Τρισδιάστατη ψηφιακή σχεδίαση (CAD) και ανάλυση (CAE) κινητήρα jet
Three-Dimensional digital design (CAD) and analysis (CAE) of a jet engine

Λέξεις-κλειδιά
Τρισδιάστατη σχεδίαση ; CAD ; Σχεδιασμός με βοήθεια υπολογιστή ; CAE ; Turbojet κινητήρας ; UAV ; Modal analysis ; Πτερύγια ; Τουρμπίνα ; Creo ParametricΠερίληψη
Αυτή η διπλωματική εργασία εξερευνά την τρισδιάστατη ψηφιακή σχεδίαση (CAD) και ανάλυση (CAE) ενός μη συγκεκριμένου μικρού turbojet κινητήρα βασισμένου σε κινητήρες τύπου MTJE (Micro Turbo Jet Engines) όπως είναι για παράδειγμα ο Jetcat P60
SE και ο PBS TJ100. Ο κινητήρας που σχεδιάστηκε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μη επανδρωμένα εναέρια σκάφη (Unmanned aerial vehicle - UAV). Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Creo parametric δημιουργήθηκε ένα λεπτομερές μοντέλο ενός turbojet
κινητήρα. Σχεδιάστηκαν τόσο, τα κύρια μέρη του όπως είναι ο κομπρέσορας, ο θάλαμος ανάφλεξης, και η τουρμπίνα αλλά και πιο δευτερεύοντα μέρη. Η εργασία αυτή εμβαθύνει στην ανάλυση των παλμικών χαρακτηριστικών του κινητήρα (modal analysis)
μελετώντας τις φυσικές συχνότητες των πτερύγιων της τουρμπίνας καθώς και πιθανές αστοχίες του υλικού ή ακόμη και του σχεδίου λόγω συγχρονισμού των συχνοτήτων. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης αυτής χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση και τη
βελτίωση του σχεδίου. Η ενσωμάτωση της ψηφιακής σχεδίασης (CAD) και ανάλυσης (CAE) εξασφαλίζει μια ολοκληρωμένη προσέγγιση τόσο για τη σχεδίαση όσο και για τη δομική ακεραιότητα του turbojet κινητήρα.
Περίληψη
This thesis explores the 3-dimensional design (CAD) and analysis (CAE) of a generic small turbojet engine loosely based on a variety of MTJE (Micro Turbo Jet Engines) such as the Jetcat P60 SE and PBS TJ100, with a particular focus on its potential use in unmanned aerial vehicles (UAVs). Using Creo Parametric a detailed model of the turbojet engine is developed, covering key components such as the compressor, combustion chamber, turbine and also secondary sub-assemblies. The study further delves into the modal analysis of the turbine fins, investigating their vibrational characteristics by evaluating the natural frequencies and mode shapes of the turbine fins, potential risks such as resonance and structural failure are assessed. The results of the modal analysis are used to evaluate the CAD model and modify as necessary. The integration of CAD and CAE tools ensures a comprehensive approach to both the design and structural integrity of the small turbojet engine.