Bachelor's Thesis

Development of the small jet engine

Final Thesis 8.11 MB Appendix 8.39 MB

Author of thesis: Bc. Mykhailo Lodovyi

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D.

Reviewer: Ing. Miroslav Šplíchal, Ph.D.

Abstract:

The aim of this bachelor’s thesis is to research the design and subsequent analysis of a
primary model of a small jet engine for light aviation. The process is described in detail,
along with the basic calculations of the geometry of the main individual components,
which are suitable for fulfilling the specified tasks. The main part of the thesis consists of
a theoretical design of the basic components of a jet engine with CFD and FEA analysis of
parts under critical conditions focused on identifying localizations of peak mechanical and
heat stress distributions. The methods are selected and adapted to explain key aspects
in the initial phase of engine design. The result is a designing and analys of a jet engine
model that can serve as a prototype for next iterations or subsequent research.

Keywords:

Jet engine, Brayton cycle, turbine and compressor design, CAD, CAE.

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně zodpověděl otázky oponenta. Otázky oponenta: Stlačení kompresoru uvedené v tabulce 4.2 je nízké. Jaký byl důvod pro tuto volbu a jaký vliv má tako hodnota na efektivitu motoru? Hodnocení: Zodpovězeno. Turbínová část navrženého motoru má neobvykle dlouhé lopatky. Jakým způsobem byly stanoveny rozměry turbínové části motoru? Hodnocení: Zodpovězeno. Následně odpovídal na otázky členů zkušební komise: Na aký typ lietadla by ste váš motor smeroval? Hodnocení: Zodpovězeno. Ako optimalizovať váš motor z hľadiska váhy? Hodnocení: Zodpovězeno. Prečo je prierez vašej turbíny veľkých rozmerov? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. Prečo vhýbajú podrobnosti k mazaniu, vstrekovaniu? Hodnocení: Zodpovězeno. Aká je rychlosť vzduchu vo výstupnej tryske? Hodnocení: Zodpovězeno. Ako ste volil okrajové podmienky pre MKP analýzy? Hodnocení: Zodpovězeno. Výroba turbíny pomocou 3D tisku. Je to možné? Hodnocení: Zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D. (předseda)
prof. Dr. Ing. René Pyszko (místopředseda)
Ing. Ondřej Blaťák, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Fojtášek, Ph.D. (člen)
Ing. David Svída, Ph.D. (člen)

Student si téma BP sám zvolil, aktivně na něm pracoval, pravidelně konzultoval, na konzultace přicházel připravený a vždy přestavoval vlastní posun v práci.

Kontrola na plagiát vykazuje shodu 2,8%, což je zanedbatelné.

Cílem práce mělo být seznámení se s problematikou návrhu proudivého motoru se zaměřením se na menší a jednodušší jednotky. V rámci dílčích cílů si pak student vybral cíl prvotní CAD návrh a prvotní analýzu, což považuji za dobrý vstup do dané problematiky na úrovni bakalářského studia.

Samotnou práci považuji za dobře zpracovanou, obsahující, jak výraznou teoretickou číst, tak i praktickou realizaci prvotního návrhu, tvorbu CAD modelu a finálně i MKP analýzy. Zvlášť oceňuji právě teoretickou práci a popis práce motoru zpracovanou dle dostupné literatury.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Požadavkem zadání bakalářské práce bylo provést návrh základních parametrů proudového motoru o tahu 5000 N, vytvořit jeho CAD model a stanovit prvotní zatížení jednotlivých částí motoru. V kontextu bakalářské práce jde o rozsáhlé zadání a jeho splnění zahrnuje množství kompromisů.

Autor požadavky práce rozdělil do šesti kapitol, kdy první kapitola práce je věnována obecnému popisu základních částí proudového motoru a základním fyzikálním rovnicím. Druhá kapitola již popisuje obecný termodynamický vypočet proudového motoru. Podle uváděných rovnic pak autor vychází z výpočtu založeného na rovnicích pro ideální motor. Následuje třetí kapitola, kde je autorem prezentovaný výpočet rozměrů konstrukce. V této kapitole jsou ale uváděny obecné informace o hlavních částech proudového motoru. Rozměry motoru jsou uvedeny až ve čtvrté kapitole, kde z popisu způsobu stanovení rozměrů není zcela zřejmý postup autora. Rovněž není dostatečně odůvodněna volba typu motoru, v daném případě jde o jednoduchý jednoproudový motor s radiálním kompresorem. Výsledný model motoru, prezentovaný v podkapitole 5.5, proporčně neodpovídá běžným konstrukcím proudového motoru uvedeného typu. Vymodelované základní komponenty proudového motoru byly následně podrobeny CFD a MKP analýze. S ohledem na validitu zkoumaného modelu a hloubku modelování jsou prezentované výsledky diskutabilní a autor je ani podrobněji nekomentuje.

Hlavní přínos práce lze spatřovat především v přínosu pro autora, který si vyzkoušel proces analýz s CFD a MKP nástroji. Na práci je patrné, že autor není rodilý mluvčí. V práci se vyskytují nestandartní termíny jako „Chorda profilu“, „dvouvřetenový motor“, „Režim cruisu“, přitom na jiných místech v práci jsou použity správné termíny. Formulace některých vět je obtížně pochopitelná bez znalosti kontextu problematiky.

S ohledem na náročnost tématu a omezené zkušenosti autora, lze konstatovat že práce vyhovuje podmínkám pro závěrečné práce a může být obhájena.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment C
Working process, extent and suitability of applied methods C
Scholarly contribution and originality C
Ability to interpret achieved results and draw conclusions D
Applicability of results in practice or theory E
Logical arrangement of thesis and its layout D
Grafic layout, used style and language level D
Work with used sources including quotations C
Topics for thesis defence:
  1. Stlačení kompresoru uvedené v tabulce 4.2 je nízké. Jaký byl důvod pro tuto volbu a jaký vliv má tako hodnota na efektivitu motoru?
  2. Turbínová část navrženého motoru má neobvykle dlouhé lopatky. Jakým způsobem byly stanoveny rozměry turbínové části motoru?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová