Статья посвящена уникальному современнику, крупному учёному и организатору, учителю и наставнику Леониду Николаевичу Козлову. Л.Н. Козлов – яркий представитель отечественных учёных-пороховиков, видный организатор военно-промышленного комплекса Прикамья, известный советский ученый-химик, член-корреспондент Академии наук СССР, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, Герой Социалистического Труда, награжден четырьмя орденами Ленина, медалями, почетный гражданин города Перми. Почти четверть века возглавлял одно из крупнейших предприятий военно-промышленного комплекса – Научно-производственное объединение имени Кирова.

Ключевые слова: смесевое твердое топливо, заряд, конструкция, градостроитель, температурный диапазон эксплуатации, технологии изготовления, прочноскрепленный заряд.

Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Российская Федерация) – доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: lhimenko@yandex.ru).

В последние годы в отечественном и зарубежном авиастроении остается актуальной проблема повышения скорости полета винтокрылых летательных аппаратов в сочетании с возможностью выполнения ими вертикального взлета и посадки. Научные исследования в области конструкции, аэродинамики, динамики полета и систем управления летательных аппаратов конвертопланного типа с поворотными на 90° воздушными винтами проводятся во всем мире с 50-х гг. прошлого века. Большой объем научных исследований винтокрылых летательных аппаратов проводился в США, что завершилось созданием летных образцов.

В процессе проектирования летательного аппарата конвертопланного типа основное внимание уделяется выбору параметров работы воздушных винтов. Проблема заключается в том, что движитель конвертоплана должен работать в различных условиях на взлете и крейсерском полете, создавая соответствующую силу тяги. В связи с этим воздушные винты конвертопланов должны обладать двухрежимностью, которой можно достичь изменением поступи либо частоты вращения винта. Известные трансмиссионные схемы, приводы и втулки для двухрежимных воздушных винтов, объединяющие функции автомата перекоса и механизма привода с изменяемым шагом винта, представляют собой сложные и громоздкие конструкции.

В научной статье представлена оригинальная комбинированная втулка винта перспективного летательного аппарата конвертопланного типа. Установлено, что за счет реализации оригинальной комбинированной втулки винта улучшаются летно-технические и эксплуатационные характеристики, а также сокращается время и затраты на проектирование перспективного летательного аппарата конвертопланного типа.

Ключевые слова: конвертоплан, комбинированная втулка винта, автомат перекоса, движитель, эксцентриковый механизм, сервопривод, тяга.

Бегендиков Ахмет Аллакулыевич (Москва, Российская Федерация) – аспирант, Московский физико-технический институт (141701, Долгопрудный, Институтский переулок, 9, e-mail: baa1091@mail.ru).

Масюков Андрей Александрович (Жуковский, Российская Федерация) – кандидат технических наук, начальник сектора, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (140180, Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: andy147@yandex.ru).

1. Тищенко, М.Н. Проблемы повышения крейсерской скорости полета вертолета и пути их решения [Электронный ресурс] / М.Н. Тищенко, Б.Л. Артамонов // Труды МАИ. – 2012. – № 55. – URL: https://mai.ru/upload/iblock/6d5/problemy-povysheniya-kreyserskoy-skorosti-poleta-vertoleta-i-puti-ikh-resheniya.pdf?ysclid=m3br11ks5r768614247 (дата обращения: 20.12.2024).

2. Лернер, М.А. Втулки несущих винтов вертолетов / М.А. Лернер. – Жуковский: ЦАГИ, 1972. – № 393. – 37 с.

3. Padfield, G.D. Helicopter Flight Dynamics: Including a Treatment of Tiltrotor Aircraft / G.D. Padfield. – Wiley, 2018. – 856 p.

4. Leishman, J.G. Principles of Helicopter Aerodynamics / J.G. Leishman. – Cambridge University Press, 2006. – 826 p.

5. Maisel, M.D. The History of the XV-15 Tilt Rotor Research Aircraft: From Concept to Flight [Electronical Resource] / M.D. Maisel, D.J. Giulianetti, D.C. Dugan. – URL: https://www.researchgate.net/
publication/24295050_The_History_of_the_XV-15_Tilt_Rotor_Research_Aircraft_from_Concept_to_Flight/link/
5cd07025458515712e97331a/download?_tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6InB1YmxpY2F0aW9uIiwicGFnZSI6InB1YmxpY2F0aW9uIn19 (дата обращения: 25.12.2024).

6. Анализ схем конвертопланов / А.Г. Гребенников [и др.] // Открытые информационные и компьютерные интегрированные ресурсы. – 2016. – № 73. – С. 22–30.

7. Выбор архитектуры системы автоматического управления преобразуемого 2 беспилотного летательного аппарата – «конвертоплана» / Д.В. Аполлонов, К.И. Бибикова, В.М. Шибаев, А.В. Гаврилова // Труды МАИ. – 2021. – № 121. DOI: 10.34759/trd-2021-121-25

8. Баженов, С.Г. Основы динамики полета / С.Г. Баженов. – М.: Физматлит, 2021. – 432 с.

9. Обуховский, А.Д. Аэродинамика воздушного винта / А.Д. Обуховский. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. – 78 с.

10. Мясников, М.И. Математическая модель динамики полета конвертируемого винтокрылого летательного аппарата с системой автоматического управления / М.И. Мясников, И.Р. Ильин // Вестник Московского авиационного института. – 2023. – Т. 30, № 3. – С. 187–200.

11. Артамонов, Б.Л. Алгоритм выполнения конвертопланом переходных режимов полета / Б.Л. Артамонов, В.И. Шайдаков // Вестник МАИ. – 2019. – № 1. – С. 27–40.

12. Johnson, W. Rotorcraft Aeromechanics / W. Johnson. – Cambridge Aerospace Press, 2013. – 927 p.

13. Бегендиков, А.А. Методический аппарат обоснования требования к комбинированный втулке винта при управлении лопастным движителем перспективного летательного аппарата конвертопланного типа / А.А. Бегендиков // Труды 65-й Всерос. науч. конф. МФТИ в честь 115-летия Л.Д. Ландау. Аэрокосмические технологии. – М.: Физматкнига, 2023. – Т. 78. – 356 с.

14. Комбинированная втулка винта летательного аппарата конвертопланного типа с эксцентриковым механизмом: пат. 2812513 Рос. Федерация / Бегендиков А.А., Масюков А.А. – № 2023113496;
заявл. 24.05.2023; опубл. 30.01.2024, Бюл. № 4.

15. Стариков, Ю.Н. Основы аэродинамики летательного аппарата / Ю.Н. Стариков, Е.Н. Коврижных. – Ульяновск: УВАУ ГА, 2004. – 151 с.

16. Сигал, И.Х. Введение в прикладное дискретное программирование: модели и вычислительные алгоритмы / И.Х. Сигал, А.П. Иванова. – М.: Физматлит, 2003. – 240 с.

Проведено численно-экспериментальное исследование циклической долговечности титанового сплава ВТ6, полученного по современной технологии аддитивной печати. В частности, был использован аддитивный метод холодного переноса металла при проволочно-дуговой наплавке. После печати наплавленная заготовка была подвергнута процедуре температурного отжига для снятия остаточных напряжений. Образцы с двухсторонними выкружками были вырезаны с помощью электроэрозионной резки в трех различных направлениях по отношению к направлению выращивания пластины. С использованием стереомикроскопа была измерена шероховатость поверхности после электроэрозионной резки. Для изучения влияния концентрации напряжений на механическое поведение при малоцикловой усталости были проведены циклические испытания с использованием оборудования Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета. Для вертикальной, горизонтальной и диагональной ориентаций образцов были построены зависимости циклической долговечности от амплитуды прикладываемых напряжений. Показано, что направление вырезки незначительно сказывается на характеристиках сопротивления малоцикловой усталости аддитивного титанового сплава ВТ6 при наличии концентрации напряжений. На основе численного моделирования было проведено сопоставление результатов циклических испытаний с результатами, полученными на образцах, с односторонней выкружкой. Продемонстрировано, что качество обработки поверхности образца при больших значениях нормальных напряжений незначительно влияет на циклическую долговечность. При уменьшении амплитуды напряжений большая долговечность получилась на полированных образцах.

Ключевые слова: аддитивное производство, холодный перенос металла, титановый сплав, экспериментальное исследование, малоцикловая усталость, концентрация напряжений, математическое моделирование.

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

Муллахатметов Максим Николаевич (Пермь, Российская Федерация) – аспирант кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение», Пермский национальный
исследовательский политехнический университет (Пермь, 614990, Комсомольский пр., 29, е-mail: m.mullahmetov59@gmail.com).

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

1. Additive manufacturing of heat exchangers in aerospace applications: a review / F. Careri, R.H.U. Khan, C. Todd, M.M. Attallah // Applied Thermal Engineering. – 2023. – Vol. 235, No. 121387. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.121387

2. Gardner, L. Metal additive manufacturing in structural engineering–review, advances, opportunities and outlook / L. Gardner // Structures. – 2023. – Vol. 47. – P. 2178–2193. DOI: 10.1016/j.istruc.2022.12.039

3. Market Research Future, Global Aerospace Additive Manufacturing Market Research Report – Forecast 2016–2021, 2019 [Электронный ресурс]. – URL: https://www.marketresearchfuture.com/reports/aerospace-additive-manufacturing-market-1551 (дата обращения: 02.02.2025).

4. Каблов, Е.Н. ВИАМ: материалы нового поколения для ПД-14 / Е.Н. Каблов // Крылья Родины. – 2019. – № 7–8. – С. 54–58.

5. 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

6. Yadollahi, A. Additive manufacturing of fatigue resistant materials: Challenges and opportunities / A. Yadollahi, N. Shamsae // International Journal of Fatigue. – 2017. – Vol. 98. – P. 14–31. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2017.01.001

7. An overview of factors affecting high-cycle fatigue of additive manufacturing metals / Ö. Karakas, F.B. Kardes, P. Foti, F. Berto // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. – 2023. – Vol. 46, iss. 5. – P. 1649–1668. DOI: 10.1111/ffe.13967

8. Sanaei, N. Defects in additive manufactured metals and their effect on fatigue performance: A state-of-the-art review / N. Sanaei, A. Fatemi // Progress in Materials Science. – 2017. – Vol. 17, No. 100724. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100724

9. Fatigue performance of metal additive manufacturing: a comprehensive overview / H. Javidrad, B. Koc, H. Bayraktar, U. Simsek, K. Gunaydin // Virtual and Physical Prototyping. – 2024. – Vol. 19, iss. 1. – No. e2302556. DOI: 10.1080/17452759.2024.2302556

10. Ильиных, А.В. Циклические испытания на кручение алюминиевого сплава АСП35, полученного методом селективного лазерного сплавления / А.В. Ильиных, А.М. Паньков, Е.М. Струнгарь // Актуальные вопросы машиноведения. – 2022. – Т. 11. – С. 254–256.

11. Экспериментальное исследование циклической долговечности аддитивного титанового сплава ВТ6 в условиях концентрации напряжений / А.В. Ильиных, А.М. Паньков, А.В. Лыкова, Г.Л. Пермяков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2023. – № 75. – С. 120–132. DOI: 10.15593/2224-9982/2023.75.10

12. Review on fatigue of additive manufactured metallic alloys: microstructure, performance, enhancement, and assessment methods / H. Liu, H. Yu, C. Guo, X. Chen, S. Zhong, L. Zhou, A. Osman, J. Lu // Adv Mater. – 2023. – Vol. 36. – Р. 2306570.  DOI: 10.1002/adma.202306570

13. Evaluation of Low Cycle Fatigue Performance of Selective Laser Melted Titanium Alloy Ti–6Al–4V / P. Zhang, A.N. He, F. Liu, K. Zhang, J. Jiang, D.Z. Zhang // Metals. – 2019. – Vol. 9. – Р. 1041. DOI: 10.3390/met9101041

14. Effects of surface roughness on mechanical properties of laser-cladding additively manufactured 316L stainless steel sheets / Lan Kang, Jufei Jin, Xinpei Liu, Haizhou Chen // Journal of Constructional Steel Research. – 2025. – Vol. 224, Part A. – Р. 109136. DOI: 10.1016/j.jcsr.2024.109136.

15. Fatigue crack initiation and propagation in plain and notched PBF-LB/M, WAAM, and wrought 316L stainless steel specimens / M. Braun, T. Chen, J. Shen, H. Fassmer, B. Klusemann, S. Sheikhi, S. Ehlers, E. Müller, A. Sarmast, J. Schubnell // Materials & Design. – 2024. – Vol. 244, No. 113122. DOI: 10.1016/j.matdes.2024.113122

16. Wang, Y. Constant/variable amplitude multiaxial notch fatigue of additively manufactured AISI 316L / Y. Wang, W. Wang, L. Susmel // International Journal of Fatigue. – 2021. – Vol. 152, No. 106412. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2021.106412

17. Solberg, K. Notch-defect interaction in additively manufactured Inconel 718 / K. Solberg, F. Berto // International Journal of Fatigue. – 2019. – Vol. 122. – P. 35–45. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2018.12.021

18. Effects of notch-load interactions on the mechanical performance of 3D printed tool steel 18Ni300 / S. Afkhami, E. Dabiri, K. Lipiäinen, H. Piili, T. Björk // Additive Manufacturing. – 2021. – Vol. 47, No. 102260. DOI: 10.1016/j.addma.2021.102260

19. Fatigue behaviour of notched laser powder bed fusion AlSi10Mg after thermal and mechanical surface post-processing / E. Maleki, S. Bagherifard, N. Razavi, M. Riccio, M. Bandini, A. du Plessis, F. Berto, M. Guagliano // Materials Science and Engineering: A. – 2022. – Vol. 829, No. 142145. DOI: 10.1016/j.msea.2021.142145

20. Molaei, R. Notched fatigue of additive manufactured metals under axial and multiaxial loadings, Part I: Effects of surface roughness and HIP and comparisons with their wrought alloys / R. Molaei, A. Fatemi, N. Phan // International Journal of Fatigue. – 2021. – Vol. 143, No. 106003. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2020.106003

21. 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.

22. 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. DOI: 10.3390/ma14164415

23. Tensile and torsion tests of cylindrical specimens of aluminum alloy ASP35 obtained by the SLM method. / A.V. Ilinykh, A.M. Pankov, E.M. Strungar, T.V. Tretyakova // Procedia Struct. Integr. – 2023. – Vol. 50. – P. 113–118. DOI: 10.1016/j.prostr.2023.10.029

Доказана необходимость научного обоснования формирования репортажного потока телеметрической информации и выбора телеметрируемых параметров для оперативной обработки для современных ракет-носителей. Предложена модель репортажного потока телеметрической информации космических средств, основанная на методе минимизации представления информации, содержащейся в исходных таблицах наблюдений, и на определении логических связей между наборами значений телеметрируемых параметров и режимами работы бортовой аппаратуры. Для описания репортажного потока предлагается использовать граф-схемные модели анализа, ранее применявшиеся в задачах определения режима функционирования бортовой аппаратуры.

Рассмотрены динамические и корреляционные характеристики телеметрируемых параметров, такие как сцепленность телеметрируемого параметра с фиксированными режимами функционирования бортовой аппаратуры, изменчивость телеметрируемого параметра при смене режима функционирования бортовой аппаратуры. Предложены их количественные характеристики – коэффициенты сцепленности и изменчивости соответственно, а также алгоритмы их оценивания с применением соответствующих индикаторов. Предложенная интегральная характеристика – значимость телеметрируемого параметра – определяется как мультипликация показателей сцепленности и изменчивости.

Применение указанных моделей, показателей и алгоритмов, помимо обоснованных выше задач, может решить задачу увеличения полноты обработки телеметрической информации, что является темой дальнейших исследований в этой области.

Ключевые слова: ракета-носитель, телеметрируемый параметр, обработка информации, репортажный поток, полнота обработки, изменчивость, сцепленность, значимость.

Плахин Олег Анатольевич (Санкт-Петербург, Российская Федерация) – начальник лаборатории учебной кафедры «Технологии и средства автоматизации обработки и анализа информации космических средств», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (197198, Санкт-Петербург, ул. Жда­нов­ская, 13, e-mail: olegplakhin9652@mail.ru).

Самойлов Евгений Борисович (Санкт-Петербург, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии и средства автоматизации обработки и анализа информации космических средств», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (197198, Санкт-Петер­бург, ул. Ждановская, 13, e-mail: sam876@mail.ru).

Шмелёв Валентин Валерьевич (Санкт-Петербург, Российская Федерация) – доктор технических наук, заместитель начальника кафедры «Технологии и средства автоматизации обработки и анализа информации космических средств», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (197198, Санкт-Петербург, ул. Ждановская, 13, e-mail: shmvv12@mail.ru).

1. Николаев, А.Ю. Методика оперативного диагностирования системы управления расходова­нием топлива ракет-носителей типа «Союз-2» на основе функционально-логических схем обработки телеметрической информации в режиме реального времени / А.Ю. Николаев, Е.Б. Самойлов, В.В. Шмелёв // Авиакосмическое приборостроение. – 2022. – № 5. – С. 34–46.

2. Теория и практика построения автоматизированных систем мониторинга технического состояния космических средств / О.В. Майданович, В.А. Каргин, В.В. Мышко, М.Ю. Охтилев, Б.В. Соколов. – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2011. – 219 с.

3. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зоограф. – Л.: Энергоатомиздат, 1999.

4. Николаев, А.Ю. Модель выявления семантических ошибок в алгоритмах первичной обработки телеметрической информации космических средств / А.Ю. Николаев, Е.Б. Самойлов, В.В. Шмелев // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. – 2022. – Вып. 682. – С.139–148.

5. Кобец, К.А. Алгоритм формирования единого носителя при анализе телеметрической информации / К.А. Кобец [Электронный ресурс] // Молодой ученый. – 2010. – Т. 1, № 1–2 (13). – С. 66–73. – URL: https://moluch.ru/archive/13/1160/ (дата обращения: 29.01.2024).

6. Охтилев, М.Ю. Новые информационные технологии мониторинга и управления состояниями сложных технических объектов в реальном масштабе времени / М.Ю. Охтилев, Б.В. Соколов // Труды СПИИРАН. – 2005. – Т. 2, № 2. – С. 249–265.

7. Копкин, Е.В. Оптимальный алгоритм анализа технического состояния объекта на основе меры ценности диагностической информации / Е.В. Копкин, И.М. Кобзарев // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. – 2018. – Вып. 661. – С.15–32.

8. Гончаров, А.М. Синтез оптимальной по достоверности программы классификации телеметрируемых параметров при идентификации бортовых систем ракетно-космической техники / А.М. Гончаров, Е.Б. Самойлов, В.В. Шмелёв // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. – 2020. – № 673. – С. 18–35.

9. Каргин, В.А. Автоматизированная система информационной поддержки принятия решений по контролю в реальном времени состояния ракетно-космической техники / В.А. Каргин, М.Ю. Охтилев, О.В. Майданович // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2010. – Т. 53, № 11. – С. 20–23.

10. Самойлов, Е.Б. Методика ранжирования телеметрируемых параметров космических средств по их информационной ценности – Восьмые Уткинские чтения: тр. общрос. науч.-техн. конф. / Е.Б. Самойлов, В.В. Ткаченко, Н.А. Попов; Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2019. – 470 с. (Библиотека журнала «Военмех. Вестник БГТУ», № 55). – С. 268–271.

11. Шмелёв, В.В. Методика оценивания значимости телеметрируемых параметров для идентификации объектов наблюдения / В.В. Шмелёв, В.В. Ткаченко // Материалы Второй науч.-практ. конф. МО РФ – ВА ГШ. Москва. 2011 г. – Мирный: 1 ГИК МО РФ, 2016. – С. 239–243.

12. Самойлов, Е.Б. Методика оценивания характеристик летательных аппаратов по результатам обработки внешнетраекторных измерений участка реализации маневра GEMS / Е.Б Самойлов, В.В. Шмелёв // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. – 2021. – № 676. – С. 250–258.

13. Мальцев, В.Б. Анализ состояния технических систем / В.Б. Мальцев. – МО РФ, 1992.

14. Гладкий, А.В. Формальные грамматики и языки / А.В. Гладкий. – М.: Наука, 1973. – 368 с.

15. Шмелёв, В.В. Модель процесса обработки БМП в реальном масштабе времени / В.В. Шмелёв, Д.О. Зайцев, Д.А. Павлов // Авиакосмическое приборостроение – 2020.– № 8. – С. 28–36.

В процессе эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей возможно появление неисправностей, одна из которых – повреждение подшипников опор роторов, что приводит к серьезным последствиям, таким как выход из строя газотурбинных двигателей целиком, что в конечном итоге приводит к летному происшествию. Вибрация, генерирующаяся подшипниками, имеет сложный характер и достаточно проблематично диагностируется известными способами. Анализ используемых методов показал необходимость создания новой методики, благодаря которой станет возможно диагностирование подшипниковых опор без дополнительной препарировки двигателя. В конечном счете предлагаемая методика позволит повысить надежность двигателя. В работе представлены результаты разработки и апробации нового метода определения степени повреждения подшипников. В основу разработанного метода положен расчет коэффициента нелинейных искажений, который экспериментально был определен при проведении спектрального анализа вибраций исправных и поврежденных подшипников различных типов. Натурные исследования проводились с помощью стендовых испытаний. В работе приведены сравнения значений коэффициента нелинейных искажений с обычными методами диагностирования: по первой гармонике вибрации ротора, по векторной сумме кратных гармоник вибрации ротора. После обработки полученных данных приведены результаты оценки состояния подшипниковых опор с помощью предлагаемого метода.

Ключевые слова: диагностика технического состояния, подшипниковые опоры, динамические процессы роторов, вибрация, спектр, спектральный анализ.

Соловьев Дмитрий Евгеньевич (Москва, Российская Федерация) – студент, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4, e-mail: soloviov.d.e@yandex.ru).

Зубко Алексей Игоревич (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4);
ведущий конструктор, Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО» (129301, Москва, ул. Касаткина, 13, e-mail: zbk2 @yandex.ru).

1. Балакин, Д.А. Вибрационная диагностика технического состояния подшипниковых опор газотурбинных двигателей с помощью ритмограмм и скаттерограмм / Д.А. Балакин, А.И. Зубко, В.В. Штыков // Вестник МАИ. – 2021. – Т. 28, № 4.
2. Биргер, И.А. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник: в 3 т. / И.А. Биргер, Я.Г. Пановко. – М.: Машиностроение, 1988. – Т. 2. – 463 с.
3. Зубко, А.И. Разработка мероприятий по уменьшению сил сопротивления при работе подшипников качения / А.И. Зубко, В.А. Лукин, Г.К. Герман // Вестник Московского авиационного института. – 2022. – Т. 29, № 4.
4. Климов, В.Н. Исследование работоспособности подшипников роторных опор при запуске газотурбинного двигателя с воздушно-топливной системой смазки / В.Н. Климов, Н.И. Климов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2018. – № 52.
5. Ахмед, Х.С. Диагностика газотурбинного двигателя с локализацией дефектов в его узлах / Х.С. Ахмед, Б.М. Осипов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2020. – № 61.
6. Останков, А.В. Частотные характеристики колебаний и цепей: учеб. пособие / А.В. Останков; Воронеж. гос. техн. ун-т. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. – 152 с.
7. Марчуков, Е.Ю. Динамика роторов и гидродинамика масляного клина подшипников качения газотурбинных двигателей: моногр. / Е.Ю. Марчуков, Ю.Б. Назаренко. – М., 2016. – 186 с.
8. Миронов, Д.А. Анализ исследований динамического поведения роторных систем в процессе эксплуатации / Д.А. Миронов, А.Ф. Сальников // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2023. – № 73.
9. Челомей, В.Н. Вибрации в технике / В.Н. Челомей. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 1. Колебания линейных систем. – 351 с.
10. Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
11. Куракин, А.Д. Влияние трения на вибрационные характеристики роторной системы при задевании ротора о статор / А.Д. Куракин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2020. – № 61.
12. Исследование механизма дестабилизации динамических характеристик ротора ГТД вследствие нарушения плотности стыков ответственных резьбовых соединений с разработкой мероприятий по повышению качества готовой продукции / С.П. Аксенов, В.А. Нецвет, А.И. Зубко, В.Г. Уваров // Насосы. Турбины. Системы. – 2019. – № 3 (32). – С. 55–64.
13. Киселев, Ю.В. Вибрационная диагностика систем и конструкции авиационной техники / Ю.В. Киселев, Д.Ю. Киселев, С.Н. Тиц. – Самара: Изд-во СГАУ, 2012. – 207 с.
14. Клюев, В.В. Техническая диагностика деталей летательных аппаратов / В.В. Клюев В.Н. Лозовский В.П. Савилов. – М.: Спектр, 2015. – 340 с.
15. Машонин, О.Ф. Диагностика авиационной техники / О.Ф. Машонин. – М.: МГТУГА, 2007. – 141 с.
16. Справочник: в 8 т. Неразрушающий контроль. Т. 7, кн. 2. Вибродиагностика / гл. ред. В.В. Клюев. – М.: Машиностроение, 2006. – 829 с.

Исследованы характеристики сгорания различных топлив применительно к камерам сгорания газотурбинных двигателей. Дано краткое описание причин перехода на альтернативные виды топлива, влияния парникового эффекта, газов, участвующих в самом эффекте, и плана по их контролю. Также были представлены важность борьбы с оксидами азота и причины ужесточения сертификации реактивных двигателей. Дано краткое описание рассмотренных альтернативных видов топлива (метана, биогаза и водорода), а также основные причины их применения, такие, как преимущества и недостатки сжигания, простота их производства и влияние на окружающую среду. Рассмотрены основные характеристики альтернативных топлив (биогаза, метана, водорода метанола), такие, как ламинарная скорость, адиабатическая температура сгорания и полнота сгорания. Результаты расчётов температуры горения подтверждены данными, полученными по программе CHEMKIN-Pro. Ламинарная скорость горения определяется по эмпирическим зависимостям, полученным для разных топлив. На основе теории турбулентного горения смеси по «поверхностному» механизму проведены расчёты полноты сгорания. Представленный метод расчета характеристик горения позволяет простым и легким способом получить результаты и получить первичную картину того, как выглядит горение при заданных параметрах давления, температуры и высоты вихревых лопаток. Что в дальнейшем позволяет применять его в одномерных программах, чтобы избежать использования больших и сложных алгоритмов и таким образом ускорить процесс получения результатов. Также возможно, используя полученные характеристики, дополнительно рассчитать выбросы вредных газов, таких как выбросы NOx, с использованием формул Зельдовича.

Ключевие слова: камера сгорания, метан, биогаз, водород, полната сгорания, температура горения, ламинарная скорость горения.

Стайич Огнен (Казань, Российская Федерация) – аспирант кафедры «Реактивные двигатели и энергетические установки», Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ (420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, e-mail: ognjen_stajic@yahoo.com).

Мингазов Билал Галавтдинович (Казань, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор кафедры «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).

1. Lewis, A.C. Optimising air quality co-benefits in a hydrogen economy: a case for hydrogen-specific standards for NOx emissions / A.C. Lewis // Environmental Science: Atmospheres. – 2021. – Vol. 1, No. 5. – P. 201–207.
2. Law, C.K. A Compilation of Experimental Data on Laminar Burning Velocities / C.K. Law // Lecture Notes in Physics Monographs. – 1993. – Vol. 15. – P. 15–26.
3. Stajic, O. Study of Laminar Combustion Rate of Various Fuels / O. Stajic, B.G. Mingazov // Russian Aeronautics. – 2015. – Vol. 67. – P. 883–891.
4. Metghalchi, M. Burning velocities of mixtures of air with methanol, isooctane, and indolene at high pressure and temperature / M. Metghalchi, J.C. Keck // Combustion and Flame. – 1982. – Vol. 48. – P. 191–210.
5. Laminar Burning Velocity of Biogas-Containing Mixtures. A Literature Review / V. Giurcan, C. Movileanu, A.M. Musuc, M. Mitu // Processes. – 2021. – Vol. 9, iss. 6. – P. 996.
6. Glarborg, P. Kinetic modeling and sensitivity analysis of nitrogen oxide formation in well-stirred reactors / P. Glarborg, J.A. Miller, R.J. Kee // Combustion and Flame. – 1986. – Vol. 65, No. 2. – P. 177–202.
7. Ren, H. Center for Combustion Dynamics [Электронный ресурс] / H. Ren, J. Wang, X. Li. – URL: http://cds.scu.edu.cn/ (дата обращения: 31.03.2024).
8. Reduced kinetic schemes of complex reaction systems: Fossil and biomass-derived transportation fuels / E. Ranzi, A. Frassoldati, A. Stagni, M. Pelucchi, A. Cuoci, T. Faravelli // International Journal of Chemical Kinetics. – 2014. – Vol. 46, No. 9. – P. 512–542.
9. New reaction classes in the kinetic modeling of low temperature oxidation of nalkanes / E. Ranzi, K. Czavallotti, A. Czuoci, A. Frassoldati // Combustion and Flame. – 2015. – Vol. 162, No. 5. – P. 1679–1691.
10. Comprehensive kinetic study of combustion technologies for low environmental impact: MILD and OXY-fuel combustion of methane / G. Bagheri, E. Ranzi, M. Peluczchi, A. Parente // Combustion and Flame. – 2020. – Vol. 212. – P. 142–155.
11. Hierarchical and comparative kinetic modeling of laminar flame speeds of hydrocarbon and oxygenated fuels / E. Ranzi, A. Frassoldati, R. Grana, A. Cuoci, T. Faravelli, A.P. Kelley, C.K. Law // Progress in Energy and Combustion Science. – 2012. – Vol. 38. – P. 468–501.
12. Mohsin, M.S. Numerical investigation of the Asymmetrical Vortex Combustor Running on Biogas / M.S. Mohsin, A.W. Mazlan // Journal of advanced research in fluid mechanics and thermal sciences. – 2020. – № 74. – P. 1–18.
13. A comprehensive review of measurements and data analysis of laminar burning velocities for various fuel+air mixtures / A.A. Konnov, A. Mokhammad, V.R. Kishorets, N.I. Kimd, Ch. Pratkhape, S. Kumar // Progress in Energy and Combustion Science. – September 2018. – Vol. 68. – P. 197–267.
14. Damkohler, G. The effects of turbulence on the flame velocity in gas mixtures / G. Damkohler // NACA, Washington. – 1947. Тech. Memo. 1112.
15. Горение в потоке: межвуз. сб. ст. / Казан. авиац. ин-т им. А.Н. Туполева; отв. ред. А.В. Талантов. – Казань: КАИ, 1980. 
16. Мингазов, Б.Г. Процессы горения и экология камер сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, теория, испытание и расчет: учеб. пособие / Б.Г. Мингазов. – Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2023. – 296 с

Контроль основных деталей авиационных газотурбинных двигателей в эксплуатации может осуществляться по концепции безопасной долговечности и концепции безопасного развития дефекта. При контроле необходимо не только установить момент достижения критерием поврежденности предельного значения, но и отследить изменение критерия и сопоставить его с долей исчерпания ресурса, что позволит прогнозировать и управлять остаточным ресурсом. Определение доли исчерпания ресурса по концепции безопасной долговечности имеет устоявшуюся практику в отличие от концепции безопасного развития дефекта. Согласно гипотезе о линейном суммировании повреждаемости, зависимость критерия повреждения от исчерпания доли ресурса имеет линейный вид. В отличие от концепции безопасной долговечности в концепции безопасного развития дефекта в качестве критерия повреждения выступает длина трещины. Приращение длины трещины нелинейно зависит от текущей длины трещины даже при постоянном циклическом нагружении, из-за чего появилась необходимость в анализе различных подходов к расчету доли исчерпания ресурса основных деталей газотурбинных двигателей по концепции безопасного развития дефекта. В результате работы предложен и обоснован подход к оценке доли исчерпания ресурса основных деталей по концепции безопасного развития дефекта, основанный на использовании заданной последовательности циклов нагружения (обобщенного типового полетного цикла).

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, малоцикловая усталость, долговечность, основные детали, дефект, трещина, условия нагружения, концепция безопасного развития дефекта, концепция безопасной долговечности.

Шубин Игорь Аркадьевич (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, начальник бригады анализа и управления ресурсом управления прочности, Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО» (129301, Москва, ул. Касаткина, 13, e-mail: ish13@mail.ru).

Гогаев Георгий Павлович (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук,
ведущий конструктор по изделию, Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО
«ОДК-УМПО» (129301, Москва, ул. Касаткина, 13); доцент кафедры 203, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4, e-mail: gogaevgeorge@rambler.ru).

Богданов Михаил Анатольевич (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, начальник управления прочности, Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО» (129301, Москва, ул. Касаткина, 13, e-mail: mikhail.bogdanov@okb.umpo.ru).

Немцев Дмитрий Владимирович (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, ведущий конструктор бригады анализа и управления ресурсом управления прочности, Опытно-кон­структорское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО» (129301, г. Москва, ул. Касаткина, 13,
e-mail: dmitrij_n@inbox.ru).

1. Ножницкий, Ю.А. Подтверждение ресурса авиационных газотурбинных двигателей и критических по последствиям разрушения деталей этих двигателей / Ю.А. Ножницкий // Труды III школы-семинара «Современные проблемы ресурса материалов и конструкций». – М.: МАМИ, 2009. – С.74–89.

2. Потапов, С.Д. Определение ресурсных показателей вала ротора низкого давления авиационного двигателя на основе концепции безопасного развития дефекта / С.Д. Потапов, Д.Д. Перепелица // Двигатель. – 2011. – № 1 (73). – С. 10–11.

3. Probabilistic prediction of aviation engine critical parts lifetime. GT2006-91350 / Y.A. Nozhnitsky, E.A. Lokshtanov, I.N. Dolgopolov, G.V. Shashurin, M.E. Volkov, N.V. Tsykunov, I.I. Ganelin // Proceedings of GT2006 ASME Turbo Expo 2006: Power for Land, Sea, and Air. May 8–11, Barcelona, Spain. – P. 1025–1034.

4. Туманов, Н.В. Прогнозирование циклической долговечности дисков авиадвигателей на основе моделирования устойчивого роста трещин малоцикловой усталости / Н.В. Туманов, М.А. Лаврентьева // Авиационные двигатели. – 2019. – № 1 (2). – С.37–48.

5. Авиационные правила. Ч. 33. Нормы летной годности двигателей воздушных судов. – М.: Авиаиздат, 2012. – 33 с.

6. USAF Damage Tolerant Design Handbook: Guidelines for the Analysis and Design of Damage Tolerant Aircraft Structures / J.P. Gallagher, F.J. Giessler, A.P. Berens, R.M. Engle. – University of Dayton Research Institute. Dayton, 1984.

7. Milne, I. Comprehensive Structural Integrity. Vol. 7. Practical Failure Assessment Methods / I. Milne, R.O. Ritchie, B. Karihaloo. – Elsevier. 2003.

8. Сиротин, Н.Н. Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей (Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок) / Н.Н. Сиротин. – М.: РИА «ИМ-Информ», 2002. – 442 с.

9. Пат. 2236671 Российская Федерация, МПК G01M. Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Кирюхин В.В., Колотников М.Е., Марчуков Е.Ю., Мельник В.И., Чепкин В.М.; заявитель и патентообладатель ОАО «НПО САТУРН» (RU). – № 2003110447/06; заявл 14.04.2003; опубл. 20.09.2004, Бюл. № 26.

10. Пат. 2696523 Российская Федерация, МПК G01M 15/14 (2006.01). Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Богданов М.А., Гогаев Г.П., Шубин И.А., Немцев Д.В.; заявитель и патентообладатель ПАО ОДК-УМПО (RU). – № 2018132554; заявл. 12.09.2018; опубл.02.08.2019 Бюл. № 22.

11. Пат. 2742321 Российская Федерация, МПК G01M 15/14 (2006.01). Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Гогаев Г.П., Богданов М.А., Шубин И.А., Немцев Д.В.; заявитель и патентообладатель ПАО ОДК-УМПО (RU). – № 2020118697; заявл. 05.06.2020; опубл.04.02.2021 Бюл. № 4.

12. Пат. 2439527, МПК G01M. Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Потапов С.Д.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (RU). – № 2010110704/06; заявл 23.03.2010; опубл 27.09.2011, Бюл. № 27.

13. Пат. 2796563 Российская Федерация, МПК G01M 15/14 (2006.01). Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Гогаев Г.П., Богданов М.А., Шубин И.А., Немцев Д.В.; заявитель и патентообладатель ПАО ОДК-УМПО (RU). – № 2022122538; заявл. 22.08.2022; опубл. 25.05.2023, Бюл. № 15.

14. Пат. 2818426 Российская Федерация, МПК G01M 15/14 (2006.01). Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию / Гогаев Г.П., Богданов М.А., Шубин И.А., Немцев Д.В.; заявитель и патентообладатель ПАО ОДК-УМПО (RU). – № 2023114825; заявл. 06.06.2023; опубл. 02.05.2024, Бюл. № 13.

15. Партон, В.З. Механика упругопластического разрушения / В.З. Партон, Е.М. Морозов. –
2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1985. – 504 с.

16. Schijve, J. Fatigue of Structures and Materials / J. Schijve. – 2nd ed. – Springler, 2009. – 622 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-6808-9

17. Гогаев, Г.П. Методика контроля выработки ресурса по малоцикловой усталости основных деталей ГТД высокоманевренных БЛА / Г.П. Гогаев, Д.В. Немцев // Молодежь. Техника. Космос:
тр. Двенадцатой общерос. молодежной науч.-техн. конф.: в 4 т. Т. 1. / Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2020. – 386 с. (Библиотека журнала «Военмех. Вестник БГТУ», № 66).

18. Подход к контролю выработки ресурса основных деталей по КБРД, учитывающий условия нагружения авиационного ГТД в эксплуатации / И.А. Шубин, Г.П. Гогаев, М.А. Богданов, Д.В. Немцев // Насосы. Турбины. Системы. – 2022. – № 4 (45). – С. 38–45.

19. Гогаев, Г.П. Методика контроля выработки ресурса основных деталей ГТД на основе концепции безопасного развития дефекта с учетом полетных условий / Г.П. Гогаев, Д.В. Немцев // Сборник аннотаций конкурсных работ XIV Всерос. межотраслевого молодёжного конкурса науч.-техн. работ и проектов «Молодёжь и будущее авиации и космонавтики». – М.: Перо, 2022. – C. 59–60.

20. Broek, D. Elementary engineering fracture mechanics / D. Broek. – Springer, 1982. – 469 p. DOI: 10.1007/978-94-009-4333-9