|
ВСТРОЕННАЯ В ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭМИССИИ ОКИСЛОВ АЗОТА В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕА.И. Фатыков, В.Г. Августинович, И.Н. Грибков Получена: 23.05.2022 Рассмотрена: 20.06.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Представлены обоснование и подход по разработке встроенной математической модели оценки эмиссии окислов азота для реализации целевых функций управления, которые не могут быть получены пря-мым измерением. Приведены типы методик математического описания процессов образования окислов азо-та. Решено в качестве математической модели малоэмиссионной камеры сгорания, пригодной как для трени-ровки нейронной сети, так и для встраивания в структуру электронного регулятора двигателя, разработать стохастическую нелинейную математическую модель. Рассматриваемая концепция модели в виде интеграль-ных соотношений сформирована на основе свертки результатов численного моделирования и имеющихся экспериментальных данных.
Ключевые слова: математическая модель, малоэмиссионная камера сгорания, газотурбинный двига-тель, эмиссия окислов азота.
Сведения об авторах: Фатыков Альмир Илгизович (Пермь, Россия) – инженер отдела расчетно-экспериментальных работ и проектирования, ОДК-Авиадвигатель (Пермь, 614010, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: alm-fatykov@ya.ru).
Августинович Валерий Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор ка-федры авиадвигателей, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: august.valery@yandex.ru).
Грибков Игорь Николаевич (Пермь, Россия) – начальник отдела расчетно-экспериментальных работ и проектирования, ОДК-Авиадвигатель (Пермь, 614010, Комсомольский пр., д. 93).
Список литературы: 1. Predictive Emissions Monitoring Using a Continuously Updating Neural Network / E. Vanderhaegen et al. // Proceedings of ASME Turbo Expo. – 2010. – P. 7.
2. Lauer M., Farber J., Reili F. Model Based Prediction of Off-Design Operation Condition NOx Emission from DLE Gas Turbine Combustors // Proceedings of ASME Turbo Expo – 2017: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. – 2017. – P. 1–11.
3. Lovett J., Abuaf N. Emissions and stability characteristics of flameholders for lean-premixed combus-tion // Proceedings of the ASME Turbo Expo. – 1992.
4. Lamont W.G., Roa M., Lucht R.P. Application of Artificial Neural Networks for the Prediction of Pollu-tant Emissions and Outlet Temperature in a Fuel-Staged Gas Turbine Combustion Rig // Proceedings of ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition. – 2014. – P. 1–10.
5. Костюк В.Е., Гусев В.Н., Конопленко А.А. Методы расчета выбросов оксидов азота авиацион-ными ГТД // Аэродинамика, динамика, баллистика и управление полетом летательных аппаратов. – 2008. –
С. 51–55.
6. Куценко Ю.Г., Онегин С.Ф. Применение численных методов газовой динамики для анализа про-цесса образования оксида азота и выбора конструкции малоэмиссионной камеры сгорания // Авиацион-ная и ракетно-космическая техника. – 2006. – С. 101–112.
7. Митрофанова Ю.А. Математическая модель образования оксидов азота в камере сгорания // Математическое моделирование в естественных науках: материалы ХХVII Всерос. школы-конф. моло-дых ученых и студентов. – Пермь: ПНИПУ, 2018. – С. 183–187.
8. Шаламов С.А., Туснин А.В. Верификация модели образования оксидов азота на основании ре-зультатов экспериментальных исследований // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и иннова-ции – 2015: материалы XVI Всерос. науч.-техн. конф., Пермь, 17–18 нояб. 2015 г. – 2015. – № 1. – С. 271–274.
9. Кузнецова Т.А., Августинович В.Г. Полуэмпирическая модель генерации оксидов азота в мало-эмиссионной камере сгорания в составе системы управления авиационного двигателя // Прикладная ма-тематика и вопросы управления. – 2022. – № 2. – С. 7–33. DOI: 10.15593/2499-9873/2022.2.01
10. A Predictive Real Time NOx Model for Conventional and Partially Premixed Diesel Combustion /
A. Magnus et al. // SAE Technical Paper Series. – 2010. – 12 с.
11. Концепция управления малоэмиссионной камерой сгорания авиационного ГТД и ее эксперт-модель для обучения нейронной сети смарт-регулятора / В.Г. Августинович, Т.А. Кузнецова, А.И. Фаты-ков, А.Д. Нугуманов // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2018. – № 53. – С. 5–19.
12. Комаров Е.М. Методы уменьшения эмиссии вредных веществ в камерах сгорания ГТД и ГТУ // Машиностроение и компьютерные технологии. – 2018. – № 5. – С. 9–29.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭМИССИИ NOx В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОУРОВНЕВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯЮ.Б. Александров, М.Ю. Вовк, Б.Г. Мингазов Получена: 27.05.2022 Рассмотрена: 20.06.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Рассматривается аналитический метод оптимизации характеристик камеры сгорания газотурбинного двигателя по эмиссионным характеристикам. В основе методики лежит определение качества смешения газо-воздушной смеси, что дает представление о смесеобразовании в области жаровой трубы. Качество подготов-ки смеси определяет полноту сгорания и температуру горения, что, в свою очередь, влияет на эмиссионные характеристики. Предложенный метод сопоставляется с численными расчетами тестовой камеры сгорания и экспериментальными данными. Численная трехмерная модель предусматривает расчет одного сектора каме-ры сгорания, содержащего одну жаровую трубу трубчато-кольцевого типа с концентрично установленным двухрядным завихрителем. Сеточная модель была выбрана по результатам расчета из нескольких вариантов по условию сеточной независимости выбранных для анализа параметров. В расчете учитывались эффекты турбулентности, химического взаимодействия топлива с воздухом, поступающего от компрессора двигателя. Для достоверности распределения температуры в области жаровой трубы производился расчет с учетом модели лучистого теплообмена. Произведено сравнение полученных результатов численного расчета в трехмерной постановке с расчетами по аналитической модели для различных углов установки лопаточного завихрителя, которое показало хорошее сопоставление и возможность применения методики для прогнози-рования рабочих характеристик камер сгорания.
Ключевые слова: газотурбинный двигатель, камера сгорания, смешение, процесс горения, полнота сгорания, эмиссионные характеристики, аналитический расчет, численное моделирование, лопаточный за-вихритель.
Сведения об авторах: Александров Юрий Борисович (Казань, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский тех-нический университет имени А.Н. Туполева – КАИ (Казань, 420111, ул. К. Маркса, 10, e-mail: alexwischen@rambler.ru).
Вовк Михаил Юрьевич (Москва, Россия) – кандидат технических наук, заместитель главного конструктора, Опытно-конструкторское бюро имени А. Люльки, филиал ОДК-Уфимского моторострои-тельного производственного объединения, ОКБ имени А. Люльки (Москва, 129301, ул. Касаткина, 13, e-mail: mvovk@yandex.ru).
Мингазов Билал Галавтдинович (Казань, Россия) – доктор технических наук, профессор кафед-ры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ (Казань, 420111, ул. К. Маркса, 10, e-mail: BGMingazov@kai.ru).
Список литературы: 1. Канило П.М., Подгорный А.Н., Христич В.А. Энергетические и экологические характеристики ГТД при использовании углеводородных топлив и водорода. Киев: Наукова думка, 1987. – 224 с.
2. Аэродинамика закрученной струи. / Р.Б. Ахмедов, Т.Б. Балагула, Ф.К. Рашидов, А.Ю. Сакаев. – М.: Энергия. – 1977. – 240 с.
3. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД: пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 566 с.
4. Lewis B., Pease R.N., Taylor H.S. Combustion Processes. – Princeton University Press, 1955. – 696 p.
5. Мингазов Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование про-цессов и расчет: учеб. пособие. – Изд. 2-е, исправ. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2006. – 220 с.
6. Хакер Д.С. Модель стабилизации пламени в закрученном потоке, основанная на упрощенной теории пути смешения // Ракетная техника и космонавтика. – 1974. – № 1. – С. 78 – 86.
7. Влияние угла установки лопаток завихрителя на эффективность смешения потока за фронтовым устройством камеры сгорания ГТД / Ю.Б. Александров, Т.Д. Нгуен, Б.Г. Мингазов, Е.В. Королькова,
Р.Р. Шарафутдинов. // Вестник Московского авиационного института. – 2021. – Т. 28, № 3. – С. 146–158.
8. Экспериментальное исследование процесса смешения в камерах сгорания газотурбинных дви-гателей / Т.Д. Нгуен, Ю.Б. Александров, Б.Г. Мингазов, Е.В. Королькова, Р.Р. Шарафутдинов. // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. – 2021. –
№ 4 (59). – С. 22–30.
9. Численное моделирование рабочего процесса в высокотемпературной воздушно-керосиновой горелке / Е.В. Харлина, А.Д. Морозов, Н.Л. Бачев, Р.В. Бульбович. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2019. – № 59. – С. 1–9.
10. Александров Ю.Б., Нгуен Т.Д., Мингазов Б.Г. Проектирование и доводка камер сгорания га-зотурбинных двигателей на основе расчётов различного уровня сложности // Вестник Самарского уни-верситета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2021. – Т. 20, № 3. – С. 7–23.
11. Садыков А.В., Бутяков М.А. К решению уравнения переноса излучения методом дискретных ординат // Известия высших учебных заведений. Проблемы Энергетики. – 2017. – № 19(5-6). – С. 25–34.
12. Крашенинников С.В., Савченко О.В. Моделирование смешения в закрученном потоке в про-грамме ANSYS CFX // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2013. – № 3 (41). Часть 2. – С. 128–132.
13. Влияние процесса горения на структуру закрученного потока за горелочным устройством ка-меры сгорания газотурбинной установки / И.А. Зубрилин, А.А. Диденко, Д.Н. Дмитриев, Н.И. Гураков, М.М. Эрнандэс. // Вестник Московского авиационного института. – 2019. – Т. 26, № 3. – С. 124–136.
14. Mohammed A. Azim Mixing in Outer Swirling Coaxial Jets // American Journal of Fluid Dynamics. – 2019. – № 9(1). – Р. 27–34. DOI: 10.5923/j.ajfd.20190901.03
15. Авиационный двигателей ПС – 90А / А.А. Иноземцев, Е.А. Коняев, В.В. Медведев,
А.В. Нерадько, А.Е. Ряссов. – М.: Либра-К, 2007. – 320 с.
16. Куценко Ю.Г. Численные методы оценки эмиссионных характеристик камер сгорания га-зотурбинных двигателей. – Екатеринбург – Пермь: Изд-во Урал. отд. РАН, 2006. – 140 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ СМЕШЕНИЯ ДВУХФАЗНОЙ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНОЙ СТРУИ ВО ВСТРЕЧНОМ ПОТОКЕБ.Г. Мингазов, А.Н. Мухин, Т.Х. Мухаметгалиев Получена: 31.05.2022 Рассмотрена: 20.06.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Исследуется влияние неоднородности топливно-воздушной смеси при газодинамическом способе стабилизации пламени с использованием топливновоздушной форсунки, направленной навстречу набегаю-щему потоку. Рассмотрен механизм смешения встречной закрученной топливно-воздушной струи со встреч-ным потоком. Представлены результаты экспериментальных исследований газодинамической структуры те-чения и процессов смесеобразования в зоне взаимодействия встречной закрученной топливно-воздушной струи с набегающим потоком. Установлено влияние скорости и температуры потока, а также соотношения скоростей набегающего потока и струи на смешение неоднородных струй с потоком. Рассмотрены процессы распределения топлива в топливно-воздушной струе по размерам капель и его испарения. Установлено, что процесс смесеобразования существенным образом зависит от конструктивных особенностей форсунки, гидродинамики течения, температуры потока и струи и свойств распыляемого топлива. На основании резуль-татов экспериментальных измерений получена аналитическая зависимость для расчета степени перемеши-вания двухфазной топливно-воздушной струи со встречным потоком, позволяющая определить состав в зоне обратных токов, который может быть использован для определения границ устойчивого горения на различ-ных режимах рабты горелочных утройств, где применяется жидкое топливо различного состава.
Ключевые слова: поток, встречная закрученная струя, стабилизация пламени, топливновоздушная форсунка, смешение, распыливание, испарение, скорость, температура, газодинамический параметр, зона обратных токов.
Сведения об авторах: Мингазов Билал Галавтдинович – доктор технических наук, профессор кафедры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический уни-верситет имени А.Н. Туполева – КАИ (420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, e-mail: BGMingazov@kai.ru).
Мухин Андрей Николаевич – кандидат технических наук, главный конструктор по перспектив-ным разработкам и специальным характеристикам, Опытно-конструкторское бюро имени А. Люльки (филиал ОДК УМПО) (129301, Москва, ул. Касаткина, 13, е-mail: andrey.muhin@okb.umpo.ru).
Мухаметгалиев Тимур Хатипович – кандидат технических наук, асситент кафедры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический уни-верситет имени А.Н. Туполева – КАИ (420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, e-mail: timcool@bk.ru).
Список литературы: 1. Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas turbine combustion – CRC Press, 2010. – P. 557.
2. Мухаметгалиев Т.Х., Мингазов Б.Г. Исследование механизма стабилизации пламени в неодно-родных по фазе топливовоздушных смесях // Известия вузов. Авиационная техника. – 2020. – № 1. – С. 93–96.
3. Ахмедов Р.Б. Интенсивность крутки воздушного потока в вихревых горелках // Теплоэнергети-ка, 1962. №6.
4. Влияние степени закрутки потока в вихревой горелке на состав смеси в зоне её рециркуляции на границе срыва пламени / Ю.Л. Ковылов, Н.К. Серенков, А.Ф. Урывский, А.М. Цыганов // Горение в пото-ке: межвуз. сб. – Казань, 1982. – С. 19–23.
5. Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели – ОАО «Авиадвигатель», 2006. – 1202 с.
6. Обобщение экспериментальных данных по пределам стабилизации пламени на струях / В.А. Костерин и др. // Авиационная техника. 1968. №3.
7. Бовина Т.А. Горение при пониженных давлениях и некоторые вопросы стабилизации пламени в однородных и двухфазных системах. – М.: Изд-во АН СССР, 1960.
8. Мингазов Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование про-цессов и расчет: учеб. пособие. – Изд. второе, испр. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2006. – 220 с.
9. Бортников М.Т. Стабилизация процесса горения в камерах сгорания. // Труды ЦИАМ. 1974. –
№ 613.
10. Анализ геометрических и тепловых характеристик высокоресурсной утилизационной камеры сгорания / О.О. Матюнин, А.А. Шилова, Н.Л. Бачев, Р.В. Бульбович // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2018. – № 52. – С. 85–96.
11. Численное моделирование рабочего процесса в высокотемпературной воздушно-керосиновой горелке / Е.В. Харлина, А.Д. Морозов, Н.Л. Бачев, Р.В. Бульбович // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2019. – № 59. – С. 72–80.
12. Использование камеры предварительного смешения в утилизационной установке / А.А. Шило-ва, И.С. Кузнецов, Н.Л. Бачев, Р.В. Бульбович // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2019. – № 57. –
С. 137–147.
13. Шилова А.А. Бачев Н.Л., Бульбович Р.В. Расчетно-экспериментальные исследования области устойчивого горения природного газа с воздухом // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 66. – С. 47–55.
14. Влияние состава и параметров подачи нефтяного газа на пределы горения в утилизационной камере сгорания / А.А. Шилова, Р.В. Бульбович, Н.Л. Бачев, О.О. Матюнин // Вестник ПНИПУ. Аэрокос-мическая техника. – 2020. – № 60. – С. 64–71.
15. Бетинская О.А. Организация рабочего процесса в универсальной камере сгорания газотурбин-ной установки для утилизации попутного нефтяного газа: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.12. – Пермь, 2017. – 146 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТОПЛИВ В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙО. Стайич, Б.Г. Мингазов Получена: 31.05.2022 Рассмотрена: 20.06.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Исследованы процессы горения различных топлив в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Рассмотрены возможность использования различных топлив типа биогаза, метана, а также водорода. Целью работы являлось определение характеристик камеры сгорания при применении указанных типов топлив. Расчеты поводились с помощью одномерной программы расчета камер сгорания, основанной на теории турбулентного горения, смесеобразования и смешения. Проведено сопоставление с экспериментальными данными. Проведен анализ характеристик горения смеси, включающих изменение полноты сгорания, темпе-ратуры сгорания, уровень эмиссии вредных выбросов СО, NOx. Показана сложность процессов и необходи-мость более детального изучения влияния состава различных топлив на процессы горения и возможность предсказания их протекания. Одной из основных проблем в настоящее время является борьба за снижение эмиссии вредных выбросов NOx и СО, также в продуктах сгорания одновременно выделяется двуокись угле-рода СО2, который раньше считался безвредным, однако в настоящее время установлено, что этот газ спо-собствует появлению парникового эффекта и соответственно изменению климата на Земле. Показана необ-ходимость снижения вредных выбросов, что может быть достигнуто применением в качестве топлива водо-рода.
Ключевые слова: метан, биогаз, водород, горение, камера сгорания газотурбинного двигателя, оксиды азота, оксиды углерода, CO, NОx, эмиссия, выброс.
Сведения об авторах: Мингазов Билал Галавтдинович (Казань, Россия) – доктор технических наук, профессор кафед-ры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ (420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, e-mail: bgmingazov@kai.ru).
Стайич Огнен (Казань, Россия) – магистар кафедры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполе-ва – КАИ (420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, e-mail: ognjen_stajic@yahoo.com).
Список литературы: 1. Gonzales-Zuñiga S., Höhne N., Hans, F. Climate Action Tracker Global Update: Paris Agreement Turn-ing Point [Электронный ресурс] // Next Climate Institute. – Dec. 2020. – URL: https://newclimate.org/resources/publications/climate-action-tracker-global-update-paris-agreement-turning-point (дата обращения: 04.10.2022).
2. Ю.Б. Александров, Т.Д. Нгуен, Б.Г. Мингазов. Проектирование и доводка камер сгорания га-зотурбинных двигателей на основе расчётов различного уровня сложности // Вестник Самарского уни-верситета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2021. – Т. 20, № 3. – С. 7–23.
3. Ю.Б. Александров, Т.Д. Нгуен, Б.Г. Мингазов. Oпределение гидравлических потерь на основе моделирования течения в элементах камеры сгорания газотурбинного двигателя // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 65. – С. 7–16.
4. Т.Д. Нгуен, Ю.Б. Александров, Б.Г. Мингазов, Е.В. Королькова, Р.Р. Шарафутдинов. Экспери-ментальное исследование процесса смешения в камерах сгорания газотурбинных двигателей // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. – 2021. –
№ 4 (59). – С. 22–30.
5. Skyline Energy, The history and technology of biogas: All About Biogas, Article №2 [Электронный ресурс] //Skyline Energy. – March 2022. – URL: https://www.skylineenergy.ca/blog/the-history-and-technology-of-biogas-all-about-biogas-article-2/ (дата обращения: 10.10.2022)
6. Mоделирование и исследование процессов горения топливовоздушных смесей на основе биога-за / У.Д. Мизхер, А.В. Чукалин, С.В. Бусыгин, В.Н. Ковальногов, Р.В. Федоров // Вестник УлГТУ. – 2020. – №2-3. – С. 90–91.
7. Environmental impact of biogas: A short review of current knowledge/ V. Paolini, F. Petracchini,
M. Segreto, L. Tomassetti, N. Naja, A. Cecinato // Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineer-ing. –
2018. – Vol. 53. – P. 899–906.
8. Study on Biogas Combustion Characteristics and Pollutant Formation Characteristics of Combustion Chambers/Haoran Li, Jian Hu, B.G. Mingazov, Weiwei Li, Wen Zhen. // Russian Aeronautics. – 2021. –
Vol. 64(2), April. – P. 268–276.
9. Garner W.E., F.R.S., Ham A.J. The combustion of methane // Proceedings of Royal Society of Lon-don: Mathematical and Physical Sciences. March 1938. – Vol. 170. – London, Royal Society Burlington House –
P. 80–101.
10. Кретов А.С., Глухов В.В. Альтернативное топливо в транспортной авиации и оценка эффек-тивности его применения // Известия вузов. Авиационная техника. – 2021. – № 3. – С. 11–23.
11. Yahyaoui M. The Use of LNG as Aviation Fuel: Combustion and Emissions [Электронный ресурс] // 13th International Energy Conversion Engineering Conference. – Orlando, 2015. – URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2015-3730
12. Канило П.М., Подгорный А.Н., Христич В.А. Энергетические и экологические характеристики ГТД при использовании углеводородных топлив и водорода. – Киев: Наукова думка, 1987. – 224 с.
13. Thermo-Gas Dynamics of Hydrogen Combustion and Explosion / B.E. Gelfand, S.V. Khomik,
M.V. Medvedev, M.V. Silnikov Springer Heidelberg Dordrecht, 2012. – 338 p.
14. Combustion and Oxidation Kinetics of Alternative Gas Turbines Fuels / P.A. Glaude, B. Sirjean,
R. Fournet, R. Bounaceur, M. Vierling, P. Montagne, M. Moliere // ASME Turbo Expo: Turbine Technical Con-ference and Exposition. – 2014. – Vol. 3A. – P. 10–10.
15. Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas turbine combustion – CRC Press, 2010. – 557 p.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ РАБОТЫ НАЗЕМНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И УВЕЛИЧЕНИЕ СТЕПЕНИ ДВУХКОНТУРНОСТИ АВИАЦИОННЫХ ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВУХКОНТУРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОДОГРЕВА В ЦИКЛ ЭТИХ ДВИГАТЕЛЕЙВ.А. Иванов Получена: 18.06.2022 Рассмотрена: 20.06.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Показано, что в наземном одноконтурном газотурбинном двигателе с промежуточным подогревом приемлемым критерием эффективности является максимум степени понижения давления в свободной тур-бине, при котором обеспечивается большое увеличение удельной работы с сохранением или небольшим увеличением эффективного коффицента полезного действия по сравнению с использованием традиционно-го критерия эффективности – максимума эффективного коэффициента полезного действия. В авиационном двухконтурном турбореактивном двигателе при использовании аналогичного критерия эффективности – максимума степени понижения давления – во внутреннем контуре после турбин компрессора обеспечивает-ся близкое к максимальному увеличение степени двухконтурности за счет уменьшения диаметральных раз-меров внутреннего контура при сохранении его мощности, степени повышения давления вентилятора и диа-метральных размеров наружного контура. При таком способе использования промежуточного подогрева обеспечиваются параметры двигателей сверхзвуковых пассажирских и стратегических самолетов, соответ-ствующие малой степени двухконтурности при сверхзвуковой скорости полета и большой степени двухкон-турности в дозвуковом полете. Такой способ может быть использован также для увеличения расхода воздуха через наружный контур и тяги двигателей стратегических самолетов при переводе наружного контура на пря-моточный режим работы для обеспечения высоких сверхзвуковых скоростей полета.
Ключевые слова: простой цикл, сложный цикл, промежуточный подогрев, двухконтурный турбореак-тивный двигатель.
Сведения об авторах: Иванов Вадим Александрович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, независимый автор (Пермь, 614022, ул. Семченко, д. 6, кв. 73, e-mail: iva-perm@rambler.ru).
Список литературы: 1. Иванов В.А. Путь увеличения эффективности цикла газотурбинных установок // Вестник СГАУ. – 2009. – Бюллетень № 3. (19). – С. 102–108.
2. Иванов В.А. Выбор оптимальной степени повышения давления и принципа проектирования ГТУ сложного цикла // Известия РАН. Энергетика. – 2016. – №1. – С. 106–114.
3. Иванов В.А. Критерий эффективности ГТУ сложного цикла с промежуточным подогревом и свободной турбиной // Вестник УГАТУ. – 2022. – Т. 26, № 2 (96). – С. 53–59.
4. Кириллов И.И. Газовые турбины и газотурбинные установки. – М.: Машгиз, 1956. – Т.2. Га-зотурбинные установки. – 318с.
5. Иванов В. А. Эффективность введения промежуточного подогрева в цикл ТРДДФ сверхзвуково-го самолета // Вестник Уфимского государственного авиационного технологического университета. – 2022. –
Т. 26, № 1 (95). – С. 59–68.
6. Иванов В. А. Эффективность введения промежуточного подогрева в цикл турбопрямоточного двигателя // Вестник Уфимского государственного авиационного технологического университета. – 2021. –
Т. 25, № 1 (91). – С. 33–40.
7. Алендарь А.Д., Грунин А.Н., Силуянова М.В. Анализ концепций базовых обликов перспектив-ных двигателей сверхзвуковых гражданских летательных аппаратов на основе опыта зарубежных раз-работчиков // Вестник СГАУ. – 2021. – Т. 20, № 3. – С. 24–36.
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, ПОДВЕРГШЕГОСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ ОГНЯД.В. Коновал Получена: 22.07.2022 Рассмотрена: 29.08.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Было проведено большое количество исследований для определения характеристик свойств горения и снижения воспламеняемости композиционных материалов, но в то же время о структурном поведении композитов при пожаре известно гораздо меньше. Хотя в нескольких исследованиях изучалось влияние вы-сокой температуры или пожара на несущие свойства полимерных композитных материалов. В данной работе представлены термомеханические модели для прогнозирования прочности полимерных композитных мате-риалов, нагруженных при растяжении или сжатии, подвергнутых одностороннему лучистому нагреву огнем. Модели предсказывают повышение температуры и температурный профиль по толщине в горячем разлагаю-щемся ламинате, подвергшемся воздействию огня. В моделях предполагается, что одна сторона многослой-ной балки равномерно нагревается при постоянном лучистом тепловом потоке. Расчет огнестойкости требу-ет определения распределения температуры в поперечном сечении (модель теплового воздействия) и ана-лиза механических характеристик конструкции, подвергающейся воздействию повышенной температуры (мо-дель структурного отклика). Пространственное разделение температур, которое повышается при вероятном пожаре, может быть выражено через управляемый огнем поток жидкости или FDS (симулятор динамики пожа-ра). Температурное поле ламината было рассчитано с помощью модуля теплопередачи.
Ключевые слова: полимерная матрица, огонь, пиролиз, обугленный материал, термомеханические свойства, теплопередача, модуль теплопередачи, COMSOL, FDS код, анализ прочности.
Сведения об авторах: Коновал Дарина Викторовна (Москва, Россия) – магистрант кафедры «Авиационная техника», Московский авиационный институт (Москва, 125993, Волоколамское шоссе, 4); инженер-конструктор отдела «Проектирование сборочной оснастки», АО «Кронштадт» (Москва, 123060, 1-й Волоколамский проезд, 10с1, e-mail: knvar@yandex.ru).
Список литературы: 1. Scudamore M.J. Fire performance studies on glass-reinforced plastic laminates // Fire Mater. – 1994. – № 18. – P. 313.
2. Sorathia U., Rollhauser M., Hughes W.A. Improved fire safety of composites for naval applications // Fire Mater. – 1992. – № 16. – P. 119.
3. Mouritz A.P., Mathys Z. Post-fire mechanical properties of marine, polymer composites // Compos Struct. – 1999. – № 47. – P. 643.
4. Dao M., Asaro R.J. // Composites Part A. – 1999. – № 30. – P. 123.
5. Mouritz A.P., Mathys Z. Mechanical properties of fire-damaged glass reinforced phenolic composites // Fire Mater. – 2000. – № 24. – P. 67–75.
6. Fire behaviour of composite laminates / N. Dodds, A.G. Gibson, D. Dewhurst, J.M. Davies // Compo-sites Part A. – 2000. – № 31. – P. 689.
7. Moyer C.B., & Rindal R.A. An Analysis of the Coupled Chemically Reacting Boundary Layer and Charring Ablator, Part II, Finite Difference Solution for the In-Depth Response of Charring Materials Consider-ing Surface Chemical and Energy Balances, 1-3, Aerotherm Report No. 66-7, Part II, Itek Corporation, Vidya Divisio Palo Alto, California, 1968.
8. Fire Dynamics Simulator (Version5) – User's Guide, NIST 1019-5 / McGrattan K., Forney G.P., Floyd J.F., Hostikka S. and Prasad K. National Institute of Standards and Technology (NIST), 2010.
9. Anonymous, COMSOL Multiphysics – Modeling Guide. Version 4.0a, August 2010.
10. Gu P., Chen W. Influence of thermal distortion to compression failure of polymer matrix panels in fire // Composite Structures. – 2012. – № 94. – P. 2174–2180.
ПОЛУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОБЩЕННЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ДОВОДКЕ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙИ.А. Кривошеев, К.Е. Рожков, Н.Б. Симонов Получена: 22.09.2022 Рассмотрена: 30.09.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Рассматривается степень и область адекватности обобщенных зависимостей, используемых при про-ектировании и доводке турбокомпрессоров газотурбинных двигателей. Показано, как могут быть уточнены и дополнены диаграммы А.Хауэлла, Л.Е. Ольштейна, метод Г.А. Быкова. Описано, как наряду с экспериментами используется 3D CAD/CAE-моделирование. Предложены новые методы использования диаграмм Смита, раз-личные методы профилирования первых, последних и промежуточных ступеней компрессора. Показано, что предложенные методы позволяют повысить коэффициент полезного действия компрессоров и турбин.
Ключевые слова: компрессор, турбина, номинальные и оптимальные режимы, решетки профилей, скорость натекания, густота, углы атаки и отставания, распределение работ по ступеням.
Сведения об авторах: Кривошеев Игорь Александрович (Уфа, Россия) – доктор технических наук, про-фессор кафедры «Авиадвигатели», Уфимский государственный авиационный технический университет (Уфа, 450000, ул. Карла Маркса, 12, корп. 2, e-mail: krivosh@mail.ru).
Рожков Кирилл Евгеньевич (Уфа, Россия) – доцент кафедры «Авиационная тепло-техника и теплоэнергетика», Уфимский государственный авиационный технический уни-верситет (Уфа, 450000, ул. Карла Маркса, 12, корп. 2, e-mail: rke85@mail.ru).
Симонов Николай Борисович (Уфа, Россия) – старший преподаватель кафедры «Авиадвигатели», Уфимский государственный авиационный технический университет (Уфа, 450000, ул. Карла Маркса, 12, корп. 2, e-mail: sventigo@yandex.ru).
Список литературы: 1. Кривошеев И.А. Опыт разработки и внедрения компонентов информационной поддержки проектирования, доводки и эксплуатации ГТД и ГТУ // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2012. – Т. 14, № 4 (2). – С. 428–436.
2. Кривошеев И.А., Кожинов Д.Г. Развитие методов моделирования и автоматизиро-ванного проектирования газотурбинных двигателей // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2014. – № 5–3(47). – С. 9–18.
3. Кривошеев И.А., Рожков К.Е. Развитие методов моделирования и автоматизиро-ванного проектирования компрессоров // Вестник Самарского университета. Аэрокосми-ческая техника, технологии и машиностроение. – 2014. – № 5–2(47). – С. 150–158.
4. Плотников А.И., Иноземцев А.А., Плотников А.И. Разработка многоуровневого расчетного комплекса для определения газодинамических параметров высоконагруженно-го малоступенчатого осевого компрессора // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4.
5. Отчет о проектировании и оценке характеристик высоконагруженной ступе-ни компрессора, технический отчет исследовательского центра Льюиса. НАСА, 1969.
6. Lewis R. I. Turbomachinery Performance Analysis. – John Wiley & Sons Inc., 1996.
7. Диксон С. Л. Термодинамика турбомашин: пер. с англ. Р.Е. Данилова, М.И. Оси-пова– М.: Машиностроение, 1981. – 213 с.
8. Anderson M. R. Improved Smith Chart for Axial Compressor Design, GT2018-75845, Oslo, Norway, 2018.
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 Aero-nautical Society, 1965.
11. Coull J.D., Hodson H. P. Blade Loading and Its Application in the Meanline Design of Low-Pressure Turbines // Journal of Turbomachinery. – 2012. – Vol. 135.
12. Клебанов А.Г., Мамаев Б.И. Оптимальный шаг турбинной решетки // Теплоэнер-гетика. – 1969. – № 10 – С. 35–41.
13. Галеркин Ю.Б., Солдатова К.В. Технология компрессоростроения. Теория, рас-чет и конструирование компрессорных машин динамического действия. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – 121 с.
14. Федоров Р.М. Характеристики осевых компрессоров. Воронеж: Научная книга, 2015. – 220 с.
15. Ольштейн Л.Е., Процеров В.Г. Метод расчета осевого компрессора по данным продувок плоских решеток // Труды ЦИАМ. – 1948. – № 150. – 61 с.
16. Кривошеев И.А., Рожков К.Е., Симонов Н.Б. Оптимизация числа, распределения работ по ступеням и густот решеток профилей при проектировании компрессора // Изве-стия вузов. Авиационная техника. – 2020. – № 2. – С. 112–118.
17. Быков Г.А. Расчет аэродинамических характеристик осевых компрессорных сту-пеней на основе обобщенных зависимостей // Теплоэнергетика. – 1965. – № 11. – С. 79–81.
СТРУКТУРЫ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ТИТАНОВОГО ПОРОШКА α- И β-ФАЗ В MIM-ТЕХНОЛОГИИД.М. Кротов Получена: 15.09.2022 Рассмотрена: 30.09.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Исследованы порошковые смеси частиц титанового сплава ВТ-6 и комбинированного полимерного наполнителя на различных этапах переработки методом литья под давлением и готовые плотноспеченные образцы. Впервые разработана и реализована методика технологического эксперимента с литьем под давле-нием металлополимерных смесей для получения опытных образцов из титанового сплава с остаточной по-ристостью 0,8 ± 0,2 %. В отличие от известных подходов были использованы отечественные порошки титано-вого сплава Вт-6 с объемным наполнением 62 % со средним диаметром частиц 32,8 ± 0,5 мкм. С использова-нием предоставленного порошка было изготовлено несколько опытных партий фидстоков (порошково-полимерных смесей) с различным объемным наполнением порошком (62, 64 и 66 об. %). Отработана опыт-ная технология производства деталей точного приборостроения из титанополимерных смесей методом ин-жекционного литья. Результаты исследований и разработок использованы для обоснования технологии про-изводства деталей точного приборостроения на предприятии АО «Серпуховский завод “Металлист”», что подтверждено актом внедрения. Полученные в работе результаты исследования свойств, составов и структу-ры металлополимерных смесей и полимерных материалов, а также спечённых MIM-изделий могут служить основой для подготовки нормативных документов и совершенствования технологических процессов MIM-производства зеленых заготовок различной номенклатуры деталей из титанового сплава ВТ-6.
Ключевые слова: титановый сплав, титанополимерные смеси, металлополимерные смеси, инжекци-онное литье, точное приборостроение, полимерный наполнитель, литье под давлением, метод литья, по-рошково-полимерные смеси, объемный наполнитель.
Сведения об авторах: Кротов Дмитрий Михайлович (Москва, Россия) – преподаватель-исследователь, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский уни-верситет) (Москва, 105005, 2-я Бауманская ул., д. 5, корп. 1, e-mail: 89031772075@mail.ru).
Список литературы: 1. Литье металлов под давлением с использованием порошков TiH2 / E. Carreño-Morelli, W. Krstev, B. Romeira, M. Rodriguez-Arbaizar, J.E. Bidaux // Мир металла. – 2010. – № 4 (5). – С. 20–22.
2. Бихлер М. Параметры процесса литья под давлением. Анализ и оптимизация. – М.: Манне-сманн Демаг Сервис (Demag Plastservice), 2001. – 130 с.
3. Развитие связующих веществ в гранулятах для МИМ-технологии / А.В. Пархоменко, А.Р. Сам-бурок, С.В. Игнатов, Д.В. Костин, А.С. Шультимова // Вестник Самарского государственного техниче-ского университета. Серия: Технические науки. – 2013. – № 2(38). – С. 91–98.
4. The processing and properties of metal injection moulded superalloys / B. Kloeden, T. Weissgaerber,
B. Kieback, I. Langer // Powder Injection Moulding Int. – 2013. – Vol. 7, № 1. – P. 53–66.
5. Семенов А.Б., Семенов Б.И. Две парадигмы технологий литья изделий из металлов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2017. – Т. 5, № 686. – С. 79–98.
АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ В ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХЕ.С. Курилова, Е.А. Зарницына Получена: 23.09.2022 Рассмотрена: 30.09.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Одна из задач теплообменных аппаратов ракетно-космической техники состоит в обеспечении и под-держании необходимого для безаварийной работы уровня температур всех элементов летательных аппара-тов. Характерной особенностью всех источников тепла является непостоянство передаваемого тепла. От ре-шения данной проблемы зависит целостность ракетных двигателей и летательных аппаратов, поэтому в ста-тье рассматриваются конструкции теплообменных аппаратов жидкостных ракетных двигательных установок, их предназначение, классификация, достоинства и недостатки.
Ключевые слова: теплообменный аппарат, жидкостные ракетные двигательные установки, рекупера-тивные теплообменные аппараты, кожухотрубчатые теплообменные аппараты, цилиндрические теплообмен-ные аппараты, пластинчато-ребристые теплообменные аппараты, теплоноситель.
Сведения об авторах: Курилова Евгения Сергеевна (Челябинск, Россия) – студент кафедры «Двигатели летательных аппаратов», Южно-Уральский государственный университет (454080, Челябинск, ул. Ленина, 76, e-mail: kurilovajenika25@mail.ru).
Зарницына Екатерина Анатольевна (Челябинск, Россия) – заместитель директора, Южно-Уральский государственный университет (454080, Челябинск, ул. Ленина, 76, e-mail: zarnitcynaea@susu.ru).
Список литературы: 1. Салахутдинов Г.М. Тепловая защита в космической технике. – 7-е изда. – М.: Знание, 1982. – 64 c.
2. Системы терморегулирования космического аппарата. [Электронный ресурс] // Википедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 10.10.2021).
3. Теплообменный аппарат. Виды, устройство, классификация теплообменников. [Электронный ресурс] // ЭлеткроТехИнфо. – URL: https://eti.su/articles/ (дата обращения: 07.10.2021).
4. Шарп М. Р. Человек в космосе. – 12-е изд. – М.: Мир, 1971. – 200 c.
5. Клюева О.Г. Разработка унифицированных компактных пластинчато-ребристых теплообмен-ных аппаратов для жидкостных ракетных двигателей: дисс. … канд. техн. наук. [Электронный ресурс]. – М., 2008. – 168 c. // Техносфера. – URL: https://tekhnosfera.com (дата обращения 09.09.2021).
6. Что такое теплообменник, зачем он нужен. [Электронный ресурс] // Ремстроймаш. – URL: https://www.npommz.ru/ (дата обращения: 09.09.2021).
7. Рекуперативные теплообменные аппараты непрерывного действия. [Электронный ресурс] – URL: https://helpiks.org (дата обращения: 10.09.2021).
8. Пелевин Ф.В., Пономарев А.В., Семенов П.Ю. Рекуперативный теплообменный аппарат с пори-стым металлом для жидкостного ракетного двигателя [Электронный ресурс] // Elibrary. – URL: https://www.elibrary.ru/ (дата обращения: 16.09.2021).
9. Кожухотрубчатый теплообменник / Р.Г. Ризванов, Р.Г. Адеев, А.М. Забатурин, Р.Ф. Теляев. [Электронный ресурс] // Elibrary: [сайт]. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp
?id=37884949 (дата обращения: 10.09.2021).
10. В это день... [Электронный ресурс] // Беседы о ракетных двигателях: [сайт]. – URL: https://rocketengines.ru/historical-digest/events (дата обращения: 10.09.2022).
11. Пат. 2190816 Российская Федерация, МПК F28D 7/00. Кожухотрубчатый теплообменник / Аб-деев Р.Г, Забатурин А.М., Ризванов Р.Г., Теляев Р.Ф.: заявители и патентообладатели; заявл. 05.06.2001; опубл. 10.10.2002.
12. Пат. 2282808 Российская Федерация, МПК F28D7/16. Кожухотрубчатый теплообменник с ка-налами, параллельно расположенными в пространстве /Сафин Р.Р., Рогачев С.Г., Сюняев Р.З., Сафиев О.Г.: заявители и патентообладатели; заявл. 30.11.2001; опубл. 27.08.2006.
13. Пат. 269804 Российская Федерация, МПК F28D7/16. Кожухотрубчатый теплообменный аппа-рат / Насибулин Р.И.: заявитель; заявл. 21.07.2016; опубл. 04.07.2019.
14. Клюева О. Г. Цилиндрический теплообменник двигателя РД-171М ракеты-носителя семейства «Зенит» [Электронный ресурс] // Elibrary. – URL: https://www.elibrary.ru/ (дата обращения: 17.09.2021).
15. Пат. 2714133 С1 Российская Федерация, МПК F28D7/16 Цилиндрический рекуперативный теплообменный аппарат коаксиального типа / Пирожникова А.П.; Говорунов М.А.: заявители и патенто-обладатели; заявл. 02.08.2019; опубл. 13.02.2020.
16. Пат. 1839227 А1 СССР, МПК F28F3/02. Пакет пластинчатого теплообменника / Мильштейн П.А., Мышенко В.А., Кабаков А.Н. Парфенов В.П.: заявители и патентообладатели; заявл. 10.12.1984; опубл. 30.12.1993.
17. Козлов В.В., Пелевин. Ф.В. Совершенствование теплообменных аппаратов для снижения эко-логической опасности теплоэнергетического оборудования [Электронный ресурс] // ЭБС Лань. – URL: https://e.lanbook.com (дата обращения: 18.09.2022).
18. Пелевин Ф. В., Понамарев А.В., Семенов П.Ю. Рекуперативный теплообменный аппарат с по-ристым металлом для жидкостного ракетного двигателя [Электронный ресурс] // Elibrary. – URL: https://www.elibrary.ru/ (дата обращения: 18.09.2022).
ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПД-14 НА ВЗЛЕТНОМ РЕЖИМЕА.А. Иноземцев, М.В. Усанин, С.В. Мингалев, Д.С. Худяков, Е.А. Попов, К.Н. Пименов Получена: 28.09.2022 Рассмотрена: 30.09.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Рассматривается проблема трехмерного моделирования турбовентиляторного авиационного двига-теля ПД-14 на режиме взлета (при числе Маха и высоте над уровнем моря, равных нулю) в полной постанов-ке, включающей крыло, мотогондолу, компрессор, камеру сгорания и турбину. Потоки воздуха, идущего на охлаждение, задавались в соответствии с техническими условиями. Интерес к этой задаче связан с возможно-стью заменить такими расчетами дорогостоящие и трудоемкие полноразмерные испытания двигателя. Срав-нение с техническими условиями результатов моделирования показало, что отклонение от них получилось равным, %: в случае давлений 0,4–4, температур – 0,4–9 и расходов – 8. Относительная ошибка определения расхода воздуха возникает на входе в воздухозаборник, что указывает на возможность получать существенно более точное решение, если упростить задачу, не учитывая течение вокруг мотогондолы и крыла. Помимо этого, было определено, что для проведения таких расчетов необходим кластер с примерной производи-тельностью 5–7 ТФлопс. При этом моделирование работы двигателя на одном режиме занимало две недели при условии инициализации в области сходимости решения. Все это указывает на возможность проведения таких расчетов на текущем уровне развития вычислительной техники; однако существенно снизить число реальных испытаний они смогут только после повышения точности определения температуры и расходов.
Ключевые слова: турбореактивный двухконтурный двигатель, вычислительная гидродинамика, горе-ние, камера сгорания, компрессор, турбина, внешнее обтекание, цифровой двойник, ПД-14.
Сведения об авторах: Иноземцев Александр Александрович (Пермь, Россия) – начальник отделения информационно-вычислительных систем, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой «Авиационные двигатели», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомоль-ский пр., 29, e-mail: ad@pstu.ru); управляющий директор – генеральный конструктор, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, e-mail: office@avid.ru).
Усанин Михаил Владимирович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, начальник брига-ды нестационарной газовой динамики, аэроупругости и аэроакустики, отдел СИА, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, корпус 61, e-mail: usanin@avid.ru).
Мингалев Станислав Викторович (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, начальник бригады поддержки газодинамических программ, отдел СИА, ОДК-Авиа¬двигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, корпус 61, e-mail: SMingaliov@yandex.ru, mingalev-sv@avid.ru).
Худяков Дмитрий Сергеевич (Пермь, Россия) – начальник отдела СИА, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, корпус 61, e-mail: khudjakoff@avid.ru).
Попов Евгений Андреевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, инженер-конструктор-расчетчик, отдел СИА, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, корпус 61,
e-mail: popov-ea@avid.ru).
Пименов Кирилл Николаевич (Пермь, Россия) – директор по информационным технологиям – начальник отделения информационно-вычислительных систем, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93, корпус 61, e-mail: pimenov@avid.ru).
Список литературы: 1. High fidelity 3d turbofan engine simulation with emphasis on turbomachinery-combustor coupling / M.G. Turner, R. Ryder, A. Norris, J. Moder, N.-S. Liu, J. Adamczyk, J. Veres // 38th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 7-10 July, 2002. – Indianapolis (USA), 2002. DOI: 10.2514/6.2002-3769
2. Turner M., Norris A., Veres J. High fidelity 3D simulation of the GE90 // 33rd AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit, 23–26 June, 2003. – Orlando (USA), 2003. DOI: 10.2514/6.2003-3996
3. Turner M. Lessons learned from the GE90 3-D full engine simulations // 48th AIAA Aerospace Scienc-es Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 4–7 January, 2010. – Orlando (USA), 2010. DOI: 10.2514/6.2010-1606
4. Integrated computations of an entire jet engine / G. Medic, D. You, G. Kalitzin, M. Herrmann, F. Ham, H. Pitsch, E. Weide, J. Alonso // ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea, and Air, 14–17 May, 2007. – Montreal (Canada), 2007. – Vol. 6. – P. 1841–1847. DOI: 10.1115/GT2007-27094
5. Virtual gas turbine: pre-processing and numerical simulations / F. Wang, M. Carnevale, G. Lu, L. di Mare, D. Kulkarni // ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 13–17 June, 2016. – Seoul (South Korea), 2016. DOI: 10.1115/GT2016-56227
6. Reed J.A., Turner M.G. An entropy loss approach for a meanline bladerow model with coupling to test data and 3d cfd results // ASME Turbo Expo 2005: Power for Land, Sea, and Air, 6–9 June, 2005. – Reno (USA), 2005. – Vol. 6. – P. 1127–1136. DOI: 10.1115/GT2005-68608
7. Multi-fidelity simulation of a turbofan engine with results zoomed into mini-maps for a zero-d cycle simulation / M.G. Turner, J.A. Reed, R. Ryder, J.P. Veres // ASME Turbo Expo 2004: Power for Land, Sea, and Air, 14–17 June, 2004. – Vienna (Austria), 2004. – Vol. 2. – P. 219–230. DOI: 10.1115/GT2004-53956
8. Claus R.W., Townsend S. A review of high fidelity, gas turbine engine simulations [Электронный ре-сурс] // ICAS Congress Proceedings 2010, 19-24 September 2010. – Nice (France), 2010. – Vol. 4. – P. 2720–2727. – URL: http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2010/PAPERS/475.PDF (дата обращения: 02.09.2022).
9. A case study of high fidelity engine system simulation / R. Claus, Sc. Townsend, T. Lavelle, C. Naiman, M. Tuner // 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 9–12 July, 2006. – Sacramento (USA), 2006. DOI: 10.2514/6.2006-4971
10. Variable fidelity analysis of complete engine systems / R. Claus, T. Lavelle, Sc. Townsend, M. Turner, J. Reed // 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 8–11 July, 2007. – Cincinnati (USA), 2007. DOI: 10.2514/6.2007-5042
11. Coupled component, full engine simulation of a gas turbine engine / R. Claus, S. Townsend, T. Lavelle, M. Turner // 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2–5 August 2009. – Denver (USA), 2009. DOI: 10.2514/6.2009-5017
12. Vega L.L. de, Guillaume D. Rosa N.G. A fully coupled body force-engine performance methodology for boundary layer ingestion // Journal of Propulsion and Power. – 2021. – Vol. 37, №2. – P. 192–201. DOI: 10.2514/1.B37743
13. Integration of 3D-CFD component simulation into overall engine performance analysis for engine condition monitoring purposes / C. Klein, F. Wolters, S. Reitenbach, D. Schönweitz // ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 11–15 June, 2018. – Oslo (Norway), 2018. DOI: 10.1115/GT2018-75719
14. A mixed-fidelity computational model of aero engine for inlet distortion / J. Guo, J. Hu, B. Tu, Z. Wang // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. – 2019. – Vol. 233, №14. – P. 5295–5309. DOI: 10.1177/0954410019841798
15. Tolerant geometric extraction of fluid domains to assist CFD analyses of aero-engines / C. Tierney,
F. Boussuge, Tr. T. Robinson, D. Nolan, C. Armstrong // AIAA Scitech 2019 Forum, 7–11 January 2019. – San Diego (USA), 2019. DOI: 10.2514/6.2019-1720
16. Fast optimisation of a three-dimensional bypass system using a new aerodynamic design method /
F. Barbarossa, M.E. Rife, M. Carnevale, A.B. Parry, J.S. Green, L. di Mare // ASME Turbo Expo 2017: Tur-bomachinery Technical Conference and Exposition, 26–30 June, 2017. – Charlotte (USA), 2017. DOI: 10.1115/GT2017-63324
17. Cfd vision 2030 study: A path to revolutionary computational aerosciences / P.J. Slothnick, J. Alonso, D. Darmofal, W. Gropp, E. Lurie, D. Mavriplis // NASA Contractor report. – 2014. – № 218178. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20140003093 (дата обращения: 2.09.2022).
18. Vision 2030 aircraft propulsion grand challenge problem: full-engine cfd simulations with high geo-metric fidelity and physics accuracy / M. S. Anand, G. Medic, U. Paliath, K. L. Suder, M. R. Malik, G. M. Las-kowski // AIAA Scitech 2021 Forum, 11–15 & 19–21 January 2021. DOI: 10.2514/6.2021-0956
19. Supporting UK HPC [Электронный ресурс] // Sci. Comput. World, Hpc 2020–21. – 2020. – URL: https://www.scientific-computing.com/analysis-opinion/supporting-uk-hpc (дата обращения: 02.09.2022).
20. Кананадзе С.А., Кананадзе С.С. Моделирование полей газодинамических параметров в эле-ментах газогенератора малоразмерного ГТД // Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике: сборник научных трудов международной научно-технической кон-ференции, Москва, 04–06 апреля 2016. – М.: Моск. технолог. ун-т (МИРЭА), 2016. – С. 210–213.
ВЛИЯНИЕ ПОЛЯ СКОРОСТИ НА ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИМПЕДАНСА ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ В ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ С ПОТОКОМВ.В. Пальчиковский, А.А. Кузнецов, И.А. Корин, Е.В. Сорокин Получена: 03.10.2022 Рассмотрена: 07.10.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Для проверки соответствия импеданса проектным значениям образцы звукопоглощающих конструкций авиационных двигателей испытываются на установках «Интерферометр с потоком». Малая длина канала установки приводит к изменению скорости потока не только в поперечном, но и продольном направлении. Таким образом, для более точного определения импеданса необходимо учитывать в расчете все поле скоро-сти в рабочей секции установки. Измерение поля скорости по всей рабочей секции представляет серьезную проблему (большое число точек измерений, нестабильность газодинамических параметров при длительном нагнетании потока, искажение измерительными зондами профиля скорости). В работе предложено опреде-ление поля скорости на основе численного моделирования, а верификация расчетов выполняется путем сравнения с замерами скорости только в отдельных точках канала. Полученное поле скорости используется в процедуре извлечения импеданса. Также проводятся расчеты по извлечению импеданса с постоянным по длине канала профилем скорости и средней скоростью потока. Полученные результаты показывают, что при скорости потока до 100 м/с значения импеданса в диапазоне частот 500–1500 Гц для средней скорости и про-филей скорости отличаются до 20 % (чем ниже частота, тем сильнее отличие). При частотах 1500–3000 Гц зна-чения импеданса примерно одинаковы для всех случаев. С увеличением скорости потока расхождение зна-чений импеданса при разных вариантах профиля скорости на высоких частотах существенно возрастает.
Ключевые слова: авиационный двигатель, звукопоглощающие конструкции, интерферометр с пото-ком, извлечение импеданса, численное моделирование, метод конечных элементов.
Сведения об авторах: Пальчиковский Вадим Вадимович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафед-ры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследователь-ский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: lmgsh@pstu.ru).
Кузнецов Александр Артёмович (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа Центра акустических исследований, аспирант ка-федры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследова-тельский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: 79991235982@ya.ru).
Корин Иван Александрович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политех-нический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: lmgsh@pstu.ru).
Сорокин Евгений Вадимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политех-нический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: lmgsh@pstu.ru).
Список литературы: 1. Zheng S., Zhuang M., Thiele F. Noise prediction and optimization system for turbofan engine inlet duct design // AIAA Paper. – 2004. – No. 3031.
2. Astley R.J., Sugimoto R., Mustafi P. Computational aero-acoustics for fan duct propagation and radi-ation. Current status and application to turbofan liner optimization // Journal of Sound and Vibration. – 2011. – Vol. 330. – P. 3832–3845.
3. Jones M.G., Watson W.R., Parrott T.L. Design and evaluation of modifications to the NASA Langley Flow Impedance Tube // AIAA Paper. – 2004. – No. 2837.
4. Gallman J.M., Kunze R.K. Grazing flow acoustic impedance testing for the NASA AST program // AI-AA Paper. – 2002. – No. 2447.
5. Development and qualification of an in-situ grazing flow impedance measurement facility /
J.C Simonich, B.L. Morin, S. Narayanan, W.P. Patrick // AIAA Paper. – 2006. – No. 2640.
6. Piot E., Primusy J., Simonz F. Liner impedance eduction technique based on velocity fields // AIAA Paper. – 2012. – No. 2198.
7. Modeling of liner impedance with grazing shear flow using a new momentum transfer boundary condi-tion / A. Schulz, Ch. Weng, Fr. Bake, L. Enghardt, D. Ronneberger // AIAA Paper. – 2017. – No. 3317.
8. Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Яковец М.А. Экспериментальное подтверждение аналитической модели распространения звука в прямоугольном канале при наличии скачков импеданса и разработка на ее основе метода извлечения импеданса // Акустический журнал. – 2020. – Т. 66, № 2. – С. 128–147.
9. Сравнение импеданса звукопоглощающей конструкции, полученного по результатам измере-ний на двух различных установках с использованием малого числа микрофонов / А.Ф. Соболев, Н.Н. Остриков, А.Н. Аношкин, В.В. Пальчиковский, Р.В. Бурдаков, М.С. Ипатов, М.Н. Остроумов, М.А. Яковец // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2016. – № 45. – С. 89–113.
10. Jing X., Peng S., Sun X. A straightforward method for wall impedance eduction in a flow duct // Jour-nal of the Acoustic Society of America. – 2008. – Vol. 124, No. 1. P. 227–234.
11. Watson W.R., Jones M.G. A comparative study of four impedance eduction methodologies using several test liners // AIAA Paper. – 2013. – No. 2274.
12. Auregan Y., Leroux M., Pagneux V. Measurement of liner impedance with flow by an inverse method // AIAA Paper. – 2004. – No. 2838.
13. Flow and viscous effects on impedance eduction / Ch. Weng, A. Schulz, D. Ronneberger,
L. Enghardt, F. Bake. // AIAA Journal. – 2017. – Vol. 56, Iss. 3. – P. 1118–1132.
14. Watson W.R., Jones M.G. Impedance eduction in a duct using the linearized euler equations // AIAA Paper. – 2018. – No. 3442.
15. Ганич Г.А., Гущина Н.А., Жулев Ю.Г. Эффект Коанда при выдуве струй из прямоугольных сопл под углом к плоской поверхности // Ученые записки ЦАГИ. – 1994. – № 3–4. – С. 121–125.
16. On designing impedance tube with grazing flow / V. Palchikovskiy, I. Khramtsov, A. Kuznetsov,
V. Pavlogradskiy. // Akustika. – 2021. – Vol. 39. – Р. 84–91.
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩАЯ ОДНОМЕРНАЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТАТОРА ТУРБИНЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ В МАТЕМАТИЧЕСКУЮ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНЫМИ ЗАЗОРАМИ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙН.А. Самойленко Получена: 17.10.2022 Рассмотрена: 21.10.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Одним из направлений развития систем активного управления радиальными зазорами современных газотурбинных двигателей является регулирование на основании вычисления радиальных зазоров по мате-матической модели в режиме реального времени. Математические модели, используемые в системе автома-тического управления, должны быть нетребовательными к вычислительным ресурсам и производить вычис-ления с высокой скоростью, сопоставимой с частотой работы системы автоматического управления и реги-страции параметров. В данной статье была разработана методика расчета нестационарных температур кор-пуса турбины, методика является одномерной, так как используемые для расчетов двумерные и трехмерные методики не могут быть использованы в качестве математических моделей системы автоматического управ-ления в силу своей требовательности к вычислительным ресурсам. Методика основана на определении тем-ператур с помощью постоянных времени. При расчете температур учитывается влияние всех значимых пара-метров режима работы, а также температуры и расхода воздуха в коллекторе системы активного управления радиальными зазорами, так как они являются регулирующими параметрами для управления радиальными зазорами. Постоянные времени не являются статичными, а динамически вычисляются в каждый момент рабо-ты двигателя, тем самым модель достоверно отражает динамику изменения температур корпуса на всех ре-жимах. С помощью разработанной модели выполнены расчеты температур корпуса по двум испытательным циклам с последующим сравнением расчетных и измеренных значений температур. Расчетная динамика тем-ператур аналогична измеренной, значения температур находятся в диапазоне показаний термопар, разрабо-танная модель является достоверной и пригодна для интеграции в математическую модель системы активно-го управления радиальными зазорами.
Ключевые слова: термомеханическая модель статора, системы активного управления радиальными зазорами, радиальный зазор, тепловое состояние, радиальные перемещения.
Сведения об авторах: Самойленко Никита Андреевич (Пермь, Россия) – инженер-конструктор-расчётчик отдела рас-чётно-экспериментальных работ по турбинам, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., 93), аспирант кафедры «Авиационные двигатели», Пермский национальный исследовательский поли-технический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: nikita5am@yandex.ru).
Список литературы: 1. Иноземцев А.А., Нихамкин М.А., Сандрацкий В.Л. Основы конструирования авиационных дви-гателей и энергетических установок. – М.: Машиностроение, 2008. (Газотурбинные двигатели). – Т. 2. – 368 с.
2. Kratz J.L. Active turbine tip clearance control trade space analysis of an advanced geared turbofan engine // 2018 joint propulsion conference, 11 July. – 2018. DOI: 10.2514/6.2018-4822
3. Самойленко Н.А., Попова Д.Д., Попов Д.А. Обзор систем активного управления радиальными зазорами турбин, применяемых в авиационном двигателестроении. Направления и перспективы разви-тия // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокос-мическая техника. – 2021. – № 65. – С. 45–56.
4. Самойленко Н.А., Кашин Н.Н. Оценка возможности применения одномерных численных рас-четных методов для моделирования радиальных перемещений деталей ротора ГТД в составе математи-ческой модели системы активного управления радиальными зазорами // Авиационные двигатели. – 2021. –
№ 4(13). – С. 39–50.
5. Бондарчук П.В., Тисарев А.Ю., Лаврушин М.В. Разработка методики расчета системы управле-ния радиальными зазорами в турбине ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2012. – № 3 (34). – С. 272–278.
6. Thermo-mechanical analysis and estimation of turbine blade tip clearance of a small gas turbine en-gine under transient operating conditions / R. Kumar, V.S. Kumar, M.M. Butt, N.A. Sheikh, S.A. Khan, A. Afzal // Applied Thermal Engineering. – 2020. – Vol. 179. – Art. 115700.
7. Active generalized predictive control of turbine tip clearance for aero-engines / Kai Peng, Ding Fan, Fan Yang, Qiang Fu, Yong Li // Chinese Journal of Aeronautics. – 2013. – Vol. 26, issue 5. –Р. 1147–1155. DOI: 10.1016/j.cja.2013.07.005
8. Kypuros J., Melcher K.J. A reduced model for prediction of thermal and rotational effects on turbine tip clearance // NASA/TM–2003-212226. March. – 2003.
9. Integrated turbine tip clearance and gas turbine engine simulation / J.W. Chapman, J.L. Kratz, T.H. Guo, J. Litt // NASA/TM–2016-219146, presented at the 52nd AIAA/ASME/SAE/ASEE conference, July. – Cleveland, OH. – 2016. DOI: 10.2514/6.2016-5047
10. Кроль Д.Г. Нестационарные тепловые процессы при поверхностном нагреве двухслойных пластин // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. – 2002. –
№3-4 (9). – С. 146–150.
11. Елисеев В.Н., Товстоног В.А., Боровкова Т.В. Алгоритм решения обобщенной задачи нестаци-онарной теплопроводности в телах простой геометрической формы // Вестник Московского государ-ственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия «Машиностроение». – 2017. – №1 (112). – С. 112–128.
12. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. – М.: Машгиз, 1962. – 456 с.
13. Зайцев В.Ф., Полянин А.Д. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. – М.: Физматлит, 2001. – 560 с.
14. Саитов Э. Н., Николаева Я. О., Бикбулатов А. М. Эффективность различных систем воздушно-го охлаждения лопаток газотурбинной установки // Вестник науки и образования. – 2019. – №3-2 (57). – С. 5–9.
15. Heat Transfer Analysis in a Single Spool Gas Turbine by Using Calculated-Estimated Coeffcients with the Finite Element Method/ G. Creci, M. T. de Mendoca, J.C. Menezes, J.R. Barbosa // Applied sciences. – 2020. –
Vol. 10. DOI:10.3390/app10238328
16. Гречишников О.В., Балакин А.Ю., Росляков А.Д. Тепловое состояние статора газотурбинного двигателя наземного применения// Вестник Самарского государственного аэрокосмического универси-тета. – 2013. – №3(41). – С. 57–64.
17. A Comparison of Single-Entry and Multiple-Entry Casing Impingement Manifolds for Active Ther-mal Tip Clearance Control / Priyanka Dhopade, Benjamin Kirollos, Peter Ireland, Leo Lewis // International Journal of Turbomachinery Propulsion and Power. – 2021. – Vol. 6. – P. 1–17. DOI:10.3390/ijtpp6020010
18. Aerothermal Analysis of a Turbine Casing Impingement Cooling System / Riccardo Da Soghe, Bruno Facchini, Mirko Micio, Antonio Andreini // International Journal of Rotating Machinery. – 2012. – P. 1–10. DOI:10.1155/2012/103583
19. Зайцев Д.К., Смирнов Е.М. Метод расчета турбулентного числа Прандтля для SST-модели турбулентности // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. – 2019. – №12. – С. 39–49.
20. Андропов А.С., Тихомиров Б.А., Ерохин С.К. Моделирование теплового состояния корпуса га-зотурбинного двигателя, установленного в защитном кожухе // Газовая промышленность. – 2017. –
№4 (751). – С. 68–74.
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ В АТМОСФЕРЕ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВН.П. Углев, В.З. Пойлов, П.В. Сковородников, А.И. Пузанов, Д.В. Саулин Получена: 31.10.2022 Рассмотрена: 31.10.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Рассмотрены экспериментальные результаты определения интенсивности массопереноса за счет об-разования летучих оксидов металлов в атмосфере раскаленного газа. Экспериментально подтверждено, что в наибольшей степени это характерно для молибдена и вольфрама, причем скорость переноса оксидов мо-либдена в сотни раз больше, чем для вольфрама. Установлено, что основным продуктом переноса молибде-на является MoO3.
При исследовании массопереноса летучих химических соединений металлов выявлено существенное изменение состава поверхностного слоя сплавов. Проведены исследования изменения состава поверхности семи высокотемпературных никелевых сплавов, выдержанных в потоках воздуха и пяти различных газах, со-держащихся в продуктах сгорания углеводородных топлив, при температурах 1000 и 1100 °С в течение 2 ч. Установлены систематические и значительные изменения состава поверхности металлической стружки, слу-жившей образцом для испытаний. Показано, что в наибольшей степени изменяется содержание базового элемента – никеля (падение содержания до 30 масс. %), за счет увеличения содержания алюминия – до 35 масс. %. Для некоторых сплавов активным является хром, для которого зафиксировано падение поверхност-ной концентрации до 15 %. Зафиксировано изменение поверхностной концентрации большинства компо-нентов сплавов, при этом не установлены корреляции с составом окружающего газа, исходной концентраци-ей компонента и составом исходного образца.
Ключевые слова: летучие соединения металлов, летучие оксиды молибдена, летучие оксиды воль-фрама, состав поверхностного слоя металлических сплавов.
Сведения об авторах: Углев Николай Павлович (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Хими-ческие технологии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: ouglev2014@gmail.com).
Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Хи-мические технологии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: vladimirpoilov@mail.ru).
Сковородников Павел Валерьевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химические техноло-гии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Ком-сомольский пр., д. 29, e-mail: pavel.skovorodnikov@yandex.ru).
Пузанов Алексей Игоревич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, заместитель главного металлурга – начальник экспериментально-исследовательского отдела, ОДК-Авиадвигатель (614990, Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: puzanov-ai@avid.ru).
Саулин Дмитрий Владимирович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: sdv_perm@mail.ru).
Список литературы: 1. Оценка вклада летучести компонентов никелевых сплавов и их соединений на по-терю массы деталей в общем балансе коррозионных повреждений / Е.А. Железнова, П.В. Сковородников, В.З. Пойлов, Н.П. Углев // Химия. Экология. Урбанистика. –2020. – T. 4. – С. 66–69.
2. Изучение термодинамической возможности взаимодействия материалов литьевой формы с металлом при литье титановых сплавов / М.Н. Никитченко, А.С. Семуков, Д.В. Саулин, А.Ю. Ябуров // Вестник Пермского национального исследовательского политех-нического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2017. – № 4. – С. 249–263.
3. Оценка влияния давления собственных паров на процессы образования пригара и α-слоя при литье высокотемпературных сплавов / Е.А. Железнова, С.А. Смирнов, Д.В. Са-улин,
Н.П. Углев. // Химия. Экология. Урбанистика. –2019. – Т. 2. – С. 279–282.
4. Никитин В.И., Комиссарова И.П. Метод испытаний защитных покрытий на долго-вечность // Труды Центрального котлотурбинного ин-та. – 1980. – № 176. – С. 67–73.
5. Brewster G., Edmonds I.M., Gray S. The effect of volatilization of refractory metal ox-ides on the cyclic oxidation of Ni-base superalloys // Oxidation of Metals. – 2014. – Vol. 81. – P. 345–356.
6. Oxidation resistance properties of refractory high-entropy alloy with varied AlxCrTiMo content / R. Zhang, J. Meng, J. Han, K. Tulugan, R. Zhang // Journal of Materials Science. – 2020. –
Vol. 56. – P. 3551–3561.
7. A new insight into rapid oxidation of alloy 925 contaminated by oxide powder / H. Jiang,
J.X. Dong, M.C. Zhang, J.Y. Li // Rare Metals. – 2020.
8. Role of volatilization of molybdenum oxides during the cyclic oxidation of high-Mo containing Ni-base single crystal superalloys / L. Qin, Y. Pei, Sh. Li, X. Zhao, Sh. Gong, H. Xu // Corrosion Science. – 2017. – Vol. 129. – P. 192–204.
9. Effect of Si content on microstructure, mechanical and oxidation properties of hot pressed Mo–Ti–Si alloy / S. Majumdar, B. Paul, P.K. Singh, J. Kishor, V. Kain // Intermetallics. – 2018. – Vol. 100. –
P. 126–135.
10. Effect of moist air and minor Zr addition on oxidation behavior of arc-melted multi-phase Mo–Si–B alloys in the temperature range of 1000 – 1300 oC / N.K. Kumar, J. Das, R. Mi-tra // Oxidation of Metals. – 2020. – Vol. 93. – P. 483–513.
11. Correlations between the kinetics and the mechanisms of hot corrosion of pure nickel at
700 oC / B. Gregoire, X. Montero, M.C. Galetz, G. Bonnet, F. Pedraza // Corrosion Science – 2019. –
Vol. 155. – P. 134–145.
12. Kondrat’ev S.Yu., Anastasiadi G.P., Rudskoy A.I. Nanostructure mechanism of for-mation of oxide film in heat-resistance Fe–25Cr–35Ni superalloys // Metal Science and Heat Treatment. – 2015. –
Vol. 56. – P. 531–536.
13. Comparative cyclic oxidation behavior and effect of oxides on hardness of wear re-sistance coating alloys T–401 and T–900 / A. Rehman, Y. Liang, M.H.S. Bidabadi, Z.Yu., C. Zhang, H. Chen, Z.G. Yang // Journal of Iron and Steel Research International. – 2019. – Vol. 26. – P. 1069–1079.
14. Vaporization of Ni, Al and Cr in Ni–base alloys and its influence on surface defect formation during manufacturing of single–crystal components / Z.H. Dong, D. Sergeev, D. Ko-bertz, N. D’Souza, S. Feng, M. Muller, H.B. Dong // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2020. – Vol. 51A. –
P. 309–322.
15. Telu S., Mitra R., Pabi Sh.K. Effect of Y2O3 addition on oxidation behavior of W-Cr alloys // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2015. – Vol. 46. – P. 5909–5919.
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИРОТЕХНИЧЕСКОЙ СМЕСИ НА СОРБИРУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ТЕРМОУДАРАР.А. Бердников, Л.Л. Хименко, Л.А. Минченко, А.Н. Ильин, О.Ю. Исаев Получена: 23.11.2022 Рассмотрена: 23.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Исследован ряд пиротехнических составов, способных генерировать терморасширенный графит и позволяющих осуществлять его доставку непоредственно к очагу чрезвычайных ситуаций. Изучено влияние модифицирующих добавок (фторид магния, карбонат кальция) и природы металла (магний, алюминий, бор, их смеси), способов их упаковки в пиротехническом составе на физико-химические свойства получаемого терморасширенного графита.
Ключевые слова: терморасширенный графит, адсорбенты, ликвидация разливов нефтепродуктов, пи-ротехнические составы, интеркалированный графит, сканирующая электронная микроскопия.
Сведения об авторах: Бердников Роман Александрович (Пермь, Россия) – аспирант, ведущий инженер кафедры «Тех-нология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследовательский политехниче-ский университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: hadeevaregina@rambler.ru).
Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, заведую-щий кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследова-тельский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: lhimenko@yandex.ru).
Минченко Людмила Александровна (Пермь, Россия) – ведущий инженер кафедры «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: hadeevaregina@rambler.ru).
Ильин Алексей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, СИЛУР (Пермь, 614014, ул. 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Исаев Олег Юрьевич (Пермь, Россия) – директор, СИЛУР (Пермь, 614014, 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Список литературы: 1. Татаринцева Е.А., Бухарова Е.А., Ольшанская Л.Н. Сорбционный материал для очистки воды от нефтепродуктов // Экология и промышленность России. – 2014. – С. 26–28.
2. Якубовский С.Ф., Булавка Ю.А., Майорова Е.И. Получение сорбента для сбора нефти и нефте-продуктов при их разливах путем утилизации отходов агропромышленного комплекса // Вестник По-лоцкого государственного университета. – 2017. – Серия В. – С. 84–89.
3. Карманова Е.Н., Калинина Е.В., Коротаев В.Н. Получение модифицированных сорбентов на основе отходов содового проиозводства для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на твердых покрытиях // Модернизации и научные исследования в транспортном комплексе. – 2018. – С. 70–73.
4. Шихалиев К. С. Сорбент на основе автомобильных шин для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов // Евразийский союз ученых. Химические науки. – 2018. – С. 71–74.
5. Онищук В.И., Гливук А.С., Токач Ю.Е. Технология эффективного сорбента нефти и нефтепро-дуктов из стекольного боя // Актуальные вопросы охраны окружающей среды. – 2018. – С. 41–48.
6. Дефектная структура и реакционная способность механоактивированных энергетических ком-позитов магний / фторопласт / А.Н. Стрелецкий, И.В. Колбанев, А.В. Леонов, А.Ю. Долгобородов, Г.А. Воробьева, М.В. Сивак, Д.Г. Перменов. // Коллоидный журнал. – 2015. – Т. 77, №2. – С. 225–237.
ОБЗОР ТЕОРИТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЙ ВИХРЕВОЙ ПРОТИВОТОЧНОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯИ.Н. Новиков, В.В. Курнайкин, П.Д. Бондарев Получена: 23.11.2022 Рассмотрена: 23.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Приводится сравнительный обзор классической камеры сгорания и вихревой противоточной камеры сгорания. Освещаются теоритический и экспериментальный методы исследования.
Ключевые слова: вихревая противоточная камера сгорания, структура потока.
Сведения об авторах: Новиков Илья Николаевич (Рыбинск, Россия) – кандидат технических наук, преподаватель ка-федры «Авиационные двигатели», Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934, Рыбинск, ул. Пушкина, 53, е-mail: nov79@rambler.ru).
Курнайкин Вячеслав Валентинович (Рыбинск, Россия) – студент, кафедра «Авиационные двига-тели», Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934, Рыбинск, ул. Пушкина, 53); электроэрозионист, ОДК-САТУРН (Рыбинск, 152903, пр. Ленина, 163,
е-mail: vaceslavkurnajkin324@gmail.com).
Бондарев Павел Дмитриевич (Рыбинск, Россия) – студент, кафедра «Авиационные двигатели», Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934, Ры-бинск, ул. Пушкина, 53); инженер-разработчик, КБ «ЛУЧ» (Рыбинск, 152920, б-р Победы, 25, е-mail: mr_paxa_paxa@mail.ru).
Список литературы: 1. Ершова Е.А., Комов А.А., Новиков И.Н. Исследования камеры сгорания вихревого противоточ-ного типа [Электронный ресурс] // Материалы ХХХ науч.-техн. конф. по аэродинамике. – М.: ЦАГИ, 2019. –
С. 115. – URL: http://www.tsagi.ru/ pressroom/events/STCA/ annotation.pdf. (дата обращения: 04.11.2022).
2. Газовая горелка: авт. свид. СССР / Новиков Н.Н., Пиралишвили Ш.А. – № 567021, кл. F 23 D 13/42, 1977.
3. Najim, S.E., Styles A.C., Syred N. Flame movement mechanisms and characteristics of gas fired cy-clone combustors // Eighteen Symposium (International) on Combustion. – 1981. – Vol. 18, issue 1. – P. 1949-1957.
4. Gutsol A., Fridman A., Kennedy L. Gas Combustion Chamber with Reverse Vortex Stabilization // 29th International Symposium on Combustion. Abstracts of Work-in-Progress Poster Presentations. – 2002. – Abstract 114–1065. – 92 p.
5. Matveev I., Serbin S Experimental and Numerical Definition of the Reverse Vortex Combustor Pa-rameters // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. – 2006. – AIAA Paper 2006–0551. – 12 p.
6. Vyas A., Majdalani J., Chiaverini M. The Bidirectional Vortex. Part 2: Viscous Core Corrections // 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint 150 Propulsion Conference and Exhibit, Joint Propulsion Conferences, 2003. – AIAA-20035053. – 10 р.
7. Ершова Е. А., Новиков И. Н. Многогорелочная малоэмиссионная камера сгорания для авиаци-онных газотурбинных двигателей // Вестник РГАТУ. – 2015. – №3 (34). – С. 24–29.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СОБСТВЕННЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ И УПРАВЛЕНИЕ ИМИ С ПОМОЩЬЮ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ОТСОСАИ.А. Садовский, М.М. Катасонов, В.В. Козлов Получена: 21.11.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Проводится моделирование собственных возмущений в пограничном слое плоской пластины и ис-следуется влияние распределенного отсоса через гидродинамически гладкую поверхность на естественные и генерируемые акустическим полем возмущения пограничного слоя скользящего крыла. Было показано, что импульсное воздействие мембраны генерирует в пограничном слое Блазиуса возмущение, состоящее из продольной структуры и пакетов волн Толлмина – Шлихтинга на фронтах возмущения. Анализ эволюции данного возмущения показал, что амплитуда продольной структуры затухает вниз по потоку. Волновые паке-ты ведут себя согласно линейной теории гидродинамической устойчивости: при определенных условиях нарастают и приводят к ламинарно-турбулентному переходу. Исследовалось воздействие отсоса на соб-ственные возмущения пограничного слоя, развивающиеся в естественных условиях. Кроме того, производи-лось усиление возмущений с помощью акустического воздействия на несущей частоте естественных возму-щений. Без использования отсоса естественные возмущения в данных условиях активно нарастают, вплоть до образования турбулентных пятен в конце области измерений. Отрыв способствует быстрому росту амплиту-ды возмущения и раннему переходу. Воздействие отсоса устраняет отрыв, наблюдается затухание возмуще-ний. Измерения уровня интегральных пульсаций в конце области измерений отличаются в 10 раз. Акустиче-ское воздействие увеличивает скорость нарастания амплитуды. Распределенный отсос так же воздействует на усиленные акустикой собственные возмущения, устраняя их рост на протяжении всей области измерений.
Ключевые слова: пограничный слой, собственные возмущения, моделирование возмущений, распре-деленный отсос, ламинарно-турбулентный переход.
Сведения об авторах: Садовский Иван Алексеевич (Новосибирск, Россия) – аспирант, младший научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новоси-бирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: sadovski.ivan@yandex.ru).
Катасонов Михаил Михайлович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христианови-ча СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: mikhail@itam.nsc.ru).
Козлов Виктор Владимирович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: kozlov@itam.nsc.ru).
Список литературы: 1. Катасонов М.М., Мотырев П.А Экспериментальное исследование процесса образования турбу-лентности в пограничном слое, подверженного воздействию возмущений из набегающего потока // Вест-ник Новосирск. гос. ун-та. Серия: Физика. – 2012. – Т.7, №1. – С. 28–37.
2. Kozlov V.V., Ryzhov O.S. Receptivity of boundary layers: Asymptotic theory and experiment // Proc. Roy. Soc. London Ser. A. – 1990. – Vol. 429. – P. 341–373.
3. Теплообмен и гидродинамика в каналах сложной формы / Ю.И. Давыдов, Б.В. Дзюбенко, Г.А. Дрейцер и др.; под ред. В.М. Иевлева. – М.: Машиностроение, 1986. – 200 с.
4. Суржиков С.Т. Перенос излучением в неоднородном слое// Теплофизика высоких температур. – 1997. – Т. 35, № 3. – С. 1–2.
НАНЕСЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯА.С. Тамбовцев, П.А. Тырышкин, В.И. Кузьмин, И.П. Гуляев Получена: 06.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Представлены результаты работ института теоретической и прикладной механики имени С.А. Христи-ановича Сибирского отделения Российской академии наук в области разработки оборудования и технологий атмосферного плазменного нанесения покрытий. Представлен обзор комплекса «Термоплазма-50», который является полнокомплектной промышленной установкой, в ее состав входят плазмотроны серии ПНК, позво-ляющие работать в режимах APS и HV-APS, при этом в качестве плазмообразующего газа в установке исполь-зуются воздух – высокоэнтальпийный и доступный рабочий газ, что выгодно отличает установку от аналогов с экономической точки зрения. При использовании традиционного режима напыления APS плазменный поток имеет высокую температуру 4500–7000 К и низкую скорость 400–800 м/c. Такие условия эффективны для нане-сения покрытий из оксидов ZrO2, Al2O3, Y2O3, SiO2, TiO2, Cr2O3. HV-APS отличается от традиционного APS сни-женной до уровня 2800–3200 К температурой плазмы и увеличенной скоростью более
2000 м/с, что позволяет получать качественные плотные покрытия на металлической основе Fe/Cr, Fe/Mo, Ni/Al, Ni/Cr, Co/Cr/Mo, Cu, а также покрытия на основе карбидных композитов WC/CoСr, Cr3C2/NiCr с высокой адгезионной прочностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Также в статье представлены спе-циализированные версии плазмотронов ПНК-90 и ПНК-ID, позволяющие напылять покрытия в условиях огра-ниченных пространств (внутренние поверхности труб, камер сгорания, газосборников). Показаны примеры получаемых теплозащитных и износостойких покрытий. Сравнительные испытания показывают, что высоко-скоростной режим напыления HV-APS покрывает область применения технологий HVOF и HVAF.
Ключевые слова: атмосферное плазменное напыление, высокоскоростное плазменное напыление, APS,
HV-APS, плазмотрон, ПНК, ПНК-90, ПНК-ID, напыление на внутренние поверхности, теплозащитные покрытия, износостойкие покрытия.
Сведения об авторах: Тамбовцев Александр Сергеевич (Новосибирск, Россия) – младший научный сотрудник, Инсти-тут теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090, e-mail: alsetams@gmail.com).
Тырышкин Павел Андреевич (Новосибирск, Россия) – лаборант, Институт теоретической и при-кладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090,
e-mail: pavel99730@gmail.com).
Кузьмин Виктор Иванович (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, ве-дущий научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090, e-mail: vikuzmin57@mail.ru).
Гуляев Игорь Павлович (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, веду-щий научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090, e-mail: Gulyaev@itam.nsc.ru).
Список литературы: 1. Effect of Spray Particle Velocity on Cavitation Erosion Resistance Characteristics of HVOF and HVAF Processed 86WC-10Co4Cr Hydro Turbine Coatings / R.K. Kumar, M. Kamaraj, S. Seetharamu, T. Pramod,
P. Sampathkumaran // Journal of Thermal Spray Technology. 2016. № 25(6). – Р. 1217–1230.
2. Cavitation and Sand Slurry Erosion Resistances of WC-10Co-4Cr Coatings / Wang Q., Tang Z., Cha L. // Journal of Materials Engineering and Performance. 2015. № 24(6). – Р. 2435–2443.
3. Установка плазменного напыления покрытий: пат. Рос. Федерация. 2753844 C1. / Кузьмин В.И.
и др. – 24.08.2021.
4. Влияние режима плазменного напыления на микроструктуру и фазовый состав покрытий из ма-териала m-ZrO2/Y2O3 / П.А.Тырышкин, А.С. Тамбовцев, В.И. Кузьмин, И.П. Гуляев. // Проблемы механи-ки: теория, эксперимент и новые технологии: тез. докл. XVI Всеросс. школы-конф. молодых ученых (14–17 марта 2022 г., Новосибирск). – Новосибирск: Параллель, 2022. – С. 97–98.
5. Plasma spraying of thermal barrier coatings using YSZ powders / I. Gulyaev, V. Kuzmin, P. Tyryshkin et al. // Materials Today: Proceedings, 2019.
6. Визуализация газодинамической структуры плазменных потоков напылительного плазмотрона "ПНК-50" теневым методом / И.П. Гуляев, В.И. Кузьмин и др. // Вестник Югорского государственного университета. – 2018. – № 51. – С. 61–68.
7. Microstructure and properties of Ni-Al coatings obtained by conventional and high velocity atmos-pheric plasma spraying / E. Kornienko et al. //Results in Surfaces and Interfaces. – 2022. № 6. – Р. 100038
8. Enhanced High-Temperature YSZ-polyester Abradable Honeycomb Seal Structures / P. Pathak et al. // Journal of Thermal Spray Technology. –2022. № 31. – Р. 307–314.
9. Bakan E., Vassen R. Ceramic Top Coats of Plasma-Sprayed Thermal Barrier Coatings: Materials, Processes, and Properties // Journal of Thermal Spray Technology. – 2017. № 26. – Р. 992.
10. Bolelli G., Lusvarghi L., Barletta M. HVOF-sprayed WC–CoCr coatings on Al alloy: Effect of the coating thickness on the tribological properties// Wear. –2009. № 267. – Р. 944–953.
ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СТВОРКИ РЕВЕРСИВНОГО УСТРОЙСТВА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В РАМКАХ ТРЕБОВАНИЙ АВИАЦИОННЫХ ПРАВИЛА.А. Зебзеев, А.В. Торопицина, Д.В. Маклаков Получена: 08.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Описывается использованный подход планирования эксперимента для подтверждения прочности створки реверсивного устройства из полимерных композиционных материалов. Для этого проводился ана-лиз объекта исследования на предмет наиболее вероятных зон возникновения ударных повреждений в ходе эксплуатации, а также выполнялся прочностной расчет в современном прикладном пакете с использованием метода конечных элементов. На основании выполненного анализа и расчетных прочностных исследований определены наиболее нагруженные конструктивные зоны объекта испытаний, в эти зоны были нанесены низ-коскоростные ударные повреждения, с энергиями, полученными в ходе выполнения работ по отработке нанесения ударных повреждений на стандартные образцы (имитирующие основные конструктивные зоны) и полноразмерные конструкции (створки реверсивного устройства).
Ключевые слова: створка реверсивного устройства, полимерный композиционный материал, низко-скоростные ударные повреждения, энергия удара, глубина повреждения, визуальные отличия ударных по-вреждений, характеристики ударного взаимодействия, статические испытания.
Сведения об авторах: Зебзеев Александр Алексеевич (Пермь, Россия) – аспирант, кафедра «Авиционные двигатели», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомоль-ский пр., 29); инженер отдела экспериментальных исследований силовых схем и ПКМ, ОДК-Авиадвигатель (614000, Пермь, Комсомольский пр., 93, e-mail: zebzeev-aa@avid.ru).
Торопицина Анна Владимировна (Пермь, Россия) – заместитель начальника отдела по экспе-риментальным исследованиям и работам с ПКМ, ОДК-Авиадвигатель (614000, Пермь, Комсомольский пр., 93, e-mail: toropitcina@avid.ru).
Маклаков Данила Валентинович (Пермь, Россия) – начальник бригады экспериментальных ис-следований силовых схем и ПКМ, ОДК-Авиадвигатель (614000, Пермь, Комсомольский пр., 93, e-mail: maklakov-dv@avid.ru).
Список литературы: 1. Авиационные правила АП-25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории – 2009.
2. Несущая способность панелей из композиционных материалов при наличии эксплуатационных повреждений / В.И. Голован, Ю.И. Дударьков, Е.А. Левченко, М.В. Лимонин // Труды МАИ. – 2020. –
Вып. 110. – 26 с.
3. Горобец П.И., Хоменко A.B., Шевченю O.A. Повреждения авиационных конструкций из компо-зиционных материалов, вызванные механическими ударами // Обслуживание и ремонт авиационной техники. – 1999. – С. 58–64.
4. Беззаметнов О.Н., Митряйкин В.И., Халиулин В.И. Испытания низкоскоростным ударом раз-личных композиционных материалов // Вестник Московского авиационного института. – 2019. – Т. 26. №4. – С. 216–229.
5. Андреев А.С., Бычков А.С., Кондратьев А.В. Эксплуатационная несущая способность конструк-ций отечественных и зарубежных воздушных судов транспортной категории из полимерных композици-онных материалов. Ч. 1. Общая постановка проблемы // Вестник ОНМУ. –2016. − № 1(47).
6. Андреев А.С., Бычков А.С., Кондратьев А.В. Эксплуатационная несущая способность конструк-ций отечественных и зарубежных воздушных судов транспортной категории из полимерных композици-онных материалов. Ч. 2. Анализ видов, характера и частоты эксплуатационных повреждений // Вестник ОНМУ. – 2016. − № 2(48).
7. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. − 2007. − № 4. − С. 1–17.
8. Ушаков А.Е. Общая постановка и схема решения задачи обеспечения безопасности авиакон-струкций из ПКМ с учетом их повреждаемости // Механика и машиностроение: Известия Самарского научного центра РАН. − 2012. − Т. 14, № 4(2). − С. 339–347.
9. ASTM D7136. Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of a Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight Impact. – 2015.
10. Торопицина А.В., Маклаков Д.В., Зебзеев А.А. Нанесение низкоскоростных ударных повре-ждений на полноразмерные авиационные детали из полимерных композиционных материалов при под-готовке объекта к прочностным испытаниям при подтверждении соответствия требованиям Авиацион-ных правил // Вестник ПНИПУ. – №68. – 2022. – С 11–20.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕРКАЛИРОВАННОГО ГРАФИТАМ.Д. Терещенко, М.И. Ябуров, В.Ю. Лукоянов, Л.Л. Хименко Получена: 28.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Целью статьи является анализ способов и методов интеркалирования графитовых структур. Освещено интер-калирование графита в двойных и тройных системах. Систематизируется и обобщается материал, представ-ленный в открытой литературе. Интеркалированный графит используют для получения терморасширенного графита, который применяется во многих областях производства. Данная статья может быть интересна пред-приятиям, занимающимся получением графитовой фольги и уплотнительных изделий на её основе, тепло-изоляционных материалов, фильтров, композитов с низким электросопротивлением, сорбентов для сбора минеральных масел и нефти.
Ключевые слова: интеркалированный графит, интеркалированные соединения графита, тройные со-единения внедрения в графит, тройные интеркалированные соединения графита, способность интеркалиро-вания, модифицированный, бисульфат графита, нитрат графита, интеркалат, интеркалят, насыпная плот-ность.
Сведения об авторах: Терещенко Михаил Дмитриевич (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: mishater1@yandex.ru).
Ябуров Михаил Иванович (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Авиационные двигатели», Перм-ский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: iburovgm@yandex.ru).
Лукоянов Владимир Юрьевич (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Авиационные двигатели», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомоль-ский пр., 29, e-mail: urvlaluk@bk.ru).
Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, заведую-щий кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследова-тельский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: lhimenko@yandex.ru).
Список литературы: 1. Сорокина Н. Е. Интеркалированные соединения графита с кислотами, синтез, свойства, приме-нение: автореф. дис. … д-ра хим. наук. – М., 2007. – 47 с.
2. Erre R., Messaoudi A., Beguin F. Fine supported Ni, Co and Fe metals produced by graphite intercala-tion compounds: an XPS study // Synthesis We met. – 1988. – Vol.23. – P.493–501/
3. Intercalation compounds of graphite with nickel chloride: synthesis structure and intercalation mecha-nism / S. Flandrois, J.-M. Masson, J.-C Rouillon, J. Gaultier, C. Hauw. // Synthesis. We met. – 1981. – Vol. 3. – Р. 1–13.
4. Способ получения интеркалированного графита: пат. 2 443 625 Рос. Федерация / Сорокина Н.Е., Годунов И.А., Свиридов А.А., Авдеев В.В. – № 2010134519/05; заявл. 19.08.2010; опубл. 27.02.2012,
Бюл. № 6. – 8 с.
5. Способ получения интеркалированного графита, интеркалированный графит и гибкий графито-вый лист: пат. 2 422 406 Рос. Федерация / Максимова Н.В., Саидаминов М.И., Шорникова О.Н.,
Сорокина Н.Е., Авдеев В.В. – № 2010104530/03; заявл. 10.02.2010; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18. – 8 с.
6. Способ получения интеркалированного графита: пат. 2 427 532 Рос. Федерация / Сорокина Н.Е., Авдеев В.В. – № 2010104533/05; заявл. 10.02.2010; опубл. 27.08.2011, Бюл. № 24. – 5 с.
7. Способ получения интеркалированного графита: пат 2 415 078 Рос. Федерация / Шорникова О.Н., Сорокина Н.Е., Петров Д.В., Максимова Н.В., Свиридов А.А., Годунов И.А., Селезнев А.Н., Авдеев В.В. – № 2009136509/05; заявл. 05.10.2009; опубл. 27.03.2009, Бюл. № 9. – 7 с.
8. Максимова Н. В. Интеркалирование графита в системах С – НNО3 – R, где R = СН3СООН, Н3РO4, Н2SO4: дис … канд. хим. наук. – М., 2002. – 168 c.
9. Шорникова О. Н. Модифицированный интеркалированный графит и пенографит на его основе: получение и свойства: автореф. дис … канд. хим. наук. – М., 2008. – 24 с.
10. Metz V., Zimsgluss L. Studies of the kinetics of graphite intercalation with FeCl3 vapors // Matem. scientific and English. – 1977. – Vol. 31. – P. 119–121
11. Lalancette J.M., Roy L., Lafontaine J. Metals intercalated into graphite. IV. Intercalation from CCl4 solution and extraction of intercalated particles // Can. J. Him. – 1976. – Vol. 54. – P. 2505–2508.
12. Способ получения пенографита, модифицированного оксидами металлов триады железа, и пенографит: пат. 2 390 512 Рос. Федерация / Шорникова О.Н., Сорокина Н.Е., Авдеев В.В., Никольская И.И. –
№ 2008132984/03; заявл. 13.08.2008; опубл. 27.05.2010; Бюл. № 15. – 8 с.
13. Electrochemical intercalation of aluminum chloride into graphite in molten sodium chloraluminate. / K.S. Mohandas, N. Sanil, M. Noel, P. Rodriguez // Carbon. – 2002. – Vol. 41, No. 5. – P. 927–932.
14. Inagaki M., Wang Z.D., Sakakibara J. Differential thermal analysis of intercalation reactions in mol-ten salts // Synthesis. We met. – 1989. – Vol. 31. – Р. 319–326.
15. Scharff P. Upon the formation on the bi-intercalation compound with nitric and sulfiiric acid // Mate-rials Science Forum. – 1992. – Vol. 91–93. – P. 23–28.
16. Пресс М.Д., Савостьянова Н.А., Юрковский И.М. Взаимодействие кристаллического графита со смесью концентрированных серной и азотной кислот // Химия твердого топлива. – 1989. – Т. 1.
МОБИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР СОРБЕНТА, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИМ.Д. Терещенко, Л.Л. Хименко, А.С. Язев, О.Ю. Исаев, Л.А. Минченко, А.Н. Ильин Получена: 28.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Приведен обзор существующих способов ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Описаны условия наиболее рационального способа применения каждого из представленных методов. Отда-но предпочтение сорбционному методу как более универсальному, описан механизм данного процесса. Приведено описание и анализ ключевых характеристик представленных на рынке сорбентов, выделены силь-ные и слабые стороны каждой из категорий. Выделены ключевые критерии, предъявляемые к сорбентам. Предложено использование терморасширенного графита в качестве одного из самых перспективных сорбен-тов. Проанализирована практика применения терморасширенного графита в качестве сорбента и новые ин-новационные способы получения терморасширенного графита на месте чрезвычайной ситуации, выявлены проблемы, возникающие при его получении и применении. Описан новый способ получения, доставки к ме-сту чрезвычайной ситуации терморасширенного графита в полевых условиях. Представлен принцип работы и схема генератора сорбента.
Ключевые слова: терморасширенный графит, сорбционная емкость, насыпная плотность, сорбент, аварийный разлив нефтепродуктов, ликвидация.
Сведения об авторах: Терещенко Михаил Дмитриевич (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: mishater1@yandex.ru).
Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, заведую-щий кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследова-тельский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: lhimenko@yandex.ru).
Язев Антон Сергеевич (Пермь, Россия) – заместитель генерального директора по инновационным разработкам, СИЛУР (Пермь, 614014, 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Исаев Олег Юрьевич (Пермь, Россия) – генеральный директор, СИЛУР (614014, г. Пермь, ул. 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Минченко Людмила Александровна (Пермь, Россия) – старший научный сотрудник, СИЛУР (Пермь, 614014, ул. 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Ильин Алексей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, СИЛУР (Пермь, 614014, ул. 1905 года, 35, корпус 24, e-mail: trg@sealur.ru).
Список литературы: 1. Рогова К.А., Максимова Ю.А. Методы ликвидации аварийного разлива нефти и нефтепродук-тов // Творчество юных – шаг в успешное будущее. – Томск: Изд-во ТПУ, 2015. – С. 476–478.
2. Об утверждении Правил организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации, за исключением внутренних морских вод Российской Федерации и территориального моря Российской Федерации Постановление Правительства Рос. Федерации от 31.12.2020 № 2451 // Собрание законодательства РФ. – 18.01.2021. № 3, Ст. 583.
3. Трофимов С.Я. Почва и почвенный покров России как основа ее устойчивого развития, по теме: Органические и органоминеральные соединения природных и техногенно-нарушенных экосистем: отчет о научно-исследовательской работе. – М., 2016. – 45 с.
4. РОССПОЛИМЕР [Электронный ресурс]. – URL: https://rosspolimer.ru/produktsiya/himicheskoe-syre/sorbenty-neftesorbenty-dlya-likvidatsii-razlivov-nefti-nefteproduktov-gsm-otrabotannogo-masla-i-dr-zhidkostej/sorbent-nefti/sorbojl-dostavka-iz-kazani/ (дата обращения: 20.09.2022).
5. Органоминеральный сорбент нефтепродуктов ЭКОЛАН [Электронный ресурс]. – URL: http://tiet-sorbent.ru/granular%20sorbents/ecolan%20sorbent.htm (дата обращения: 20.09.2022).
6. Киреева Н.А., Онегова Т.С., Григориади А.С. Характеристика белвитамила, используемого для рекультивации нефтезагрязненных природных объектов // Вестник Башкирского университета. – 2008. – № 13. – С. 279–281.
7. Сорбционные свойства природных целлюлозно и лигнин содержащих отходов для сбора про-ливов нефтепродуктов / С.Ф. Якубовский, Ю.А. Булавка, Л.А. Попкова, С.С. Писарева. // Вестник Полоц-кого государственного университета. – 2013. – № 11. – С. 110–115.
8. Собгайда Н.А. Сорбционные материалы для очистки сточных и природных вод от нефтепро-дуктов // Вестник ХНАДУ. – 2011. – № 52. – С. 120–124.
9. Сорбент «Униполимер-М» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.unisorb.ru/ (дата обраще-ния: (15.09.2022).
10. Экосорб: научно-производственная фирма [Электронный ресурс]. – URL: http://ecosorb.su/ (дата обращения: 15.09.2022).
11. Фильтрующий материал ИРВЕЛЕН-М [Электронный ресурс]. – URL: https://irvelen.com/ (дата обращения: 20.09.2022).
12. Применение сорбентов при ликвидации разливов нефти [Электронный ресурс]. – URL: https://www.itopf.org/ (дата обращения: 20.09.2022).
13. Белова М.Ю. От «черного мела» к уплотнениям из ТРГ // Материалы в арматуростроении. – 2008. – №1(52). – С. 42–49.
14. Способ промышленного производства углеродной смеси высокой реакционной способности методом холодной деструкции и устройство для его осуществления: пат. Рос. Федерация / В.И. Петрик. –
№ 2163883/09; заявл. 30.09.99; опубл. 10.03.01.− 8 с.
15. Завод Химических Компонентов [Электронный ресурс]. – URL: https://www.eko-tec.ru/ (дата обращения: 20.09.2022).
16. Способ получения способного вспениваться полистирольного гранулята: пат. Рос. Федерация / Протосеня Г.А., Четаев Ю.В., Осипов С.В. – № 2010132105/05; заявл. 23.07.10; опубл. 20.04.12. − 10 с.
17. Сорбент СТРГ (коробки). [Электронный ресурс]. – URL: https://tatsorb.com/katalog/sorbentyi-neftesorbentyi/sorbent-strg (дата обращения: 20.09.2022).
18. Способ получения терморасширенного графита: пат. Рос. Федерация / Нестеров А.А., Мака-рова Л.Е., Матыгуллина Е.В., Стрельцов А.В. – № 2648315; заявл. 31.03.17; опубл. 2018-03-23. − 10 с.
19. Способ очистки воды, и/или водных поверхностей, и/или твердых поверхностей от нефти, нефтепродуктов и других углеводородных химических загрязнений: пат. Рос. Федерация / Петрик В.И. – № 99120453/12; заявл. 30.09.99; опубл. 10.03.2001. − 10 с.
20. Способ Белика Б.М. вспучивания интеркалированного графита: пат. Рос. Федерация / Кар-лов А.В., Целлер А.С., Белик Б.М., Солнцев В.Ю. – №98122695/03; заявл. 16.12.98; опубл. 27.07.99. − 10 с.
21. Способ и установка для получения сорбента на основе терморасширенного графита: пат. Рос. Федерация / Усошин В.А., Трапезников А.Ф., Соколов И.И., Сидоренко В.Г. – № 2001103701/12; заявл. 12.02.01; опубл. 27.11.01. − 10 с.
22. Способ получения углеродной смеси высокой реакционной способности: пат. Рос. Федерация / Миронов В.В., Нестерова Е.Л., Рядинский В.Ю., Ким Е.В., Якимов В.В. – № 2009117028/05; заявл. 04.05.09; опубл. 27.02.11. − 4 с.
23. Способ получения сорбента в полевых условиях и устройство для его реализации пат. Рос. Федерации / Хименко Л., Ильин А. Н., Минченко Л.А., Язев А.С., Смирнов Д.В., Исаев О. Ю. – № 2771413. 2021.
24. Рогов Н.Г., Ищенко М.А. Смесевые ракетные твердые топлива: компоненты, требования. Свой-ства: учеб. пособие. – 1-е изд. – СПб: СПбГТИ (ТУ), 2005. – 195 с.
25. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В. Горение порошкообразных металлов в активных сре-дах. – М.: Наука, 1972.
26. Б.А. Темирханов, З.Х. Султыгова, А.Х. Саламов, А.М. Нальгиева. Фундаментальные исследо-вания // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 6. – С. 471–475.
ИССЛЕДОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ МИКРОСТРУЙ ВОДОРОДА ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИА.С. Тамбовцев, В.В. Козлов, М.В. Литвиненко, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков Получена: 06.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия микроструй водорода в процессе диффузионного горения. Характерной особенностью микроструйного горения водорода является формирование при определенной скорости истечения микроструи двузонной структуры пламени с лами-нарной зоной сферической формы вблизи среза сопла, турбулентной далее по потоку. Сценарии диффузи-онного горения для одиночных микроструй диаметрами 200–500 мкм схожи: 1) горение ламинарного факела (Re < 1500); 2) возникновение области ламинарного горения сферической формы с наличием в ней ламинар-ной микроструи и турбулизацией пламени далее по потоку (Re = 1500–3000); 3) прекращение горения турбу-лентного участка при сохранении горения в ламинарном участке (Re = 3900);
4) прекращение горения микроструи (Re = 4500). В текущей работе эксперименты проводились с парами ци-линдрических тонкостенных микросопел с внутренними диаметрами 200 и 400 мкм, а визуализация произво-дилась с помощью теневого метода на базе установки ИАБ-451. Воспламенение микроструи производилось как вблизи срезов микросопел, так и на расстоянии от них для реализации горения с факелом, приподнятым над срезом сопла. В результате было показано, как взаимодействуют двузонные ламинарные пламена, также было показано, как смещение оси одной микроструи относительно другой изменяет результирующий факел.
Ключевые слова: микроструя, микросопло, диффузионное горение водорода, двузонная структура пламени, ламинарная зона пламени сферической формы, взаимодействие микроструй, ламинарная зона пламени, турбулентная зона пламени, теневой метод, сценарии диффузионного горения.
Сведения об авторах: Тамбовцев Александр Сергеевич (Новосибирск, Россия) – младший научный сотрудник, Инсти-тут теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск,
ул. Институтская, 4/1, e-mail: alsetams@gmail.com).
Козлов Виктор Владимирович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1); профессор, Новосибирский госу-дарственный университет (630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, e-mail: kozlov@itam.nsc.ru).
Литвиненко Мария Викторовна (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1); ученый секретарь физическогофакультета, Ново-сибирский государственный университет (630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, e-mail: litmar@itam.nsc.ru).
Литвиненко Юрий Алексеевич (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиано-вича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: litur@itam.nsc.ru).
Шмаков Андрей Геннадиевич (Новосибирск, Россия) – доктор химических наук, старший науч-ный сотрудник, Институт химической кинетики и горения имени В.В. Воеводского СО РАН (630090, Но-восибирск, ул. Институтская, 3, e-mail: shmakov@kinetics.nsc.ru).
Список литературы: 1. Абрамович Г.Н. Турбулентное смешение газовых струй. – М.: Наука, 1974. – 272 с.
2. Ho C.M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Ann. Rev. Fluid Mech. – 1984. Vol. 16. – P. 356–424.
3. Michalke A. Survey on jet instability theory // Prog. Aerosp. Sci. – 1984. – Vol. 21, No 3. – P.159–199.
4. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. – М.: Физматлит, 2001. – 240 с.
5. Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру круглой струи / Г.В. Козлов, Г.Р. Грек, А.М. Сорокин, Ю.А. Литвиненко // Теплофизика и аэромеханика. – 2008. – Т. 15, No 1. С. 59–73.
6. Ball C.G., Fellouah H., Pollard A. The flow field in turbulent round free jets// Prog. Aerosp. Sci. – 2012. – Vol. 50. – P. 1–26. DOI: 10.1016/j.paerosci.2011.10.002
7. Миронов. Газодинамическая структура и устойчивость газовых микроструй / В.Я. Рудяк,
В.М. Анискин, В.В. Кузнецов, А.А. Маслов, А.В. Минаков, С.Г. // Моделирование микро- и нанотечений. – Новосибирск, 2014. – С. 94 –114.
8. Дозвуковая круглая и плоская макро- и микроструи в поперечном акустическом поле / Ю.А. Литвиненко, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, Г.В. Козлов. // ДАН. – 2011. – Т. 436, No 1. – С. 1–7.
9. Различные режимы диффузионного горения круглой струи водорода в воздухе / А.Г. Шмаков, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко // Вестник Новосибирск. гос. ун-та. Серия: Физика. – 2015. – Т. 10, № 2. – С. 27–41.
10. Структура присоединенного диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из щелевого сопла / Литвиненко Ю.А., Грек Г.Р., Козлов В.В., Коробейничев О.П., Шмаков А.Г. // Вестник Новосибирск. гос. ун-та Физика. – 2015. – Т. 10. № 2. – С. 52–66.
11. Особенности диффузионного горения микроструи водорода при различной пространственной ориентации отверстия выходного сопла / Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Вестник Новосиб. гос. ун-та. Серия: Физика. – 2015. – Т. 10, вып. 4. – С. 60–76
12. Горение истекающей в воздух высокоскоростной микроструи водорода / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков. // ДАН. 2016. – Т. 470, No 2. – С. 166–171. DOI: 10.7868/S0869565216260091
13. Influence of initial and boundary conditions at the nozzle exit upon diffusion combustion of a hy-drogen microjet / A.G. Shmakov, G.R. Grek, V.V. Kozlov, Yu.A. Litvinenko // Intern. J. Hydrogen Energy. – 2017. – Vol. 42, iss. 24. – P. 15913–15924.
14. Шмаков Экспериментальное исследование диффузионного горения круглой микроструи водо-рода при ее зажигании вдали от среза сопла / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, Г.В. Козлов, Ю.А. Литвиненко, А.Г. // Сибирский физический журнал. – 2017. – Т. 12, № 3. – С. 62–73.
15. Micronozzle chocking under diffusion combustion of hydrogen / V.V. Kozlov, A.G. Shmakov,
G.R. Grek, G.V. Kozlov, Y.A. Litvinenko // Doklady Physics. – 2018. – Vol. 63, No. 5. – P. 193–198. DOI: 10.1134/S1028335818050026
16. Экспериментальное исследование диффузионного горения высокоскоростной круглой микро-струи водорода. Часть 1. Присоединенное пламя, дозвуковое течение / А.Г. Шмаков, Г.Р. Грек, В.В. Коз-лов, Г.В. Козлов, Ю.А. Литвиненко // Сибирский физический журнал. – 2017. – Т. 12, № 2. – С. 28–45.
17. Диффузионное горение круглой микроструи водорода при до- и сверхзвуковой скорости исте-чения из сопла / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков, В.В. Вихорев // Сибирский физи-ческий журнал. – 2018. – Т. 13, No 2. – С. 37–52.
18. Experimental study on diffusion combustion of high-speed hydrogen round microjets. / V.V. Kozlov, G.R. Grek, G.V. Kozlov, Yu.A. Litvinenko, A.G. Shmakov // International Journal of Hydrogen Energy, 2019, vol. 44, iss. 1, p. 457–468.
19. Diffusion combustion of a round hydrogen microjet at sub- and supersonic jet velocity /
Y.A. Litvinenko, G.R Grek., V.V. Kozlov, M.V. Litvinenko, A.G. Shmakov // Doklady Physics. – 2020. –
Vol. 65, No. 9. – P. 312–316. DOI: 10.1134/S1028335820090074
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ БЕРЕЖЛИВОГО И АКТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА В КОНТЕКСТЕ УПРАВЛЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В АВИАДВИГАТЕЛЕСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИА.Г. Ташкинов Получена: 27.09.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Описаны ключевые цели, основные задачи Государственной программы авиатранспортной отрасли Российской Федерации до 2030 г. Сделан контекстуальный обзор применения бережливого и цифрового производства в отрасли авиадвигателестроения. Представлен анализ проблем управления производствен-ными процессами, описаны характерные специфические особенности отрасли авиадвигателестроения в со-временных рыночных условиях. Отмечается, что современный период развития авиадвигателестроения ха-рактеризуется высокими темпами наращивания объемов производства авиационной тематики при одновре-менном освоении и выпуске специальной продукции. Описана технология виртуальной реальности с при-менением принципов бережливого и цифрового производства в авиадвигателестроительном предприятии «Иркутский авиационный завод». Проведен анализ основных тенденций развития виртуальной реальности и реализации на этой основе технологий, обеспечивающих возможность создания эффективной производ-ственно-экономической системы. В статье представлены примеры зарубежных авиапредприятий Boeing 777, Embraer, Airbus при использовании различных форм виртуальной реальности в производственных процес-сах. Сформулирован вывод о том, что одним из важных элементов применения виртуальной реальности яв-ляется обучение персонала. Продемонстрированы преимущества, которые могут быть достигнуты за счет применения виртуальной реальности в авиастроительной отрасли. В целом применение описанной техно-логии виртуальной реальности позволяет обеспечивать поддержание высоких стандартов обслуживания, потенциально снижая стоимость для клиентов.
Ключевые слова: бережливое производство, виртуальная реальность, производственно-экономическая система, предприятие авиационного двигателестроения, цифровое производство.
Сведения об авторах: Ташкинов Алексей Григорьевич (Пермь, Россия) – кандидат экономических наук, доцент кафед-ры экономики и управления промышленным производством, Пермский национальный исследователь-ский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29); начальник Координацион-но-методического центра внедрения цифровой экономики, Пермский завод «Машиностроитель» (Пермь, 614014, ул. Новозвягинская, 57, e-mail: alekss.perm@gmail.com).
Список литературы: 1. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности на 2013–2025 годы»: постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. № 303. [Электронный ресурс]. Доступ из справ-правовой системы «Гарант».
2. Государственная программа авиатранспортной отрасли Российской Федерации до 2030 года от 25 июня 2022 г. №1693-р. [Электронный ресурс]. Доступ из справ-правовой системы «Гарант».
3. Тихонов А.И., Калачанов В.Д., Тихонова С.В. Обеспечение конкурентоустойчивости предприя-тий авиационного двигателестроения // Московский экономический журнал. – 2019. – № 11. – С. 5.
4. Тихонов А.И., Калачанов В.Д., Просвирина Н.В. Повышение конкурентоустойчивости предпри-ятий авиационного двигателестроения в современных экономических условиях // Вестник Московского авиационного института. – 2016. – Т. 23, №1. – С. 218–227.
5. Артюхов А.В., Христолюбов В.Л. Современные информационные технологии в авиадвигателе-строении // Двигатель: науч.-техн. журнал. – 2007. – № 2(50). – С. 6–7.
6. Иноземцев А.А. Двигатель ПД-14 – будущее российского авиапрома. [Эллекторонный ресурс] – URL: https://vpk-news.ru/articles/17206 (дата обращения: 22.09.2022).
7. Ташкинов А.Г. Разработка метода оценки конкурентоспособности производственно-экономической системы машиностроительного предприятия // Вестник Пермского национального иссле-довательского политехнического университета. Социально-экономические науки. – 2018. – № 4. – С. 260–274.
8. Артюхов А.В., Речкалов А.В., Христолюбов В.Л. Стратегия реализации типовых проектных
ИТ-решений для управления производством в авиадвигателестроительной корпорации // Вестник Перм-ского государственного технического университета. Электротехника, информационные технологии, си-стемы управления. – 2018. – № 26. – С. 183–197.
9. Тихонов А.И., Кононов А.М. Анализ опыта внедрения бережливого производства на предприя-тиях авиационного двигателестроения // Экономика и управление в машиностроении. – 2016. – №2. – С. 24–29.
10. Ташкинов А.Г. Бережливое производство как основа развития Пермского завода Машино-строитель // Точно в цель. – 2019. – № 2. – С. 58–71.
11. Ташкинов А.Г. Пермский завод «Машиностроитель»: рабочие группы, как фактор успеха лин-проектов // Портал «Управление производством». – 2022. – № 4 (58). – С. 11–20.
12. Boeing. [Электронный ресурс]. – URL: https://www.boeing.com/principles/ (дата обращения: 22.09.2022).
13. Производственная система Корпорации «Иркут» // Управление производством. – 2017. – №4. –
С. 57–63.
14. Kirner C. and Siscoutto R. Realidade virtual e aumentada: Conceitos, projeto e aplicações // Proc.
IX Symposium on Virtual and Augmented Reality, 2007.
15. Tori R., Kirner C., and Siscoutto R. Fundamentos e tecnologia de realidade virtual e aumentada //
VIII Symposium on Virtual Reality, 2006.
16. Behrouzi F., Wong K.Y. Lean performance evaluation of manufacturing systems: A dynamic and innovative approach // Procedia Computer Science. – 2011. – Vol. 3. – P. 388–395.
17. Embraer [Электронный ресурс]. – URL: https://www.airlines-inform.ru/commercial-aircraft/embraer-190.html (дата обращения: 22.09.2022).
18. Airbus [Электронный ресурс]. – URL: https://www.airbus.com/en (дата обращения: 22.09.2022).
СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С КОСМИЧЕСКИМ МУСОРОММ.А. Устинов, Р.А. Пешков, П.А. Третьяков, Д.А. Малых Получена: 01.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Изложены современные способы увода малых космических аппаратов с низкой околоземной орбиты с целью определения наиболее универсального метода решения проблемы засорения космического про-странства завершившими свое функционирование малыми аппаратами или их обломками. Приведена стати-стика запусков малых спутников за последние несколько лет, описаны достоинства и недостатки способов их увода с оценкой времени для выполнения задачи очищения космического пространства на низкой околозем-ной орбите Земли. Также рассмотрены принципы действия механизмов увода малых космических аппаратов и выделен наиболее универсальный способ, который отличается удовлетворительными энергетическими, массовыми характеристиками, простой конструкцией и минимальными размерами. Результаты работы пред-ставлены в виде таблиц, в которых для решения задачи увода малых космических аппаратов с низкой около-земной орбиты Земли рассчитаны параметры тяги и суммарного удельного импульса в зависимости от вида предлагаемого универсального метода. Сделаны выводы о существующих методах и лабораторных образцах и испытаниях, которые в дальнейшем планируют развиваться в направлении очищения космического про-странства от закончивших свою миссию малых спутников и их обломков.
Ключевые слова: малые космические аппараты, космический мусор, импульсные двигатели, коррек-ция, кубсат, низкая околоземная орбита, орбита захоронения, увод, твердое топливо, двигательная установка.
Сведения об авторах: Устинов Михаил Алексеевич (Челябинск, Россия) – студент, лаборант лаборатории «Ракеты-носители, космические и беспилотные летательные аппараты», Политехнический институт ЮУрГУ (Челябинск, 454080, пр. Ленина, 76, e-mail: strangertaddy3@gmail.com, ORCID 0000-0002-7201-0035).
Пешков Руслан Александрович (Челябинск, Россия) – кандидат технических наук, заведующий лабораторией «Ракеты-носители, космические и беспилотные летательные аппараты» Политехнический институт ЮУрГУ (Челябинск, 454080, пр. Ленина, 76, e-mail: peshkovra@susu.ru, ORCID 0000-0002-2063-2107).
Третьяков Павел Александрович (Челябинск, Россия) – студент, лаборант лабора-тории «Ракеты-носители, космические и беспилотные летательные аппаратыов», Поли-технический институт ЮУрГУ (Челябинск, 454080, пр. Ленина, 76, e-mail: paveltretyakov112@gmail.com, ORCID 0000-0001-5171-4773).
Малых Дарья Андреевна (Челябинск, Россия) – инженер-конструктор лаборатории «Ракеты-носители, космические и беспилотные летательные аппараты», Политехнический институт ЮУрГУ, аспирант, ассистент преподавателя (Челябинск, 454080, пр. Ленина, 76, e-mail: malyhda@susu.ru, ORCID: 0000-0002-2685-2493).
Список литературы: 1. Nanosats Database [Электронный ресурс]. – URL: https://www.nanosats.eu/ (дата об-ращения: 26.07.2022).
2. Sims E. M., Braun B. M. Policy compliance roadmap for small satellites. – 2021. Р. 1–28.
3. Клюшников В. Ю. Синдром Кесслера. Будет ли закрыта дорога в космос? / Цен-тральный научно-исследовательский институт машиностроения. – М., 2021. – С. 34–43.
4. Pelton J.N. New solutions for the space debris problem. – Springer, 2015. – 94 p.
5. Visagie L., Lappas V. Hybrid solar sails for active debris removal // ESA Ariadna study AO. – 2011. – Vol. 6411, no. 10. – P. 1–59.
6. Палий А.С. Методы и средства увода космических аппаратов с рабочих орбит (состояние проблемы) // Техническая механика. – 2012. – No. 1. – C. 94–102.
7. Johnson L., Alhorn D., Boudreaux M. Solar and Drag Sail Propulsion // From Theory to Mission Implementation. – 2021. – P. 1–10.
8. Soulard R. ICAN: A novel laser architecture for space debris removal // Acta Astro-nautica. – 2014. – Vol. 105, no. 1. – P. 192–200.
9. Phipps C.R., Bonnal C. A spaceborne, pulsed UV laser system for re-entering or nudg-ing LEO debris, and re-orbiting GEO debris // Acta Astronautica. – 2016. – Vol. 118. – P. 224–236.
10. Зеленский Л.М., Шустов Б.М. Всероссийская научная конференция с междуна-родным участием // Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угро-зы ИКИ РАН, Москва, 17–19 апреля 2019. – С. 39–42.
11. Пикалов Р.С., Юдинцев В.В. Обзор и выбор средств увода крупногабаритного космического мусора // Труды МАИ. – 2018. – № 100.
12. Liedahl D.A., Libby S.B., Rubenchik A. Momentum transfer by laser ablation of ir-regularly shaped space debris // AIP Conference Proceedings. – 2010. – Vol. 1278, no. 1. – P. 772–779.
13. Shan M., Guo J., Gill E. Review and comparison of active space debris capturing and removal methods // Progress in Aerospace Sciences. – 2015. – Vol. 80. – P. 18–32.
14. Баркова М.Е. Космический аппарат для утилизации космического мусора в око-лоземном пространстве // Труды МАИ. – 2019. – №103.
15. Трофимов С.П. Увод малых космических аппаратов с низких околоземных орбит / Московский физико-технический институт. – М., 2015. – C. 126.
16. Рыжков В.В., Сулинов А.В. Двигательные установки и ракетные двигатели малой тяги на различных физических принципах для систем управления малых и сверхмалых космических аппаратов. // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроения. – 2018. № 4. – С. 14.
17. Ермошкин Ю.М. Области рационального применения электроракетных двига-тельных установок на космических аппаратах прикладного назначения // Вестник Сибир-ского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнё-ва. – 2011. –
№ 2 (35). – С. 109–113.
18. Жолтаева Ж.Е. Анализ и выбор двигателей малой тяги для космических аппара-тов серии «КУБСАТ» / Филиал «Восход» Московского авиационного института. – Байко-нур, 2021. – С. 4.
19. Гладков И.М., Ермаков Ю.П. Двигатели специального назначения импульсного типа на твердом топливе. Основы проектирования, конструкция и опыт отработки. – М.: ЦНИИ информации, 1990. – С. 116.
20. Малогабаритный импульсный РДТТ, работающий в режиме низкоскоростной де-тонации: пат. Рос. Федарация 26448004С1 / Ермолаев Б.С., Сулимов А.А.; заявл. 24.10.2016; опубл. 14.02.2018, Бюл. № 5.
СРАВНЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВАРИАНТОВ ГИБРИДНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТРДД И ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЛИЖНЕ-СРЕДНЕМАГИСТРАЛЬНЫХ САМОЛЕТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ВАРИАНТАМИ ГИБРИДНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТРДДА.О. Шевелев Получена: 27.09.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Ведущие двигателестроительные и самолетостроительные фирмы проявляют интерес и ведут разра-ботки, направленные на снижение выбросов вредных веществ в атмосферу. В числе таких разработок и ги-бридно-электрические турбореактивные двигатели. В данной статье рассмотрены перспективные гибридно-электрические двухконтурные турбореактивные двигатели с высокой степенью двухконтурности, у которых гибридизация осуществляется за счет подкрутки ротора низкого давления электромотором. Гибридные двига-тели рассмотрены в совокупности с самолетом, что позволяет провести комплексную оценку параметров эффективности системы «самолет – гибридный двигатель». Оценено влияние степени гибридизации и уровня развития аккумуляторных батарей и электроники на летно-технические характеристики ближне-среднемагистрального самолета с гибридно-электрическими двигателями. Определено, что для каждой сте-пени гибридизации и уровня развития аккумуляторных батарей существует оптимум по дальности полета самолета. Для рассматриваемых пределов гибридизации и уровня развития аккумуляторных батарей макси-мальная экономия топлива за полет составляет 5 %. Также оценено влияние гибридизации на термодинами-ческие параметры двухконтурного турбореактивного двигателя. Главной проблемой, выявленной в ходе рас-четного исследования, является обеспечение запасов газодинамической устойчивости и настройка системы перепуска воздуха из-за компрессора низкого давления. Выявлено, что гибридизация в целом положительно сказывается на термодинамических параметрах, большинство из которых снижается, в результате чего улуч-шаются ресурсные характеристики двигателя.
Ключевые слова: гибридно-электрический, гибридизация, электромотор, турбореактивный, дальность полёта, самолёт, расход топива, удельная энергоёмкость, термодинамические параметры, запасы устойчиво-сти, перепуск.
Сведения об авторах: Шевелев Александр Олегович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Авиационные двигатели», Пермский национальный исследовательский политехничсекий университет (Пермь, 614990, Комсомоль-ский пр., 29); инженер-конструктор-расчетчик отделения перспективных разработок, ОДК-Авиадвигатель (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 93, e-mail: shevelev1311@mail.ru).
Список литературы: 1. A clean planet for all. A European long-term strategic vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy // European commission. – 2018.
2. Распоряжение от 29 октября 2021 года №3052-р. Правительство Российской Федерации: офи-циальный сайт. – [Электонный ресурс]. – URL: http://government.ru (дата обращения: 10.08.2022).
3. Epstein A.H., Aeropropulsion, Advances, Opportunities, and Challenges // The Bridge. National Acad-emy of Engineering. – 2020. – № 2.
4. Hydrogen Gas Turbines. The Path Toward a Zero-Carbon Gas Turbine // ETN Global. – 2020.
5. Куликов М.В., Щербаков С.И. Совместный проект Airbus, Rolls-Royce и Siemens по созданию ги-бридно-электрического самолета // Обозрение ЦИАМ. – 2018. – № 3. – С. 6–8.
6. Zero carbon aviation: the technology choices // Aircraft Commerce. – 2020. – № 131.
7. Варюхин А.Н. Традиционные, гибридные и электрические силовые установки самолетов мест-ных воздушных линий // Авиационные двигателя. – 2022. – № 1 – С. 19–32.
8. Vratny P. Conceptual Design Methods of Electric Power Architectures for Hybrid Energy Aircraft, PhD Thesis. Technische Universitat Munchen. – 2018.
9. Сенин С.В. Rolls-Royce представила планы по развитию авиации с электрическими СУ // Обо-зрение ЦИАМ. – 2019. – № 20. – С. 11.
10. Filipenko M. Concept design of high power superconducting generator for future hybrid-electric air-craft // Superconductor Science and Technology. – 2020. – C. 1–16.
11. Кириллов А.В., Ковалёв М.А., Соловьев В.И. Авиационные аккумуляторные батареи: учеб. по-собие. Самара: Изд-во Самар. ун-та, 2020. – 80 с.
12. Шевелев А.О., Будаева В.В. Расчет дальности полета электрического самолета // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 65. – С. 69–79.
13. Shevelev A.O. Effect of turbofan engine hybridization on its thermodynamic parameters // Devel-opment of Science. – 2022. – P. 150–155.
14. Предварительное исследование характеристик гибридных турбореактивных двухконтурных двигателей различных схем для ближне- и среднемагистральных самолетов / Ю.А. Эзрохи, М.М. Кален-ский, А.С. Полев, А.С. Дрыгин // Наука и образование. – 2012. – № 4. – C. 1–17.
15. Иноземцев А.А., Нихамкин М.А., Сандрацкий В.Л. Основы конструирования авиационных и энергетических установок: учебник. – М.: Машиностроение, 2008. – Т. 2. – 368 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕРИАЛА, ПОЛУЧЕННОГО SPS-СПЕКАНИЕМ ПОРОШКОВ ПН85Ю15 И НИКЕЛЯ, ПОДГОТОВЛЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИЛ.И. Шевцова, М.А. Есиков, А.И. Гаврилов Получена: 11.10.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Исследована структура и оценены прочностные свойства компактированного материала на основе Ni3Al, полученного электроискровым спеканием промышленного порошка марки ПН85Ю15 (основная фаза – Ni3Al) и никеля в соотношении 7 : 3. Порошковые смеси были подготовлены различными способами: переме-шиванием в планетарной шаровой мельнице в течение 6 ч; предварительным измельчением; добавлением бора; а также механической активацией исходных порошков в течение 3 мин. Установлено, что предвари-тельное измельчение порошков в шаровых мельницах усиливает эффект заполнения никелем пор, образую-щихся при контакте интерметаллидных частиц, что способствует повышению плотности и прочности спечён-ного материала. Микролегирование бором также способствует повышению относительной плотности ком-пакта до 97 %. Выявлено, что для формирования спеченного материала состава «70 % ПН85Ю15–30 % Ni» с наиболее высокими показателями прочностных характеристик целесообразно проведение предварительной трехминутной механоактивации. Предел прочности при изгибе такого материала составляет 2200 МПа, при растяжении – 1070 МПа.
Ключевые слова: алюминид никеля, бор, никель, электроискровое спекание, механическая активация, измельчение, микролегирование, структура, прочностные свойства.
Сведения об авторах: Шевцова Лилия Ивановна (Новосибирск, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение в машиностроении», Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, 630073, пр. Карла Маркса, 20, e-mail: edeliya2010@mail.ru).
Есиков Максим Александрович (Новосибирск, Россия) – старший преподаватель кафедры «Га-зодинамические импульсные устройства», Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, 630073, пр. Карла Маркса, 20); младший научный сотрудник лаборатории «Синтез ком-позиционных материалов», Институт гидродинамики имени М.А. Лаврентьева СО РАН (Новосибирск, 630090,
пр. ак. Лаврентьева, 15, e-mail: esikov@hydro.nsc.ru).
Гаврилов Александр Иванович (Новосибирск, Россия) – ведущий инженер лаборатории «Хими-ческое материаловедение», Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (Новосибирск, 630090, ул. Кутателадзе, 18, e-mail: gavr_sand@mail.ru).
Список литературы: 1. Интерметаллидные сплавы на основе титана и никеля. / Н.А. Ночовная, О.А. Базылева, Д.Е Каблов. и др. М.: ВИАМ, 2018. 303 с.
2.Jozwik P., Polkowski W., Bojar Z. Applications of Ni3Al based intermetallic alloys – current stage and potential perceptivities // Materials. – 2015. – Vol. 8. – Р. 2537–2568.
3. A review on sintered nickel based alloys / I.M. Makena, M.B. Shongwe, M.M. Ramakokovhu [et al] // WCE-2017, Proceedings of the World Congress on Eng. – 2017. – Р. 922–927.
4. Olevsky E.A., Dudina D.V. Field-assisted sintering: science and applications. – Cham: Springer, 2018. –
425 p.
5. The influence of TiC particles on the structure and mechanical properties of Ni3Al manufactured by spark plasma sintering / D.A. Osipov, I.V. Smirnov, K.V. Grinyaev [et al]. // Rus. Phys. J. – 2021. – Vol. 63, No.9. –
Р. 1583–1589.
6. Структура и свойства интерметаллида Ni3Al, сформированного в результате SPS-спекания по-рошковых смесей, подготовленных различными способами / Л.И. Шевцова, М.А. Корчагин, М.А. Есиков и др. // Металлург. – 2021. – №11. – С. 56–61.
7. Spark Plasma Sintering of nanoscale (Ni+Al) powder mixture / J.S. Kim, H.S. Choi, D.V. Dudina et. al. // Solid State Phenom. – 2007. – Vol. 119. – Р. 35–38.
8. Meng J., Jia C., He Q. Effect of mechanical alloying on structure and property of Ni3Al by spark plas-ma sintering // Powder Metall. – 2008. – Vol. 51. – Р. 227–230.
9. Ni3Al+B material obtained by mechanical activation followed by spark plasma sintering / L.I. Shev-tsova, M.A. Korchagin, M.A. Esikov [et al] // Materials Today: Proceedings. – 2019. – Vol. 12. No. 1. – Р. 120–123.
10. Microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered nanocrystalline Ni3Al-xB (0,0<x<1,5 at%) alloy / A. Mohammadnejad, A. Bahrami, M. Sajadi [et al] // Materials Today Communica-tions. – 2018. –
Vol. 17. – Р. 161–168.
11. Microstructure and mechanical properties of materials obtained by spark plasma sintering of Ni3Al–Ni powder mixtures / L.I. Shevtsova, V.I. Mali, A.A. Bataev [et al] // Materials Science and Engineering A. – 2020. – Vol. 773. – Art. 138882.
РАЗРАБОТКА СТЕНДА ПРОВЕДЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ СИСТЕМ ПОДАЧИВ.В. Черненко, Е.В. Фалькова, Д.В. Черненко, А.А. Зуев Получена: 01.11.2022 Рассмотрена: 30.11.2022 Опубликована: 06.03.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация: Представлен разработанный и изготовленный стенд проведения энергетических испытаний проточ-ных частей элементов центробежных насосов, обеспечивающих проведение балансовых испытаний. Выпол-нена тарировка элементов стенда, таких как измеритель крутящего момента, обеспечивающих снятие энерге-тических параметров в широком диапазоне измеряемого параметра. В результате обработки данных получе-но оригинальное уравнение зависимости (тарировочная характеристика) линейного вида, что вполне зако-номерно, учитывая линейный характер деформации при наращивании нагрузки в области упругих деформа-ций. Проведенные тарировочные испытания подтверждают диапазон снятия и регистрации измеряемых па-раметров и корректность методики экспериментальных исследований.
Конструкция стенда обеспечивает требуемую точность испытания и необходима для верификации разработанной уточненной методики расчета гидродинамики проточных частей турбонасосных агрегатов для новых проектируемых жидкостных ракетных двигателей и малорасходных насосов систем терморегулирова-ния космических аппаратов.
Разработанный и изготовленный стенд обеспечивает достоверное определение крутящих моментов со сменными унифицированными объектами испытаний (рабочих колес с различной геометрией проточных частей).
Разработана принципиальная схема испытательного стенда, экспериментальная установка для прове-дения энергетических испытаний, измеритель крутящего момента, методика проведения испытаний балансов мощности рабочего колеса центробежного насоса.
Ключевые слова: центробежный насос, энергетические параметры, баланс мощности, экспериме-тальный стенд, методика экспериментальных исследований.
Сведения об авторах: Черненко Валентина Викторовна (Красноярск, Россия) – ассистент кафедры «Двигатели лета-тельных аппаратов», Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика
М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. им. газеты Красноярский рабочий, 31, e-mail: 2887722@mail.ru).
Фалькова Екатерина Владимировна (Красноярск, Россия) – заместитель директора по учебной работе Института космической техники, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. им. газеты Красноярский рабочий, 31, e-mail: dankaty@mail.ru).
Черненко Дмитрий Викторович (Красноярск, Россия) – кандидат технических наук, доцент ка-федры «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование», Сибирский государственный универ-ситет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. им. газеты Красно-ярский рабочий, 31, e-mail: 2887722@mail.ru).
Зуев Александр Александрович (Красноярск, Россия) – доктор технических наук, доцент кафед-ры «Двигатели летательных аппаратов», Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, 660037, пр. им. газеты Красноярский рабочий, 31, e-mail: dla2011@inbox.ru).
Список литературы: 1. Определение локального коэффициента теплоотдачи с использованием модели температурного пограничного слоя с конвективной составляющей в полостях вращения ТНА ЖРД / А.А. Зуев, В.Ю. Пиу-нов, В.П. Назаров, А.А. Арнгольд // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2019. – Т. 19, № 2. – С. 30–44. DOI: 10.14529/engin190203
2. Delcov A. V., Hodenkov A. A., Zhuikov D. A. Mathematical modeling of single-phase thermal control system of the spacecraft // Proceedings of 12th Intern. Conf. on Actual Problems of Electronic Instrument Engi-neering, APEIE 2014. – 2014. – P. 591–593.
3. Проектирование системы пассивного охлаждения бортового комплекса космического аппарата / О.В. Шилкин, А.А. Кишкин, А.А. Зуев, А.В. Делков, Н.А. Лавров. // Вестник Московского авиационного института. – 2021. – Т. 28, № 2. – С. 96–106. DOI: 10.34759/vst-2021-2-96-106
4. The method of the disk friction determining of low mass flow centrifugal pumps / A.A. Zuev,
V.P. Nazarov, A.A. Arngold, I.M. Petrov // Siberian Journal of Science and Technology. – 2019. – Vol. 20,
№ 2. – P. 219–227.
5. Зуев А. А., Назаров В. П., Арнгольд А. А. Определение локального коэффициента теплоотдачи с использованием модели температурного пограничного слоя в полостях вращения газовых турбин // Вестник Московского авиационного института. – 2019. – Т. 26, № 2. – С. 99–115.
6. Петров П.В., Коева А.А., Целищев В.А. Обобщенный анализ динамических характеристик элек-трогидроусилителя // Вестник УГАТУ. – 2014. – Т. 18, № 3 (64). – С. 40–47.
7. Коева А.А., Петров П.В., Целищев В.А. Автоматизация вычислительного эксперимента с помо-щью программного комплекса HMAR // Вестник УГАТУ. – 2013. – Т. 17, № 3 (56). – С. 166–173.
8. Макаров А.А., Зайцев Н.Н. Инженерные и теоретические задачи применения лабиринтных уплотнений в высокоскоростных роторных машинах // Вестник Пермского национального исследова-тельского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2015. – № 42. – С. 61–81.
9. Петров П.В., Целищев В.А. Численное моделирование работы систем автоматического управле-ния авиационного газотурбинного двигателя на установившихся и переходных режимах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая тех-ника. – 2019. – № 57. – С. 7–16.
10. Гимранов Э.Г., Сунарчин Р.А., Хасанова Л.М. Обобщенные динамические характеристики ма-тематических моделей гидроагрегатов // Вестник Пермского государственного технического универси-тета. Аэрокосмическая техника. – 2000. – № 5. – С. 99–106.
11. Белобородов С.М., Цельмер М.Л. Методика уравновешивания ротора при балансировке // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2017. – № 48. – С. 60–68.
12. Delcov A. V., Hodenkov A. A., Zhuikov D. A. Numerical modeling and analyzing of conjugate radia-tion-convective heat transfer of fin-tube radiator of spacecraft // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2015. – Vol. 93, No. 012007.
13. Проектная оптимизация теплотехнических систем, работающих по замкнутому контуру /
А.А. Кишкин, А.В. Делков, А.А. Ходенков, Д.А. Жуйков // Вестник Сибирского государственного аэро-космического университета им. академика М.Ф. Решетнева. – 2012. – № 5 (45). – С. 34–38.
|
|