Развитие современной авиационной техники предъявляет особые требования к ее эксплуатационным характеристикам, таким как прочность, жесткость, долговечность, а также ремонтопригодность. Спецификой авиационной техники является использование маложестких деталей, главным образом панелей планера самолета. Чаще всего они соединяются с каркасом конструкции при помощи заклепок и болтов, являющихся концентраторами напряжений. Также нередки случаи повреждения панелей в эксплуатации в зоне крепежных точек, такие как вмятины, забоины, трещины и другие дефекты. Их наличие снижает срок службы всего изделия. В этой связи с точки зрения восстановления работоспособности (ремонта) такого рода сборных конструкций на практике реализуется несколько способов, одним из вариантов которых является использование бужа, представляющего собой специальную соединительную конструкцию втулочного типа. Данная конструкция позволяет малозатратно и эффективно произвести представленный ремонт.

Установка бужа традиционно рассматривалась только с точки зрения возможности его запрессовки в обшивку и деталь каркаса. Контролируемым параметром в данном случае являлось контактное усилие, возникающее при установке деталей с натягом. При этом на сегодняшний день отсутствуют достоверные данные по влиянию бужа на статическую и усталостную прочность конструкции в целом.

Представленная работа посвящена определению влияния установки бужа на сборную конструкцию. Исследование проводилось при помощи метода конечных элементов и решения задачи теории деформированного твердого тела. В частности, рассмотрено влияние различных параметров (величина натяга, величина живой перемычки, радиуса бужа и др.) на коэффициент концентрации напряжений. На основе численного эксперимента приведены рекомендации по установке бужей.

Ключевые слова: механика твердого деформированного тела, контактная задача, буж, усталостная прочность, теоретический коэффициент концентрации напряжений.

Рыжков Михаил Юрьевич (Иркутск, Россия) – инженер-конструктор отдела прочностных расчетов, ПАО «Корпорация “Иркутcк”», аспирант, Иркутский национальный исследовательский технический университет (Иркутск, 664074, ул. Лермонтова, 84, e-mail: mixa1997ruz@mail.ru).

Пыхалов Анатолий Александрович (Иркутск, Россия) – доктор технических наук, профессор, дирек­тор учебно-научного центра «Компьютерные технологии инженерного анализа», профессор кафедры «Физика, механика и приборостроение», Иркутский государственный университет путей сообщения; профессор кафедры «Механика и сопротивление материалов», Иркутский национальный исследовательский технический университет (Иркутск, 664074, ул. Лермонтова, 84, e-mail: pykhalov_aa@mail.ru).

Яхненко Михаил Сергеевич (Иркутск, Россия) – кандидат технических наук, инженер-кон­структор отдела прочностных расчетов, ПАО «Корпорация “Иркутcк”» (Иркутск, 6640204, ул. Новаторов, 3, e-mail: holtfor@mail.ru).

1. Абибов А.Л. Технология самолетостроения. – М.: Машиностроение, 1982. – 551 с.
2. Нуриддин А.А. Эксплуатационные свойства поверхностного слоя обшивок воздушных судов // Конференция «Перспективы подготовки международных специалистов в области транспорта». – № 1. – Ташкент: Ташкент. гос. техн. ун-т, 2022. – 5 c.
3. Современные технологии агрегатно-сборочного производства самолетов / А.И. Пекарш [и др.]. – М.: Аграф-Пресс, 2006. – 303 с.
4. Чинючин Ю.М. Основы технической эксплуатации и ремонта авиационной техники. – М.: Машиностроение, 2006. – 73 с.
5. Нуриддин А.А. Ремонт планера и обшивки самолета // Конференция «Перспективы подготовки международных специалистов в области транспорта». – № 1. – Ташкент: ТГТУ, 2022. – 5 c.
6. Майнсков В.Н. Проектирование соединений элементов авиационной конструкции. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2006. – 72 с.
7. Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. – М.: Машиностроение, 1985. – 224 с.
8. Рычков С.П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran. – М.: ДМК Пресс, 2013. – 784 с.
9. Мороз Л.И., Масловская А.Г. М 80 Решение дифференциальных задач методом конечных элементов: учеб. пособие. – Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2019. – 71 с.
10. Пыхалов А.А., Милов А.Е. Контактная задача статического и динамического анализа сборных роторов турбомашин. – Икутск: Икутск. гос. техн. ун-т, 2007. – 192 с.
11. Пыхалов А.А. Контактная задача и метод конечных элементов в анализе динамики, прочности и теплопроводности сборных конструкций современных машин // Проблемы механики современных машин: материалы V Междунар. конф. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. – Т. 4. – С 101–107.
12. Пыхалов А.А., Высотский А.В. Контактная задача расчета сборных роторов турбомашин с применением метода конечных элементов // Вестник ИрГТУ. – 2023. – № 3–4. – С. 56–71.
13. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. – М.: Наука, 1985. – 504 с.
14. Пановко Я.Г. Механика твердого деформированного тела. Современные концепции, ошибки, парадоксы. – М.: Наука, 1985. – 288 с.
15. Серенсен Р.Б. Прочность при малоцикловом нагружении. – М.: Наука, 1975. – 288 с.
16. Хейвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости. – М.: Изд-во Иностр. лит., 1969. – 504 c.
17. Редько А.А., Стебенев В.Н. Исследование выносливости продольных заклепочных стыков // Усталостные характеристики летательных аппаратов»: сб. – Вып. 1, ХАИ, 1977.
18. Пыхалов А.А., Высотский А.В. Контактная задача расчета сборных роторов турбомашин с применением метода конечных элементов // Вестник ИрГТУ. – 2003. – № 3–4. – С. 56–71.
19. Туранов Р.А., Пыхалов А.А. Анализ работы конструкции соединения типа «ухо-вилка» с применением метода конечных элементов и решением контактной задачи теории упругости // Труды МАИ. – 2019. – № 104. – 13 c.
20. Зенкевич О.С. Метод конечных элементов в технике. – М.: Мир, 1975. – 542 с.
21. Моделирование напряженно-деформированного состояния гермофюзеляжа при усталостных испытаниях криволинейных панелей» / М.П. Борисов, И.А. Жаренов, С.В. Желонкин, Н.И. Ковалев, А.А. Свиридов, К.Ю. Фамин, М.А. Федотов, К.С. Щербань // Прочность конструкций летательных аппаратов: сб. ст. 14-й науч.-техн. конф. Сер. «Труды ЦАГИ» / под ред. М.Ч. Зиченкова. – 2018. – С. 123–125.
22. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. – М.: Машиностроение, 1977. – 232 с.
23. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наукова думка, 1988. – 736 с.
24. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов: учеб. пособие. – М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 560 с.
25. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для вузов. – М.: Изд-во Моск. гос техн. ун-та им. Н.Э. Баумана, 1999. – 592 с.
26. Скляров Н.М. Авиационные сплавы. Т. 1. Конструкционные стали // ОНТИ. – 1975. – Т. 1. – 429 с.
27. Кишкин С.И. Авиационные сплавы. Т. 4. Алюминиевые и берилиевые сплавы // ОНТИ. – 1982. – Т. 4. – 626 с.
28. Walter D. Pilkey Peterson’s stress concentration factors // John Wiley & Sons, Inc., 202.0. – 632 с.
29. Рудаков К.Н. Femap 10.2.0. Геометрическое и конечно-элементное моделирование конструкций. – Киев: Киев. политехн. ин-т, 2011. – 317 с.
30. Горячев А.П., Пахомов В.А. Решение трехмерных физически нелинейных задач МКЭ // Прикладные проблемы прочности и пластичности: всесоюз. межвуз. сб. – 1980. – C. 69–76.

Проанализированы процессы в зоне диссоциации при горении частиц алюминия в среде «79 % Не + 21 % O2». Обоснована необходимость учёта влияния давления на диссоциацию кислорода для объяснения влияния физических процессов на скорость горения частиц и на размеры частиц оксида, в частности, на условия образования ультрадисперсного оксида в среде «79 % Не + 21 % O2». Расчёты выполнены для условий квазистационарности и сферической симметрии процессов в предпламенной области, для частиц диаметром 220 мкм и давления окружающей среды p = 1–6 МПа в соответствии с результатами экспериментальных работ. Предложено разделение предпламенной области с включением в нее зоны диссоциации. Установлено, что значения концентрации диссоциирующего окислителя на границе пламени при высоком давлении уменьшаются в 10 раз по сравнению с атмосферным, а температура повышается на 15 %. Получены распределения концентраций окислительных компонентов, температуры среды в зависимости от отношения координат R внутренних точек области к текущему радиусу частицы R0, координаты точек границы пламени и концентрация окислителя на них в зависимости от давления среды. Показано, что зона диссоциации лежит в пределах 1,6 £ R/R0 £ 2,9 для горения при давлении p = 6 МПа, и в пределах 2,0 £ R/R0 £ 4,0 при атмосферном давлении. Результаты анализа позволяют предположить, что за счет дальнейшего уменьшения относительной концентрации окислителя в зоне пламени к поверхности частицы окислитель не поступает, что объясняет отсутствие крупнодисперсного оксида при горении частиц алюминия в среде «79 % Не + 21 % O2».

Ключевые слова: предпламенная область, условия образования ультрадисперсного оксида, горение частиц алюминия, баланс потоков тепла и окислителя, зона диссоциации, граничные условия, термодинамический анализ, влияние давления, диссоциация кислорода, потоки молекулярного и атомарного кислорода.

Крюков Алексей Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: alexkryukov@list.ru).

Малинин Владимир Игнатьевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: malininvi@mail.ru).

Надыров Арсен Альбертович (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: arseseninsin@gmail.com).

Данилов Илья Владимирович (Пермь, Россия) – студент, кафедра «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.dan.2001@mail.ru).

1. Yu. Kriukov, V.I. Malinin. Analysis of combustion peculiarities in flame zone of aluminium particle // Acta Astronautica. – 2021. – № 180. – P. 266–272.
2. Крюков А.Ю., Малинин В.И. Влияние физических процессов в предпламенной области на горение частиц алюминия в кислородсодержащих средах // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2022. – № 69. – С. 43–52.
3. Ягодников Д.А. Горение порошкообразных металлов в газодисперсных средах. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н.Э. Баумана, 2018. – 444 с.
4. Крюков А.Ю., Малинин В.И. Зависимость размера зоны пламени одиночных частиц алюминия от давления // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2020. – № 60. – С. 45–54.
5. Егоров А.Г. О скорости распространения пламени в аэровзвеси частиц алюминия // Физика горения и взрыва. – 2020. – Т. 56, № 1. – С. 48–58.
6. Егоров А.Г. Влияние дисперсных характеристик аэровзвеси на скорость распространения пламени // Ракетно-космические двигательные установки: материалы Всероссийской научно-технической конференции. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н.Э. Баумана, 2020. – С. 83–85.
7. Еgorov А.G. Implementation and investigation of a pulsed aluminum-air flame // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – № 1181. Article number 012030.
8. Бекстед М.В. Анализ данных по времени горения частиц алюминия // Физика горения и взрыва. – 2005. – Т. 41, № 5. – С. 55–69.
9. Бекстед М.В., Лианг У., Паддуппаккам К.В. Математическое моделирование горения одиночной алюминиевой частицы (обзор) // Физика горения и взрыва. – 2005. – Т. 41, № 6. – С. 15–33.
10. Особенности горения капли алюминия в смесях кислорода с аргоном и гелием / Г.П. Кузнецов, А.Г. Истратов, В.И. Колесников-Свинарёв, И.Г. Ассовский // Горение и взрыв. – 2018. – Т. 11, № 2. – С. 83–87.
11. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В. Горение порошкообразных металлов в активных средах. – М.: Наука, 1972.
12. Малинин В.И. Внутрикамерные процессы в установках на порошкообразных металлических горючих. – Екатеринбург – Пермь: УрО РАН, 2006.
13. PLIF species and ratiometric temperature measurements of aluminum particle combustion in O2, CO2 and N2O oxidizers, and comparison with model calculations / P. Bucher [et al.] // Twenty-Seventh Symposium (International) on Combustion. The Combustion Institute. – 1998. – P. 2421–2429.
14. Dreizin E.L. On the mechanism of asymmetric aluminum particle combustion // Combust. Flame. – 1999. – Vol. 117. – P. 841–850.
15. Гремячкин В.М. Гетерогенное горение частиц твёрдых топлив. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н.Э. Баумана, 2015. – 230 с.
16. Гремячкин В.М., Истратов А.Г., Лейпунский О.И. К теории горения металлических частиц // Физические процессы при горении и взрыве. – М.: Атомиздат, 1980. – С. 4–68.
17. Prentice J.L. and Kraentle K.L., Metal Particle Combustion Report. – Naval Weapons Center, NWC TP 4658. – 1969.
18. Крюков А.Ю., Малинин В.И. Анализ особенностей горения одиночной частицы алюминия в кислородсодержащих средах на основе модели неравновесной термодинамики // Перспективные технологии, материалы и приборы для космических исследований и земных приложений: тез. докл. 9-й Междунар. конф. цикла «Космический вызов XXI века. (SPACE’2019)», Ярославль, 7–11 окт. 2019 г. / Федер. исслед. центр хим. физики им. Н.Н. Семенова Рос. акад. наук. – М.: [б. и.], 2019. – С. 35–37.
19. Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н.Э. Баумана, 1991. – 40 с.
20. Experimental investigation of the aluminum combustion in different O2 oxidizing mixtures: Effect of the diluent gases / A. Braconniera, C. Chauveaub, F. Halterb, S. Gallier // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2020. – Vol. 170. – P. 110110.
21. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 563 с.
22. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. – М.: Наука, 1987. – 502 с.

В современной аэрокосмической технике, в том числе в авиационном двигателестроении, широкое применение получают полимерные композиционные материалы. Активное внедрение таких материалов обусловлено сопоставимой с металлами прочностью при значительно меньшей плотности, что особенно важно в аэрокосмической отрасли. Полимерные композиционные материалы используются в ответственных изделиях, которые могут быть подвержены усталостному разрушению. Проектирование изделий из слоистых полимерных композиционных материалов подразумевает возможность выбора укладки слоев, каждая новая комбинация этих слоев требует проведение различных дорогостоящих прочностных исследований, в том числе усталостных испытаний.

В статье представлены результаты экспериментального исследования закономерностей теплового поведения
Г-образных фланцев типовой авиационной конструкции из полимерных композиционных материалов на разных этапах усталостного разрушения. Исследование теплового состояния изделия на разных этапах усталостного разрушения является важным этапом изучения характеристик усталости. Актуальность подобной методики обоснована необходимостью снижения стоимости испытаний по сравнению с дорогостоящими классическими методиками.

По результатам исследований было выявлено два вида разрушений. Основным типом разрушения является расслоение между элементом корпуса и элементом фланца. В некоторых образцах на разных этапах усталостного разрушения появлялись трещины-расслоения в элементе Г-образного фланца.

В процессе испытаний было определено, что во время усталостного разрушения на определенных значениях наработки наблюдается стабилизация процесса тепловыделения. Выявлено смещение зоны нагрева в сторону заделки с усталостной наработкой, что говорит о развитии разрушений в этой области. Полученные результаты говорят о том, что зона разогрева образца соответствует положению вершины усталостной трещины и смещается вдоль образца в процессе увеличения расслоения.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, слоистый углепластик, фланцевое соединение, многоцикловая усталость, накопление повреждений, термография, кривая усталости, экспериментальная механика, термография, усталостное разрушение.

Соломонов Данил Глебович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Авиационные двигатели», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: solomonov1198@yandex.ru).

1. Келли А. Инженерный триумф углеволокон // Композиты и наноструктуры. – 2009. – № 1. – С. 38–49.
2. Каблов Е.Н. ВИАМ: материалы нового поколения для ПД-14 // Крылья Родины. – 2019. – № 7–8. – С. 54–58.
3. Иноземцев А.А., Нихамкин М.Ш., Сандрацкий В.Л. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. – М.: Машиностроение, 2008. – Т. 2. – 368 с.
4. Колобков А.С. Полимерные композиционные материалы для различных конструкций авиационной техники (обзор) // Труды ВИАМ. – 2020. – № 6–7 (89). – С. 38–44.
5. Каримбаев Т.Д., Луппов А.А., Афанасьев Д.В. Рабочие лопатки вентиляторов из углепластика для перспективных двигателей. Достижения и проблемы // Двигатель. – 2011. – № 6 (78). – С. 2–7.
6. Исследование НДС и оценка прочности композитной лопатки спрямляющего аппарата авиационного двигателя / М.А. Гринев, А.Н. Аношкин, П.В. Писарев, В.Ю. Зуйко, Г.С. Шипунов // Вестник ПНИПУ. Механика. – 2015. – № 4. – С. 293–307.
7. Guseinov K., Kudryavtsev O.A., Sapozhnikov S.B. Effectiveness of 2-D and 3-D modelling of dovetail joint of composite fan blade for choosing rational reinforcement schemes // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2021. – № 1. – С. 5–11.
8. Nikhamkin M.S., Solomonov D.G. Change of the elastic characteristics of a fiber-reinforced laminate as a result of progressive fatigue damage // Solid State Phenomena. – 2021. – Т. 316. – С. 955–960.
9. Nihamkin M.S., Solomonov D.G., Voronkov A.A. Experimental study of fatigue damage accumulation in laminated carbon reinforced fiber plastics // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2021. – Vol. 1945, № 1. – Р. 012040.
10. Нихамкин М.Ш., Соломонов Д.Г., Зильбершмидт В.В. Идентификация характеристик упругости композита по экспериментальным данным о модальных характеристиках образцов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2019. – № 1. – С. 110–122.
11. Nikhamkin M.S., Solomonov D.G. Degradation of elastic characteristics of the CFRP used in the design of a gas turbine engine as a result of high-cycle fatigue damage // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2021. – Vol. 1891, № 1. – П. 012033.
12. Стрижиус В.Е. Некоторые закономерности усталостного разрушения элементов композитных авиаконструкций // Композиты и наноструктуры. – 2016. – Т. 8, № 4. – С. 265–271.
13. Каримбаев Т.Д. Оценка усталостной долговечности изделий из композиционных материалов // Авиационные двигатели. – 2020. – № 4. – С. 75–93.
14. The fatigue of carbon fibre reinforced plastics-A review / P. Alam [et al.] // Composites Part B: Engineering. – 2019. – Vol. 166. – Р. 555–579.
15. Degrieck and J., Van Paepegem W. Fatigue damage modeling of fibre-reinforced composite materials // Appl. Mech. Rev. – 2001. – Vol. 54, № 4. – Р. 279–300.
16. Sevenois R.D. B., Van Paepegem W. Fatigue damage modeling techniques for textile composites: review and comparison with unidirectional composite modeling techniques // Applied mechanics reviews. – 2015. – Vol. 67, № 2. – Р. 020802.
17. Abrate S. Matrix cracking in laminated composites: a review // Composites engineering. – 1991. – Vol. 1, № 6. – Р. 337–353.
18. Kulkarni P.V., Sawant P.J., Kulkarni V.V. Fatigue life prediction and modal analysis of carbon fiber reinforced composites // Advances in Materials and Processing Technologies. – 2018. – Vol. 4, № 4. – Р. 651–659.
19. Wang Y., Soutis C. A finite element and experimental analysis of composite T-joints used in wind turbine blades // Applied Composite Materials. – 2018. – Vol. 25. – Р. 953–964.
20. Testing and analysis of a highly loaded composite flange / N.E. Jansson et al. // ECCM13: 13th European Conference on Composite Materials. – 2008. – 8 p.
21. Расчет НДС и оценка прочности композитного фланца стеклопластикового кожуха авиационного газотурбинного двигателя / А.Н. Аношкин и др. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2011. – Т. 15, № 1 (41). – С. 67–75.
22. Расчет напряженно-деформированного состояния фланца из полимерных композиционных материалов с дефектом в виде расслоения / А.Н. Аношкин и др. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2015. – № 4 (43). – С. 116–130.
23. La Rosa G., Risitano A. Thermographic methodology for rapid determination of the fatigue limit of materials and mechanical components // International journal of fatigue. – 2000. – Т. 22, № 1. – С. 65–73.
24. Investigation of self-heating and life prediction in CFRP laminates under cyclic shear loading condition based on the infrared thermographic data / J. Huang et al. // Engineering Fracture Mechanics. – 2020. – Vol. 229. – Р. 106971.
25. Соломонов Д.Г., Нихамкин М.Ш., Торопицина А.В. Выбор конструктивно-подобных элементов для испытаний на усталость авиационных конструкций из полимерных композиционных материалов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2022. – № 69. – С. 62–70.

Посвящена анализу различных составов гранулированного твердого топлива для использования их в ракетно-прямоточном двигателе. Приведены недостатки существующих видов топлива, таких как порошкообразное металлическое горючее, жидкое топливо, твердое топливо. Выявлены основные преимущества нового типа топлива. Предложена и описана конструктивно-компоновочная схема ракетно-прямоточного двигателя на гранулированном твердом топливе, за основу взята схема ракетного двигателя на гранулированном твердом топливе. Выбраны освоенные и перспективные высокоэнтальпийные компоненты для гранулированного твердого топлива. Проведены термодинамические расчеты их процессов горения в камере сгорания газогенератора и догорания в камере дожигания (варьировались массовые доли компонентов в составе топлива, а также отношение массовых расходов воздуха и топлива). Установлены диапазоны изменения основных параметров как в газогенераторе (температура, плотность топлива, содержание k-фазы), так и всего двигателя в целом (отношение расходов воздуха и топлива, температура догорания, удельный импульс). В ходе анализа результатов термодинамических расчетов составов гранулированного твердого топлива установлен наиболее предпочтительный состав (из освоенных компонентов) и сформулированы критерии эффективности работы ракетно-прямоточного двигателя на гранулированном твердом топливе. В анализе приведены преимущества и недостатки применения перспективных компонентов по отношению к применению освоенных компонентов. Результатом исследования показана возможность использования гранулированного твердого топлива в ракетно-прямоточных двигателях многократного включения-выключения для высотных летательных аппаратов (высота полета более 30 км). Большая высота полета и многоразовое включение-выключение двигателя позволят увеличить его дальность полета и уменьшить количество требуемого топлива.

Ключевые слова: реактивный двигатель, гранулированное твердое топливо, ракетно-прямоточный двигатель, термодинамический расчет, газогенератор, камера дожигания, критерии эффективности двигателя, массовая доля k-фазы, удельный импульс, соотношение массовых расходов воздуха и топлива, октоген, азепины.

Доткин Григорий Алексеевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет  (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: g.dotkin@gmail.com).

Зорин Максим Дмитриевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет  (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: macy-1998@mail.ru).

Малинин Владимир Игнатьевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет  (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: malininvi@mail.ru).

1. Малинин В.И. Внутрикамерные процессы в установках на порошкообразных металлических горючих. – Екатеринбург-Пермь: УрО РАН, 2006. – 262 c.
2. Ягодников Д.А. Горение порошкообразных металлов в газодисперсных средах. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. НЭ Баумана, 2018. – 446 с.
3. Земерев Е.С. Критическое истечение сыпучих материалов в пневмотранспортной системе подачи порошка: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2017. – 20 с.
4. Конструкция и проектирование комбинированных ракетных двигателей на твердом топливе: учебник / Б.В. Обносов, В.А. Сорокин, Л.С. Яновский [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Баумана, 2012. – 303 с.
5. Елькин А.В., Малинин В.И. Ракетный двигатель на гранулированном твердом топливе // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и иновации. – 2019. – Т. 2. – С. 65–68.
6. Ракетный двигатель на гранулированном твердом топливе / А.В. Елькин, Е.С. Земерев, В.И. Ма­ли­нин [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 64. – С. 16–24. – DOI: 10.15593/2224-9982/2021.64.02
7. Елькин А.В. Ракетные двигатели для космических летательных аппаратов на псевдоожиженных твердых топливах // Тепловые процессы в технике. – 2021. – Т. 13, № 11. – С. 509–518. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-11-509-518
8. Доткин Г.А., Зорин М.Д. Ракетно-прямоточный двигатель на гранулированном твердом топливе // Сб. тез. работ междунар. молодеж. науч. конф. «XLIX Гагаринские чтения» 2023. – М.: Перо, 2023. – С. 108–109.
9. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. – М.: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Баумана, 2013. – 96 с
10. Рогов Н.Г., Ищенко М.А. Смесевые ракетные твердые топлива: Компоненты. Требования. Свойства: учеб. пособие; – СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2005. – 195 с.
11. Аллилзамещенные фуразаноазепинов. Структура, энтальпия образования, баллистическая эффективность, термостабильность / Д.Б. Лемперт, А.И. Казаков, Г.В. Шилов, Е.Л. Игнатьева, А.И. Степанов, Д.В. Дашко, А.В. Набатова, С.М. Алдошин // Тез. XVI Всерос. симпозиума по горению и взрыву. – 2022. – С. 56–57.
12. Оценка эффективности твердых топлив на основе высокоэнтальпийных диспергаторов для ракетно-прямоточных двигателей / Л.С. Яновский, Д.Б. Лемперт, В.В. Разносчиков, И.С. Аверьков // Журнал прикладной химии. – 2019. – Т. 92, вып. 3. – С. 322–342.
13. Features of combustion of gas-generating solid compositions based on high-enthalpy dispersants / A.F. Zholudev, M.B. Kislov, I.S. Averkov [и др.] // Russian Chemical Bulletin, International Edition. – 2021. –Vol. 70, no. 4. – С. 685–692.
14. Зюзин И.Н., Волохов В.М., Лемперт Д.Б. Энергетические возможности некоторых производных азофуроксанов в качестве компонентов смесевых твердых ракетных топлив // Химическая физика. – 2021. – Т. 40, № 9. – С. 18–26.
15. Химия энергоемких соединений. Кн. 2. N-, О-нитросоединения, фуроксаны, фуразаны, азиды, диазосоединения: учебное пособие / Г.П. Шарнин [и др.]; Мин-во образования и науки России, Казан. нац. исслед. технолог. ун-т. – Казань: Казан. нац. исслед. технолог. ун-т, 2011. – 376 с.

Аварийные гидравлические системы непрямого действия с беспроводным управлением, известные также как блоки передачи мощности, получили широкое распространение в системах обеспечения уборки/выпуска шасси пассажирских самолетов. Под непрямым действием подразумевается преобразование гидравлической энергии (мощности) одной из подсистем самолета с помощью гидромотора в механическую энергию для привода насоса и получение гидравлической энергии для управления гидродвигателями, задействованными при аварийной посадке самолета.

Сложный характер внешних воздействий на работу гидродвигателей системы уборки/выпуска шасси при аварийной ситуации, неоднозначные характеристики двух независимых контуров гидросистемы самолета, связанных между собой блоком передачи мощности, вынуждают разрабатывать различные устройства коррекции статических и динамических характеристик блока передачи мощности. При разработке корректирующего устройства блока передачи мощности, предназначенного для работы в аварийной ситуации, нецелесообразно применять устройства сложной конструкции. Это вынуждает отказаться от электронных и электромеханических устройств коррекции.

Рассмотрен вариант коррекции характеристик аварийного привода выпуска шасси самолета устройством обратной связи по перепаду давлений, используемой для управления мощностью гидромотора блока передачи мощности. На основании новой схемы регулятора блока передачи мощности рассмотрены вопросы функционирования при случайном характере внешних воздействий на гидродвигатели системы уборки/выпуска шасси. Представлена расчетная схема математической модели блока передачи мощности. Предложена математическая модель блока передачи мощности с устройством обратной связи по перепаду давлений. Представлены результаты моделирования новой схемы регулируемого блока передачи мощности. Показано увеличение быстродействия привода системы уборки/выпуска шасси, влияние на работу регулятора конструктивных параметров его устройств. Представлены характеристики регулятора, работа которого основана на принципе чувствительности к нагрузке, возможности использования этого регулятора для оптимизации работы блока передачи мощности, а значит и повышения точности, устойчивости, управляемости всей гидравлической системы летательного аппарата.

Ключевые слова: аварийный гидравлический привод, блок передачи мощности, насос, гидромотор, регулятор мощности гидромотора.

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

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

Фролов Григорий Константинович (Уфа, Россия) – студент кафедры «Прикладная гидромеханика», Уфимский университет науки и технологий (Уфа, 450008, ул. К. Маркса, 12, e-mail: grisha-frolov-00@mail.ru).

Целищев Владимир Александрович (Уфа, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная гидромеханика», Уфимский университет науки и технологий (Уфа, 450008, ул. К. Маркса, 12, e-mail: pgl.ugatu@mail.ru).

Watton J. Performance of a power transfer unit for aircraft applications // Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power, VL. – 2008. DOI: 10.5739/isfp.2008.155
Wen Guang Zhang, G. Lin. Analysis of Aircraft Hydraulic System Failures // Engineering Advanced Materials Research. – 1 July 2014. DOI: 10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/AMR.989-994.2947
Поляков Н.А., Соловьева А.А., Целищев В.А. Концепция развития блоков передачи мощности в гидросистеме гражданского самолета // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2021. – № 67. – С. 5–15.
Поляков Н.А., Соловьева А.А., Целищев В.А. Тенденции развития гидросистем летательных аппаратов // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: сб. тр. конф. – М., 2021. – С. 181–185.
Анализ устройств коррекции струйной гидравлической рулевой машины / В.А. Целищев, К.В. Арефьев, А.В. Месропян, А.П. Смородинов // Вестник ПГТУ. Аэрокосмическая техника. – 2001. – Вып. 8. – С. 15–21.
Струйные гидравлические рулевые машины / Ю.К. Кириллов [и др.]. – Уфа: РНТИК «Баштехинформ» АН РБ, 2002. – 284 с.
Целищев В.А., Арефьев К.В., Месропян А.В. Особенности коррекции гидравлических исполнительных механизмов органов управления летательных аппаратов // Вестник УГАТУ. – 2005. – Т. 6, № 1 (12). – С. 55–64.
Целищев В.А. Идентификация и адаптивное управление струйными гидравлическими рулевыми машинами // Изд-во МАИ. – 2007. – 282 с.
Аварийный привод выпуска шасси: пат. на изобретение RU 2 780 009 C1 19.09.2022 / Калимуллин Р.Р., Поляков Н.А, Фролов Г.К., Целищев В.А. Заявл. 2022101851, 27.01.2022; опубл.: 19.09.2022, Бюл. № 26.
Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. – М.: Машиностроение, 1977. – 424 с.

11. Bahr Khalil M.K., Svoboda J., Bhat R.B. Modeling of swash plate axial piston pumps with conical cylinder blocks // Engineering Journal of Mechanical Design. – 2004. DOI: 10.1115/1.1640363, Corpus ID: 111184657

12. Edge К., Darling J. The pumping dummies of swash plate axial piston pump // Trans. ASME. Jnl. Dyn. Sys., Meas&Control, 1989. – Vol. 111, № 1. – P. 307–312.

13. Kaliafetis P., Costopoulos T. Modeling and Simulation of an Axial Piston Variable Displacement Pump with ressure Control // Mechanical Design and Control Section & Machine Design Laboratory. – 1994. – Partition 42. – Р. 599–612. – National University of Athens, Greece.

14. Manring N.D., Johnson R.E. Modeling and Designing a Variable-Displacement Open-Loop Pump // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. –1996. – Vol. 118. – P. 267–272.

15. New Swash Plate Damping Model for Hydraulic Axial Piston Pumps/ X. Zhang, J. Cho, S.S. Nair and N.D. Manring // Journal of Dynamic Systems Measurement and Control. – 2001. – Vol. 123. – P. 463–470.

Реализация способа плазменной активации аэродинамического торможения «следами атмосферы» может осуществляться с помощью космических аппаратов утилизации орбитального мусора, создаваемых с целью осуществления очистных мероприятий в околоземном пространстве. В данном способе предлагается использовать слабое сопротивление следов атмосферы для торможения искусственно создаваемого плазменного образования большого диаметра, наполняющего и окружающего облако или единичный фрагмент космического мусора. Увеличение аэродинамического сопротивления утилизируемого космического мусора обусловлено на порядки большим миделевым сечением искусственно создаваемого плазменного образования по сравнению с интегральной площадью миделевых сечений совокупности фрагментов космического мусора. Создание плазменного образования обеспечивается с помощью запускаемого с космического аппарата утилизации генератора газопылевой среды. Подвергаясь ионизации под воздействием радиации космического пространства и лазерного облучения, производимого с космических аппаратов утилизации, плазменное образование «сращивает» газопылевое окружение с элементами мусора электростатическими кулоновскими силами. Кроме того, авторами статьи разработан способ осуществления самоионизации искусственного плазменного образования посредством внесения в состав генераторной среды диспергированной пылевой присадки из спонтанно излучающих радионуклидов. Значения сил кулоновского взаимодействия между плазменной средой и поверхностями объектов космического мусора находятся в прямой зависимости от степени ионизации плазмы. Для получения более высокой концентрации ионизованной среды, т.е. высокого значения кулоновского взаимодействия, в её состав вводятся легко ионизирующиеся щелочные и щелочноземельные вещества, имеющие низкий потенциал ионизации. При этом кулоновские электростатические притяжения становятся способными преодолевать рассеивающие усилия аэродинамического воздействия следов атмосферы Земли. Таким образом, искусственное плазменное образование, в состав которого входит космический мусор, сохраняется вплоть до достижения плотных слоев земной атмосферы, где осуществляется его термическая утилизация.

Ключевые слова: искусственное плазменное образование, космический аппарат, околоземное космическое пространство, сложная техническая система, собственная внешняя атмосфера, мелкодисперсное образование.

Устинов Александр Николаевич (Санкт-Петербург, Россия) – кандидат технических наук, генеральный директор, ОАО «МЗ “Арсенал”» (Санкт-Петербург, 195009, ул. Комсомола, 1–3, e-mail: Ustinov@mzarsenal.com).

Иванов Константин Михайлович (Санкт-Петербург, Россия) – доктор технических наук, профессор, ректор, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова (Санкт-Петербург, 195009, ул. 1-я Красноармейская, 1, e-mail: bgtu@voenmeh.ru).

1. Всероссийская конференция с международным участием «Космический мусор. Фундаментальные и практические аспекты угрозы» / Москва ИКИ РАН, 17–19 апреля 2019 г. – 88 с.

2. Вениаминов С.С., Червонова А.М. Космический мусор – угроза человечеству. – М.: ИКИ РАН, НИЦ РКО ФБУ 4 ЦНИИ МО РФ, 2013. – 208 с.

3. European Space Agency: About space debris [Электронный ресурс]. – URL: https://www.esa.int/
Safety_ Security/Space_Debris/About space_debris (дата обращения: 18.06.2023).

4. National Aeronautics and Space Administration: Space Debris and Human Spacecraft [Электронный ресурс]. – URL: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/news/orbital_debris.html (дата обращения: 16.06.2023).

5. Мозжорин Ю.А., Чекалин С.В. Проблема «космического мусора» // Космос и экология. – М.: Знание, 1991. – С. 5–21.

6. Назаренко А.И. Прогноз на 200 лет, синдром Кесслера [Электронный ресурс]. – URL: http://satmotion.ru/ engine/documents/document85.pdf (дата обращения: 18.06.2023).

7. В.В. Миронов, И.В Усовик. Ретроспектива проблемы космического мусора. Ч. 1. Техногенное засорение космического пространства и средства его контроля [Электронный ресурс]. – URL: https://
sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=kosiss&year=2020&vol=58&iss=2&file=KosIss2002008Mironov.pdf (дата обращения: 18.06.2023).

8. Игуминова В.А., Карючина А.Е., Реховская Е.О. Проблема засорения космоса. – Текст: непосредственный // Исследования молодых ученых: материалы IX Междунар. науч. конф. (г. Казань, апрель 2020 г.). – Казань: Молодой ученый, 2020. – С. 14–17. – URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/368/15725/ (дата обращения: 18.06.2023).

9. Теория проектирования сложных технических систем космического базирования / Н.А. Тестоедов, В.Д. Атамасов, В.А. Бабук и др.; под ред. В.Д. Атамасова, Н.А. Тестоедова, А.П. Ковалева. – СПб.: АНО ЛА «Профессионал»; СПб.: ФГУП «КБ “Арсенал” имени М.В. Фрунзе», Балт. гос. техн. ун-т
«Военмех» имени Д.Ф. Устинова, СПб. отделение Академии космонавтики РФ имени К.Э. Циолковского, ОАО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнева», 2012. – 559 с.

10. Физика космического пространства. Материалы теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в научно-исследовательском институте ядерной физики имени Д.В. Скобельцына. [Электронный ресурс]. – URL: http://sovet.cosmos.ru/sites/default/files/cospar_r6.pdf (дата обращения: 15.06.2023).

11. А.И. Акишин. Работоспособность космического оборудования при воздействии собственной внешней атмосферы аппарата / Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцина.

12. Атамасов В.Д., Бабук В.А., Немыкин С.А., Романов А.В., Соколов Ю.А., Устинов А.Н. Ядерные орбитальные комплексы. – СПб.: ФГУП «КБ “Арсенал” им. М.В. Фрунзе», 2016. – 800 с.

13. Дж. Хаффнер. Ядерное излучение в космосе. – М.: Атомиздат, 1971. – 320 с.

14. Солнечное затмение по заказу // Техника-молодежи. – 1978. – № 5. – С. 21–23.

15. Освоение космоса [Электронный ресурс]. – URL: http://scorcher.ru/art/science/space/space.php (дата обращения: 15.06.2023).

16. Благовещенская Н.Ф. Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. – 273 с.

17. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. – М.: Наука, 1979. – 304 с.

18. Эволюция искусственных плазменных неоднородностей в ионосфере Земли / Н.Д. Филипп, В.Н. Ораевский, Н.Ш. Блаунштейн, Ю.Я. Ружин. – Кишинев: Штиинца, 1986. – 246 с.

19. Новые явления в космическом эксперименте по созданию искусственного солнечного затмения при совместном полете космических кораблей «АПОЛЛОН» – «СОЮЗ» / А.Г. Мильковский, В.Д. Атамасов, И.В. Колбасин, А.Н. Устинов, А.М. Калинина // Вестник Московского авиационного института. – 2019. – Т. 26, № 3. – С. 144–151.

20. Г.Ф. Крымский, С.И. Петухов, С.А. Стародубцев, исследования теории космической плазмы [Электронный ресурс]. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovaniya-teorii-kosmicheskoy-plazmy/viewer (дата обращения: 15.06.2023).

При проектировании и модернизации существующих звукопоглощающих конструкций (ЗПК) авиационного двигателя (АД) из полимерных композиционных материалов актуальной задачей является выявление закономерностей комплексного влияния конструктивных параметров конструкции из полимерных композиционных материалов на свои динамические характеристики на основе проведения расчетно-экспериментальных исследований и разработка эффективных методик установления конструктивных параметров конструкции из полимерных композиционных материалов с учетом предотвращения нежелательных резонансных эффектов. Цель работы состоит в практическом применении разработанной методики выбора конструктивных параметров трубчатых конструкций из полимерных композиционных материалов для обеспечения требуемых динамических характеристик при проектировании с отстройкой от резонанса, используя установленные зависимости влияния конструктивных параметров трубчатой конструкции на собственные частоты колебаний. Для трубчатой панели корпуса вентилятора авиадвигателей семейства ПС-90А разработана расчетная модель, которая учитывает неоднородность конструкции, анизотропию свойств, конструктивно-технологические параметры, условия закрепления, является приемлемой по затратам вычислительных ресурсов и позволяет получать валидированный результат. Проведена ее верификация путем модального анализа натурной конструкции методом лазерной виброметрии. Получены новые зависимости собственных частот и форм колебаний композитной трубчатой конструкции от высоты, степень перфорации оболочек, способа закрепления и преднапряженного состояния, материала и схемы армирования. Разработана расчетно-экспериментальная методика выбора конструктивных параметров трубчатых конструкций из полимерных композиционных материалов по требуемым результирующим характеристикам при проектировании с отстройкой от резонанса и показано практическое применение методики для панели вентилятора 94-05-8927 авиадвигателей семейства ПС-90А. Указаны условия возникновения резонансных явлений по частотам в зависимости от высоты конструкции и режима работы двигателя. Сделан вывод о корректности ранее выбранных проектных параметров панели вентилятора.

Ключевые слова: трубчатые конструкции, модальный анализ, лазерная виброметрия, влияние конструктивных параметров на собственные частоты, методика проектирования, проектирование звукопоглощающих конструкций, отстройка от резонанса, конструкции из композитов, авиационный двигатель, расчетная модель.

Ефимик Виктор Александрович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, ассистент кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, e-mail: v-efimik@pzmash.perm.ru).

1. Salem H., Boutchicha D., Boudjemai A. Modal analysis of the multi-shaped coupled honeycomb structures used in satellites structural design // International Journal on Interactive Design and Manufacturing. – 2018. – Vol. 12. – Р. 955–967.

2. Sakar G., Bolat F.Ç. The free vibration analysis of honeycomb sandwich beam using 3D and continuum model // International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering. – 2015. – Vol. 9, № 6. – Р. 1077–1081.

3. Модальный анализ приборной панели космического аппарата / А.И. Сафин, Г.М. Макарьянц, В.Н. Вякин [и др.] // Региональная научно-практическая конференция, посвященная 50-летию первого полета человека в космос. – 2011. – С. 106–108.

4. Nonlinear free vibration of functionally graded fiber-reinforced composite hexagon honeycomb sandwich cylindrical shells / H. Li, B. Dong, J. Zhao, Z. Zou, S. Zhao, Q. Han, Q. Wang, X. Wang // Engineering structures. – 2022. – Vol. 263. – 12 p.

5. Dynamic behavior of kinetic projectile impact on honeycomb sandwich panels and multi-layer plates / S. Yue, Z. Du, W. Shi, Y. Bai, H. Zou, G. Zheng // Crystals. – 2022. – Vol. 12. – 17 p.

6. Numerical-experimental characterization of honeycomb sandwich panel and numerical modal analysis of implemented delamination / A. Bendada, D. Boutchicha, A. Chouiter, M. Miri // Fratturaed Integrità Strutturale. – 2019. – Vol. 49. – Р. 655–665.

7. Effect of structural dynamic characteristics on fatigue and damage tolerance of aerospace grade composite materials / W. Anwar, M.Z. Khan, A. Israr, Sh. Mehmood, N.A. Anjum // Aerospace Science and Technology. – 2017. – Vol. 64. – Р. 39–51.

8. Kosedag E., Ekici R. Free vibration analysis of foam-core sandwich structures // Journal of Polytechnic. – 2021. – Vol. 24 (1). – Р. 69–74.

9. Jia Lou, Li Ma, Lin-Zhi Wu. Free vibration analysis of simply supported sandwich beams with lattice truss core // Materials Science and Engineering B. – 2012. – Vol. 177. – Р. 1712–1716.

10. Effects of local damage on vibration characteristics of composite pyramidal truss core sandwich structure / Jia Lou, Linzhi Wu, Li Ma, Jian Xiong, Bing Wang // Composites: Part B. – 2014. – Vol. 62. – Р. 73–87.

11. Modal analysis and testing of hexagonal honeycomb plates used for satellite structural design / A. Boudjemai, R. Amri, A. Mankour, H. Salem, M.H. Bouanane, D. Boutchicha // Materials and Design. – 2012. – Vol. 35. – Р. 266–275.

12. Analysis of design parameter influence on the dynamic frequency response of CFFF honeycomb sandwich plate / A. Mankour, A. Boudjemai, R. Amri, H. Salem // Advanced Materials Research. – 2013. – Vol. 682. – Р. 57–64.

13. Maheri M.R., Adams R.D., Hugon J. Vibration damping in sandwich panels // J Mater Sci. – 2008. – Р. 6604–6618.

14. Ефимик В.А., Чекалкин А.А. Моделирование динамического поведения конструкций авиационного двигателя из полимерных композиционных материалов с трубчатым заполнителем // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2023. – № 73. – С. 52–62.

15. Углепластики, стеклопластики, конструкционные свойства, кинетика отверждения, реакционная способность матриц, дифференциальная сканирующая калориметрия, термомеханический анализ, время гелеобразования. Отчет ВИАМ / А.Е. Раскутин и др.; ВИАМ. – М., 2004. – 55 с.

16. Ефимик В.А., Чекалкин А.А., Головкин А.Ю. Идентификация расчетной конечно-элементной модели звукопоглощающей конструкции на основе модального анализа // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2018. – № 54. – С. 26–40.

17. Simulation of rotor system vibrations using experimentally verified super elements / S. Semenov, M. Nikhamkin, N. Sazhenkov, I. Semenova, G. Mekhonoshin // Proc. of the International Mechanical Engineering Congress and Exposition. IMECE 2016, Vol. 9. Mechanics of Solids, Structures and Fluids; NDE, Diagnosis, and Prognosis. Phoenix, Arizona, USA, November 11–17, 2017. – V009T12A016. – 8 p.

18. Бернс В.А., Жуков Е.П., Маринин Д.А. Идентификация диссипативных свойств конструкции по результатам экспериментального модального анализа // Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Сер. Машиностроение. – 2016. – № 4. – С. 4–23. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4

19. Методика экспериментального модального анализа лопаток и рабочих колес газотурбинных двигателей / А.А. Иноземцев, М.Ш. Нихамкин, Л.В. Воронов, А.Б. Сенкевич, А.Ю. Головкин, Б.П. Болотов // Тяжелое машиностроение. – 2010. – № 11. – С. 2–6.

20. Собственные частоты и формы колебаний полой лопатки вентилятора ГТД / А.А. Иноземцев, М.Ш. Нихамкин, Л.В. Воронов, И.Л. Гладкий, А.Ю. Головкин, Б.П. Болотов // Авиационная промышленность. – 2010. – № 3. – С. 2–6.

Рассмотрены вопросы, связанные с выполнением Государственной программы авиатранспортной отрасли Российской Федерации до 2030 г. по изготовлению отечественных комплектующих по годам с постепенным переходом самолетов на отечественные двигатели. Раскрыта актуальность обозначенной проблемы, связанная с выявлением факторов, влияющих на срыв сроков по выполнению заказа. Рассмотрены теоретико-методологические положения управления проектами с использованием концепций бережливого, активного производства на предприятии авиадвигателестроения, описана работа по достижению показателей Lean Aerospace Initiative (Бережливой аэрокосмической инициативы), в том числе Pratt & Whitney. С учетом вышеописанных теоретико-методологических положений концепции в работе рассмотрены основные этапы развития прорывной концепции цифрового двойника, выявлены основные преимущества и недостатки. Проведен анализ основных тенденций развития концепции цифрового двойника, обеспечивающих стратегическое управление предприятием. В статье в рамках использования прорывной концепции цифрового двойника представлены примеры зарубежных авиапредприятий Airbus, Bombardier aerospace, Boeing, Rolls Royce, Lockheed Martin Space Systems. Представлены практические примеры на отечественном предприятии реализации основных этапов реализации цифровых технологий АО «ОДК-Авиадвигатель». Пример разработки цифрового двойника на отечественном предприятии ПАО «ОДК-Сатурн». Автором статьи сформулирован вывод о том, что для управления проектами с целью получения синергетического эффекта руководству предприятия необходимо использовать описанные концепции в купе, а не по отдельности, так как, используя их вместе, предприятие при принятии объективных управленческих решений достигает целевых показателей эффективности, снижает временные и денежные затраты на различных этапах жизненного цикла изделий при выпуске авиационной техники с использованием описанных в статье преимуществ современных концепций.

Ключевые слова: бережливое, активное производство, производственно-экономическая система, управление проектами, предприятие авиационного двигателестроения, концепция цифрового двойника, факторы.

Ташкинов Алексей Григорьевич (Пермь, Россия) – кандидат экономических наук, доцент кафедры «Экономика и управление промышленным производством», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29); начальник Координационно-методического центра внедрения цифровой экономики, Пермский завод «Машиностроитель» (Пермь, 614014, ул. Новозвягинская, 57, e-mail: alekss.perm@gmail.com).

1. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности на 2013–2025 гг.»: 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 г. от 25 июня 2022 г. № 1693-р [Электронный ресурс]. Доступ из справ-правовой системы «Гарант».
3. Артюхов А.В., Христолюбов В.Л. Современные информационные технологии в авиадвигателестроении // Двигатель: науч.-техн. журнал. – 2007. – № 2 (50). – С. 6–7.
4. Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. – Пермь: Изд-во ОАО «Авиадвигатель», 2006. – 1204 с.
5. Ташкинов А.Г. Разработка метода оценки конкурентоспособности производственно-эко­но­мической системы машиностроительного предприятия // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Социально-экономические науки. – 2018. – № 4. – С. 260–274.
6. Артюхов А.В., Речкалов А.В., Христолюбов В.Л. Стратегия реализации типовых проектных ИТ-решений для управления производством в авиадвигателестроительной корпорации // Вестник Пермского государственного технического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2018. – № 26. – С. 183–197.
7. Тихонов А.И., Кононов А.М. Анализ опыта внедрения бережливого производства на предприятиях авиационного двигателестроения // Экономика и управление в машиностроении. – 2016. – № 2. – С. 24–29.
8. Ташкинов А.Г. Экономика бережливого производства на предприятиях машиностроения: учеб.-метод. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2023. – 203 с.
9. Slack R.A. LAI RP99-01-16, Jul 1999. [Эллекторонный ресурс]. – URL: https://studylib.net/doc/13478836/lean-engineering-basics (дата обращения: 03.07.2023).
10. Poppendieck M., Poppendieck T. Lean Software Development: An Agile Toolkit. Addison-Wesley, Boston, 2003. – 184 р.
11. The impact of agile principles on market-driven software product Information System / N.D. Fogelstrom, T. Gorschek, M. Svahnberg, P. Olsson // Journal of software maintenance and evolution: Research and practice. – 2010. – № 49 (2). – Р. 10–17.
12. Byrd, Terry Anthony and Douglas E. Turner. Measuring the Flexibility of Information Technology Infrastructure: Exploratory Analysis of a Construct //  Journal of Management Information Systems. – 2000. – Vol. 17, no. 1. – P. 167–208.
13. ГОСТ Р 57700.37–2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. – М.: Рос. ин-т стандартизации, 2021. – 10 с.
14. Ташкинов А.Г. Использование концепции бережливого и активного производства в контексте управления виртуальной реальности в авиадвигателестроительном предприятии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2022. – № 71. – С. 201–209. DOI: 10.15593/2224-9982/2022.71.22
15. Блинов В.Л., Богданец С.В. Цифровые двойники турбомашин: учебное пособие / М-во науки и высшего образования РФ. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2022. – 162 с.
16. Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication. – LLC, 2014.
17. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности: краткий доклад (сентябрь 2019 г.) / А.И. Боровков [и др.]. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. – 62 с.
18. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. – М.: АльянсПринт, 2020. – 401 с.
19. Grieves M., Vickers J. Digital Twin: mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems // Transdisciplinary perspectives on complex systems. –Springer, 2017. – P. 85–113.
20. Bombardier's Advances in Digital Innovation [Электронный ресурс]. – URL: https://fastchats.infor­maengage.com/fast-chats/aw-bombardiers-advances-in-digital-innovation/ (дата обращения: 17.07.2023).
21. Rolls-Royce turns to digital twins to improve jet engine efficiency [Электронный ресурс]. – URL: https://www.cio.com/article/188765/rolls-royce-turns-to-digital-twins-to-improve-jet-engine-efficiency.html (да­та обращения: 17.07.2023).
22. Цифровые двойники – платформа для управления жизненным циклом авиационных двигателей / А.В. Сальников, М.В. Гордин, Ю.Н. Шмотин, А.С. Никулин, П.В. Макаров, М.С. Французов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2022. – № 4. – С. 60–72. DOI: 10.18698/0536-1044-2022-4-60-72

В работе проведено комплексное экспериментальное исследование механических свойств при сдвиге и кручении нержавеющей стали 316LSi, полученной по технологии аддитивного производства проволочно-дуговой наплавки, в частности, был использован метод холодного переноса металла. Из наплавленной пластины были вырезаны образцы в горизонтальном и вертикальном направлениях по отношению к плоскости наплавляемых слоев для испытаний на сдвиг и кручение.

Для построения диаграмм деформирования при квазистатическом нагружении использовались испытательные системы фирмы Instron и метод цифровой корреляции изображений. Показана эволюция полей деформаций на поверхности образцов в испытаниях на сдвиг и кручение. На основе диаграмм деформирования определены упругие, пластические и прочностные свойства нержавеющей стали нержавеющей стали 316LSi. Отмечается, что наибольший статистический разброс в результатах испытаний наблюдается для величины модуля сдвига во всех экспериментах. Произведено сопоставление результатов испытаний на сдвиг и кручение. Показано, что упругие и пластические свойства стали 316LSi значительно отличаются в испытаниях на кручение и их значения зависят от направления вырезки образцов из пластины. Установлено, что при кручении модуль сдвига отличается на 30 %, а предел пропорциональности и условный предел текучести – на 20 % по отношению к наибольшей величине. В испытаниях на сдвиг направление вырезки образцов не значительно сказывается на значениях аналогичных механических свойств.

Определенные механические характеристики могут быть использованы для численного моделирования процессов неупругого деформирования элементов конструкций сложной геометрии и оценки качества выбранных режимов аддитивного производства.

Ключевые слова: аддитивное производство, нержавеющая сталь, экспериментальное исследование, статические испытания, корреляция цифровых изображений, сдвиг, кручение.

Ильиных Артем Валерьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, е-mail: ilinih@yandex.ru).

Паньков Александр Михайлович (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, е-mail: cem.pankov@gmail.com).

Струнгарь Елена Михайловна (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, е-mail: cem.spaskova@mail.ru).

Пермяков Глеб Львович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал – технология – конструкция», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, е-mail: gleb.permyakov@yandex.ru).

1. Каблов Е.Н. ВИАМ: материалы нового поколения для ПД-14 // Крылья Родины. – 2019. – № 7–8. – С. 54–58.
2. Перспективы применения аддитивных технологий для создания деталей и узлов авиационных газотурбинных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей / Л.А. Магеррамова, Ю.А. Ножницкий, С.А. Волков, М.Е. Волков, В.Ж. Чепурнов, С.В. Белов, И.С. Вербанов, С.В. Заикин // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2019. – Т. 18, № 3. – С. 81–98. DOI: 10.18287/2541-7533-2019-18-3-81-98
3. Обзор проблем создания сверхзвукового пассажирского самолёта нового поколения в части силовой установки / А.Д. Алендарь, А.И. Ланшин, А.А. Евстигнеев, К.Я. Якубовский, М.В. Силуянова // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2023. – Т. 22, № 1. – С. 7–28. DOI: 10.18287/2541-7533-2023-22-1-7-28
4. Dirk Herzog, Additive manufacturing of metals / Vanessa Seyda, Eric Wycisk, Claus Emmelmann // Acta Materialia 117 (2016) 371–392.
5. Luca Facchini, Ductility of a Ti-6Al-4V alloy produced by selective laser melting of prealloyed powders / Emanuele Magalini, Pierfrancesco Robotti, Alberto Molinari, Simon Hoges, Konrad Wissenbach // Rapid Prototyping Journal 16/6 (2010) 450–459.
6. John J. Lewandowski, Mohsen Seifi, Metal Additive Manufacturing: A Review of Mechanical Properties // Annu. Rev. Mater. Res. 2016. 46: 14.1–14.36
7. Tarik Hasib, M Fatigue crack growth behavior of laser powder bed fusion additive manufactured Ti-6Al-4V: Roles of post heat treatment and build orientation / Ostergaard, H.E., Li, X., & Kruzic, J.J. // International Journal of Fatigue, 142 (2021) DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2020.105955
8. Haijun Gong, Influence of defects on mechanical properties of Ti–6Al–4 V components produced by selective laser melting and electron beam melting / Khalid Rafi, Hengfeng Guc, G.D. Janaki Ramd, Thomas Starr, Brent Stucker // Materials and Design 86 (2015) 545–554.
9. Mahmoud D. The influence of selective laser melting defects on the fatigue properties of Ti6Al4V porosity graded gyroids for bone implants / Al-Rubaie, K.S., & Elbestawi, M.A. // International Journal of Mechanical Sciences, 193 (2021) DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2020.106180
10. Xie C. Defect-correlated fatigue resistance of additively manufactured al-Mg4.5Mn alloy with in situ micro-rolling. / Wu S., Yu Y., Zhang H., Hu Y., Zhang M., & Wang G. // Journal of Materials Processing Technology, 291 (2021) DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2020.117039
11. Anisotropy of Mechanical Properties and Residual Stress in Additively Manufactured 316L Specimens / A. Fedorenko, B. Fedulov, Y. Kuzminova, S. Evlashin, O. Staroverov, M. Tretyakov, E. Lomakin, I. Akhatov // Materials 2021, 14, 7176. https://doi.org/10.3390/ma14237176
12. Bao H. A machine-learning fatigue life prediction approach of additively manufactured metals / Wu S., Wu Z., Kang G., Peng X., & Withers P.J. // Engineering Fracture Mechanics, 242 (2021) DOI: 10.1016/j.engfracmech.2020.107508
13. Zhan Z., & Li H. Machine learning based fatigue life prediction with effects of additive manufacturing process parameters for printed SS 316L / International Journal of Fatigue, 142 (2021) DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2020.105941
14. Экспериментальное исследование закономерностей усталостного разрушения толстых стерж­ней из слоистого углепластика / А.А. Балакирев, И.Л. Гладкий, Г.В. Мехоношин, А.Д. Куракин, М.Ш. Нихамкин, Н.А. Саженков, С.В. Семенов, Д.Г. Соломонов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2023. – № 72. – С. 111–124. DOI: 10.15593/2224-9982/2023.72.09
15. Нихамкин М.Ш., Соломонов Д.Г., Зильбершмидт В.В. Идентификация характеристик упругости композита по экспериментальным данным о модальных характеристиках образцов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2019. – № 1. – С. 108–120.
16. Nikhamkin M.Sh., Solomonov D.G. Change of the elastic characteristics of a fiber-reinforced laminate as a result of progressive fatigue damage // Solid State Phenomena. – 2021. – Vol. 316. – P. 955–960.
17. The study of a fatigue crack propagation in titanium grade 2 using analysis of energy dissipation and acoustic emission data / A.N. Vshivkov, A.Y. Iziumova, I.A. Panteleev, O.A. Plekhov, A.V. Ilinykh, V.E. Wildemann // Engineering Fracture Mechanics. – 2019. – Т. 210. – С. 312–319.
18. Струнгарь Е.М., Староверов О.А., Лунегова Е.М. Комплексная оценка процессов усталостного накопления повреждений и разрушения образцов с концентраторами напряжений эксплуатационного характера // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2022. – № 4. – С. 37–49.
19. Staroverov O.A., Strungar E.M., Wildemann V.E. Evaluation of the survivability of CFRP honeycomb-cored panels in compression after impact tests // Frattura ed Integrita Strutturale. 56 (2021). P. 1–15.
20. Experimental study of shear properties of 3d woven composite using digital image correlation and acoustic emission / E.M. Strungar, A.S. Yankin, E.M. Zubova, A.V. Babushkin, A.N. Dushko // Acta Mechanica Sinica. – 2020. – Ass. 36. – Vol 2. – P. 448–459.
21. Deformation and failure of carbon fiber composite specimens with embedded defects during tension-torsion test / V.E. Wildemann, T.V. Tretyakova, E.M. Strungar, M.P. Tretyakov // Frattura ed Integrita Strutturale. – 2018. – Ass. 12. – Vol 46. – P. 295–305.
22. Strungar E., Lobanov D., Wildemann V. Evaluation of the Sensitivity of Various Reinforcement Patterns for Structural Carbon Fibers to Open Holes during Tensile Tests. Polymers 2021, 13, 4287. https://doi.org/10.3390/polym13244287
23. Ice vs. steel: Ballistic impact of woven carbon/epoxy composites. Part I – Deformation and damage behavior / L.A. Coles, A. Roy, N. Sazhenkov [et al.] // Engineering Fracture Mechanics. – 2020. – Vol. 222. – 18 p.
24. Microstructure and Properties of the 308LSi Austenitic Steel Produced by Plasma-MIG Deposition Welding with Layer-by-Layer Peening / T. Olshanskaya, D. Trushnikov, A. Dushina, A. Ganeev, A. Polyakov, I. Semenova // Metals. – 2022 – Vol. 12, Iss. 1, January. – Art. 82. – 14 p. – URL: www.mdpi.com/2075-4701/12/1/82/htm. - DOI 10.3390/met12010082.
25. Structure and Mechanical Properties of AlMg Alloy Workpieces in Multilayer Surfacing with Interlayer Deformation / G.L. Permyakov, D.N. Trushnikov, T.V. Olshanskaya, Y.D. Shchitsyn, M.F. Kartashev, T. Hassel // Russian Engineering Research. – 2022 – Vol. 42, № 10. – P. 1061–1064.
26. Formation of Structure and Properties of Two-Phase Ti-6Al-4V Alloy during Cold Metal Transfer Additive Deposition with Interpass Forging / Y. Shchitsyn, M. Kartashev, E. Krivonosova, T. Olshanskaya, D. Trushnikov // Materials. – 2021 – Vol. 14, Iss. 16, August (II). – Art. 4415. – 18 p. – URL: www.mdpi.com/1996-1944/14/16/4415. - DOI 10.3390/ma14164415.
27. Characteristics of Structure and Properties of Magnesium Alloys during Plasma Additive Deposition / Y.D. Shchitsyn, E.A. Krivonosova, S.D. Neulybin, R.G. Nikulin, T. Hassel, D.N. Trushnikov // Physical Mesomechanics. – 2021 – Vol. 24, № 6. – P. 716–723.
28. А.В. Ильиных, А.М. Паньков, Е.В. Феклистова, Е.М. Струнгарь, Г.Л Пермяков Анализ вопросов реализации упругих свойств наплавленной нержавеющей стали 316LSi / Тезисы докладов. XXIII Зимняя школа по механике сплошных сред 13–17 февраля 2023 г., Пермь. – 2023. – С. 145
29. Ильиных А.В. Механические свойства стали 12Х18Н10Т, полученной методом селективного лазерного сплавления // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2018. – № 55. – С. 103–109. DOI: 10.15593/2224-9982/2018.55.11