Существует потребность, связанная с необходимостью обеспечения высокого уровня безопасности полета воздушного судна, в частности с вопросом резервирования гидравлической системы. Однако введение дополнительных гидравлических контуров влечет за собой помимо преимуществ и большое количество недостатков, таких как увеличение сложности и массы гидросистемы. Одним из компромиссов в сложившейся ситуации была предложена установка блока передачи мощности. Рассмотрены схемные решения и особенности функционирования блоков передачи мощности, случаи их использования. Представлен анализ существующих на сегодняшний день проблем и возможностей совершенствования такого рода агрегатов. Выявлены возможные направления дальнейшего развития блоков передачи мощности. В частности, выделены направления по повышению давления, снижению газосодержания жидкости, использованию регуляторов мощности насоса, уменьшению зазоров, снижению шума и температур, внедрению интеллектуальной составляющей. Описаны возможности при установке регуляторов мощности, их разнообразные схемные решения и принципы работы. Представлены характеристики регуляторов, работа которых основана на принципе чувствительности к нагрузке, возможности использования этих регуляторов для оптимизации работы блока передачи мощности, а значит, и повышения точности, устойчивости, управляемости всей гидравлической системы летательного аппарата.

Ключевые слова: блок передачи мощности, PTU, насос, гидромотор, регулятор мощности насоса, LS-регулятор, резервный источник питания, быстродейтсвие, точность, надежность.

Поляков Николай Александрович (Москва, Россия) – заместитель директора центра проектирования, холдинг «Технодинамика» (115184, Москва, ул. Большая Татарская, д. 35, стр. 5, e-mail: polyakovna@tdhc.ru).

Соловьева Анна Александровна (Уфа, Россия) – старший преподаватель кафедры «Прикладная гидромеханика» ФГАОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450008, Уфа, ул. К. Маркса, д. 12, e-mail: kerargirit@rambler.ru).

Целищев Владимир Александрович (Уфа, Россия) – доктор технических наук, профессор, завкафедрой «Прикладная гидромеханика» ФГАОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450008, Уфа, ул. К. Маркса, д. 12, e-mail: pgl.ugatu@mail.ru).

1. Петров П.В., Целищев В.А. Основы алгоритмического моделирования нелинейных гидромеханических устройств: учеб. пособие / Уфим. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа, 2012. – 137 с.

2. Коева А.А., Петров П.В., Целищев В.А. Концепция исследований устройств гидроавтоматики сложных энергетических систем // Вестник УГАТУ. – 2012. – Т. 16, № 5 (50). – С. 103–108.

3. Петров П.В., Целищев В.А., Коева А.А. Методические основы исследования систем автоматического регулирования авиационного двигателя // Вестник УГАТУ. – 2012. – Т. 16, № 8 (53). – С. 7–14.

4. Петров П.В., Целищев В.А. Численное моделирование работы систем автоматического управления авиационного газотурбинного двигателя на установившихся и переходных режимах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2019. – № 57. – С. 7–16.

5. Коева А.А., Петров П.В., Целищев В.А. Автоматизация вычислительного эксперимента с помощью программного комплекса HMAR // Вестник УГАТУ. – 2013. – Т. 17, № 3 (56). – С. 166–173.

6. Петров П.В., Коева А.А., Целищев В.А. Обобщенный анализ динамических характеристик электрогидроусилителя // Вестник УГАТУ. – 2014. – Т. 18, № 3 (64). – С. 40–47.

Изучение передовых методов и средств диагностики авиационных двигателей показывает, что для выявления эрозионного износа деталей турбомашин в последнее время в программах сопровождения двигателей иностранных производителей достаточно широкое распространение получает спектральный элементный анализ аэрозольных продуктов эмиссии.

Для определения элементного состава аэрозолей на выходе газотурбинного двигателя опробованы оптоэмиссионный, масс-спектрометрический подходы в различных реализациях. Наиболее информативными и доступными лабораторными методами признаны рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и масс-спектрометрия с индукционно связанной плазмой (ICP-MS). Наиболее распространенный метод отбора проб – фильтрация с использованием тефлоновых аналитических мембран. Для выявления и локализации источника поступления элементов (возможного места эрозионного износа деталей ГТД) во всем мире используются технологии искусственного интеллекта.

Установлено, что основные проблемы использования многоэлементного анализа связаны с процедурой пробоотбора, возможным поступлением элементов износа одновременно из нескольких деталей двигателя, имеющих сходный химический состав; а также изменчивостью состава «фонового» атмосферного аэрозоля, который является неизбежным компонентом атмосферного воздуха, особенно в приземных условиях.

Представлены первые результаты элементного анализа проб аэрозольных частиц эмиссии современного российского авиационного двигателя с применением рентгеновского флуоресцентного метода.

Ключевые слова: авиационный двигатель, эрозионный износ, эмиссия, элементный анализ, спектрометр, рентгеновский флуоресцентный метод.

Козлов Александр Сергеевич (Новосибирск, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, д. 3, е-mail: kozlov@kinetics.nsc.ru).

Мухутдинов Фарит Ибраевич (Пермь, Россия) – заместитель начальника отдела диагностики
АО «ОДК-Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: muhutdinov@avid.ru).

Саженков Алексей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, помощник управляющего директора – генерального конструктора АО «ОДК-Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: office@avid.ru).

1.   Investigating Air Emission Impacts on the Community: Particle Deposition from Airport Activities. Final report 2006.

2.   Chemical characterization of the fine particle emissions from commercial aircraft engines during the aircraft particle emissions eXperiment (APEX) 1 to 3 / J.S. Kinsey, M.D. Hays, Y. Dong, D.C. Williams,
R. Logan // Environ. Sci. Technol. – 2011. – Vol. 45. – P. 3415–3421.

3.   Vander Wal R.L., Bryg V.M. Chemistry characterization of jet aircraft engine particulate by xps: results from APEX III // Report NASA/CR—2014-218293.

4.   Chemical characterization of freshly emitted particulate matter from aircraft exhaust using single particle mass spectrometry / M. Abegglen, B.T. Brem, M. Ellenrieder, L. Durdina, T. Rindlisbacher, J. Wang,
U. Lohmann, B. Sierau // Atmospheric Environment. – 2016. – Vol. 134. – P. 181–197.

5.   A review on gas turbine gas-path diagnostics: state-of-the-art methods, challenges and opportunities / A.D. Fentaye, A.T. Baheta, S.I. Gilani, K.G. Kyprianidis // Aerospace. – 2019. – Vol. 6. – P. 83.

На быстроразвивающемся рынке сроки разработки становятся все более критичными для клиентов. Однако у всех технологий есть ограничения. Например, применение так называемых технологий аддитивного производства, в частности 3D-печати FDM, ограничено используемыми материалами и качеством детали. Существенным преимуществом аддитивного производства является создание компонентов без использования форм или инструментов. Представлен опыт быстрого прототипирования центробежного компрессора с использованием 3D-печати полимерными пластиками. В данном исследовании основной целью 3D-печати деталей является разработка структурного и функционального прототипа для испытания различных центробежных компрессоров. Технологии аддитивного производства позволяют изготавливать центробежные компрессоры с меньшими затратами труда и любой конфигурации. Особое внимание уделяется выбору технологии 3D-печати, материалов и влиянию параметров печати на механические свойства изделия. В результатах представлены экспериментальные данные для прототипа вместе с рекомендациями по серийному производству. Также описан лабораторный стенд, на котором проводятся вариантные испытания. Все это позволит читателю более обоснованно интерпретировать эти решения и более детально учесть специфику при разработке технического задания на испытания центробежных компрессоров.

Ключевые слова: центробежный компрессор, центробежный вентилятор, микрокомпрессор, прототипирование, FDM-печать, 3D-печать, аддитивные технологии, полимерные пластики, испытания, высокобортные электромоторы.

Седунин Вячеслав Алексеевич (Екатеринбург, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Турбины и двигатели» ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина» (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19, e-mail: v.a.sedunin@urfu.ru).

Марченко Юрий Глебович (Екатеринбург, Россия) – преподаватель кафедры «Турбины и двигатели» ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина» (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19, e-mail: iug.marchenko@urfu.ru).

Калинин Илья Александрович (Екатеринбург, Россия) – преподаватель кафедры «Турбины и двигатели» ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России
Б.Н. Ельцина» (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19, e-mail: i.a.kalinin@urfu.ru).

1.   Advanced materials for the impeller in an ORC radial microturbine / Hernandez Carrillo, Isaias & Wood, Christopher & Liu, Hao // Energy Procedia. – 2017. – Vol. 129. – P. 1047–1054. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.09.241

2.   Additive manufacturing and performance of functional hydraulic pump impellers in fused deposition modeling technology / Fernández Silvia & Calzado, Mariano & Porras, José & Romero, Luis & Espinosa,
M.M. & Domínguez, Manuel // Journal of Mechanical Design. In press. – 2016. – Vol. 138. – 5 p. 10.1115/1.4032089.

3.   Manufacturing of 3D Shrouded impeller of a centrifugal compressor on 3D-printing machine using FDM technology / Prabha K & Rohit P & Nitturi Sai & Nithin Bobba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1012. – Р. 012039. DOI: 10.1088/1757-899X/1012/1/012039

4.   Polymers in additive manufacturing: The case of a water pump impeller / Pavlovic Ana & Šljivić Milan & Kraišnik Milija & Ilić Jovica & Anic, Jelica // FME Transaction. – 2017. – Vol. 45. – P. 354–359. DOI: 10.5937/fmet1703354P

5.   Effect of manufacturing parameters on tensile properties of FDM printed specimens / Vălean, Cristina & Marsavina, Liviu & Mărghitaș, Mihai & Linul, Emanoil & Razavi, Mohammad & Berto, Filippo // Procedia Structural Integrity. – 2020. – Vol. 26. – P. 313–320. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.06.040

6.   Villalpando L & Eiliat Hasti & Urbanic Ruth Jill. An optimization approach for components built by fused deposition modeling with parametric internal structures // Procedia CIRP. – 2014. – Vol. 17. – P. 800–805. DOI: 10.1016/j.procir.2014.02.050

7.   Failure analysis and mechanical characterization of 3D printed abs with respect to layer thickness and orientation / B. Rankouhi, S. Javadpour, F. Delfanian [et al.] // J. Fail. Anal. and Preven. – 2016. – No. 16. – P. 467–481. DOI.org/10.1007/s11668-016-0113-2

8.   Anish S., Sitaram N. Computational investigation of impeller-diffuser interaction in a centrifugal compressor with different types of diffusers // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy. – 2009. – Vol. 223 (2). – P. 167–178. DOI: 10.1243/09576509JPE662

9.   Pascariu I.S., Zaharia S.M. Design and testing of an unmanned aerial vehicle manufactured by fused deposition modeling // Journal of Aerospace Engineering. – 2020. – Vol. 33 (4). – Art. 06020002. DOI: 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0001154

10.    Evaluation of the influence of build and print orientations of unmanned aerial vehicle parts fabricated using fused deposition modeling process / S. Ravindrababu, Y. Govdeli, Z.W. Wong, E. Kayacan // Journal of Manufacturing Processes. – 2018. – Part A 34. – P. 659–666. DOI: 10.1016/j.jmapro.2018.07.007

11.    Strength of PLA components fabricated with fused deposition technology using a desktop 3D printer as a function of geometrical parameters of the process / V.E. Kuznetsov, A.N. Solonin, O.D. Urzhumtsev,
R. Schilling, A.G. Tavitov // Polymers. – 2018. – Vol. 10 (3). – Art. 313. DOI: 10.3390/polym10030313

12.    Mechanical properties of 3D-printing polylactic acid parts subjected to bending stress and fatigue testing / J.A. Travieso-Rodriguez, R. Jerez-Mesa, J. Llumà, O. Traver-Ramos, G. Gomez-Gras, J.J.R. Rovira // Materials. – 2019. – Vol. 12 (23). – Art. 3859. DOI: 10.3390/ma122333859

13.    Effect of environment on mechanical properties of 3D printed polylactide for biomedical applications / A. Moetazedian, A. Gleadall, X. Han, V.V. Silberschmidt // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. – 2020. – Vol. 102. – Art. 103510. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2019.103510

14.    Interlayer bonding has bulk-material strength in extrusion additive manufacturing: New understanding of anisotropy / J. Allum, A. Moetazedian, A. Gleadall, V.V. Silberschmidt // Additive Manufacturing. – 2020. – Vol. 34. – Art. 101297. DOI: 10.1016/j.addma.2020.101297

15.    Allum J., Gleadall A., Silberschmidt V.V. Fracture of 3D-printed polymers: Crucial role of filament-scale geometric features // Engineering Fracture Mechanics. – 2020. – Vol. 224. – Art. 106818. DOI: 10.1016/j.engfracmech.2019.106818

16.    Baran E.H., Yildirim Erbil H. Surface modification of 3d printed pla objects by fused deposition modeling: review // Colloids and Interfaces. – 2019. – Vol. 3 (2). – Art. 43. DOI: 10.3390/colloids3020043

17.    Bikulčius G., Ignatjev I., Ručinskiene A. Rapid method to determine suitability of ABS plastics for metallization // Transactions of the Institute of Metal Finishing. – 2014. – Vol. 92 (1). – P. 47–51. DOI: 10.1179/0020296713Z.000000000138

18.    Impact of the fused deposition (FDM) printing process on polylactic acid (PLA) chemistry and structure / M.A. Cuiffo, J. Snyder, A.M. Elliott, N. Romero, S. Kannan, G.P. Halada // Applied Sciences (Switzerland). – 2017. – Vol. 7 (6). – Art. 579. DOI: 10.3390/app7060579

19.    Thermo-mechanical characterization of metal / polymer composite filaments and printing parameter study for fused deposition modeling in the 3D printing process / S. Hwang, E.I. Reyes, K.-S. Moon,
R.C. Rumpf, N.S. Kim // Journal of Electronic Materials. – 2015. – Vol. 44 (3). – P. 771–777. DOI: 10.1007/s11664-014-3425-6

20.    Tymrak B.M., Kreiger M., Pearce J.M. Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic environmental conditions // Materials and Design. – 2014. – Vol. 58. –
P. 242–246. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.02.038

Современные методики расчета подшипников качения во всех отраслях техники основаны на формуле Лундберга – Пальмгрена, предложенной более полувека назад, – L = (C/P)m, которая в настоящее время обросла различными поправочными коэффициентами, учитывающими надежность, качество материала, вязкость масла, толщину масляной пленки, наличие частиц в масле, точность подшипников.

Методики сопровождаются рядом ограничений, в частности требованием об отсутствии теплового распора в подшипнике, которое обычно не может быть выполнено в ГТД, при этом не учитываются деформации вала и корпуса, которые являются полыми и трубчатыми, распределение нагрузки по телам качения и напряжения в контакте.

Мировые производители подшипников фирмы SKF и FAG пока не предложили ничего нового, но фирма FAG сделала попытку учесть влияние предела выносливости на расчетную долговечность.

В настоящее время ряд организаций в РФ проводят испытания подшипников, натурных деталей подшипников и образцов, выполненных из различных авиационных сталей, с целью получения кривых усталости и усовершенствования методики расчета авиационных подшипников с долговечностью более 25–30 тыс. ч.

Пора приступить к разработке новой методики расчета – расчету долговечности по напряжениям, как это делается при расчете всех деталей в машиностроении. В этом случае гораздо точнее можно учесть влияние различных факторов: форму ролика и беговых дорожек колец, распределение нагрузки по телам качения с учетом деформаций деталей подшипникового узла и другие факторы, определяемые теоретически и экспериментально.

Ключевые слова: методика расчета подшипников качения на долговечность, влияющие факторы, особенности конструкций авиационных подшипниковых узлов, предложения о совершенствовании методики расчета по напряжениям.

Беломытцев Олег Михайлович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29; e-mail: bom3101@mail.ru).

1. Ерошкин А.И., Петров Н.И., Коросташевский Р.В. Методика расчетной оценки долговечности подшипников качения авиационных двигателей и их агрегатов. Требования к конструктивным параметрам опор / ЦИАМ, ВНИПП. – М., 1996. – 14 с.

2. Практический метод расчета действительной долговечности подшипников авиационного назначения / FAG. – № FL40134EA. – 9 с.

3. Подшипники качения. Общий каталог 6000RU / SKF. – Октябрь 2006. – 1129 с.

4. Подшипники качения: каталог. Schaeffler KG / FAG. – Ноябрь 2009. – 1639 с.

5. Теория и проектирование опор роторов авиационных ГТД / В.Б. Балякин, Е.П. Жильников,
В.Н. Самсонов, В.В. Макарчук. – Самара: Изд-во СГАУ, 2007. – 254 с.

6. Беломытцев О.М. О влиянии конструктивного исполнения опоры роликоподшипников в роторах ГТД на распределение нагрузки и расчетную долговечность подшипников. – Самара: Изд-во СГАУ, 2011. – 283 с.

7. Беломытцев О.М. Определение влияния различных факторов на зазоры (натяги) и влияния натягов на распределение нагрузки по телам качения в быстроходных роликоподшипниках // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та им. акад. С.П. Королева. 2009. – № 3 (19), ч. 3. – С. 67–75.

8. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения: справ. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 1967. – 561 с.

Представлен обзор существующих и перспективных типов молниезащит мотогондол авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов. Показано, что наиболее распространенной технологией молниезащиты ПКМ в мировой и отечественной авиационной промышленности в настоящее время является наклейка металлических фольг и сеток. Однако имеющийся удельный вес молниезащиты из металлических фольг и сеток (с учетом адгезионного и эрозионного слоев) может давать существенный привес до 0,7–0,9 кг на каждый 1 м2 поверхности мотогондолы из ПКМ. Дополнительно, принципиальным недостатком металлических сеток является высокий процент открытой области (80–90 %), что приводит к понижению электромагнитной помехозащищенности двигателя при воздействии электромагнитного импульса от удара молнии или высокоинтенсивного внешнего электромагнитного поля L/HIRF.

В настоящее время активно проводятся научные исследования в области молниезащиты авиационной техники в различных университетах, институтах и компаниях, главным образом в США, Европе, России и Японии. Возможным решением проблемы молниезащиты, которому посвящено большое количество научных работ, является применение покрытий из термостойких ПКМ и полимерных связующих, модифицированных углеродными наночастицами для создания лучшей проводимости материалов. Однако данная технология обладает недостатками: высокой стоимостью, низкой технологичностью ремонта и т.д. Проводятся исследования различных способов напыления.

Выявлено, что для молниезащит перспективных типов мотогондол высококонкурентным является конструкторское решение, обеспечивающее кардинально малый удельный вес и высокую надежность, технологичность, высокую электромагнитную помехозащищенность L/HIRF, низкую стоимость затрат в жизненном цикле двигателя, включая простоту ремонта в эксплуатации.

Ключевые слова: авиационный двигатель, газотурбинный двигатель, мотогондола, полимерные композиционные материалы, молниезащита, просечно-вытяжная сетка, фольга, удельный вес, электропроводность, теплопроводность, рассеяние тока молнии, L/HIRF.

Саженков Николай Алексеевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Авиационные двигатели» ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, д. 13, корп. Г; e-mail: sazhenkov_na@mail.ru).

Саженков Алексей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, помощник управляющего директора – генерального конструктора АО «ОДК-Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: office@avid.ru).

1. Вишняков Л.Р., Чернявский И.И., Зубков О.В. Исследование возможности молниезащиты полимерных композиционных материалов, армированных медной вязаной сеткой // Вісник інженерної академії україни. – № 2. – 2012. – С. 143–148.

2. Острик А.В., Филипенко А.А. Молниезащита углепластиковых элементов конструкции самолета при тепловом и механическом действиях прямого удара молнии // Конструкции из композиционных материалов. – 2010. – № 1. – С. 34–44.

3. Gagne M., Therriault D., Lightning strike protection of composites // Progress in Aerospace Sciences. – 2014. – Vol. 64. – P. 1–16.

4. Gagne M, Properties of lighting strike protection coatings: PhD Thesis / University of Montreal. – Montreal, 2016.

5. Mall S., Ouper B.L., Fielding J.C. Compression strength degradation of nanocomposites after lightning strike // Journal of Composite Materials. – 2009. – Vol. 43, no. 24. – P. 2987–3001.

6. Carbon nanofiber paper for lightning strike protection of composite materials / J. Gou, Y. Tang, F. Liang,
Z. Zhao, D. Firsich, and J. Fielding // Composites Part B: Engineering. – 2009. – Vol. 41. – P. 192–198.

7. Feraboli P., Miller M. Damage resistance and tolerance of carbon/epoxy composite coupons subjected to simulated lightning strike // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2009. – Vol. 40. – P. 954–967.

9. Damage analysis for carbon fiber/epoxy composite exposed to simulated lightning current / L. Shulin, Y. Junjie, Y. Xuelin, C. Fei, S. Xiaopeng // Journal of Reinforced Plastics and Composites. – 2016. – Vol. 35 (15). – P. 1201–1213.

8. Single wall carbon nanotubes for conductive wiring," in Sustainable Systems and Technology /
C.M. Schauerman, J. Alvarenga, M.J. Ganter, T.P. Seager, B.J. Landi, R.P. Raffaelle // 2009. ISSST '09. IEEE International Symposium on. – 2009. – P. 1–5.

10. ASM Handbook Online: Metals Handbook: Structure and Properties of Metals: Properties of Metals: Physical Properties of Metals [Online]. – URL: http://products.asminternational.org/hbk/index.jsp (accessed: 14.11.2021).

11. Молниезащитные покрытия для конструкционных углепластиков, содержащие наночастицы / Г.М. Гуняев, Л.В. Чурсова, А.Е. Раскутин, Г.В. Начинкина, А.Г. Гуняева, В.М. Куприенко // Все материалы: энцикл. справ. – 2012. – № 3. – С. 24–35.

12. Silverman J.B. a. E. Challenges and opportunities in multifunctional nanocomposite structures for aerospace applications // Materials Research Society Bulletin. – 2007. – Vol. 32 (4). – Р. 328–334.

13. N/A. graphenesupermarket (May 1st 2011). – URL: https://graphene-supermarket.com/home.php (accessed: 14.11.2021).

14. Tune L. Physicists Show Electrons Can Travel More Than 100 Times Faster in Graphene. – 2008, May 2nd, 2011. – URL: https://newsdesk.umd.edu/scitech/release.cfm?ArticleID=1621 (accessed: 14.11.2021).

15. Mall S., Ouper B.L., Fielding J.C. Compression strength degradation of nanocomposites after lightning strike // Journal of Composite Materials. – 2009. – Vol. 43. – P. 2987–3001.

16. Проведение испытаний на молниестойкость экспериментальных и конструктивно-подобных образцов, выполненных из углепластика, с молниезащитным покрытием / А.Г. Гуняева, Л.В. Черфас, О.А. Комарова, В.М. Куприенко // Труды ВИАМ: электрон. науч. журнал. – 2017. – № 7. – URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=1132 (accessed: 14.11.2021).

17. Polyaniline-based all-polymeric adhesive layer: An effective lightning strike protection technology for high residual mechanical strength of CFRPs / V. Kumara, T. Yokozekia, T. Okabad, Y. Hiranob, T. Gotoc, T. Takahashic, A.A. Hassend, A. Ogasawarae // Composites Science and Technology. – 2019. – Vol. 172. – P. 49–57.

18. Fabrication of aluminum coating onto CFRP sub-strate by cold spray / J. Affi, H. Okazaki, M. Yamada, M. Fukumoto // Materials Transactions. – 2011. – Vol. 52. – P. 1759–1763.

19. Method for Coating a Fiber Composite Component for an Aircraft or Spacecraft and Fiber Composite Component Produced by Said Method: CA2722108 (A1). – 2009–11–05 (accessed: 14.11.2021).

20. Способ металлизации детонационным напылением детали из полимерного материала: пат. Рос. Федерации № 2425912 / Штерцер А.А., Ульяницкий В.Ю., Злобин С.Б., Острер С.Г.; патентообл. Ин-т гидродинам. им. М.А. Лаврентьева СО РАН; заявл. 04.08.2009; опубл. 10.08.2011.

Рассмотрено современное состояние вопроса оценки скорости эродирования твердыми частицами в газовом потоке с помощью методов численного моделирования на примере наиболее представительных зарубежных и отечественных публикаций. Показано, что задача численного моделирования эродирования решается в основном с помощью двух подходов: при использовании методов вычислительной гидрогазодинамики (CFD) и методов конечно-элементного моделирования (FEM). Обзор показал, что в подходах на основе CFD успешно применяются как двухпараметрические модели турбулентности (k-epsilon, k-omega shear stress transport), так и модели напряжений Рейнольдса (Reynolds stress models). Однако выбор полуэмпирической модели эрозии, несмотря на большое количество уже разработанных подходов, до сих пор неочевиден и существенно зависит от применения. FEM-методы за счет решения задачи в явной постановке позволяют успешно оценивать фундаментальную картину разрушения материала поверхности для различных материалов и служить базой для дальнейших углубленных исследований и построения новых аналитических моделей эродирования, в то время как методики на базе CFD решают более «инженерные» задачи, в качестве граничных и начальных условий принимающие системные параметры. Несмотря на имеющиеся объективные предпосылки, на данный момент отсутствуют публикации по успешной разработке «сквозной» методики моделирования, которая позволяла бы на основе предварительных FEM-расчетов и построения аналитических эрозионных моделей для ряда материалов поверхности, скоростей и углов падения частиц использовать эти модели при инженерных CFD-расчетах. Отмечается, кроме прочего, меньшее внимание в отечественном научном поле (по сравнению с зарубежным) к проблеме эродирования твердыми частицами в газовом потоке.

Ключевые слова: эрозионный износ, численное моделирование, литературный обзор, метод конечных элементов, газовый поток, Ansys CFD, Abaqus, модели эрозии, износ, твердые частицы.

Строкач Евгений Александрович (Москва, Россия) – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Ракетные двигатели» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (125993, г. Москва, Волоколамское ш., д. 4, e-mail: evgenij.strokatsch@mai.ru).

Кожевников Глеб Денисович (Москва, Россия) – студент кафедры «Технология производства двигателей летательных аппаратов» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (125993, г. Москва, Волоколамское ш., д. 4, e-mail: zg.kozhevnikov@gmail.com).

Пожидаев Алексей Алексеевич (Москва, Россия) – студент кафедры «Технология производства двигателей летательных аппаратов» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (125993, г. Москва, Волоколамское ш., д. 4, e-mail: leksey954@gmail.com).

1. Research of the AK4-1 alloy microarc oxidation modes effect on the composite ceramic coatings erosion resistance / L.N. Lesnevskiy [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing. – 2019. – Vol. 1281, no. 1. – P. 012048.
2. Finnie I. Erosion of Surfaces by Solid Particles // Wear. – 1960. – Vol. 3, no. 2. – P. 87–103.
3. Bitter J.G.A. A study of erosion phenomena part I // Wear. – 1963. – Vol. 6. – P. 5–21.
4. Bitter J.G.A. A study of erosion phenomena: Part II // Wear. – 1963. – Vol. 6. – P. 169–190.
5. Neilson J.H., Gilchrist A. Erosion by a Stream of Solid Particles // Wear. – 1968. – Vol. 11, no. 2. – P. 111–122.
6. Grant G., Ball R., Tabakoff W. An Experimental Study of the Erosion Rebound Characteristics of High-Speed Particles Impacting a Stationary Specimen / Cincinnati University Ohio Department of Aerospace Engineering. – Ohio, 1973. – No. 73–36.
7. Sand erosion of wearresistant materials: Erosion in choke valves / K. Haugen, O. Kvernvold, A. Ronold, R. Sandberg // Wear. – 1995. – Vol. 186–187. – P. 179–188.
8. The impact angle dependence of erosion damage caused by solid particle impact / Y.I. Oka, H. Ohnogi, T. Hosokawa, M. Matsumura // Wear. – 1997. – Vol. 203. – P. 573–579.
9. Computational Fluid Dynamics (CFD) Based Erosion Prediction Model In Elbows / D. Halima Hadziahmetovic, N. Hodzic, D. Kahrimanovic, E. Dzaferovic // Technical Gazette. – 2014. – Vol. 21, 2. – P. 275–282.
10. Sun K., Lu L., Jin H. Modeling and numerical analysis of the solid particle erosion in curved ducts // Abstract and Applied Analysis. – 2013. – Vol. 2013. – 8 p.
11. Prediction of particle erosion in the internal cooling channels of a turbine blade / D. Anielli, D. Borello, F. Rispoli, A. Salvagni, P. Venturini // European Turbomachinery Conference. – Madrid, Spain, 2015. – 23 March 2015. – 11 p.
12. Numerical analysis of particle erosion in the rectifying plate system during shale gas extraction / S. Peng, Q. Chen, C. Shan, D. Wang // Energy Sci Eng. – 2019. – Vol. 7. – P. 1838–1851.
13. Numerical modeling of sand particle erosion at return bends in gas-particle two-phase flow / A. Farokhipour, Z. Mansoori, M. Saffar-Avval, G. Ahmadi // Scientia Iranica. – 2018. – Vol. 25. – P. 3231–3242.
14. Comparison of Computed and Measured Particle Velocities and Erosion in Water and Air Flows / Y. Zhang, E.P. Reuterfors, B.S. McLaury, S.A. Shirazi, E.F. Rybicki // Wear. – 2007. – Vol. 263, no. 1-6. – P. 330–338.
15. Arabnejad H. Development of erosion equations for solid particle and liquid droplet impact: Ph.D. thesis / Department of Mechanical Engineering, The University of Tulsa. – Tulsa. – 2015. – 161 p.
16. Finnie I., McFadden D.H. On the Velocity Dependence of the Erosion of Ductile Metals by Solid Particles at Low Angles of Incidence // Wear. – 1978. – Vol. 48. – P. 181–190.
17. Mansouri A.A combined CFD-experimental method for developing an erosion equation for both gas-sand and liquid-sand flows / Department of Mechanical Engineering, The University of Tulsa. – Tulsa. – 2016. – 217 р.
18. Zhang R., Liu H. Numerical simulation of solid particle erosion in a 90 degree bend for gas flow // Proceedings of the ASME 2014 33rd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Vol. 6A: Pipeline and Riser Technology. San Francisco, California, USA. June 8–13, 2014. – San Francisco, California, USA, 2014. V06AT04A044. ASME.
19. Erosion Due to Solid Particle Impact on the Turbine Blade: Experiment and Simulation / B. Taherkhani, A.P. Anaraki, J. Kadkhodapour [et al.] // J Fail. Anal. and Preven. – 2019. – Vol. 19. – P. 1739–1744.
20. Khoddami A.S., Salimi-Majd D., Mohammadi B. Finite element and experimental investigation of multiple solid particle erosion on Ti–6Al–4V titanium alloy coated by multilayer wear-resistant coating // Surf. Coat. Technol. – 2019. – Vol. 372. – P. 173–189.
21. Wu B., Wu F., Li J. Finite element modeling of correlating mechanical properties with erosion wear rate // Proceedings of the 2018 3rd International Conference on Electrical, Automation and Mechanical Engineering (EAME 2018). Xi'an, China. – 2018. – June 24–25. – P. 273–276.
22. Experimental and numerical analysis of the high-speed deformation and erosion damage of the titanium alloy VT-6 / Y.V. Petrov, A.M. Bragov, N.A. Kazarinov [et al.] // Phys. Solid State. – 2017. – Vol. 59. – P. 93–97.
23. Буляккулов М.М. Взаимодействие высокоскоростного гетерогенного потока с элементами конструкции ЛА: дис. … канд. техн. наук. – М., 2017. – 156 с.
24. Марчкова Ю.А. Анализ механизмов эрозии в газоохладителе ПГУ-ВЦГ // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: материалы междунар. науч.-практ. конф. студ., аспир. и молодых ученых, посв. памяти проф. Н.И. Данилова (1945–2015) – Даниловских чтений; г. Екатеринбург, 11–15 декабря 2017 г. – Екатеринбург, 2017. – С. 270–273.
25. Масленников Г.Е. CFD моделирование износа летучей золой конвективного газоохладителя ПГУ-ВЦГ схемы Shell // Физика. Технологии. Инновации: сб. материалов VI Междунар. молодеж. науч. конф., посв. 70-лет. основания Физико-технологич. ин-та УрФУ; г. Екатеринбург, 20–24 мая 2019 г. – Екатеринбург, 2019. – C. 163–175.
26. Гумеров А.В., Акмалетдинов Р.Г. Моделирование эрозионного износа лопатки компрессора // Вестник Самар. ун-та. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2011. – Т. 10, № 3-2. – C. 233–239.
27. Гурин В.Г. Исследование процессов разрушения при высокоскоростной эрозии материалов. – СПб., 2017. – URL: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/10536/1/tekst_diploma.pdf (дата обращения: 02.01.2021).
28. A Novel method for the prediction of erosion evolution process based on dynamic mesh and its applications / Y. Dong, Z. Qiao, F. Si, B. Zhang, C. Yu, X. Jiang // Catalysts. – 2018. – Vol. 8. – Р. 432.
29. Dragan, V., Grad, D. An iterative method for estimating airfoil deformation due to solid particle erosion // INCAS Bulletin. – 2014. – Vol. 6, Special iss. 1. – P. 51–58.
30. Numerical Study of Erosion due to Solid Particles in Steam Turbine Blades / A. Campos-Amezcua, Z. Mazur, A. Gallegos-Muñoz, A. Romero-Colmenero, J. Manuel Riesco-Ávila, J. Martín Medina-Flores // Numerical Heat Transfer. Part A: Applications. – 2008. – Vol. 53:6. – P. 667–684.
31. Численные исследования эрозии и прочности элементов газопроводов / А.А. Рябов, А.Ю. Кудрявцев, О.В. Воронков, С.Н. Меньшиков, И.В. Мельников, А.Н. Харитонов, М.Н. Киселев, Ю.А. Архипов // Проблемы прочности и пластичности. – 2015. – Т. 77, № 3. – C. 253–265.

Рассматриваются основные направления развития систем приводов рулевых поверхностей перспективных пассажирским самолетов. Определены задачи электродистанционной системы управления приводами рулевых поверхностей самолета. Приведены направления развития улучшения массогабаритных и динамических характеристик, совершенствования конструктивно-компоновочных схемных решений, систем управления и повышения эксплуатационных характеристик, что обеспечивает повышение показателей качества и безопасности эксплуатации самолета.

Сформулирована концепция развития приводов рулевых поверхностей пассажирского самолета, включающая основные направления научных и опытно-конструкторских работ, проводимые конструкторскими бюро, научными организациями и производителями гидравлических агрегатов как в России, так и за рубежом.

Улучшение массогабаритных характеристик возможно за счет энергетического совершенствования рулевых приводов, обеспечения синхронизации их работы, использования схем автономных рулевых приводов и насосных станций переменной производительности.

Вопросы улучшения динамических характеристик рулевых приводов затрагивают проблемы повышения быстродействия, точности, устойчивости, управляемости.

При рассмотрении перспективных конструктивно-компоновочных схем рулевых приводов показаны особенности использования электрогидростатических приводов, интегральной компоновки, электрогидравлического управления и преимущества автономного электрогидравлического привода.

Раздел, посвященный системам управления, характеризует электродистанционное управление, использование LS-регулирования объемных гидромашин, вопросы управления работоспособностью и интеграции с интеллектуальной компьютерной системой управления.

При рассмотрении эксплуатационных характеристик перспективных рулевых приводов освещаются возможности снижения тепловых потерь, проблемы повышения надежности и ресурса, особенности проведения стендовых испытаний.

Рассмотрены новые направления развития рулевых приводов, такие как применение оптоволоконной проводки управления взамен электрической, а также использование плазменных технологий управления рулевыми поверхностями.

Ключевые слова: самолет, рулевой привод, электродистанционная система управления, гидравлическая система, гидропривод, гидроусилитель, гидродвигатель, насос, автономный рулевой привод.

Кудерко Дмитрий Александрович (Москва, Россия) – кандидат технических наук, директор центра проектирования АО «Технодинамика» (115184, Москва, Ул. Большая Татарская, 35, стр. 5, e-mail: dm_kuderko@mail.ru).

Целищев Владимир Александрович (Уфа, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная гидромеханика» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450008, Уфа, ул. К. Маркса, д. 12, e-mail: pgl.ugatu@mail.ru).

Целищев Дмитрий Владимирович (Уфа, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладной гидромеханики» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450008, Уфа, ул. К. Маркса, д. 12, e-mail: nuked@mail.ru).

1. Алексеенков А.С., Найденов А.В., Селиванов А.М. Развитие авиационных автономных электрогидравлических приводов // Вестник МАИ. – 2012. – Т. 19, № 1. – С. 43–48.

2. Кузьмичев Р.В., Ситин Д.А., Степанов В.С. Исполнительные механизмы петлеобразной формы для приводов самолетов с повышенным уровнем электрификации // Труды МАИМ. – 2011. – № 45.

3. Формирование требований к динамическим характеристикам и базовым параметрам контуров управления рулевого привода перспективного маневренного самолета / И.П. Кузнецов, А.А. Паршин, Л.В. Халецкий, В.Ю. Шитов // Труды МАИ. – 2014. – № 73.

4. Близнова Т.Б., Оболенский Ю.Г., Полковников В.А. Определение предельных динамических характеристик рулевого привода на основе предельных режимов полета самолета // Труды МАИ. –
2012. – № 61.

5. Возможные пути снижения массы системы управления рулями самолета. // Наука и образование. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013.

6. Исследование гидравлического рулевого привода летательного аппарата / Ш.Р. Галлямов, К.А. Широкова, В.А. Целищев, Д.В. Целищев // Вестник УГАТУ. – 2008. – Т. 11, № 2. – С. 66–73.

7. Коева А.А., Петров П.В., Целищев В.А. Концепция исследований устройств гидроавтоматики сложных энергетических систем // Вестник УГАТУ. – 2012. – Т. 16, № 5 (50). – С. 103–108.

8. Коева А.А., Петров П.В., Целищев В.А. Автоматизация вычислительного эксперимента с помощью программного комплекса HMAR // Вестник УГАТУ. – 2013. – Т. 17, № 3 (56). – С. 166–173.

9. Постников С.Е., Трофимов А.А. Перспективные направления развития системы управления самолетом // Качество и жизнь. – 2017. – № 4 (6). – С. 23–25.

10. Селиванов А.М. Принцип комбинированного регулирования скорости выходного звена гидравлического привода и его современная реализация // Вестник МАИ. – 2011. – Т. 18, № 3. – С. 147.

11. Шумилов И.С. Рулевые приводы с автономным гидропитанием (АРП) для магистральных самолетов // Наука и образование / МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2014. – № 8. – C. 139–161.

12. Адаптивная цифровая система управления рулевого привода перспективного маневренного самолета / В.Е. Кузнецов, С.В. Константинов, A.B. Кузнецов, П.Г. Редько // Полет. – 2013. – № 3. – С. 48–59.

13. Редько П.Г, Ермаков С.А., Селиванов А.М. Концепция развития систем рулевых приводов перспективных самолетов // Полет: общерос. науч.-техн. журнал. – 2008. – № 1. – С. 50–60.

14. Шаймарданов Л.Г., Нартов Е.А. Анализ стратегий технического обслуживания рулевых приводов самолетов ТУ-154 МИБ // Вестник Сибир. гос. аэрокос. ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева. – 2005. – № 3. – С. 179–181.

15. Ерофеев Е.В., Скрябин А.В., Стеблинкин А.И., Суханов М.Ю., Халецкий Л.В. Экспериментальные исследования перспективных рулевых приводов летательных аппаратов // Авиация и космонавтика – 2016: материалы 15-й Междунар. конф. – М., 2016. – С. 421–423.

16. Репин А.В. Волоконная оптика в авиации: наступившее завтра // Национальная оборона. – 2016. – № 1. – С. 14–16.

17. Перспективы и проблемы создания рулевых приводов с электрическим энергопитанием / Г.С. Контантинов, В.М. Кувшинов, И.П. Кузнецов, А.А. Паршин, П.Г. Редько, А.И. Стеблинкин,
Л.В. Халецкий // Вестник Моск. авиац. ин-та. – 2013. – № 2. – Т. 20. – С. 148–158.

18. Алексеенков А.С. Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки: дис. … канд. техн. наук: 05.02.02 / Алексеенков Артем Сергеевич; Моск. авиац. ин-т. – М., 2014. – 150 с.

19. Воробьев В.В., Киселев А.М., Поляков В.В. Системы управления летательных аппаратов: учебник для межвузовского использования / под ред. В.В. Воробьева; Военно-воздушная инженер. акад. им. проф. Жуковского. – М: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008. – 202 с.

20. Кузнецов В.Е. Адаптивное управление электрогидравлическими приводами рулевых авиационных комплексов: дис. … канд. техн. наук: 05.09.03 / СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – СПб., 2017. – 340 с.

21. Семенов Ю.А. Telecommunication technologies – телекоммуникационные технологии. Оптоволоконные каналы и беспроводные оптические связи. – М.: Изд-во ИТЭФ-МФТИ, 2014. – 548 с.

22. Tselischev D.V., Tselischev V.A., Konstantinov S.Y. Automated rig for diagnostics and testing of hydraulic equipment // Automation and Remote Control. – 2019. – Т. 80, № 2. – С. 385–391.

23. Garg A., Linda R. Chowdhury T. Evolution of Aircraft Flight Control System and Fly-By-Light Flight Control System. – 2013. – URL: http:// www.ijetae.com/files/Volume3Issue12/IJETAE_1213_11.pdf

24. Pakmehr M. A Review of Fiber Optic Networks for Turbine Engine Instrumentation Channel:
Control, PHM, and Test Cell Applications // American Institute of Aeronautics and Astronautics. – 2014. –
№ 1 (1). – Р. 1-2, 8, 10, 14

25. Eurofighter Typhoon. Flight Control System (FCS). – 2013. – URL: http://typhoon.starstreak.net/ Eurofighter/flight-sys.html.

26. Acal BFI Fibre optics put to the test for Airbus A400M. – URL: https://www.acalbfi.com/be/articles/ articlesContentPage@articleId=NA-3015M-airbus-A400M-fibre-optics

27. Flow separation control by plasma actuator with pulse nanosecond periodic discharge / D.V. Roupassov, A.A. Nikipelov, M.M. Nudnova, A.Yu. Starikovskii // AIAA Journal. – 2009. – Vol. 47,
no. 1. – P. 168–185.

28. Plasma Control of Boundary Layer Using Low-Temperature Nonequilibrium Plasma of Gas Discharge / D.F. Opaits, D.V. Roupassov, S.M. Starikovskaia, A.Yu. Starikovskii, I.N. Zavialov, S.G. Saddoughi // Paper AIAA 2005-1180, 43-rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno. – 2005.

29. Mechanisms and responses of a single dielectric barrier plasma actuator: geometric effects / C.L. Enloe, T.E. McLaughlin, R.D. Van Dyken, K.D. Kachner, E.J. Jumper, T.C. Corke, M. Post, O. Haddad // AIAAJ. – 2004. – № 42 (3). – Р. 595–604.

30. Mechanisms and responses of a single dielectric barrier plasma actuator: plasma morphology /
C.L. Enloe, T.E. McLaughlin, R.D. VanDyken, K.D. Kachner, E.J. Jumper, T.C. Corke // AIAAJ. – 2004. – № 42 (3). – Р. 589–594.

31. Low Temperature Plasmas: Fundamentals. Technologies and Techniques / R. Hippler, H. Kersten, M. Schmidt, K.H. Schoenbach //Wiley-VCH. – 2008. – Vol. 1.

32. Erfani R., Zare-Behtash H., Kontis K. Plasma actuator: influence of dielectric surface temperature, EXP THERM FLUID SCI, 2012.

33. Optimization of adielectric barrier discharge actuator by stationary and non-stationary measurements of the induced flow velocity: application to airflow control / M. Forte, J. Jolibois, J. Pons, E. Moreau, G. Touchard, M. Cazalens // Exp.Fluids. – 2007. – № 43 (6). – Р. 917–928.

34. J. Pons, E.Moreau, G.Touchard, Asymmetric surface dielectric barrier discharge in air atatmospheric pressure: electrical properties and induced airflow characteristics // J. Phys. D:Appl. Phys. – 2005. – № 38. – 3635.

35. Staff Writer. Aircraft Timeline of Flight. – 2014. – URL: http://www.militaryfactory.com/air­craft/aircraft-timeline.asp

Требования к современным образцам авиационной техники постоянно увеличиваются, вследствие чего приходится искать новые пути решения поставленных инженерных задач через использование новых материалов, новых принципов изготовления и сборки, а также через неординарный подход к проектированию конструкции современных изделий авиационной техники. В данной работе рассмотрена инженерная методика силового расчета и проектирования составных конструкций самолета, сочетающих металлополимерные композиционные материалы и металлические материалы. В качестве исследуемой составной конструкции рассматривается фрагмент сборной панели крыла самолета, включающий в себя стрингер, выполненный из традиционного конструкционного материала (металла), и присоединенная к нему обшивка из металлополимерного композиционного материала. Металлополимерный композиционный материал представляет собой слоистый материал, состоящий из металлических листов и слоев из полимерного композиционного материала. Ранее в [1] были исследованы характеристики напряженно-деформированного состояния (НДС) отдельно взятого металлополимерного композиционного материала и каждого слоя в его пакете. В данной работе получены аналитические и графические зависимости напряженного состояния элементов составной конструкции от их предельных деформаций. Исследованы параметры сборной панели крыла, работающей на растяжение, и их влияние на напряженно-деформированное состояние, запас прочности и несущую способность. Полученные графические зависимости можно использовать для предварительной оценки прочности того или иного элемента составной конструкции на этапе проработки концепции конструкции агрегата планера самолета с применением металлополимерного материала.

Ключевые слова: алюмостеклопластик, металлополимерный композиционный материал, совместная деформация, поток сил, расчетные напряжения, панель, обшивка, стрингер, составная конструкция, прочность, несущая способность.

Печенюк Валерий Сергеевич (Москва, Россия) – аспирант кафедры «Проектирование и сертификация авиационной техники» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4, А-80, ГСП-3, e-mail: palatinus13@yandex.ru).

Попов Юрий Иванович (Москва, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Проектирование и сертификация авиационной техники» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4, А-80, ГСП-3, e-mail: ser.popov91@mail.ru).

Моисеева Ирина Станиславовна (Воронеж, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Авиационные комплексы и конструкции летательных аппаратов» Военно-воздушной академии имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина (394064, Воронежская обл., г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, д. 54а, e-mail: moiseeva@mail.ru)

1. Печенюк В.С., Попов Ю.И. Концептуальное проектирование конструкции крыла или фюзеляжа магистрального самолета из металлополимерных композиционных материалов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 64. – С. 74–82.
2. Wu G.C., Yang J.M. The mechanical behavior of GLARE laminates for aircraft structures // Failure in Structural Materials. – 2005. – № 57. – P. 72–79.
3. Nam H.W., Hwang W., Han K.S. Stacking Sequence Design of Fiber-Metal Laminate for Maximum Strength // Journal of Composite Materials. – 2001. – No. 18. – P. 1654–1683.
4. Benedict A.V. An Experimental Investigation of GLARE and Restructured Fiber Metal Laminates. – Embry-Riddle Aeronautical University, 2012. – 103 p.
5. Гришин В.И., Дзюба А.С., Дударьков Ю.И. Прочность и устойчивость элементов и соединений авиационных конструкций из композитов. – М.: Физматлит, 2013. – 272 c.
6. Попов Ю.И., Резниченко В.И. Проектирование и изготовление узлов и деталей планера самолета из композиционных материалов. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 68 c.
7. Костров В.И., Туркин И.К. Расчет элементов деформируемых конструкций: учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2002. – 400 c.
8. Туркин И.К. Проектирование элементов конструкций ЛА с использованием композиционных материалов. – М.: Изд-во МАИ, 1996. – 61 c.
9. Попов Ю.И., Кравченко Г.Н., Казанцев В.В. Оценка несущей способности составной конструкции самолета из металла и композита // Полет. – 2020. – № 4. – С. 43–51.
10. Ендогур А.И. Проектирование авиационных конструкций. Проектирование конструкции деталей и узлов. – М.: Изд-во МАИ, 2009. – 540 c.
11. Гибридные слоистые крыльевые материалы на базе алюминий-литиевых сплавов / Н.Ю. Серебренникова, В.В. Антипов, О.Г. Сенаторова, В.С. Ерасов, В.В. Каширин // Авиационные материалы и технологии. – 2016. – № 3. – С. 3–8.
12. Клеевые связующие и клеевые препреги для алюмополимерных композиционных материалов / В.В. Антипов, Е.В. Котова, Н.Ю. Серебренникова, А.П. Петрова // Труды ВИАМ. – № 5 (65). – 2018.
13. Конструкционные слоистые материалы СИАЛ / В.В. Антипов, О.Г. Сенаторова, В.В. Сидель­ников, В.В. Шестов // Клеи. Герметики. Технологии. – 2012. – № 6. – С. 13–17.
14. Васильев В.В. Композиционные материалы: справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 c.
15. Оптимизация структуры гибридных композиционных материалов авиационного назначения / А.В. Лавров, В.С. Ерасов, Н.Ю. Подживотов, А.В. Автаев // Труды ВИАМ. – № 11 (47). – 2016.

Рассматриваются выбор и оптимизация частоты вращения, числа ступеней, распределения осевых скоростей, степеней реактивности, диаметральных размеров и формы проточной части, ширины лопаточных венцов, изменения работы по высоте проточной части в компрессорах и турбинах ГТД. Предложен метод определения коэффициента восстановления полного давления и его связи с КПД лопаточных венцов, ступеней, компрессоров и турбин. Показано, что при одинаковом значении этого показателя в этих элементах достигается максимальный КПД компрессоров и турбин в составе турбокомпрессоров. Предложено с использованием этого показателя уже на раннем этапе проектирования определять оптимальное число ступеней и распределение работ между ними, изменение работы по высоте проточной части. Показано, как на диаграммах Смита определяются положение точек для ступеней и оптимальная форма проточной части. Предложены различные методы выбора параметров решеток профилей для первых, последних и для промежуточных ступеней. Показано, как эти методы используются при доводке компрессоров и турбин по результатам испытаний ГТД. Приведены результаты апробации разработанных методик проектирования и доводки на примерах проектирования компрессоров и турбин ВСУ, изменения геометрии лопаточных венцов и проточной части в сменной проточной части центробежного нагнетателя для ГПА Р-16"Уфа", доводки 3-ступенчатого КНД для перспективного ТРДДФсм, сравнения с результатами имитационного моделирования в системе DVIGw, 2D и 3D CAD/CAE-моделирования.

Ключевые слова: компрессор, турбина, основные параметры, коэффициент восстановления полного давления, коэффициент полезного действия, запас газодинамической устойчивости

Симонов Николай Борисович (Уфа, Россия) – старший преподаватель кафедры «Авиадвигатели» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450000, г. Уфа, ул. К Маркса, 12 корп. 2; e-mail: sventigo@yandex.ru).

Кривошеев Игорь Александрович (Уфа, Россия) – д.т.н., профессор кафедры «Авиадвигатели» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450000, г. Уфа,
ул. К Маркса, 12 корп. 2; e-mail: krivosh@mail.ru).

Рожков Кирилл Евгеньевич (Уфа, Россия) – доцент кафедры «Авиационная теплотехника и теплоэнергетика» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12 корп. 2; e-mail: rke85@mail.ru).

1. Кривошеев И.А. Опыт разработки и внедрения компонентов информационной поддержки проектирования, доводки и эксплуатации ГТД и ГТУ // Известия Самар. науч. центра Рос. акад. наук, 2012. – Т. 14, № 4 (2). – С. 428–436.
2. Кривошеев И.А, Кожинов Д.Г. Развитие методов моделирования и автоматизированного проектирования газотурбинных двигателей // Вестник Самар. ун-та. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2014. – № 5–3 (47). – С. 9–18.
3. Кривошеев И.А., Рожков К.Е. Развитие методов моделирования и автоматизированного проектирования компрессоров // Вестник Самар. ун-та. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2014. – № 5–2 (47). – С. 150–158.
4. Плотников А.И., Иноземцев А.А. Разработка многоуровневого расчетного комплекса для определения газодинамических параметров высоконагруженного малоступенчатого осевого компрессора // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4.
5. Отчет о проектировании и оценке характеристик высоконагруженной ступени компрессора: техн. отчет Исслед. центра Льюиса. – НАСА, 1969. – 106 c.
6. Lewis R.I. Turbomachinery Performance Analysis. – Elsevier Science & Technology Books, John Wiley & Sons Inc., 1996. – 329 p.
7. Диксон С.Л. Термодинамика турбомашин / пер. с англ Р.Е. Данилова, М.И. Осипова. – М.: Машиностроение, 1981. – 213 с.
8. Anderson M.R. Improved Smith Chart for Axial Compressor Design // ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition . – GT2018-75845. – Oslo, Norway, 2018 – 9 p.
9. Основы проектирования турбин авиадвигателей / А.В. Деревянко, В.А. Журавлев, В.В. Зикеев [и др.]; под ред. С.З. Копелева. – М.: Машиностроение, 1988. – 328 с:
10. Smith S.F. A Simple Correlation of Turbine Efficiency // Journal of the Royal Aeronautical Society. – 1965. – Vol. 69. – P. 467–470.
11. Coull J.D., Hodson H.P. Blade Loading and Its Application in the Meanline Design of Low-Pressure Turbines // Journal of Turbomachinery. – Nov. 2012. – Vol. 135 (2). – 12 p.
12. Клебанов А.Г., Мамаев Б.И. Оптимальный шаг турбинной решетки // Теплоэнергетика. – 1969. – № 10 – С. 35–41.