Анализ характеристик рабочих колес встречного вращения осевой активной турбинной ступени при различных отношениях окружных скоростей

работе выполнен анализ основных эксплуатационных характеристик соосных рабочих колес активной осевой турбинной ступени при встречном их вращении для различных отношений окружных скоростей. Исследования проводились с целью обеспечения согласованной работы рабочих колес встречного вращения и одновременно приводимых двух вспомогательных механизмов, что позволит снизить общее количество приводных двигателей. Получены оптимальные значения выходных углов рабочих решеток, соответствующих максимальному КПД турбинной ступени. Установлено, что увеличение окружной скорости второго рабочего колеса по отношению к окружной скорости первого приводит к снижению оптимальных выходных углов рабочих решеток, наиболее интенсивное снижение имеет место для второй рабочей решетки. В процессе исследований соотношение окружных скоростей рабочих колес при встречном вращении изменялось путем изменения окружной скорости второго рабочего колеса. При этом внешние характеристики первого рабочего колеса в зависимости от скоростной характеристики оставались неизменными, и характеристики турбинной ступени изменялись за счет показателей второго рабочего колеса. Определено влияние отношения окружных скоростей на оптимальную скоростную характеристику турбинной ступени и второго рабочего колеса. Полученные мощностные и моментные эксплуатационные показатели могут служить основанием для подбора вспомогательных механизмов приводимых рабочими колесами встречного вращения при проектировании морских судов и их энергетических установок.

1. Егоров Э. О. Идеология и практика обновления рыбопромыслового флота / Э. О. Егоров // Судостроение. — 2012. — № 1(800). — С. 18–20. EDN OYSDXH.

2. Ватолин Д. С. Перспективы развития отечественных пропульсивных комплексов для танкеров-газовозов класса ARC7 / Д. С. Ватолин // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2025. — Т. 17. — № 1. — С. 148–155. EDN IVBWNM. DOI: 10.21821/2309-5180-2025-17-1-148-155.

3. Патент 2305772 Российская Федерация МПК F01D 1/26 осевая проточная турбина / В. В. Михайлов; № 2005127434/06; заявл. 01.09.2005; опубл. 10.09.2007. — Бюл. — № 25. — 7 c. EDN WFVEUK.

4. Заявка на патент 2002132845 Российская Федерация, МПК3/067 Осевая и осерадиальная турбомашина с колесами встречного вращения / А. Ф. Исачкин. — № 2002132845/06А; заявл. 03.12.2002; опубл. 20.08.2004.

5. Патент 2742711 Российская Федерация МПК F01D 1/32 Радиальная биротативная активно-реактивная турбина (варианты) / А. Г. Леонов, М. В. Палкин, С. В. Иванина; № 2018116219; заявл. 28.04.2018; опубл. 09.02.2021. — Бюл. № 4. — 22 c.

6. Подболотов С. В. Математическое и экспериментальное моделирование режимов работы центробежной турбомашиныс коаксиальным расположением рабочих колес / С. В. Подболотов, А. Д. Кольга // Известия Уральского государственного горного университета. — 2018. — № 1(49). — С. 80–84. EDN YVJMFW. DOI: 10.21440/2307-2091-2018-1-80-84.

7. Конюков В. Л. Особенности характеристик рабочего колеса турбомашины с радиальными лопатками симметричного профиля в режиме турбины / В. Л. Конюков, А. Н. Горбенко, В. И. Плющаев [и др.] // Морские интеллектуальные технологии. — 2024. — № 4-2(66). — С. 64–69. EDN AVJYTZ. DOI: 10.37220/MIT.202A.66A.060.

8. Ставинский А. А. Совершенствование судовых электромеханических систем встречного вращения на основе специальных асинхронных двигателей / А. А. Ставинский // Судостроение. — 2011. — № 6(799). — С. 35–38. EDN ONPSNB.

9. Левенталь М. Ю. Оценка погрешности численного метода газодинамки при расчете профильных потерь в турбинных решетках / М. Ю. Левенталь // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. — 2014. — № 2. — С. 8–11. EDN ZIXESV.

10. Конюков В. Л. Характеристики судовой активной турбинной ступени, приводящей вспомогательные механизмы рабочими колесами встречного вращения / В. Л. Конюков // Научные проблемы водного транспорта. — 2025. — № 85. — С. 65–74. EDN OLDCZU. DOI: 10.37890/jwt.vi85.662.

11. Кузнецов В. В. Судовые турбомашины. Основы теории судовых турбомашинй. — Москва : ИНФРА-М. 2021. — 176 с.

12. Погодин Ю. М. Проблемы создания паровых турбин для компактных атомных энергетических установок кораблей с электродвижением / Ю. М. Погодин, А. П. Безухов // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. — 2023. — № 4(8). — С. 82–88. EDN UCWCEE.

13. Пассар А. В. Влияние конструктивного угла выхода сопел турбины системы наддува поршневого двигателя на эффективность ее работы / А. В. Пассар, Д. В. Тимошенко // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2024. — Т. 16. — № 4. — С. 553–566. EDN GXROPO. DOI: 10.21821/2309-5180-2024-16-4-553-566.

14. Крюков А. А. Влияния шага сопловой лопатки на коэффициент скорости центростремительной турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса / А. А. Крюков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 73–81. EDN UEUORN. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-1-73-81.

15. Крюков А. А. Моделирование потерь энергии в центростремительной турбине с частичным облопачиванием рабочего колеса / А. А. Крюков, С. В. Куличков, А. А. Ратников // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 5. — С. 858–866. EDN RHUXEV. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-5-858-866.

16. Фершалов Ю. Я. Определение степени расширения сопел с малым углом выхода для сопловых аппаратов малорасходных турбин / Ю. Я. Фершалов, В. Т. Луценко // Судостроение. — 2012. — № 4(803). — С. 50–51. EDN PBMJCF.

17. Конюков В. Л. Характеристики рабочего колеса турбомашины с радиальными лопатками симметричного профиля в режиме компрессора / В. Л. Конюков, А. Н. Горбенко // Научные проблемы водного транспорта. — 2025. — № 83. — С. 86–94. EDN ERTYRE. DOI: 10.37890/jwt.vi83.593.