ISSN 1727-7337 (print) АВІАЦІЙНО-КОСМІЧНА ТЕХНІКА І ТЕХНОЛОГІЯ, 2020, № 7(167) ISSN 2663-2217 (online) 24 УДК 621.452.3:621.664 doi: 10.32620/aktt.2020.7.04 И. С. РОМАНЕНКО 1, 2 , А. В. БЕЛОГУБ 1 1 Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Харьков, Украина 2 JSC FED, Харьков, Украина АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ТОПЛИВНЫХ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСАХ ГТД В статье описана проблемы моделирования рабочего процесса в элементах качающего узла шестерен- ного топливного насоса ГТД, перекачивающего маловязкую жидкость - керосин. Показано, что под- шипники скольжения в таких насосах при повышении быстроходности продолжают работать на режимах граничного трения. Показано, что торцевые и радиальные зазоры переменны, а система дренажа не оптимальна и все это не поддается моделированию по известным методикам. Приведено описание основных элементов качающего узла шестеренного насоса и упрощенная геометрическая мо- дель, на основе которой выполняется анализ его работы. Кратко описаны проблемы, возникающие на этапе проектирования, доводки и эксплуатации шестеренных топливных насосов. Проведен предва- рительный анализ методик проектирования, который показал, что изученность ряда параметров ра- бочего процесса на сегодняшний день недостаточна, учет влияния ряда факторов на работу конкрет- ного насоса на этапе проектирования является невозможным, что снижает вероятность получения оптимальной конструкции и качественной оценки ее работы. Приведено описание работы шестерён, системы торцевого поджима, торцевых и радиальных подшипников скольжения. Приведен анализ особенностей модельного распределения давления в рабочей полости насоса от линейного распределе- ния до срабатывания перепада на одном зубе, а также, выполнено сравнение принятых распределений в расчетных методиках и в источниках литературы. Описаны особенности нагружения подшипников и условия их работы и смазки. Выполнен анализ особенностей работы шестеренного топливного насо- са ГТД на основе предварительных расчетов, рекомендаций в источниках литературы и эксперимен- тальных данных. Сформулированы задачи, которые должны дать ответы на основные вопросы моде- лирования, а именно вопросы о распределении давления во впадинах зубьев на стационарных и переход- ных режимах работы, об утечках рабочей жидкости (керосина) через переменные торцевые и ради- альные зазоры, о динамике движения шестерен и сопряженных деталей и влиянии внешних условий (температур, давлений, внешних вибраций и пр.) на работу насоса в целом. Ключевые слова: шестеренный насос; подпятники; кавитация; шестерня; поджим. Введение Шестеренные насосы являются одними из наиболее часто применяемых в современной техни- ке. Их простота и надежность позволили им занять свою нишу в авиации, в частности в авиационных двигателях, но, как и для всех узлов и агрегатов, от них требуется высокая надежность и эффектив- ность. Особый интерес представляют топливные насосы высокого давления, перекачивающие мало- вязкую жидкость – керосин, находящие преимуще- ственное применение в системах топливоподачи авиационных ГТД. Классические методики проектирования таких насосов на сегодняшний день достигли границ при- менимости и возникает необходимость в их даль- нейшем совершенствовании. Как правило, проекти- рование выполняется по полуэмпирическим мето- дикам, основанным на сложных и ресурсоёмких экспериментах [1 – 3]. Выбор основных геометриче- ских размеров шестеренного насоса не является сложной задачей и у большинства авторов [1 – 3] является схожим, но для расчета объемных и меха- нических потерь, торцевых и радиальных опор (подшипников) и прочих «мелочей» единой методи- ки для расчетов не создано. В шестеренном насосе основные объемные по- тери связаны с утечками в торцевых и радиальных зазорах, а также в зацеплении [2]. В процессе рабо- ты насоса действительные торцевые зазоры пере- менны. Изменения величин зазоров вызываются биением торцов шестерен, пульсацией давления в нагнетательном трубопроводе, отклонениями от плоскостности сопряженных торцов роторов и уплотняющих деталей, неровностями на торцовых поверхностях деталей, компрессией жидкости во впадинах зубьев и упругой деформацией поверхно- стей скольжения в зоне контакта. Изученность этих  И. С. Романенко, А. В. Белогуб, 2020