальных стендах, необходимых при создании и отработке новых бортовых систем охлаждения и оборудования аэрокосмического назначения

Целью работы является повышение эффективности бортовой системы охлаждения летательных аппаратов за счет применения многокамерного роторно-лопастного компрессора

Объектом исследования являются экспериментальные образцы роторно-лопастного компрессора различных конструктивных схем

Предметом исследования являются математические модели рабочих процессов и конструктивно-компоновочные схемы роторно-лопастных компрессоров и газовых криогенных машин на их основе Задачи исследования:

1 Выявление перспективных и проблемных особенностей роторно-лопастного компрессора, требующих специальной научно-исследовательской и опытно-конструкторской проработки ,

Чу

2 Разработка методик и рекомендаций по расчету, испытанию и доводке роторно-лопастного компрессора и газовой криогенной машины на его базе Выявление факторов, определяющих направления оптимизации роторно-лопастного компрессора

3 Разработка математических моделей для анализа параметров и характеристик роторно-лопастного компрессора с бесконтактными уплотнениями рабочих камер и газовой криогенной машины на его базе

4 Создание стендов и экспериментальных установок для проведения испытаний роторно-лопастного компрессора Оценка работоспособности экспериментальных образцов роторно-лопастного компрессора и определение их характеристик

5 Прогнозирование рабочих характеристик многоуровневой газовой криогенной машины на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора

Методы исследований:

Общий методологический подход при выполнении работы базируется на аналитических исследованиях, методах численного моделирования, экспериментах на имитационных моделях и экспериментальных образцах роторно-лопастного компрессора с привлечением аппарата вычислительной математики и современных программных средств как существующих, так и специально созданных в процессе работы

Исследования экспериментальных образцов проводились на стендовом оборудовании НИЦ космической энергетики (ОНИЛ 2) СГАУ

Достоверность, обоснованность и представительность результатов работы обеспечены применением при теоретическом исследовании законов сохранения в общепризнанном виде, корректным использованием экспериментальных данных, полученных на аттестованных стендах

Положения, выносимые на защиту:

Методики, результаты и рекомендации по расчету, исследованиям и испытаниям многокамерного роторно-лопастного компрессора для газовой криогенной машины, включая

- методики расчета рабочего процесса роторно-лопастного компрессора и газовой криогенной машины на его базе,

- методики проведения испытаний роторно-лопастного компрессора и рекомендации по оптимизации его конструкции,

- результаты экспериментальных исследований (характеристики и параметры рабочих процессов) роторно-лопастного компрессора,

- результаты исследований эффективности применения роторно-лопастного компрессора в составе бортовых систем охлаждения летательных аппаратов

Научная новизна:

1 Разработаны методики уточненного расчета роторно-лопастного компрессора с бесконтактными уплотнениями, учитывающие перетечки рабочего тела, и получены характеристики рабочего процесса газовой криогенной машины

2 Впервые проведены испытания экспериментальных образцов роторно-лопастного компрессора, позволившие получить результаты, необходимые для создания бортовой системы охлаждения на его основе Созданы методики проведения испытаний и автоматизированной обработки данных при исследованиях роторно-лопастного компрессора

3 Предложены конструктивно-компоновочные схемы газовой криогенной машины для бортовой системы охлаждения на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора, обеспечивающие несколько температурных уровней охлаждения и проведена оценка эффективности их применения

Практическая ценность:

Получены теоретические и экспериментальные данные и рекомендации, которые позволяют разработать бортовую систему охлаждения с заданными параметрами рабочих процессов, энергетическими, массогабаритными, ресурсными характеристиками, оптимизировать геометрические и режимные параметры газовой криогенной машины на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора Проведены испытания, которые рассматриваются как опережающие исследования на экспериментальных образцах роторно-лопастного компрессора, позволяющие повысить эффективность бортовой системы охлаждения на этапе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок

Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты внедрения диссертационной работы подтверждены актами использования в соответствующих организациях и представлены в отчетах о НИР

Апробация диссертационной работы:

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях

- Международной научно-технической конференции молодых специалистов «Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин» посвященной 80-летию со дня рождения В Б Шнеппа, г Казань, 2004 г ,

- Всероссийской научно-технической конференции (с международным участием) «Современные тенденции развития автомобилестроения в России», г Тольятти, ТГУ, 2005 г ,

- Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, г Москва, 2006 г,

- Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», г Самара, СГАУ, 2006 г

Публикации.

По результатам выполненных исследований имеется 8 печатных работ, в том числе одна работа опубликована в ведущем рецензируемом научном издании, определенном Высшей аттестационной комиссией, шесть публикаций в тематических сборниках и трудах конференций и один патент

Структура и объем работы:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов к главам, общих выводов и приложения Список литературы включает 75 наименований Диссертация изложена на 202 страницах, содержит 71 рисунок, 21 таблицу и приложение на 45 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены основные особенности бортовых систем охлаждения, на основе чего обосновывается актуальность темы и определяется цель исследований

В первой главе представлен анализ современного состояния развития бортовых систем охлаждения и их подсистем

Отмечается, что большой вклад в развитие криогенной техники в части микроохладителей внесли такие ученые, как А М Архаров, В М Бродянский,

А Д Суслов, Е И Микулин, В А Афанасьев, Н М Григоренко, Г А Гороховский, Ю О Прусман, В И Могорычный, В И Карагусов Среди научных школ, как наиболее значимых в этой области, можно отметить московские вузы МЭИ и МГТУ им Баумана, а среди опытно-конструкторских организаций — НТК «Криогенная техника» (г Омск), НПО «Криогенмаш» (г Балашиха, МО), НПО «Гелиймаш» (г Москва)

Анализ термомеханических систем охлаждения показывает, что период существенного роста их эффективности заканчивается Возможности принципиальных улучшений связаны с совершенствованием конструкции их подсистем

В газовых криогенных машинах (ГКМ) Стирлинга, Гиффорда-Мак-Магона, замкнутых дроссельных системах охлаждения (ЗДСО), компрессорный блок определяет их термодинамическую эффективность Поэтому создание компрессора нового типа, способного работать в составе бортовой системы охлаждения, независимо от принципа ее действия, является актуальной задачей

Роторно-лопастной компрессор — это машина объемного вытеснения, имеющая в сравнении с другими типами компрессоров преимущества по массогабаритным, вибрационным характеристикам, эффективности использования рабочего объема, возможности работы с бесконтактными уплотнениями В составе газовой криогенной машины один многокамерный, регулируемый по оборотам, уравновешенный роторно-лопастной компрессор позволяет обеспечить захолаживание конструктивных элементов фотоприемных устройств на разных температурных уровнях либо в качестве элемента тепловой защиты, либо с целью достижения более низких температур криостатируемого объекта в каскадных и ступенчатых схемах

На основании проведенного анализа в диссертации сформулированы задачи исследований, направленные на решение проблемы повышения эффективности работ по созданию и доводке новых бортовых систем охлаждения

Во второй главе представлены исследования, содержащие теоретический анализ рабочего процесса роторно-лопастного компрессора

Выполненный анализ конструкции роторно-лопастного компрессора (рис 1) показал возможность его существования в двух основных модификациях с «колеблющимися» лопастями (совершает возвратно-поворотное движение за счет механизма привода с некруглыми эллиптическими и цилиндрическими колесами) (рис 2) и «вращающимися» лопастями (совмещает возвратно-поворотное и однонаправленное вращательное движение благодаря упрощенному механизму привода компрессора с эллиптическими колесами) (рис 3)

Показано, что РЛК с «вращающимися» лопастями проще по конструкции, может не иметь клапанов, в связи с чем он перспективен для замкнутых дроссельных систем охлаждения

При этом показано, что для ГКМ Стирлинга, которые не предполагают клапанов, РЛК должен быть выполнен с «колеблющимися» лопастями

Роторно-лопастной компрессор может быть выполнен как с контактными, так и бесконтактными уплотнениями Однако в связи с тем, что компрессор для ГКМ должен удовлетворять требованиям чистоты рабочего тела и работоспособности, выбраны бесконтактные уплотнения, а именно — щелевые

ч>

• л:

Рис. 1 — Схема роторно-лопастного компрессора

шшт

Рис. 2 — «Колеблющийся» вариант роторнодоластного компрессора

Рис, 3 — «Вращающийся» вариант роторно-joластй ого компрессора

Наличие щелевых зазоров между рабочими камерами вносит свои особенности в рабочие процессы как собственно РЛК, гак й ГКМ и целом. Выявлено, что тго обстоятельство ранее не учитывалось в известных методиках. Путем анализа зависимостей для бесконтактных уплотнений предложена формула для расчета расхода газа через гладкую щель (1), в которой характерным размером является периметр условного поршня РЛК: Ц — 2■ Sm + 2(г. — )■ Эквивалентная длина

щели 1ж равна длине дуги при у =54 на среднем диаметре лопасти d =Щ + г, ■

Величина щелевого зазора S = Юмкм: Pi — давления перед и после уплотнения.

п-М'К

Выполнено сравнение расчетных значений перетечек по формуле (1) с данными для поршневых компрессоров средней производительностью. Показано, что характер поведения перетечек в зависимости от факторов влияния аналогичен при перепадах давлении на уплотнении более I МП а и зазорах оолее 50 mhí\í. Однако отсутствие данных для микрокомнрессоров, диктует необходимость дополнительною изучения перетечек.

С этой целью в компьютерной программе

COSMOSFlo Works был

смоделирован процесс течения газа в зазоре (щелевом уплотнении) Выполнен расчет расхода газа Qщу

в зависимости от перепада давления др _ ^ _ j Результаты,

полученные по формуле (1) и при компьютерном моделировании, представлены на рис 4, из которого следует, что данные, полученные при компьютерном моделировании, подтверждают возможность

применения расчетной формулы (1) в областях давлений ниже 103 кПа и для величин щелевых зазоров порядка 20 мкм

Расчетное моделирование также показало, что формула (1) справедлива для различных рабочих тел как для воздуха, так и для гелия, поскольку учитывает их вязкостные свойства Кроме этого, использование квазистационарной модели течения газа (при неподвижных стенках) целесообразно, так как абсолютный уровень перетечек в этом случае является максимальным и в расчетах это идет в запас характеристик PJIK

Для определения герметичности рабочей полости PJIK разработана соответствующая методика, позволяющая найти массу газа, перетекшую через щелевые уплотнения в процессе сжатия и выпуска

ч

т„ср = \<2щу(*) Pep (2)

Т\

В результате получены следующие расчетные характеристики

четырехкамерного PJIK общим рабочим объемом у =419 ю б,м' коэффициент

р '

герметичности д =0,77> коэффициент наполнения д =088> коэффициент производительности ^ = о,68 при степени повышения давления s = 3, индикаторная работа L 1шд = \62 Дж , индикаторная мощность Nuno - 23,8 Вт, производительность Q = 286,4 Ю-6 м3/с ПРИ заданной частоте f = \0Ги, изотермический КПД ^ = о,67

Проведена геометрическая оптимизация рабочей полости РЛК в соответствии с разработанным алгоритмом, содержащим ограничение по наружному габариту г2 при сохранении рабочего объема, зазора и кинематики привода Путем вариации величин внутреннего радиуса г/ и толщины кольцевой полости SKll найден оптимум геометрических параметров рабочей полости РЛК, отклонение от которого в диапазоне ±10% ведет к росту доли перетечек на 15% и потере производительности компрессора Qnp на 17%

Таким образом, для проектируемого роторно-лопастного компрессора первым этапом проектировочного расчета являются оптимизация геометрических параметров и отработка элементов конструкции

ин-фттгт Ощу расч ф-ла А Ощу комп моделир

Перепад давления кПа

Рис 4 — Зависимости объемного расхода воздуха через щелевое уплотнение от перепада давления для расчетной и математической моделей

В греп.еп главе Содержатся результаты Экспериментальных исследовании роторно-лопаст иого компрессора на специально созданных испытательных стендах.

Изготовлены и прошли предварительные испытания две модификации роторно-лопас тного компрессора. Первая, (см. рис. 31 с суммарным рабочим объемом Щр=51# л/, расчетной производительностью 18,4 лг'ч. совмещает возвратй®-поворопюе и <кшонанрав кнное вращательное движение. При этом впуск и выпуск рабочего тела производится через окна, каждая пара полостей осуществляет рабочий цикл (впуск-сжатие-выпуск) за 180 . Во «вращающемся» роторнО-лопастном компрессоре газораспределение осуществляется самими лопастями, выполняющими функцию золотников.

Испытания на установке, изображенной рис. 5,6, показали полную работоспособность механизма привода и возможность получения компрессора объемного действия при работе без клапанов.

/ Л

:

Рис. 6 ■— ПрННнипиальная схема установки для испытаний «вращающегося» РЛК 1 роторно-лопастнои компрессор; 2 -- электродвигатель привода: 3 - ременная передача: 4 ■ ■ датчик Холла: 5 - персональный компьютер Рис. 5 — Внешний вил установки для испытаний 6 шнаиетр образцовый ': 7 баллон;

<( вращающегося» РЛК 8 - термопара; У измеритель-регулятор

Методом наполнения баллона ^¡=50-10л/ были получены следующие характеристики; производительность (при различных оборотах привода), коэффициент подачи по давлению нагнетания, показатель политропы процесса сжатия (рис. 7. 8). Все эти данные позволили определить «вращающийся» РЛК как бесклапанную машину, имеющую перспективы по дальнейшей!' применению в дроссельных системах охлаждения.

Второй испытанной модификацией роторно-лопаетной машины (см. рис. 2) был также четырех камерой микрокомпрессор, по с суммарным рабочим объемом Уг: 41,910'' расчетной производительностью 1,5.и* ч и «колеблющимися» лопастями (рис. 9 и 10). I]..-2- 10" м'.

Испытания проводились по аналогичной методике, при этом снимались

характеристики как при работе на всех четырех камерах, пак и попарно, а также но отдельности для каждой камеры.

В целом данные, полученные на «колеблю ше м с я» РЛК, позволяют считать микрокомпрессор как перспективный для ГКМ (рис. N и 12).

— П ■■ 10Т <А/ч 14 " щ МО г'"ИЛ1 -г." 325 * О ■ 500 (зб.'чи» *-Л* ООО

* № пСАичм ?',' ъ&нлл*

- - -

1500 о&мич!

- г',н > I с " п.1

Г?60 об1**«)

1.оо г .00 3.00

Стспрн ь ПОВ*а 1ле и ИЯ даипемня

*

5.00

Рис. 7 — Тейп наполнения баллона при испытаниях «вращающегося» РЛК

Рис. 8 - Зависимость коэффициента подачи от степени повышения давления «вращающегося» РЛК

{ХЬ

Рис. 9 — Внешний вид установки для испытаний «колеблющегося» рогорно-лопастного компрессора

V V

Рис, 10 — ¡Принципиальная схема установки для испытаний «колеблющегося» РЛК I роторно-лопастч(ш компрессор с электродвигателем привода: 2 датчик ЛИР-158: 3 персональный компьютер: 4 манометр образцовый; 5 - баллон: 6 термопара: 7 им юритель-регуяятор

- -к.* /.41'^

--■ Т> -»

«] во 1К) 130 140

■ • 1 с

'ие. 11 Гемп наполнения баллона при испытаниях «колеблющегося» РЛК

Рис. 12- - Зависимость коэффициента подачи от степени повышения давления «колеблюикч ося» РЛК Проведение опережающих исследований роторно-лопаетногр компрессора является важным этапом, так как главная задача создания РЛК комплектация им

криогенных систем охлаждения.

Вследствие того, что при работе в составе I КМ перетечкп рабочего тела нежелательны, но допустимы, то нх величина также определяет совершенство рабочих процессов. Для оценки степени совершенства компрессорной полости ГКМ 'до этапа комплексных испытаний проведены испытания компрессора с присоединенным объемом Упр=5,5- 10 м .

Установка (рис, 13) содержит: испытуемый «колеблющийся» вариант РЛК; электродвигатель привода с пультом управления; системы замера, контроля и регистрации параметров.

Протоколы каждого измерения обрабатывались специально созданной Программой и записывались на компьютер в виде отдельного файла (рис. 14).

По каждому измерению получен график изменения давления в компрессоре (рис. !4) с привязкой к текущему углу поворота вала (объему камеры сжатия) и график единичных импульсов оборотов вала привода РЛК.

Получена расчетная модель изменения давления в рогорно-лопастном компрессоре с присоединенным объемом, как имитаторе ГКМ.

1>ис. 13 — Внешний вид установки для испытаний

роторнсклопастного компрессора е присоединенным '1'_'_._

объемом 1'яс 14 — Программа обработки

Наложением соответствующих графиков давления, полученных расчетным путем, на результаты экспериментальных данных можно оценить коэффициент герметичности компрессорной полости ГКМ, задаваясь различными значениями зазора щелевого уплотнения. Данная методика позволяет без испытания в составе газовой криогенной машины (холодной и горячей полостей) производить отладку компрессора на допустимый уровень утечек через шелевые уплотнения.

Проведенные расчеты и испытания ро горно-лопастного компрессора показали необходимость его конструктивной доработки. Гак называемый второй вариант р отор НО-л О п а ст ного компрессора (РЛК-2) выполнен по качающейся схеме с одной парой колеблющихся и одной парой неподвижных лопастей. Это позволяет избежать паразитных утечек в картер компрессора за счет использования одного качающегося ротора вместо двух. В результате доработки конструкции коэффициент

герметичности РЛК-2, рассчитанный по разработанным методикам, составляет Я = 0,95 При этом производительность компрессора возрастает на 29,4% в

сравнении с первоначальным вариантом роторно-лопастного компрессора

Выполнение указанных рекомендаций позволяет получить характеристики роторно-лопастного компрессора, повышающие эффективность его работы в составе газовой криогенной машины

В четвертой главе изложена уточненная методика расчета цикла газовой криогенной машины на базе РЛК с бесконтактными уплотнениями и рассмотрены варианты использования РЛК в составе бортовых систем охлаждения

Методика расчета термодинамического цикла газовой криогенной машины Стирлинга на основе роторно-лопастного компрессора учитывает фазы натекания рабочего тела по холодным и горячим полостям, текущие изменения температур в полостях и регенераторе, перетечки рабочего тела в компрессорной полости Отработка методики производилась на схеме ГКМ, включающей компрессор (РЛК), регенератор, детандер-расширитель (РЛМ)

В результате расчета одноступенчатой роторно-лопастной газовой криогенной машины (РЛГКМ) на уровень температуры криостатирования 65 К, получены индикаторная холодопроизводительность Qg=4^,l Вт, количество отводимого тепла

Для учета влияния перетечек газа в полости сжатия (из одной пары рабочих камер в другую через щелевые уплотнения) на параметры ГКМ была разработана уточненная методика (рис 17) В результате численного моделирования рабочего процесса показано, что при величине щелевого зазора 20 мкм (рис 18, 19) между полостями перетекает в среднем порядка 2% рабочего тела за цикл, что ведет к снижению холодопроизводительности также на 2% Переход на зазор 10 мкм позволяет добиться расчетной холодопроизводительности и герметичности на уровне 99,8% (рис 18), но это значительно усложняет технологию изготовления, ведет к удорожанию изделия и, главное, снижает надежность ГКМ Увеличение щелевого зазора до 40 -икм ведет к десятикратному увеличению перетечек по массе, в то же время индикаторная холодопроизводительность снижается только на 16%, и это может быть признано целесообразным с точки зрения увеличения надежности, ресурса и снижения стоимости роторно-лопастной ГКМ в целом

80 70 < 60 50 1 40 30 20

-А—.

\

*

Ж?

£ 0 10 20 30 40 50

Нулевой зазор мкм

Рис 18 — Зависимость холодо-производительности от щелевого зазора при различных давлениях

■зазор 10 мкм «»я^щя^зазор 20 мкм вм^&™»зазор40 мкм

40 60 80 100

Температура криосташрования, К

Рис 19 — Зависимость холодопроизводительности от температуры криостатирования

Рис 17 — Структурная схема расчета цикла ГКМ с учетом перетечек рабочего тела в полости сжатия

Таким образом доказано, что принципиально возможно создание ГКМ на базе роторно-лопастного компрессора с использованием бесконтактных уплотнений рабочих камер на зазорах до 40 мкм

Особой сложностью при разработке новых конструктивно-компоновочных вариантов газовой криогенной машины является отсутствие решений для многокамерного компрессора, обслуживающего сразу несколько расширительных частей холодного контура Таким образом, задача получения необходимых значений холодопроизводительности на различных температурных уровнях для такой холодильной машины является не только новой, но и актуальной

Показано, что запатентованные особенности конструкции РЛК позволяют применить его в составе различных схем газовых криогенных машин для БСО ГКМ Стирлинга классической схемы, Сплит-Стирлинга, Гиффорда-Мак-Магона, замкнутой дроссельной системы охлаждения

Схемные решения возможных вариантов исполнения детандерных полостей ГКМ с компрессорной частью на основе РЛК представлены на рис 20

Анализ предложенных схем проведен с использованием эксергетического метода, который заключается в применении эксергетической функции для получения приведенной холодопроизводительности, обладающей свойством аддитивности

где

г = -

а=(л

т -т

1,(3)

т.

Схема 3

Схема 4

Рис 20 — К выбору облика газовой криогенной машины Стирлинга на базе РЛК

принята в качестве основной для создания многоуровневой ГКМ на базе РЛК

Отношение приведенной холодопроизводительно-сти к затратам эксергети-ческой мощности ГКМ Q<Jne характеризует совершенство рассмотренных схем Исходя из полученных результатов, следует отметить четвертую схему, которая дает наилучшие показатели за счет ступенчатого захолаживания привода детандера и применения двухступенчатого охлаждения в верхней головке расширительной части ГКМ Эта схема

Пе, Вт/Вт

10 102 Ое,Вт □ - одноступенчатые ГКМ Стирлинга Ш - двухступенчатые ГКМ Стирлинга ® - одноступенчатая Рш КМ • - двухуровневая ГКМ на базе РЖ 1 - зона энергетической эффективности

Многокамерный РЛК позволяет организовать несколько каскадов на различных уровнях охлаждения, вводить в схему участки предварительного

захолаживания рабочего тела от других каскадов В этом смысле РЛК обладает большими возможностями для реализации многокаскадных систем криостатирования бортовых систем охлаждения с различными компоновочными и параметрическими характеристиками

Как следует из сравнения прогнозируемых характеристик одноступенчатой РЛГКМ с одноступенчатой машиной Стирлинга, при сопоставимых затратах мощности РЛГКМ на

Рис 21 — РЛГКМ в поле энергетических характеристик серийных ГКМ Стирлинга

30% меньше по удельной массе, а в связи с отсутствием трения в рабочих камерах и благодаря возвратно-поворотному движению лопастей потенциально обладает как минимум в два раза большим ресурсом порядка 30 тыс ч

При захолаживании двух температурных уровней, например на 20 К для линейки фотоприемного устройства и 80 А" для фонозашитной бленды, необходимо использование двух машин Стирлинга или одной ГКМ на базе многокамерного РЛК по схеме 4 Сравнительный анализ параметров микрокриогенных систем, представленных в таблице, показывает преимущества по энергетическим (15%) и массовым (10%) характеристикам в случае применения многокамерного РЛК для ГКМ, обслуживающей несколько температурных уровней При этом параметры РЛГКМ лежат у нижних границ зоны эффективности Бродянского (рис 21)

Таблица — Сравнение двухуровневой ГКМ на базе РЛК по схеме 4 и бортовой системы охлаждения на базе двух машин Стерлинга

МКС г„, Те, Он, а.. <Эее, К. Пе, тмке,

о. X > К К Вт Вт Вт Вт Вт Вт 8 оке кг

Две ГКМ Стерлинга 2 20 80 0,4 1,7 4,4 4,675 330 3045 0,00298 29

Одна ГКМ на базе РЛК 2 20 80 0,4 1,7 4,4 4,675 257 2411 0,00354 26

Представленные в четвертой главе результаты, методики и рекомендации являются необходимыми при создании многоуровневых ГКМ на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора

Разработка последовательности проведения экспериментальных исследований, расчетов, уточненных методик, проведение дополнительных исследований и испытаний — все это является необходимым комплексом и основой при исследовании новых бортовых систем охлаждения, что и было выполнено в процессе проведенной диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ:

В результате выполнения теоретических и экспериментальных исследований разработаны методология и методики по расчету, проектированию и испытаниям многокамерного роторно-лопастного компрессора для бортовых систем охлаждения

1 Разработана методика уточненного расчета рабочего процесса газовой криогенной машины Стерлинга на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора для различных конструктивно-компоновочных схем бортовых систем охлаждения до уровня температур 20 К, в том числе на уровень 65 К с индикаторной холодопроизводительностью до 47 Вт

2 Предложена методика расчета рабочего процесса роторно-лопастного компрессора с бесконтактными уплотнениями, которая позволяет оценить влияние различных конструктивных параметров на характеристики компрессора и выполнить его геометрическую оптимизацию с учетом компоновки

3 Создана методика расчета перетечек между камерами роторно-лопастного компрессора, позволяющая в десять раз сократить временные затраты при расчете характеристик системы охлаждения

4 Разработано методическое и программное обеспечение проведения испытаний, обработки результатов экспериментальных исследований и доводочных работ, существенно снижающее трудоемкость на этапе научно-исследовательской и опытно-конструкторской разработки роторно-лопастного компрессора для бортовых систем охлаждения

5 Стендовые испытания экспериментальных образцов роторно-лопастного компрессора двух типоразмеров с различной организацией рабочих процессов, расчетной производительностью 18,4 м3/ч и 1,5 м3/ч позволили получить экспериментальные характеристики, подтвердившие их работоспособность, а также возможность применения в бортовых системах охлаждения летательных аппаратов

6 Разработаны рекомендации по модернизации роторно-лопастного компрессора, позволяющие достичь расчетного коэффициента герметичности д _ о 95 и повысить производительность компрессора на 29,4% в сравнении с

первоначальным вариантом, тем самым улучшить характеристики газовой криогенной машины на его основе

7 Численным моделированием проведено опережающее исследование по прогнозированию рабочих характеристик многоуровневой газовой криогенной машины на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора, подтвердившее эффективность ее применения по энергетическим (на 15%) и массовым (на 10%) характеристикам в сравнении с двумя газовыми криогенными машинами Стерлинга для поддержания различных температурных уровней охлаждения, тем самым доказана перспективность развития данного направления

Основные научные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1 Коломин, И В Предварительные испытания роторно-лопастной машины [Текст] /ИВ Коломин, А И Довгялло, Ю M Русанов, В В Лысенков, Ю M Трубников // Вестник СГАУ 2006 №2(10) Ч 1 - С 302-305

2 Пат 56501 Российская Федерация, МПК7 F04C 18/30 Роторно-лопастной компрессор [Текст] / Коломин И В , Довгялло А И, Семенов Б П , Русанов Ю M , Трубников Ю M , заявитель и патентообладатель Самарск гос аэрокосм ун-т, ФГУП ГНП РКЦ «ЦСКБ-ПРОГРЕСС» - №2006103403/22, заявл 06 02 06, опубл 10 09 06, Бюл № 23 - 2 с ил

3 Rotor-Vane Compressor for Onboard Cooling System [Text] / AI Dovgjallo, IV Kolomm // XIX International Scientific and Engineering Conference on Photoelectromcs and Night Vision Devices ABSTRACTS - M , 2006 - P 144

4 Довгялло, А И Роторно-лопастной компрессор для бортовой системы охлаждения [Текст]/ А И. Довгялло, И В Коломин // XIX Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения тезисы докладов - M , 2006 -С 162-163

5 Довгялло, А И Предварительный анализ потребного и располагаемого расхода воздуха через ЭХГ электромобиля [Текст] / А И Довгялло, И В Коломин // Современные тенденции развития автомобилестроения в России сб тр / Всеросс науч -техн конф 4 2 -Тольятти ТГУ, 2005 -С 150-152

6 Коломин, И В Роторно-кольцевой компрессор [Текст] / ИВ Коломин, А И Довгялло // Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин тезисы докладов -Казань, 2004 - С 21-23

7 Коломин, И В Влияние геометрических параметров на производительность роторно-лопастного компрессора [Текст] /ИВ Коломин // Аспирантский вестник Поволжья - 2005 - №2 - С 42-45

8 Коломин, И В Предварительные испытания роторно-лопастной машины [Текст] / ИВ Коломин, А И Довгялло // Проблемы и перспективы развития двигателестроения материалы докладов междунар науч-техн конф 21-23 июня 2006 г 4 1 -Самара СГАУ, 2006 - С 193-194

Подписано в печать 29 06 07 Тираж 100 экз

Отпечатано с готового оригинала макета в типографии СГАУ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ И ИХ ПОДСИСТЕМ.

1.1 Системы охлаждения фотоприемных устройств инфракрасного диапазона излучения на базе газовых криогенных машин и дроссельных систем.

1.2 Микрокомпрессоры в бортовых системах охлаждения.

1.3 Классификация и конструктивные особенности роторных компрессоров.

Выводы по главе 1.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ РОТОРНО-ЛОПАСТНОГО КОМПРЕССОРА.

2.1 Конструкция и особенности работы роторно-лопастного компрессора.

2.2 Оценка параметров и характеристик роторно-лопастного компрессора.

2.3 Определение герметичности рабочей полости роторно-лопастного компрессора.

2.3.1 Методики расчета перетечек для бесконтактных уплотнений.

2.3.2 Моделирование перетечек для бесконтактных уплотнений.

2.3.3 Методики расчета перетечек для контактных уплотнений.

2.4 Анализ рабочего процесса роторно-лопастного компрессора.

2.4.1 Определение характеристик роторно-лопастного компрессора с учетом перетечек рабочего тела.

2.4.2 Влияние геометрических параметров на характеристики роторно-лопастного компрессора.

Выводы по главе 2.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РОТОРНО-ЛОПАСТНОГО КОМПРЕССОРА.

3.1 Испытания роторно-лопастного компрессора с вращающимися лопастями.

3.1.1 Конструкция и особенности компрессора.

3.1.2 Уста}ювка для испытаний.

3.1.3 Обработка экспериментальных данных.

3.1.4 Анализ результатов испытаний компрессора.

3.2 Испытания роторно-лопастного компрессора с колеблющимися лопастями.

3.2.1 Конструкция и особенности компрессора.

3.2.2 Установка для испытаний.

3.2.3 Обработка экспериментальных данных.

3.2.4 Анализ результатов испытаний компрессора.

3.3 Испытания роторно-лопастного компрессора с присоединенным объемом.

3.3.1 Конструкция и особенности компрессора.

3.3.2 Установка для испытаний.

3.3.3 Обработка экспериментальных данных.

3.3.4 Анализ результатов испытаний компрессора.

3.4 Оценка погрешностей определяемых величин при исследовании характеристик рабочего процесса.

3.5 Рекомендации по доработке конструкции роторно-лопастного компрессора.

Выводы по главе 3.

4 РОТОРНО-ЛОПАСТНОЙ КОМПРЕССОР В СОСТАВЕ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

4.1 Варианты применения многокамерного роторно-лопастного компрессора для газовых криогенных машин бортовых систем охлаждения летательных аппаратов.

4.2 Расчет термодинамического цикла газовой криогенной машины на базе роторно-лопастного компрессора.

4.3 Уточненная методика расчета цикла газовой криогенной машины на базе роторно-лопастного компрессора.

4.4 Анализ газовых криогенных машин на базе роторно-лопастного компрессора.

Выводы по главе 4.

Степень совершенства космических бортовых систем охлаждения в значительной мере определяет возможности для реализации современных направлений развития аэрокосмической техники.

Бортовые системы охлаждения необходимы для функционирования радиоэлектронной аппаратуры, чувствительных элементов фотоприемных устройств инфракрасного (ИК) диапазона в системах наблюдения, пеленгации, наведения и других устройствах. Применительно к аэрокосмической технике это, как правило, микрокриогенные системы, которые выполняют задачи военного и гражданского назначения. В последнем случае микрокриогенные системы в комплекте с фотоприемными устройствами различных частотных уровней могут использоваться в геодезии, геологии, нефтегазодобывающей отрасли для наблюдения и диагностики трубопроводного транспорта, линий электропередач, в строительстве, природопользовании и экологическом мониторинге, в службах МВД и МЧС, а также медицине и научных исследованиях.

Рассматриваемая в диссертации бортовая система охлаждения на базе роторно-лопастного компрессора (РЖ) для фотоприемного устройства инфракрасного диапазона излучения (ФГТУ-ИК) относится к новым разработкам. Новизна заключается в использовании многокамерного компрессора для газовой криогенной машины. Применение многокамерного компрессора позволяет обеспечивать поддержание многоуровневых температурных режимов по отдельным элементам криостатируемого объекта.

Таким образом, необходимо выяснить, какими качествами и свойствами будет обладать криогенная система на базе многокамерного компрессора и каковы ее перспективы.

Предлагаемый роторно-лопастной компрессор, исходя из предварительного анализа, имеет ряд преимуществ перед другими типами компрессоров, в том числе такие, как уравновешенность, многокамерность, возможность работы с бесконтактными уплотнениями. Новизна и ожидаемая перспективность PJIK требуют разработки экспериментальных образцов и проведения опережающих исследований физических процессов в имитационных условиях, а также привлечения математического моделирования и проведения исследований на специальных стендах, необходимых при создании и отработке новых бортовых систем охлаждения и оборудования аэрокосмического назначения.

Целью работы является повышение эффективности бортовой системы охлаждения летательных аппаратов за счет применения многокамерного роторно-лопастного компрессора.

Объектом исследования являются экспериментальные образцы роторно-лопастного компрессора различных конструктивных схем.

Предметом исследования являются математические модели рабочих процессов и конструктивно-компоновочные схемы роторно-лопастных компрессоров и газовых криогенных машин на их основе.

Методы исследований:

Общий методологический подход при выполнении работы базируется на аналитических исследованиях, методах численного моделирования, экспериментах на имитационных моделях и экспериментальных образцах роторно-лопастного компрессора с привлечением аппарата вычислительной математики и современных программных средств как существующих, так и специально созданных в процессе работы.

Исследования экспериментальных образцов проводились на стендовом оборудовании НИЦ космической энергетики (ОНИЛ 2) СГАУ.

Достоверность, обоснованность и представительность результатов работы обеспечены применением при теоретическом исследовании законов сохранения в общепризнанном виде, корректным использованием экспериментальных данных, полученных на аттестованных стендах.

Полжения, выносимые на защиту:

Методики, результаты и рекомендации по расчету, исследованиям и испытаниям многокамерного роторно-лопастного компрессора для газовой криогенной машины, включая:

- методики расчета рабочего процесса роторно-лопастного компрессора и газовой криогенной машины на его базе;

- методики проведения испытаний роторно-лопастного компрессора и рекомендации по оптимизации его конструкции;

- результаты экспериментальных исследований (характеристики и параметры рабочих процессов) роторно-лопастного компрессора;

- результаты исследований эффективности применения роторно-лопастного компрессора в составе бортовых систем охлаждения летательных аппаратов.

Научная новизна:

1. Разработаны методики уточненного расчета роторно-лопастного компрессора с бесконтактными уплотнениями, учитывающие перетечки рабочего тела, и получены характеристики рабочего процесса газовой криогенной машины на базе роторно-лопастного компрессора.

2. Впервые проведены испытания экспериментальных образцов роторно-лопастного компрессора, позволившие получить результаты, необходимые для создания бортовой системы охлаждения на его основе. Созданы методики проведения испытаний и автоматизированной обработки данных при исследованиях роторно-лопастного компрессора.

3. Предложены конструктивно-компоновочные схемы газовой криогенной машины для бортовой системы охлаждения на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора, обеспечивающие несколько температурных уровней охлаждения и оценена их эффективность.

Практическая ценность:

Получены теоретические и экспериментальные данные и рекомендации, которые позволяют разработать бортовую систему охлаждения с заданными параметрами рабочих процессов, энергетическими, массогабаритными, ресурсными характеристиками; оптимизировать геометрические и режимные параметры газовой криогенной машины на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора. Проведены испытания, которые рассматриваются как опережающие исследования на экспериментальных образцах роторно-лопастного компрессора, позволяющие повысить эффективность бортовой системы охлаждения на этапе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.

Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты внедрения диссертационной работы подтверждены актами использования в соответствующих организациях, реализация результатов работы представлена в отчетах о НИР [20, 21, 22].

Апробация диссертационной работы:

Основные результаты работы обсуждались и докладывались на следующих конференциях:

- Международной научно-технической конференции молодых специалистов «Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин», посвященной 80-летию со дня рождения В.Б. Шнеппа, г. Казань, 2004 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции (с международным участием) «Современные тенденции развития автомобилестроения в России», г. Тольятти, ТГУ, 2005 г.;

- Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, г. Москва, 2006 г.;

- Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», г. Самара, СГАУ, 2006 г.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполнения теоретических и экспериментальных исследований разработаны методология и частные методики по расчету, проектированию и испытаниям многокамерного роторно-лопастного компрессора для бортовых систем охлаждения:

1. Разработана методика уточненного расчета рабочего процесса газовой криогенной машины Стирлинга на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора для различных конструктивно-компоновочных схем бортовых систем охлаждения до уровня температур 20 К, в том числе на уровень 65 К с индикаторной холодопроизводительностью до 47 Вт.

2. Предложена методика расчета рабочего процесса роторно-лопастного компрессора с бесконтактными уплотнениями, позволяющая оценить влияние различных конструктивных параметров на характеристики компрессора и выполнить его геометрическую оптимизацию с учетом компоновки.

3. Создана методика расчета перетечек между камерами роторно-лопастного компрессора, позволяющая в десять раз сократить временные затраты при расчете характеристик системы охлаждения.

4. Разработано методическое и программное обеспечение проведения испытаний, обработки результатов экспериментальных исследований и доводочных работ, существенно снижающее трудоемкость на этапе научно-исследовательской и опытно-конструкторской разработки роторно-лопастного компрессора для бортовых систем охлаждения.

5. Стендовые испытания экспериментальных образцов роторно-лопастного компрессора двух типоразмеров с различной организацией рабочих процессов, расчетной производительностью 18,4 м/ч и 1,5 м/ч позволили получить экспериментальные характеристики, подтвердившие их работоспособность, а также возможность применения в бортовых системах охлаждения летательных аппаратов.

6. Разработаны рекомендации по модернизации роторно-лопастного компрессора, позволяющие достичь расчетного коэффициента герметичности Хг = 0,95 и повысить производительность компрессора на 29,4% в сравнении с первоначальным вариантом, тем самым улучшить характеристики газовой криогенной машины на его основе.

7. Численным моделированием проведено опережающее исследование по прогнозированию рабочих характеристик многоуровневой газовой криогенной машины на базе многокамерного роторно-лопастного компрессора, подтвердившее эффективность ее применения по энергетическим (на 15%) и массовым (на 10%) характеристикам в сравнении с двумя газовыми криогенными машинами Стирлинга для поддержания различных температурных уровней охлаждения, тем самым доказана перспективность развития данного направления.

1. Архаров, A.M. Криогенные системы: основы теории и расчета Текст. / A.M. Архаров. М.: Машиностроение, 1988. - 464 с.

2. Архаров, A.M. Низкотемпературные газовые машины (криогенераторы) Текст. / A.M. Архаров. М.: Машиностроение, 1969. - 224с.

3. Архипов, В.Т. Оптимизация дроссельных микрокриогенных систем Текст. / В.Т. Архипов, В.А. Шевченко // Тепло- и моссообмен в криогенной технике: сб. науч. тр. / Физ.-техн. ин-т низ. Температур. -Киев: Наук. Думка, 1990. С. 74-80.

4. Беленький, А.А. Действительные циклы и динамика поршневого компрессора Текст. : учеб. пособие / А.А. Беленький. М.: Моск. инст. химич. машиностр., 1977. - 68 с.

5. Бершадский, С.А. Снижение вибраций и шума поршневых компрессоров Текст. / С.А. Бершадский. Л.: Судостроение, 1990. - 268 с.

6. Бродянский, В.М. Методика расчета схем криогенных установок Текст. : учеб. пособие / В.М. Бродянский, А.Г. Тащина. М.: Моск. энергетич. инст., 1972.-86 с.

7. Буренин, В.В. Бессмазочные поршневые уплотнения компрессоров Текст. / В.В. Буренин // Хим. и нефтегаз. машиностр. 1995. - №9. - С. 42-45.

8. Визгалов, С.В. Движение фаз в роторных компрессорах при сжатии газожидкостных смесей Текст. / С.В. Визгалов, A.M. Ибраев, А.А. Мифтахов // Компрессорная техника и пневматика. 1997. - №14-15. - С. 30-35.

9. Виршубский, И.М. Вихревые компрессоры Текст. / И.М. Виршубский -Л.: Машиностроение, 1988. 270 с.

10. Гольдин, А.С. Вибрация роторных машин Текст. / А.С. Гольдин. М.: Машиностроение, 2000. - 230 с.

11. Гороховский, Г.А. Газовые криогенные машины Текст. : учеб. пособие / Г.А. Гороховский. Омск: Омский политехи, инст., 1980. - 70с.

12. Грезин, А.К. Микрокриогенная техника Текст. / А.К. Грезин, B.C. Зиновьев. М.: Машиностроение, 1977. - 232 с.

13. Довгялло, А.И. Роторно-лопастной компрессор для бортовой системы охлаждения Текст./ А.И. Довгялло, И.В. Коломин // XIX Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения: тезисы докладов М., 2006. - С. 162-163.

14. Довгялло, А.И. Сильфонные термомеханические преобразователи Текст. / А.И. Довгялло. Самара: Самарский научный центр РАН, 2000. - 177 с.

15. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Текст. / И.Е. Идельчик; под ред. М.О. Штейнберга. М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.

16. Измайлов, Р.А. Нестационарные процессы в центробежном компрессоре Текст. / Р.А. Измайлов // Компрессорная техника и пневматика. 2000. -Вып. 5-С. 14-19.

17. Исследование роторно-лопастной машины ЭУ-733 на специализированном испытательном стенде Текст. : отчет о НИР (промежуточ.) / Самарск. гос. аэрокосм, ун-т; рук. Довгялло А.И.; исполн.: Коломин И.В. [и др.] Самара, 2005. - 63 с. -№ГР 01200106809.

18. Исследование роторно-лопастной машины ЭУ-733 на специализированном испытательном стенде (Этап 3) Текст. : отчет о НИР (промежуточ.) / Самарск. гос. аэрокосм, ун-т; рук. Довгялло А.И.; исполн.: Коломин И.В. [и др.] Самара, 2007.-45 с. -№ГР 01200106809.

19. Исследование роторно-лопастной машины ЭУ-734 на специализированном испытательном стенде Текст. : отчет о НИР (промежуточ.) / Самарск. гос. аэрокосм, ун-т; рук. Довгялло А.И.; исполн.: Коломин И.В. [и др.] Самара, 2005. - 70 с. - №ГР 01200106809.

20. Кириллов, Н.Г. Прогноз развития криогенных и энергетических установок на основе машин Стирлинга до 2010 года Текст. / Н.Г. Кириллов // Хим. и нефтегаз. машиностр. 2005. - №5. - С. 18-20.

21. Кирильцев, В.Т. Измерение физической величины Текст. : учеб. пособие / В.Т. Кирильцев. Самара: Самарский университет, 1992. - 64с.

22. Климовский, К.К. О повышении эффективности осевых насосов и компрессоров Текст. / К.К. Климовский // Конверсия в машиностроении. -2004.-№5.-С. 54-56.

23. Коломин, И.В. Влияние геометрических параметров на производительность роторно-лопастного компрессора Текст. / И.В. Коломин // Аспирантский вестник Поволжья. 2005. - №2. - С. 42-45.

24. Коломин, И.В. Предварительные испытания роторно-лопастной машины Текст. / И.В. Коломин, А.И. Довгялло, Ю.М. Русанов, В.В. Лысенков, Ю.М. Трубников // Вестник СГАУ 2006 №2(10) 4.1. С. 302-305.

25. Коломин, И.В. Роторно-кольцевой компрессор Текст. / И.В. Коломин, А.И. Довгялло // Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин: тезисы докладов. Казань, 2004. -С. 21-23.

26. Кошкин, Н.И. Справочник по элементарной физике Текст. / Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М.: Наука, 1980. - 208 с.

27. Красночуб, Е.К. Микрокриогенные системы охлаждения космических летательных аппаратов инфракрасного наблюдения на основе микрокриогенных систем Текст. / Е.К. Красночуб // Полет. Самара, 2004.-№11.-С. 41-48.

28. Линберг, А.Ф. Холодильный бесшатунный компрессор без смазки цилиндров Текст. / А.Ф. Линберг, С.А. Путилин // Холодильная техника 1990.-№5.-С. 35-38.

29. Майер, Э. Торцовые уплотнения Текст. / Э. Майер. М.: Машиностроение, 1978.-288 с.

30. Макаров, Г.В. Уплотнительные устройства Текст. / Г.В. Макаров. Л.: Машиностроение, 1973. - 232 с.

31. Макушкин, А.П. Полимеры в узлах трения и уплотнения при низких температурах Текст. / А.П. Макушкин. М.: Машиностроение, 1993. -288 с.

32. Микрокриогенные системы Электронный ресурс.: база данных содержит сведения о НТК «Криогенная техника». Режим доступа: http://www.cryontk.com7, свободный.

33. Микрокриогенные системы Электронный ресурс.: база данных содержит сведения о фирме ОАО «Сибкриотехника». Режим доступа: http://www.sibycryo.com/, свободный.

34. Михайлов, А.К. Компрессорные машины Текст. / А.К. Михайлов М.: Энергоатомиздат, 1989. - 286 с.

35. Никитин, Г.А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов Текст. / Г.А. Никитин. -М.: Машиностроение, 1982. 135 с.

36. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений Текст. / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. JL: Энергоатомиздат, Ленигр. отд-е, 1991. -304 с.

37. Новотельнов, В.Н. Криогенные машины Текст. / В.Н. Новотельное, А.Д. Суслов, В.Б. Полтараус. Спб.: Политехника, 1991. - 335 с.

38. Объемные компрессоры Текст.: Атлас конструкций / ред. Г.А. Поспелов -М.: Машиностроение, 1994. 120 с.

39. Пат. 1255718 МПК6 F01C 1/38. Объемная роторная машина Текст. / Гребень Е.Г. опубл. 1986.09.07.

40. Пат. 2154737 МПК7 F04C 1/44. Роторно-поршневая машина Текст. / Владимиров П.С. опубл. 2000.08.20.

41. Пат. 2186250 МПК7 F04C 9/00. Роторно-поршневой насос Текст. / Жабин В.М.-опубл. 2000.01.10.

42. Пат. 2193089 МПК7 F04C 9/00. Поршневая система с совершающими возвратно-поворотное движение поршнями (варианты) Текст. / Ким Чанг Киун- опубл. 2002.11.20.

43. Пат. 2200253 МПК7 F04C 18/30. Роторный компрессор (варианты) Текст. / Федоренко В.Н. опубл. 2002.04.10.

44. Пат. 2244163 МПК7 F04C 9/00. Сферический кривошипно-ползунный механизм (варианты) Текст. / Притула М.М. опубл. 2004.08.20.

45. Поташев, А.В. Проектирование новых колес для центробежных насосов методом обратных краевых задач Текст. / А.В. Поташев, Е.В. Поташева, А.В. Рубиновский // Энергетика и нефтяная промышленность. 2002. -Вып. 1-С. 5-18.

46. Проектирование и исследование компрессорных машин Текст. : сб. науч. тр. ЗАО НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа. Вып. 5 - Казань, 2004. -404 с.

47. Проектирование и расчет морозостойких подвижных уплотнений Текст. / И.Н. Черский, С.Н. Попов, И.З. Гольдштрах. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. - 123 с.

48. Расчет двигателя Стирлинга для бортовой энергосистемы космического летательного аппарата и наземной теплоэнергетической установки Текст. : метод, указания / В.Н. Белозерцев, В.В. Бирюк, А.И. Довгялло. -Самара: Самарск. гос. аэрокосм, ун-т, 2003. 35 с.

49. Расчет регенеративного теплообменника тепловых машин Текст. : метод, указания / В.Н. Белозерцев, В.В. Бирюк, А.И. Довгялло, В.И. Кузькин. -Самара: Самарск. гос. аэрокосм, ун-т, 1992. 20 с.

50. Ридер, Г. Двигатели Стирлинга Текст. / Грэхем Томас Ридер, Чарльз Хупер; перевод с англ. М.: Мир, 1986. - 464 с.

51. Суслов, А.Д. Криогенные газовые машины Текст. / А.Д. Суслов [и др.] -М.: Машиностроение, 1982. 213 с.

52. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин Текст. / Е.М. Бамбушек [и др.]; общ. ред. И.А. Сакун- JL: Машиностроение, 1987. -422 с.

53. Трошкин, Ю.С. Микрокриогенная система с газовой криогенной машиной Стирлинга интегрального типа для охлаждения фоточувствительных элементов Текст. / Ю.С. Трошкин, A.JI. Чапкевич // Прикладная физика. 1999. - №3. - С. 19-25.

54. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник Текст. / JT.A. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер; под ред. А.И. Голубева. М.: Машиностроение, 1994.-448 с.

55. Уокер, Г. Двигатели Стирлинга/ Сокр. пер. с англ. Б.В. Сутугина и Н.В. Сутугина Текст. / Грэхем Уокер. М.: Энергия, 1985.-408 с.

56. Уокер, Г. Машины, работающие по циклу Стирлинга Текст. / Грэхем Уокер; перевод с англ. М.: Энергия, 1978. - 152 с.

57. Федоренко, В.И., Компрессоры и насосы на основе объемных роторно-волновых машин Текст. / В.И. Федоренко, И.Н. Федоренко // Автомобильная промышленность. 2005. - №3. - С. 18-21.

58. Физические величины Текст.: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.Н. Братковский [и др.]; под ред. И.С. Григорьева. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

59. Френкель, М.И. Поршневые компрессоры. Теория конструкции и основы проектирования Текст. / М.И.Френкель. JI.-Машиностроение, 1969. -744 с.

60. Хаппель, Дж. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса Текст. / Джон Хаппель, Говард Бреннер; перевод с англ. под ред. Ю.А. Буевича -М.: Издательство «МИР», 1976. 632 с.

61. Холодильные компрессоры Текст.: Справочник / А.В. Быков [и др.]; общ. ред. А.В. Быков. М.: Колос, 1992. - 304 с.

62. Холодильные установки Текст./ И.Г. Чумак [и др.] М.: Агропромиздат, 1991.-416с.

63. Шнепп, В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин Текст. / В.Б. Шнепп. М.: Машиностроение, 1995. - 240 с.

64. Яманин, А.И. Динамика поршневых двигателей Текст. : учеб. пособие / А.И. Яманин, А.В. Жаров. М.: Машиностроение, 2003. - 464 с.

65. Cryogenic coolers Электронный ресурс.: база данных содержит сведения о фирме «Astrium». Режим доступа: http://www.astrium-space.com/, свободный.

66. Opposed piston power unit: United States Patent 3,910,239/Richard James. -№478,173; заявл. 10.06.1974; опубл. 07.10.1975 12 е.: ил.

67. Rotary internal combustion engine: United States Patent 3,789,809/Emil Georg Schubert.-№248,863; заявл. 01.05.1972; опубл. 05.02.1974-7 е.: ил.

68. Rotor-Vane Compressor for Onboard Cooling System Text. / A.I. Dovgjallo, I.V. Kolomin // XIX International Scientific and Engineering Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices: abstracts M., 2006. - P. 144.

69. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике Текст. / А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов [и др.] СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800 с.