avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-4-80-87YCVDGEavroen-137Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGРеверс-инжиниринг и численное моделирование течения вязкого газа ступени центробежного компрессора турбостартера ТС-21 для построения напорной характеристики с целью дальнейшей модернизацииРеверс-инжиниринг и численное моделирование течения вязкого газа ступени центробежного компрессора турбостартера ТС-21 для построения напорной характеристики с целью дальнейшей модернизацииШешуковА. П.SheshukovA. P.

Шешуков Артём Павлович, магистрант гр. 3241303/50501 Высшей школы энергетическогомашиностроения

Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Sheshukov Artem Pavlovich, Master's Student of the Higher School of Power Engineering

Russia, Saint Petersburg, Polytechnicheskaya St., 29, 195251

artgrom.sheshukov.1999@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7842-9614ЯблоковА. М.YablokovA. M.

Яблоков Алексей Михайлович, старший преподаватель Высшей школы энергетического машиностроенияAuthorID (РИНЦ): 846269AuthorID (SCOPUS): 57199231312ResearcherID: M-7787-2018

Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Yablokov Aleksey Mikhaylovich, Senior Lecturer of the Higher School of Power Engineering

Russia, Saint Petersburg, Polytechnicheskaya St., 29, 195251

yablokovaleksey@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9380-9754МаренинаЛ. Н.

Маренина Любовь Николаевна, кандидат технических наук, старший преподаватель Высшей школы энергетического машиностроенияAuthorID (SCOPUS): 57188961410ResearcherID: C-6788-2017

Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

marenina_ln@mail.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202530122025948087Copyright © Шешуков А.П., Яблоков А.М., Маренина Л.Н., 20252025Шешуков А.П., Яблоков А.М., Маренина Л.Н.Sheshukov A.P., Yablokov A.M., Маренина Л.Н.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/137

В работе представлены результаты 3D-сканирования геометрии проточной части центробежного компрессора ТС-21, а также результаты численного исследования течения вязкого газа в проточной части компрессора. Построены газодинамические характеристики компрессора на основе отсканированной оригинальной геометрии проточной части. Проведена оценка использования реверс-инжиниринга в энергетической и авиационной промышленности. Было выявлено, что помимо использования 3D-сканирования для лопаток рабочих колес необходимо проводить дополнительные операции, так как входные кромки лопаток получались более острые в результате погрешности обработки, вследствие чего возникает ударное обтекание и некорректное проектирование, модернизация промышленного и авиационного динамического оборудования.

В работе представлены результаты 3D-сканирования геометрии проточной части центробежного компрессора ТС-21, а также результаты численного исследования течения вязкого газа в проточной части компрессора. Построены газодинамические характеристики компрессора на основе отсканированной оригинальной геометрии проточной части. Проведена оценка использования реверс-инжиниринга в энергетической и авиационной промышленности. Было выявлено, что помимо использования 3D-сканирования для лопаток рабочих колес необходимо проводить дополнительные операции, так как входные кромки лопаток получались более острые в результате погрешности обработки, вследствие чего возникает ударное обтекание и некорректное проектирование, модернизация промышленного и авиационного динамического оборудования.

центробежный компрессорлопаточный диффузоррабочее колесочисленное моделированиехарактеристикареверс-инжинирингцентробежный компрессорлопаточный диффузоррабочее колесочисленное моделированиехарактеристикареверс-инжинирингReferencesСон П. Ю. Перспективы и вызовы импортозамещения в российской энергетике // Экономические исследования и разработки. 2023. № 4-2. С. 93–100. EDN: OVXPPD.Son P. Yu. Perspektivy i vyzovy importozameshcheniya v rossiyskoy energetike [Prospects and challenges of import substitution in the Russian energy sector] Ekonomicheskiye issledovaniya i razrabotki. Economic Development Research Journal. 2023. No. 4-2. P. 93–100. EDN: OVXPPD. (In Russ.).Рубанова К. А. Исследование применения обратного инжиниринга российскими промышленными компаниями // Human Progress. 2024. Т. 10, № 1. С. 3. DOI: 10.34709/IM.1101.17. EDN: QOZBOA.Rubanova K. A. Issledovaniye primeneniya obratnogo inzhiniringa rossiyskimi promyshlennymi kompaniyami [Research on the reverse engineering usage by Russian industrial companies]. Human Progress. 2024. Vol. 10, no. 1. P. 3. DOI: 10.34709/IM.1101.17. EDN: QOZBOA. (In Russ.).Винниченко А. В., Назаревич С. А. Применимость модели обратного инжиниринга для задач унификации в процессах системного проектирования машиностроительных предприятий // Science and Education: Problems and Innovations: сб. ст. V Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Наука и Просвещение, 2020. С. 34–39. EDN: VCJWGW.Vinnichenko A. V., Nazarevich S. A. Primenimost’ modeli obratnogo inzhiniringa dlya zadach unifikatsii v protsessakh sistemnogo proyektirovaniya mashinostroitel’nykh predpriyatiy [Applicability of the reverse engineering model for unification problems in the processes of system design of machine-building enterprises]. Science and Education: Problems and Innovations. Penza, 2020. P. 34–39. EDN: VCJWGW. (In Russ.).Сарманаева А. Ф., Соколов Н. В., Паранина О. Ю. [и др.]. Проблемные вопросы и пути их решения при проведении реверс-инжиниринга узлов компрессорных машин // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2024. Т. 8, № 3. С. 53–60. DOI: 10.25206/2588-0373-2024-8-3-53-60. EDN: BUMOUY.Sarmanayeva A. F., Sokolov N. V., Paranina O. Yu. [et al.]. Problemnyye voprosy i puti ikh resheniya pri provedenii reversinzhiniringa uzlov kompressornykh mashin [Problematic issues and ways to solve them during reverse engineering of compressor design unit]. Omskiy nauchnyy vestnik. Seriya Aviatsionnoraketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2024. Vol. 8, no. 3. P. 53–60. DOI: 10.25206/2588-0373-2024-8-3-53-60. EDN: BUMOUY. (In Russ.).Кузьмин Н. В. Разработка мобильного стенда для запуска ТС-21 // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2022. № 1 (26). С. 47–52. EDN: ZOISYW.Kuzmin N. V. Razrabotka mobil’nogo stenda dlya zapuska TS-21 [Development of a mobile stand for launching TS-21]. Molodezhnyy Vestnik Ufimskogo Gosudarstvennogo Aviatsionnogo Tekhnicheskogo Universiteta. 2022. No. 1 (26). P. 47–52. EDN: ZOISYW. (In Russ.).Хейфец М. Л., Грецкий Н. Л., Хилько Д. Н. Реверс-инжиниринг в аддитивном и ремонтном производстве сложнопрофильных и крупногабаритных изделий // Перспективы развития аддитивных технологий в Республике Беларусь: сб. тр. конф. Минск: РУП «Издательский дом «Белорусская наука», 2023. С. 149–156. EDN: GZIYCW.Kheyfets M. L., Gretskiy N. L., Khilko D. N. Reversinzhiniring v additivnom i remontnom proizvodstve slozhnoprofil’nykh i krupnogabaritnykh izdeliy [Reverse engineering in additive and repair manufacturing of complex and largesized products]. Perspektivy razvitiya additivnykh tekhnologiy v Respublike Belarus’. Оpportunities for the Development of Additive Technologies in the Republic of Belarus. Minsk, 2023. P. 149–156. EDN: GZIYCW. (In Russ.).Тараховский А. Ю., Смирнов И. А. Реверс-инжиниринг коленчатого вала компрессора // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 18. С. 91–97. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-18-91-97. EDN: KRSOSS.Tarakhovskiy A. Yu., Smirnov I. A. Revers-inzhiniring kolenchatogo vala kompressora [Reverse engineering of the compressor crankshaft]. Transportnoye, gornoye i stroitel’noye mashinostroyeniye: nauka i proizvodstvo. Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. 2023. No. 18. P. 91–97. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-18-91-97. EDN: KRSOSS. (In Russ.).Wang P., Zhang M. M., Zangeneh M. A. Novel optimisation of a transonic centrifugal impeller based on 3D inverse design approach. Proceedings of the ASME Turbo Expo 2023: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. 2023. Vol. 13D. V13DT35A019. DOI: 10.1115/GT2023-103145.Wang P., Zhang M. M., Zangeneh M. A. Novel optimisation of a transonic centrifugal impeller based on 3D inverse design approach. Proceedings of the ASME Turbo Expo 2023: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. 2023. Vol. 13D. V13DT35A019. DOI: 10.1115/GT2023-103145.Oliveira R., Zhang L., Zangeneh M. Tandem-blade centrifugal compressor design and optimization by means of 3D inverse design. European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics. 2023. DOI: 10.29008/ETC2023-270.Oliveira R., Zhang L., Zangeneh M. Tandem-blade centrifugal compressor design and optimization by means of 3D inverse design. European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics. 2023. DOI: 10.29008/ETC2023-270.Скрипничук Е. В., Решетникова Е. С. Реверсивный инжиниринг // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2021. № 20. С. 238–245. EDN: MRAOWG.Skripnichuk E. V., Reshetnikova E. S. Reversivnyy inzhiniring [Reverse engineering]. Tekhnologii Metallurgii, Mashinostroyeniya i Materialoobrabotki. 2021. No. 20. P. 238–245. EDN: MRAOWG. (In Russ.).Саса Д. А., Тараховский А. Ю. Создание методики повышения производительности процесса создания твердотельной 3D-модели из реального объекта с помощью оптического сканера // Современные технологии: проблемы и перспективы: сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. для аспирантов, студентов и молодых ученых. Севастополь, 2021. C. 49–55. EDN: NLHFGJ.Sasa D. A., Tarakhovskiy A. Yu. Sozdaniye metodiki povysheniya proizvoditel’nosti protsessa sozdaniya tverdotel’noy 3-D modeli iz real’nogo ob”yekta s pomoshch’yu opticheskogo skanera [Creating a technique for improving the performance of the process of creating a solid-state 3-D model from a real object using an optical scanner]. Sovremennyye Tekhnologii: Problemy i Perspektivy. Sevastopol, 2021. P. 49–55. EDN: NLHFGJ. (In Russ.).Филимонов Е. В., Маренина Л. Н., Дроздов А. А., Садовский Н. И. Опыт применения 3Д-сканирования и CFD-расчетов для исследования течения в рабочем колесе многовального центробежного компрессора и проведения оптимизации // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2024. Т. 8, № 3. С. 69–79. DOI: 10.25206/2588-0373-2024-8-3-69-79. EDN: EKLOEM.Filimonov E. V., Marenina L. N., Drozdov A. A., Sadovskiy N. I. Opyt primeneniya 3D-skanirovaniya i CFD-raschetov dlya issledovaniya techeniya v rabochem kolese mnogoval’nogo tsentrobezhnogo kompressora i provedeniya optimizatsii [Experience of applying 3D-scanning and CFD calculations to study and optimization the flow in the impeller of a multishaft centrifugal compressor]. Omskiy nauchnyy vestnik. Seriya Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2024. Vol. 8, no 3. P. 69–79. DOI: 10.25206/2588-0373-2024-8-3-69-79. EDN: EKLOEM. (In Russ.).Данилишин А. М. Повышение эффективности турбохолодильных машин с центробежными компрессорными ступенями концевого типа: дис. … канд. техн. наук. СанктПетербург, 2023. 294 с. EDN: EIBGKB.Danylyshyn A. M. Povysheniye effektivnosti turbokholodil’nykh mashin s tsentrobezhnymi kompressornymi stupenyami kontsevogo tipa [Increasing of the urborefrigerating machines efficiency with the centrifugal compressors end type high-head stages]. Saint Petersburg, 2023. 294 p. EDN: EIBGKB. (In Russ.).Данилишин А. М., Кожухов Ю. В. Численное моделирование турбулентного течения в высоконапорном осерадиальном рабочем колесе центробежного компрессора холодильных машин // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 2. С. 59–70. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-2-59-70. EDN: ZDJATL.Danilishin A. M., Kozhukhov Yu. V. Chislennoye modelirovaniye turbulentnogo techeniya v vysokonapornom oseradial’nom rabochem kolese tsentrobezhnogo kompressora kholodil’nykh mashin [Numerical simulation of turbulent flow in high-head impeller of centrifugal compressor]. Omskiy nauchnyy vestnik. Seriya Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series AviationRocket and Power Engineering. 2022. Vol. 6, no. 2. P. 59–70. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-2-59-70. EDN: ZDJATL. (In Russ.).Яблоков А. М., Садовский Н. И., Кожухов Ю. В. Моделирование течения вязкого газа в модельных малорасходных ступенях центробежного компрессора // Территория Нефтегаз. 2019. № 5. С. 28–35. EDN: IIOKWP.Yablokov A. M., Sadovskiy N. I., Kozhukhov Yu. V. Modelirovaniye techeniya vyazkogo gaza v model’nykh maloraskhodnykh stupenyakh tsentrobezhnogo kompressora [Simulation of viscid gas flow in model low consumption centrifugal compressor stages]. Territoriya Neftegaz. Oil and Gas Territory. 2019. No. 5. P. 28–35. EDN: IIOKWP. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.