Разработка научного подхода к развитию многопоточных струйных систем на основе методологии Эйлера

UDK: 622.276.5.05.001.41
DOI: 10.24887/0028-2448-2025-9-30-35
Ключевые слова: струйная система, лопастная машина, вектор тяги, компьютерное моделирование
Авт.: Ю.А. Сазонов, д.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); М.А. Мохов, д.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); И.В. Грязнова, к.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); В.В. Воронова, к.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); Х.А. Туманян (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); Е.И. Конюшков (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина)

В статье рассмтрены результаты проведения междисциплинарных исследований в рамках нового научного направления, связанного с управлением вектором тяги в пределах полной геометрической сферы, когда угол отклонения вектора тяги может изменяться от 180° до -180° в любом направлении. Описан один из запатентованных вариантов распределения энергии рабочего газа в многопоточной струйной системе. Распределение энергии проанализировано на примере с лопастной машиной, способной работать в режиме как осевого, так и центробежного, вентилятора. Регулирование площади критического сечения канала может выполняться при использовании аналога ирисовой диафрагмы. Показаны отдельные направления практического применения полученных результатов. Для создания перспективных систем управления и обучения конструкторов предложено использовать методологию Эйлера и CFD-технологии. Рассмотрены варианты полного и частичного перекрытия каналов для смены режима работы с изменением направления вектора тяги, его модуля и координат у начальной точки приложения силы. Подготовлен научный задел для развития многопоточных струйных систем на основе методологии Эйлера. Рассмотрены два основных направления научных исследований: энергосберегающая энергетика и транспортные системы (на суше, в море и воздухе).

Список литературы

1. Investigation of a Multiflow Ejector Equipped with Variable-Length Links for Thrust Vector Control Using Euler’s Methodology / Y.A. Sazonov, M.A. Mokhov,

A.V. Bondarenko [et al.] // Eng. – 2024. – V. 5. – P. 2999–3022. – https://doi.org/10.3390/eng5040156. – EDN: LNNNVF

2. Study of Reversible Nozzle Apparatuses Using Euler Methodology and CFD Technologies / Y.A. Sazonov, M.A. Mokhov, A.V. Bondarenko [et al.] // Civil Engineering Journal (Iran). – 2024. – V. 10 (11). – P. 3640–3671. – https://doi.org/10.28991/CEJ-2024-010-11-013. – EDN: CKYTUG

3. Zhang T., Strbac G. Novel Artificial Intelligence Applications in Energy: A Systematic Review // Energies. – 2025. – No. 18. – https://doi.org/10.3390/en18143747

4. Zhang W., Zhao Sh. Envisioning the blueprint: Aeronautics in large models era // Chinese Journal of Aeronautics. – 2025. – V. 38. – Iss. 8. – https://doi.org/10.1016/j.cja.2025.103607

5. Горохов В.Г. Эволюция инженерии: от простоты к сложности. – М.: Институт философии Российской Академии наук, 2015. – URL: https://gtmarket.ru/library/basis/7366

6. Акофф Р., Мэгидсон Дж., Эддисон Г. Идеализированное проектирование // Электронная публикация: Центр гуманитарных технологий. – 02.10.2014. – URL: https://gtmarket.ru/library/basis/7079

7. An investigation of innovative strategies in underwater soft robotics / Sh.A. Hasib, M.M. Gulzar, S.R. Oishy [et al.] // Engineering Science and Technology, an International Journal. – 2025. – V. 70. – https://doi.org/10.1016/j.jestch.2025.102123

8. US Patent 2446266. Jet propelled helicopter rotor / Inventor: Thomas L. Assignee: Cummings, Publication Date: 08/03/1948. – https://www.freepatentsonline.com/2446266.pdf

9. Effects of Tip Injection on a Turbofan Engine with Non-Invasive High-Speed Actuators / Y. Schäfer, M. Stößel, A. Barnique [et al.] // Int. J. Turbomach. Propuls. – 2025. – V. 10, 9. – https://doi.org/10.3390/ijtpp10020009

10. Design of a Novel Pump Cavitation Valve and Study of Its Cavitation Characteristics / Y. Luo, Z. Wu, Z. Li [et al.] // Water. – 2025. – V. 17. – P. 1503. – https://doi.org/10.3390/w17101503

11. Mena-Arciniega C., Criollo L., Xing S. Topology optimization methods for morphing aircraft design: a review // Aviation. – 2024. – V. 28 (4). – P. 292–305. – https://doi.org/10.3846/aviation.2024.22596

12. Turbine Performance of Variable Geometry Turbocharger Applied to Small Gasoline Engine Considering Heat Transfer Effect / J.-E. Yun, J.-Y. Shin, C. Harsito

[et al.] // Energies. – 2025. – V. 18. – P. 3775. – https://doi.org/10.3390/en18143775

13. A High-Efficient Modeling Method for Aerodynamic Loads of an Airfoil with Active Leading Edge Based on RFA and CFD / S. Fang, S. Zhang, J. Zhou, W.Yang // Aerospace. – 2025. – V. 12. – https://doi.org/10.3390/aerospace12070632

14. Xu T., Meng W., Zhang J. Energy Optimal Trajectory Planning for the Morphing Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle Based on Hierarchical Reinforcement Learning // Drones. – 2025. – V. 9 (7). – https://doi.org/10.3390/drones9070498

15. The Aerodynamically Driven Orientation Control of a Solar Panel on an Aircraft with Numerical Simulation / A. Fazylova, K. Alipbayev, K. Myrzabekov [et al.] // Drones. – 2025. – V. 9. – https://doi.org/10.3390/drones9070458

16. Comparison of blended wing body and tube-and-wing performance characteristics / J. Ahuja, C. Perron, R.D. Bermudez Rivera [et al.] // The Aeronautical Journal. – V. 129. – no. 1337. – https://doi.org/10.1017/aer.2025.8

17. Ракетно-прямоточные двигатели на твердых и пастообразных топливах / В.А. Сорокин, Л.С. Яновский, В.А. Козлов [и др.]. – М.: Физматлит, 2010. – 318 с.

18. Shanmugam P., Kanjikovil Mahali P., Raja S. An Efficient SDOF Sweep Wing Morphing Technology for eVTOL-UAV and Experimental Realization // Drones. – 2025. – V. 9. – https://doi.org/10.3390/drones9060435

19. Павленко В.Ф. Силовые установки с поворотом вектора тяги в полете – М.: Машиностроение, 1987. – 200 с.

20. Multi-Criteria Analysis in the Selection of Alternative Fuels for Pulse Engines in the Aspect of Environmental Protection / G.M. Szymański, B. Wyrwas, K. Strugarek [et al.] // Energies. – 2025. – V. 18. –https://doi.org/10.3390/en18143604

21. US Patent 10465538. Gas turbine engine with reversible fan. Assignee: General Electric Company. Publication Date:11/05/2019. – https://www.freepatentsonline.com/10465538.pdf

22. Пат. № 2778961 C1 РФ, МПК F04F 5/02. Струйная насосная установка: № 2021136705: заявл. 13.12.2021: опубл. 29.08.2022 / Ю.А. Сазонов, М.А. Мохов,

Х.А. Туманян, М.А. Франков, В.В. Воронова, Н.Н. Балака; заявитель: Российский государственный университет нефти и газа. – EDN: PYMZYN

23. Пат. № 2802351 C1 РФ, МПК F04F 5/44. Струйный аппарат: № 2022129561: заявл. 15.11.2022: опубл. 25.08.2023 / Ю.А. Сазонов, М.А. Мохов, Х.А. Туманян, М.А. Франков, В.В. Воронова, Н.Н. Балака: Российский государственный университет нефти и газа. – EDN: LDENGA

24. Пат. на полезную модель № 214113 U1 РФ, МПК F04F 5/00. Струйная установка: № 2022116651: заявл. 21.06.2022: опубл. 12.10.2022 / Ю.А. Сазонов,

М.А. Мохов, Х.А. Туманян, М.А. Франков, В.В. Воронова, Н.Н. Балака; заявитель Российский государственный университет нефти и газа. – EDN: BTQAWK



Внимание!
Купить полный текст статьи (русская версия, формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.