Порошковые композиционные материалы, а также тонкие покрытия деталей, используемые в авиационной и ракетной технике, наследуют свойства и структуру порошков металлов и сплавов, приобретаемые в процессе механического легирования. Известно, что в зависимости от интенсивности передачи механической энергии в частицах порошка может формироваться различная внутренняя структура вплоть до нанокристаллической и аморфной. Задача выбора параметров работы устройств по производству порошка с целью получения необходимой микроструктуры частиц является нетривиальной и не всегда может быть решена экспериментальными методами. В работе строится математическая модель движения мелющих шаров при механическом легировании в шаровой планетарной мельнице. Рассматривается подход, в котором оценка энергетической эффективности шаровой планетарной мельницы проводится на основании анализа характера траектории отдельных мелющих шаров. В численных экспериментах определяются зависимости средних кинематических и динамических характеристик движения шаров от внешних параметров процесса. По найденным характеристикам делается оценка величины механической энергии, передаваемой частицам порошка. Получены варианты соотношения частот вращения барабана и чаш планетарной мельницы, позволяющие получить различную интенсивность передачи механической энергии частицам порошка.

Ключевые слова: порошковые материалы, механическое легирование, шаровая планетарная мельница,
неупругие соударения мелющих шаров.

Зубко Иван Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «математическое моделирование систем и процессов» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: zoubko@list.ru).

Зайцев Алексей Вячеславович (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «механика композиционных материалов и конструкций» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: zav@pstu.ru).

1. Проблемы порошкового материаловедения / под ред. В.Н. Анциферова. – Екатеринбург:
   УрО РАН, 2000. – Ч. I. – 252 с.
2. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах. Ч. I. Кинетико-статистическая геометрия изменений в обрабатываемом материале в процессе механического сплавления // Материаловедение. – 2007. – № 9. – С. 13–19.
3. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах. Ч. I. Кинетико-статистическая геометрия изменений в обрабатываемом материале в процессе механического сплавления (окончание I ч.) // Материаловедение. – 2007. – № 10. – С. 13–22.
4. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах // Материаловедение. – 2007. – № 11. – С. 13–21.
5. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах // Материаловедение. – 2007. – № 12. – С. 10–15.
6. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах. Ч. III. Кинетика движения мелющих тел и расчет температуры мелющей среды // Материаловедение. – 2008. – № 2. – С. 10–22.
7. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах. Ч. III. Кинетика движения мелющих тел и расчет температуры мелющей среды (окончание III ч.) // Материаловедение. – 2008. – № 3. – С. 11–25.
8. Оценка величины интенсивности (энергонапряженности) механического легирования в планетарной мельнице с квазицилиндрическим мелющим телом / А.В. Тихомиров, А.А. Аксенов, Е.В. Шелехов, С.Д. Калошкин // Известия вузов. Цветная металлургия. – 2006. – № 3. – С. 51–59.
9. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления. Ч. IV. Особенности модели для планетарного активатора с квазицилиндрическим мелющим телом // Материаловедение. – 2008. – № 4. – С. 16–24.
10. Harris J.R., Wattis J.A.D., Wood J.V. A comparison of different models for mechanical
    alloying // Acta Materialia. – 2001. – vol. 49, № 19. – Р. 3991–4003.
11. Mishra B.K. A review of computer simulation of tumbling mills by the discrete element method. Part I. Сontact mechanics // Int. J. Miner. Process. – 2003. – № 71. – Р. 73–93.
12. Mishra B.K. A review of computer simulation of tumbling mills by the discrete element method.
    Part II. Practical applications // Int. J. Miner. Process. – 2003. – № 71. – Р. 95–112.
13. A study of mechanical alloying processes using reactive milling and discrete element mo­deling / T.S. Ward, W. Chen, M. Schoenitz, R.N. Dave, E.L. Dreizin // Acta Materialia. – 2005. – Vol. 53, № 10. – Р. 2909–2918.
14. Feng Y.T., Han K., Owen D.R.J. Discrete element simulation of the dynamics of high energy planetary ball milling processes // Materials Science and Engineering A. – 2004. – Vol. 375–377. – Р. 815–819.
15. Effects of rotational direction and rotation-to-revolution speed ratio in planetary ball milling / H. Mio, J. Kano, F. Saito, K. Kaneko // Materials Science and Engineering A. – 2002. – Vol. 332. – Р. 75–80.
16. Dashtbayazi M.R., Shokuhfar A., Simchi A. Artificial neural network modeling of mechanical alloying process for synthesizing of metal matrix nanocomposite powders // Materials Science and Engineering A. – 2007. – vol. 466, № 1–2. – Р. 274–283.
17. Суслов Г.К. Теоретическая механика. – М.; Л.: Физматгиз, 1946. – 655 с.
18. Леви-Чивита Т., Амальди У. Курс теоретической механики. – М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1951. – Т. 2. Ч. 2. – 556 с.

Для обеспечения точности расчета внутрибаллистических характеристик двигателя с зарядом из высоконаполненного смесевого твердого топлива отмечена необходимость учета эффекта существенного локального увеличения скорости горения топлива в условиях напряженно-деформированного состояния. Рассматривается прочноскрепленный заряд с канально-щелевой геометрией в цилиндрическом корпусе, пребывающий в напряженно-деформированном состоянии от действия температурной нагрузки и внутрикамерного давления. Уточняется типовой эмпирический закон скорости горения, включаемый в систему уравнений внутренней баллистики ракетного двигателя на твердом топливе. Корректировка осуществляется введением добавочного слагаемого, зависящего от осредненной первой главной деформации рабочей поверхности. Предварительно определяется математическая зависимость изменения деформации поверхности заряда по мере выгорания свода топлива. Показано, что для канально-щелевой конструкции значительные растяжения топлива локализованы в нещелевой зоне с цилиндрическим каналом. При расчете внутрибаллистических характеристик скорость горения в данной области задается по уточненному закону. Представлены результаты расчета внутрикамерного давления в сравнении с экспериментальными данными с учетом и без учета влияния деформации на скорость горения топлива в исследуемом изделии. На основании полученных данных проведена оценка применимости описанного подхода к зарядам из высоконаполненных топлив, определены погрешность и характер сходимости расчета с опытом соответственно по среднеинтегральному и текущему давлению, а также по полному времени работы двигателя.

Ключевые слова: заряд, высоконаполненное смесевое ракетное твердое топливо, напряженно-деформи­ро­ванное состояние, скорость горения, внутренняя баллистика, ракетный двигатель.

Яковина Василий Васильевич (Пермь, Россия) – старший научный сотрудник АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов», аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614113, г. Пермь, Чистопольская, д. 16, e-mail: v.yakovina@gmail.com).

Малинин Владимир Игнатьевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: malininvi@mail.ru).

1. Энергетика ракетных двигателей на твердом топливе / Ю.М. Милехин, А.Н. Ключников, Г.В. Бурский, Г.С. Лавров. – M.: Наука, 2013. – 207 с.
2. Григорьев А.А. Введение в авиационную и ракетную технику. – Пермь: Изд-во Перм. нац.
   исслед. политехн. ун-та, 2014. – 176 с.
3. Косточко А.В., Казбан Б.М. Пороха, ракетные твердые топлива и их свойства. Физико-химические свойства порохов и ракетных твердых топлив. – М.: ИНФРА-М, 2013. – 400 с.
4. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей. – М.: Машиностроение, 1989. – 464 с.
5. Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ. – М.: Машиностроение, 1991. – 560 с.
6. Ерохин Б.Т. Теория и проектирование ракетных двигателей. – СПб.: Лань, 2015. – 608 с.
7. Внутренняя баллистика РДТТ / А.В. Алиев [и др.]; под ред. А.М. Липанова и Ю.М. Милехина; РАРАН. – М.: Машиностроение, 2007. – 504 с.
8. Яковина В.В., Малинин В.И. Учет напряженно-деформированного состояния при расчете внутрибаллистических параметров РДТТ // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации – 2015: материалы XVI Всерос. науч.-техн. конф. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.
   ун-та, 2015. – С. 195–198.
9. Тимнат И. Ракетные двигатели на химическом топливе: пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 294 с.
10. Гликман С.А. Введение в физическую химию высокополимеров. – Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1969. – 380 с.
11. К вопросу выбора топлива по энергетическим и физико-механическим свойствам для зарядов РДТТ, работающих в широком температурном диапазоне / Г.Н. Амарантов, Н.М. Кочнева, П.К. Колач, А.В. Гуляев // Ракетно-космические двигатели и энергетические установки: науч.-техн. сб. / Исслед. центр им. М. В. Келдыша. – М., 2014. – Вып. 3 (160). – С. 206–214.
12. Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования ракетных двигателей на твердом топливе. – М.: Машиностроение, 1979. – 392 с.
13. Соркин Р.Е. Теория внутрикамерных процессов в ракетных системах на твердом топливе: внутренняя баллистика. – М.: Наука, 1983. – 288 с.
14. Волков Е.Б., Сырицын Т.А., Мазинг Г.Ю. Статика и динамика ракетных двигательных установок. Кн. I. Статика. – М.: Машиностроение, 1978. – 240 с.
15. Шишков А.А., Панин С.Д., Румянцев В.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива. – М.: Машиностроение, 1989. – 239 с.

Современный ракетный двигатель на твердом топливе (РДТТ) – сложная техническая система, в которой одновременно протекает ряд взаимосвязанных (сопряженных) нестационарных и нелинейных физико-химических процессов. РДТТ специального назначения, рассматриваемый в настоящей работе, имеет при срабатывании свои функциональные и конструктивные особенности. В статье приводятся результаты численных расчетов динамики внутрикамерных процессов при срабатывании данного РДТТ, полученные с использованием разработанной ранее физико-математической модели (уровня постановки вычислительного эксперимента) и созданного на ее основе пакета прикладных программ. Четко отслеживается сложный волновой (пульсационный) асимметричный характер течения в камере сгорания, газоходах, сопловом блоке и за сопловым блоком. В газоходах фиксируется эффект типа «биения» (периодическое изменение амплитуды колебаний давления). Фиксируется также неодновременный вылет заглушек соплового блока ракетного двигателя. Отслеживается значительная задержка зажигания поверхности горения заряда твердого топлива и, как следствие, затянутый по времени выход на расчетный режим работы РДТТ.

Ключевые слова: ракетный двигатель на твердом топливе специального назначения, внутрикамерные процессы, горение, газовая динамика, движение заглушки, результаты расчетов.

Егоров Михаил Юрьевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Высшая математика» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: egorov-m-j@yandex.ru).

Егоров Сергей Михайлович (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов» (614113, г. Пермь, ул. Чистопольская, д. 16, e-mail: know_nothing@bk.ru).

Егоров Дмитрий Михайлович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, заместитель главного конструктора АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов» (614113, г. Пермь, ул. Чистопольская, д. 16, e-mail: egorovdimitriy@mail.ru).

Мормуль Роман Викторович (Пермь, Россия) – инженер-конструктор 2-й категории ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28).

1. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей. – М.: Машиностроение, 1980. – 533 с.
2. Численный эксперимент в теории РДТТ / А.М. Липанов, В.П. Бобрышев, А.В. Алиев [и др.]; под ред. А.М. Липанова. – Екатеринбург: Наука, 1994. – 301 с.
3. Егоров М.Ю., Егоров Я.В., Егоров С.М. Исследование неустойчивости рабочего процесса
   в двухкамерном РДТТ // Известия вузов. Авиационная техника. – 2007. – № 4. – С. 39–43.
4. Егоров М.Ю., Егоров С.М., Егоров Д.М. Численное исследование переходных внутрикамерных процессов при выходе на режим работы РДТТ // Известия вузов. Авиационная техника. – 2010. – № 3. – С. 41–45.
5. Егоров М.Ю., Егоров Д.М. Численное моделирование внутрикамерных процессов в бессопловом РДТТ // XXIII семинар по струйным, отрывным и нестационарным течениям (с междунар. участием): сб. тр. / Нац. исслед. Том. политехн. ун-т. – Томск, 2012. – С. 124–127.
6. Егоров М.Ю. Метод Давыдова – современный метод постановки вычислительного эксперимента в ракетном твердотопливном двигателестроении // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2014. – № 37. – С. 6–70.
7. Численное моделирование нестационарных и нелинейных внутрикамерных процессов при срабатывании ракетного двигателя на твердом топливе специального назначения. Часть 1. Постановка вычислительного эксперимента / М.Ю. Егоров, С.М. Егоров, Д.М. Егоров, Р.В. Мормуль // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2016. – № 47. – С. 53–72.
8. Соркин Р.Е. Газотермодинамика ракетных двигателей на твердом топливе. – М.: Наука,
   1967. – 368 с.
9. Справочник по физике. Формулы, таблицы, схемы / под ред. Х. Штекера. – М.: Техносфера, 2009. – 1264 с.
10. Глебов Г.А., Высоцкая С.А. К вопросу о возникновении неустойчивости в виде «биений» в камере ракетного двигателя твердого топлива // Люльевские чтения: материалы десятой межрег. отрасл. науч.-техн. конф., 22–24 марта 2016 года. – Челябинск: Изд. центр Юж.-Урал. гос. ун-та, 2016. – С. 49–51.

Представлены результаты численного моделирования, проведенного в коммерческом пакете вычислительной газодинамики (ВГД), по определению управляющих усилий (УУ) газовых рулей (ГР). Целью исследования является апробация результатов расчета по определению УУ создаваемого ГР при помощи коммерческого пакета ВГД, так как существующие инженерные методики по их оценке зачастую не позволяют выполнять расчеты с требуемой точностью. Другим стимулом для использования коммерческого пакета газодинамики является возможность более подробного рассмотрения газодинамических процессов во время функционирования ГР, а именно возможность визуализации сложной картины течения, реализующегося при взаимодействии продуктов сгорания с ГР. При проведении численного моделирования решалось несколько стационарных задач ВГД, а унесенный профиль пера ГР был создан на базе реального, который сохранился после стендовых испытаний. В процессе выполнения работы были созданы расчетные модели для начального и конечного этапов работы двигателя с учетом разгара пера ГР; создана качественная расчетная сетка; определены параметры потока, необходимые для проведения численного эксперимента с необходимой точностью; проведен анализ полученных результатов расчета, который позволил выявить особенности формирования УУ.

Ключевые слова: газовый руль, управляющее усилие, ракетный двигатель твердого топлива, численное моделирование, вычислительная газодинамика.

Тимаров Алексей Георгиевич (Пермь, Россия) – инженер-конструктор 2-й категории сектора газодинамических и термодинамических расчетов, отдел по энергетическим установкам ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: tag703@iskra.perm.ru).

Ефремов Андрей Николаевич (Пермь, Россия) – начальник сектора газодинамических и термодинамических расчетов, отдел по энергетическим установкам ПАО «Научно-произ­вод­ственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: ean703@iskra.perm.ru).

Бульбович Роман Васильевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: dekan_akf@pstu.ru).

1. Органы управления вектором тяги твердотопливных ракет: расчет, конструктивные особенности, эксперимент / Р.В. Антонов, В.И. Гребенкин, Н.П. Кузнецов [и др.]. – М.; Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2006. – 551 с.
2. Калугин В.Т. Аэродинамика органов управления полетом летательных аппаратов: учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 688 с.
3. Фахрутдинов И.Х., Котельников А.В. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива: учебник для машиностроит. вузов. – М.: Машиностроение, 1987. – 325 с.
4. Мельников Д.А., Пирумов У.Г. Сопла реактивных двигателей // Аэромеханика и газовая динамика / отв. ред. акад. В.В. Струминский. – М.: Наука, 1976.  – С. 57–75.
5. Кочетков Ю.М., Борисов Д.М. Структура течения вблизи газодинамических рулей // Двигатель. – 2001. – № 6. – С. 26–27.
6. Roger R., Chan S., Hunley J. CFD analysis for the lift and drag on a fin/mount used as a jet vane TVC for boost control // AIAA Paper. – 1995. – AIAA-1995-83.
7. Murty M.S.R.C., Rao M.S., Chakraborty D. Numerical simulation of nozzle flow field with jet vane thrust vector control // Proc. Inst. Mech. Eng. Part G J. Aerosp. Eng. – 2010. – vol. 224, № 5. – Р. 541–548.
8. Murty M.S.R.C., Chakraborty D. Numerical characterisation of jet-vane based thrust vector control system // Defence science Journal. – 2015. – vol. 65, № 4. – Р. 261–264.
9. Основы теории автоматического управления ракетными двигательными установками / А.И. Бабкин, С.И. Белов, Н.Б. Рутовский [и др.]. – М.: Машиностроение, 1986. – 456 с.
10. Шишков А.А., Панин С.Д., Румянцев Б.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива: справочник. – М.: Машиностроение, 1988. – 239 с.
11. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. – М.: Энергия, 1974. – 592 с.
12. Газодинамические функции / Ю.Д. Иров, Э.В. Кейль, Б.Н. Маслов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1965. – 399 с.
13. Лаврухин Г.Н. Аэродинамика реактивных сопел. Т. 1. Внутренние характеристики сопел. – М.: Физматлит, 2003. – 376 с.
14. Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива / А.М. Губертов, В.В. Миронов, Д.М. Борисов [и др.]. – М.: Машиностроение, 2004. – 511 с.
15. Аэродинамика ракет / Н.Ф. Краснов, В.Н. Кошевой, А.Н. Данилов, В.Ф. Захарченко. – М.: Высш. шк., 1968. – 722 с.

Применение шаровых автобалансиров для компенсации эксплуатационных изменений дисбаланса роторных систем без их остановки представляет интерес из-за относительной конструктивной простоты этих устройств. Однако практическое использование таких автобалансирующих устройств требует инженерного понимания особенностей механизма динамического взаимодействия неуравновешенного ротора и шаров в обойме автобалансира в широком диапазоне частот вращения роторной системы. С этой целью в статье рассматриваются установившиеся режимы однодискового ротора с многорядным шаровым автобалансиром, для чего используются уравнения динамики, полученные на основе модели ротора Джеффкотта. С применением известных зависимостей круговой прямой синхронной прецессии, свойственной этой модели ротора, получены выражения для координат центра масс роторной системы с неподвижными относительно вращающейся обоймы шарами. Установлено, что в этом случае вектор дисбаланса такой системы будет располагаться вдоль линии действия вектора дисбаланса системы без шаров. Показано, что силой, двигающей шары по обойме, является сила инерции, действующая на шар в прецессионном движении и стремящаяся расположить шар вдоль линии вектора смещения вала ротора на дальней от оси опор стороне обоймы. Наглядно продемонстрировано, что возможность режима автобалансировки только на сверхкритической частоте вращения обусловлена механизмом самоцентрирования гибких роторов. Отмечается, что поведение шаров во вращающейся обойме будет определяться внешним демпфированием ротора и силами, действующими на шары в обойме: силами инерции, вязкого сопротивления, трения и тяжести, а также возможным эксцентриситетом беговых дорожек.

Ключевые слова: шаровое автобалансирующее устройство, однодисковый ротор, многорядный автобалансир, уравнения динамики, дисбаланс, инерционная сила, эксперимент, стробоскопическая подсветка.

Зайцев Николай Николаевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: znn@perm.ru).

Зайцев Денис Николаевич (Пермь, Россия) – ведущий инженер кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29,
e-mail: rkt@pstu.ru).

Макаров Андрей Анатольевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: makarovandrej@mail.ru).

1. Гусаров А.А. Автобалансирующие устройства прямого действия. – М.: Наука, 2002. – 119 с.

2. Филимонихин Г.Б., Гончаров В.В. Стенд центробежной соковыжималки с автобалансиром для определения оптимальных значений параметров автобалансира // Вісник НТУ «ХПІ». – 2013. – № 70(1043). – С. 22–27.

3. Experimental investigation of a single-plane automatic balancing mechanism for a rigid rotor /
D.J. Rodrigues, A.R. Champneys, M.I. Friswell, R.E. Wilson // Explore Bristol Research. – URL: http://research-information.bristol.ac.uk/files/3018174/abbexp_paper.pdf (дата обращения: 15.10.2016).

4. Горбенко А.Н. Некоторые нетривиальные свойства механической системы «ротор – шариковый автобалансир» // Вибрации в технике и технологиях. – 2002. – № 3(24). – С. 33–36.

5. Investigation of a multi-ball, automatic dynamic balancing mechanism for eccentric rotors / B.K. Green, A.R. Champneys, M.I. Friswell, A.M. Munoz // Philosophical Transactions of Royal Society A. – 2008. – Vol. 366. – P. 705–728.

6. Automatic two-plane balancing for rigid rotors / D.J. Rodrigues, A.R. Champneys, M.I. Friswell, R.E. Wilson // International Journal of Non-Linear Mechanics. – 2008. – vol. 43. – Р. 527–541.

7. Быков В.Г. Балансировка статически и динамически неуравновешенного ротора одноплоскостным автобалансировочным механизмом // Вестник СПбГУ. Сер. 1. – 2009. – Вып. 4. – С. 67–76.

8. Wettergren H.L. Using guided balls to auto-balance rotors // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. – 2002. – vol. 124. – Р. 971–975.

9. Influence of external excitations on ball positioning of an automatic balancer / C.K. Sung, 
T.C. Chan, C.P. Chao,  C.H. Lu // Mechanism and Machine Theory. – 2013. – № 69. – Р. 115–126.

10. Van de Wouw N., Van den Heuvel M.N., Nijmeijer H. Performance of an automatic ball balancer with dry friction // International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2005. – vol. 15, № 1. – Р. 65–82.

11. Мартыненко Г.Ю. История, актуальные проблемы, методы и средства анализа явлений роторной динамики с учетом традиционных и магнитных подшипников // Вестник нац. техн. ун-та «Харьков. политехн. ин-т». – 2014. – № 58(1100). – С. 77–131.

12. Подольский М.Е., Черенкова С.В. Физическая природа и условия возбуждения прямой и обратной прецессии ротора // Теория механизмов и машин. – 2014. – Т. 12, № 1. – С. 27–40.

13. Иноземцев А.А., Нихамкин М.Ш., Сандрацкий В.Л. Динамика и прочность авиационных двигателей и энергетических установок. – М.: Машиностроение, 2008. – 199 с.

14. Горбенко А.Н. Общая структура уравнений движения роторных машин с автобалансиром пассивного типа // Авиационно-космическая техника и технология: науч.-техн. журнал /  Харьков. авиац.
ин-т. – Харьков, 2011. – № 8(85). – С. 71–76.

15. Гончаров В.В., Филимонихин Г.Б. Вид и структура дифференциальных уравнений движения и процесса уравновешивания роторной машины с автобалансирами // Известия Том. политехн. ун-та. – 2015. – Т. 326, № 12. – С. 20–30.

16. Ehyaei J., Moghaddam M.M. Dynamic response and stability analysis of an unbalanced flexible rotating shaft equipped with n automatic ball-balancers // Journal of Sound and Vibration. – 2009. – vol. 321. – Р. 554–571.

17. Automatic two-plane balancing for rigid rotors / D.J. Rodrigues, A.R. Champneys, M.I. Friswell, R.E. Wilson // International Journal of Non-Linear Mechanics. – 2008. – vol. 43. – Р. 527–541.

18. Ryzhik B., Sperling L., Duckstein H. Non-synchronous motions near critical speeds in a single-plane auto-balancing device // Technische Mechanik. – 2004. – vol. 24, № 1. – Р. 25–36.

19. Быков В.Г. Нестационарные режимы движения статически неуравновешенного ротора с автобалансировочным механизмом // Вестник СПбГУ. Сер. 1. – 2010. – Вып. 3. – С. 89–96.

20. Горбенко А.Н. Анализ устойчивости автобалансировки ротора шарами при произвольных параметрах автобалансира // Вибрации в технике и технологиях. – 2001. – № 4(20). – С. 86–90.

21. Olsson K.O. Limits for the use of auto-balancing // International Journal of Rotating Machinery. – 2004. – vol. 10, № 3. – Р. 221–226.

22. Быков В.Г., Ковачев А.С. Динамика ротора с эксцентрическим шаровым автобалансировочным устройством // Вестник СПбГУ. Сер. 1. – 2014. – Вып. 4. – С. 579–588.

23. Ковачев А.С. Балансировка динамически неуравновешенного ротора с учетом неидеальности автобалансировочных устройств // Вестник СПбГУ. Сер. 1. – 2015. – Вып. 4. – С. 606–616.

24. Cheol-Ho Hwang, Jintai Chang. Dynamic analysis of an automatic ball balancer with double races // JSME International Journal. Series C. – 1999. – vol. 42, № 2. – Р. 265–272.

25. Dynamic analysis of an automatic ball balancer with triple races / Eun-Hyoung Cho, Jin-Seung Sohn, Sung-Hoon Choa, Junmin Park, Jintai Chung. – URL: http://www.koreascience.or.kr/search/
articlepdf_ocean.jsp?url=http://ocean.kisti.re.kr/downfile/volume/ksme/DHGGCI/2002/v26n4/DHGGCI_2002_ v26n4_764.pdf&admNo=DHGGCI_2002_v26n4_764 (дата обращения: 15.10.2016).

26. Каргу Л.И. Основы автоматического регулирования и управления / под ред. В.М. Пономарева и А.П. Литвинова. – М.: Высш. шк., 1974. – 439 с.

Рассматриваются вопросы, связанные с уравновешиванием ротора (и его элементов) при балансировке центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата. Проведен обзор типовых технологических процессов одноплоскостной и высокочастотной схем балансировки, выявлены и изложены основные недостатки этих методов. Предложена альтернативная методика уравновешивания ротора, при которой: предварительно проводится низкочастотная четырехплоскостная (и более) балансировкой вала, прецизионная двухплоскостная балансировкой рабочих колес ротора, управляемая сборка и многоплоскостная балансировка ротора с заданными параметрами направления и размещения остаточных дисбалансов. Отражена блок-схема предлагаемого алгоритма сборки и балансировки ротора центробежного компрессора с указанием основных этапов технологии адаптационной сборки ротора. Выявлено, что коррекция локальных дисбалансов роторов в местах их расположения обеспечивает их динамическую устойчивость во всем диапазоне работы. Она достигается принятием следующих мер: однообразной установкой предварительно сбалансированных элементов на вал, балансировкой собираемого ротора с диаметрально противоположным направлением дисбалансов относительно направления изгиба вала и их распределением по нескольким плоскостям коррекции на установленных элементах, балансировкой ротора с коррекцией дисбалансов (диаметрально противоположно) в плоскостях, размещенных на консолях роторов.

Ключевые слова: центробежный компрессор, ротор, вал, рабочее колесо, вибрация, дисбаланс, сборка, балансировка, динамическая устойчивость.

Белобородов Сергей Михайлович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Инновационные технологии в машиностроении» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29); заместитель начальника отдела ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: bsm723@iskra.perm.ru).

Цельмер Марк Леонидович (Пермь, Россия) – руководитель группы ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”»  (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: cml723@iskra.perm.ru).

1. 20 лет на рынке компрессорной техники / В.Б. Шатров, М.И. Соколовский, С.И. Бурдюгов 
   [и др.] // Компрессорная техника и пневматика. – 2016. – № 3. – С. 2–6.
2. Мехоношина Е.В., Модорский В.Я. О сдвиге фаз волн на границе двух сред // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 3. – С. 385–391.
3. Базров Б.М., Таратынов О.В., Клепиков В.В. Технология сборки машин / под общ. ред. Б.М. Базрова. – М.: Спектр, 2011. – 368 с.
4. Белобородов С.М., Цельмер М.Л., Ериков А.П. Обеспечение динамической устойчивости валопроводов газоперекачивающих агрегатов // Компрессорная техника и пневматика. – 2016. – № 5. –
   С. 35–38.
5. Цимберов Д.М., Магамедов А.М. Метод управления сборкой валопровода с учетом разнохарактерных факторов при эксплуатации промышленных агрегатов // Вестник ИжГТУ им. М.Т. Ка­лаш­никова. – 2015. – № 2(66). – С. 20–23.
6. Глейзер А.И. Вероятностные методы решения конструкторско-технологических задач снижения вибраций роторных машин: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 1996. – 34 с.
7. Корнеев Н.В. Методы прогнозирования и снижения вибрации гибких систем турбоагрегатов: дис. … д-ра техн. наук. – М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2008. – 309 с.
8. Ковалев А.Ю. Экспериментальное исследование эффективности метода компенсационной сборки высокоскоростных роторов с магнитными подшипниками // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 4. – С. 26–30.
9. Ден-Гартог Дж.П. Теория колебаний. – М.: Машиностроение, 1964. – 468 с.
10. Способ балансировки вала гибкого ротора: пат. Рос. Федерация / Белобородов С.М. – № 2012112583/06; заявл. 30.03.2012; опубл. 10.09.2013, Бюл. № 25. − 6 с.
11. Бишоп Р., Паркинсон А. Применение балансировочных машин для уравновешивания гибких роторов // Конструирование и технология машиностроения. – 1972. – № 2. – С. 66–73.
12. Способ балансировки сборного ротора: пат. Рос. Федерация / Белобородов С.М., Козинов А.М., Кугушева Р.Ш., Якушева Л.А., Кузнецов А.М. – № 2010101777/06; заявл. 20.01.2010; опубл. 10.05.2011, Бюл. № 13. − 6 с.
13. Цимберов Д.М. Общая схема обеспечения функциональной безопасности при проектировании технологических процессов сборки перекачивающих агрегатов // Изв. тул. гос. ун-та. Технические науки. – 2014. – Вып. 12 (Ч. 2). – С. 270–275.
14. Билик Ш.М. Макрогеометрия деталей машин. – М: Машиностроение, 1972. – 344 с.
15. Горленко О.А. Технологическое обеспечение эксплуатационных показателей деталей машин на основе выбора параметров качества их поверхностных слоев и условий упрочняюще-отделочной обработки: дис. … д-ра техн. наук. – Брянск: Изд-во Брян. ин-та техн. машиностроения, 1993. – 355 с.
16. Диментберг Ф.М., Шаталов К.Т., Гусаров А.А. Колебания машин. – М.: Машиностроение, 1964. – 220 с.
17. Гусаров А.А., Деглин Э.Г. Балансировка упругодеформируемых роторов методом постановки балансировочных грузов на упругих элементах // Колебания и уравновешивание роторов. – М.: Наука, 1973. – 140 с.

Приводятся результаты исследования, выполненного с целью повышения качества изготовления деталей из
углерод-углеродных композиционных материалов. Технология изготовления включает жидкостное насыщение углеволоконного каркаса углеводородным связующим – каменноугольным пеком – и последующую графитацию. Полученные по этой технологии композиционные материалы обладают уникальными свойствами, в том числе при высоких температурах и нагрузках, но их качество чувствительно к свойствам сырья, получаемого из природных материалов. Целью описываемой работы являлось обеспечение стабильности свойств углерод-углеродных материалов в производстве,
в частности за счет идентификации и исключения факторов, повышающих риски. Полученные результаты основаны
на длительном мониторинге технологического процесса и продукции, включая регрессионный анализ промышленных данных. Прямая связь между сертификатными характеристиками пека и физико-механическими свойствами готового продукта не установлена. Особенностью поставленной задачи в условиях мелкосерийного производства является доступность только относительно небольшой выборки данных, что ограничивает возможность статистических методов. Для этих условий предложен способ идентификации характеристик сырья, совокупность которых может повысить риск получения несоответствующей продукции. Разработана математическая модель кумулятивного влияния свойств сырья
на качество продукта и получена зависимость для анализа рисков. Выделенные для расчета характеристики выбраны по уровню корреляции с оценкой риска получения несоответствующей продукции. Таким образом выбраны четыре
из шести сертификатных характеристик и построена линейная форма, предлагаемая в качестве критерия соответствия используемого каменноугольного пека.

Ключевые слова: углерод-углеродный композиционный материал, каменноугольный пек, характеристики,
качество, идентификация, расчет, итерации, коэффициенты влияния, критерий, линейная регрессия, риск.

Шендеров Илья Борисович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, заместитель генерального директора по науке АО «Пермский научно-исследовательский технологический институт» (614990, г. Пермь, ул. Героев Хасана, д. 41, e-mail: ishenderov@pniti.ru).

Воскресенский Борис Анатольевич (Пермь, Россия) – заместитель генерального директора по спецтехнике, начальник научно-производственного центра углеродных композиционных материалов
АО «Пермский научно-исследовательский технологический институт» (614990, г. Пермь, ул. Героев Хасана, д. 41, e-mail: info@pniti.ru).

Гуляйкин Александр Павлович (Пермь, Россия) – главный технолог научно-производственного центра углеродных композиционных материалов АО «Пермский научно-исследовательский технологический институт» (614990, г. Пермь, ул. Героев Хасана, д. 41, e-mail: info@pniti.ru).

Сысоева Ирина Вячеславовна (Пермь, Россия) – начальник сектора научно-производственного центра углеродных композиционных материалов АО «Пермский научно-исследовательский технологический институт» (614990, г. Пермь, ул. Героев Хасана, д. 41, e-mail: info@pniti.ru).

1. Проценко А.К., Колесников С.А. Разработка углерод-углеродных технологий и перспективы их развития // Научно-исследовательскому институту конструкционных материалов на основе графита – 55 лет: сб. ст. – М.: Научные технологии, 2015. – С. 31–59.

2. Постнова М.В., Постнов В.И. Влияние температуры испытаний на усталостные свойства композиционных материалов на углеродной матрице // Изв. Самар. науч. центра РАН. – 2014. – Т. 16, № 6–2. – С. 568–571.

3. Степашкин А.А., Мозолев В.В., Мостовой Г.Е. Оценка ресурса углерод-углеродных тормозных дисков авиаколес с учетом эволюции механических свойств материала // Автомобиле- и тракторостроение в России: Приоритеты развития и подготовка кадров: материалы 77-й междунар. науч.-техн. конф. ААИ. – М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2012. – Кн. 5. – С. 93–115.

4. Дворецкий А.Э., Тащилов С.В., Фадеев В.А. О механическом уносе углеродных материалов // Космонавтика и ракетостроение. – 2016. – № 2(87). – С. 81–87.

5. Rehkopf J.A. Automotive carbon fiber composites. From evolution to implementation // SAE International. – 2011. – 128 p.

6. Uusitalo K. Designing in carbon fibre composites / Chalmers university of technology. – Gothenburg, 2013. – 119 p.

7. Бейлина Н.Ю. Структурные преобразования пеков при взаимодействии с углеродными наполнителями: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – М., 2000. – 53 с.

8. Малько Д.Б. Способы совершенствования технологии объемно-армированных углерод-угле­род­­ных композиционных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 2000. – 31 с.

9. Ветошкин С.В., Долгодворов А.В., Сыромятникова А.И. Исследование объемной микроструктуры конструкционного углерод-углеродного композиционного материала и создание компьютерной 3D-модели исследуемого образца // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2014. – № 37. – С. 202–221.

10. Morgan P. Carbon fibers and their composites. – Boca Raton: Taylor & Francis, 2005. – 1153 p.

11. Черненко Д.Н., Бейлина Н.Ю., Черненко Н.М. Изменение свойств углеродных волокон при высокотемпературной обработке // Участие молодых ученых в фундаментальных поисковых и прикладных исследованиях по созданию новых углеродных и наноуглеродных материалов: сб. тез. докл. шк.-семинара молодых ученых Центрального региона. 2–3 октября 2013 г. – Андреевка, 2013. – С. 48–51.

12. Manocha L.M., Manocha S. Co-graphitization of fibers and matrix in carbon-carbon composites with controlled interfaces // Ceramic Engineering and Science Proceedings. – 2002. – vol. 23, № 3. – Р. 411–418.

13. Особенности термопревращения каменноугольного пека в условиях низкотемпературной каталитической графитации при разных режимах термообработки / Г.П. Хохлова, Ч.Н. Барнаков, Л.М. Хицова, В.Ю. Малышева, З.Р. Исмаилов // Вестник Кузбас. гос. техн. ун-та. – 2014. – № 1(101). – С. 89–94.

14. Трубин Ф.В., Докучаев А.Г., Чунаев В.Ю. Исследование влияния процессов высокотемпературной обработки на свойства углерод-углеродных материалов, предназначенных под парофазное силицирование // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2012. – № 6. – С. 48–51.

15. Теплозащитный эрозионностойкий углерод-углеродный композиционный материал и способ его получения: пат. 2386603 Рос. Федерация: МПК C 04 B 35/52, C 01 B 31/00, C 08 J 5/04 / Малафеев А.С., Воскресенский Б.А., Гуляйкин А.П., Нечаев И.А., Валеев Р.Р., Краснов Л.Л.; № 2007139204/04(042911); заявл. 24.10.2007; опубл. 20.04.2010, Бюл. № 12.

16. Marković V. Use of coal tar in carboncarbon composites // Fuel. – 1987. – vol. 66, № 11. –
Р. 1512–1515.

17. Обзор рынка пека каменноугольного в СНГ / ООО ИГ «Инфомайн». – М., 2015. – 105 с.

18. Влияние таллового масла и ультразвуковой обработки на получение пека из смолы полукоксования или антраценовой фракции / Ч.Н. Барнаков, С.Н. Вершинин, Г.П. Хохлова, А.В. Самаров // Кокс и химия. – 2015. – № 10. – С. 33–37.

19. Получение альтернативного связующего пека методом термохимической переработки углей / Е.Н. Маракушина, П.Н. Кузнецов, Ф.А. Бурюкин, С.С. Косицына // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 12 (ч. 3). – С. 474–479.

20. Бейлина Н.Ю. Особенности применения углеродных наноструктур в матрицах композиционных материалов // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: сб. тез. докл. девятой междунар. конф. – М.: Троицк, 2014. – С. 53–57.

21. Сухорученков Б.А. Анализ малой выборки. Прикладные статистические методы. – М.: Вузовская книга, 2010. – 384 с.

22. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. Для научных работников и инженеров. – М.: Наука, 1973. – 832 с.

При сжигании неочищенных серосодержащих углеводородных топлив возникает проблема газовой коррозии конструкционных материалов. Совместно с колебаниями коэффициента избытка воздуха и температуры продуктов сгорания в реальных условиях эксплуатации это может вызвать аварийный выход дорогостоящей установки из строя.
В данной работе предлагается без изменения конструкции установки осуществлять впрыск антикоррозионных присадок в магистраль топливного газа. Получены и проанализированы параметры и составы продуктов сгорания (ПС) топливной пары «воздух + углеводородный газ сложного состава» без присадок и с использованием присадок типа анилин, триметиламин и диэтиламин. Показано, что концентрация коррозионно-активных веществ в составе ПС может быть уменьшена на 10–15 %. Для получения качественной топливной смеси «воздух + углеводородный газ + топливная присадка» необходимо подавать присадку в парообразном виде.

Ключевые слова: углеводородный газ сложного состава, сжигание, ресурс работы, антикоррозионные присадки, смеси, условная химическая формула, состав продуктов сгорания.

Матюнин Олег Олегович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: matoleg@gmail.com).

Бачев Николай Леонидович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: bnl54@yandex.ru).

Бульбович Роман Васильевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: dekan_akf@pstu.ru).

Бачева Надежда Юрьевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Прикладная физика» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: bnl54@yandex.ru).

1. Способы увеличения ресурса работы микрогазотурбинного энергетического агрегата при утилизации попутного нефтяного газа / О.А. Зуева, Н.Л. Бачев, Р.В. Бульбович, А.М. Клещевников // Газовая промышленность. – 2013. – № 692. – С. 30–34.
2. Зуева О.А., Бачев Н.Л., Бульбович Р.В. Разработка высокоресурсной камеры сгорания для утилизации попутного нефтяного газа // Фундаментальная наука и технологии. перспективные разработки: материалы II междунар. науч.-практ. конф., Москва, 28–29 нояб. 2013 г. – North Charleston: Academic, 2013. – Vol. 2. – C. 167–172.
3. Амирханова Н.А., Хамзина А.Р. Повышение коррозионной стойкости сплава ЭП648 к высокотемпературной газовой коррозии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2014. – № 36. – С. 38–48.
4. Полетаева О.Ю., Мовсум-Заде Н.Ч., Бабаев Э.Р. Антикоррозионные присадки для транспорта, хранения, эксплуатации нефтепродуктов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2014. – № 1. – С. 34–36.
5. Зуева О.А., Бульбович Р.В., Бачева Н.Ю. Расчет выбросов загрязняющих и коррозионно-активных веществ при сжигании серосодержащего попутного нефтяного газа в микрогазотурбинных энергетических агрегатах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2012. – № 32. – С. 81–95.
6. Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. – Л.: Химия, 1985. – 312 с.
7. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов: справочник / под ред. проф. Л.И. Антроповой. – Л.: Химия, 1968. – 264 с.
8. Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах (АСТРА.4/pc). – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995. – 40 с.
9. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равдель. – Л.: Химия, 1974. – 200 с.
10. Никольский Б.П. Справочник химика. – Л.: Химия, 1967. – Т. 6. – 1012 с.
11. Нефтепродукты: свойства, качество, применение: справочник / под ред. проф. Б.В. Лосикова. – М.: Химия, 1966. – 776 с.
12. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей: учебник / А.П. Васильев, В.М. Кудрявцев, В.А. Кузнецов [и др.] / под ред. В.М. Кудрявцева. – М.: Высш. шк., 1983. – 703 с.
13. Arden L. Buck. New equations for computing vapor pressure and enhancement factor // Journal of Applied Meteorology. – 1981. – Vol. 20. – Р. 1527–1532.
14. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 407 с.
15. Кретчетов И.В. Сушка и защита древесины: учебник для техникумов. – М.: Лесн. пром-ть, 1987. – 328 с.

Облицовка каналов авиационного двигателя звукопоглощающими конструкциями (ЗПК) является основным способом снижения шума вентилятора двигателя гражданских самолетов. Испытание образцов ЗПК при проектировании конструкции – неотъемлемый этап разработки эффективных ЗПК. Для проведения подобных испытаний необходимо наличие такой установки, как интерферометр с нормальным падением волн. В случае создания нового интерферометра необходимо провести анализ качества его работы. В статье приведены основные этапы такого анализа.

Представлены конструкции нового созданного интерферометра Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа (ЛМГШиМА) Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и функционирующего интерферометра Центра акустических исследований (ЦАИ) ПНИПУ. Описана полуэмпирическая модель определения импеданса ЗПК. Выполнено численное моделирование акустических процессов в интерферометре с образцом ЗПК, основанное на решении методом конечных элементов уравнений Навье–Стокса. Для сокращения вычислительного времени использован образец в виде одного резонатора и с одним отверстием по центру, размеры отверстия соответствуют перфорации 3 %. Данный образец испытан в интерферометрах ЛМГШиМА и ЦАИ,
и для него рассчитан импеданс по полуэмпирической модели. Для исключения возможных погрешностей, вносимых конструкцией интерферометров в импеданс, проведены измерения импеданса в интерферометрах без образца в зависимости от высоты воздушной полости. По результатам всех проведенных исследований усовершенствована конструкция интерферометра ЛМГШиМА. Выполненные испытания шести однослойных образцов ЗПК в старом и модифицированном интерферометре ЛМГШиМА и в интерферометре ЦАИ, а также сравнение с полуэмпирической моделью импеданса показали более хорошее качество определения импеданса модифицированным интерферометром ЛМГШиМА.

Ключевые слова: аэроакустика, авиационный двигатель, звукопоглощающие конструкции, интерферометр, импеданс, резонатор Гельмгольца, численное моделирование, уравнения Навье–Стокса, метод конечных элементов. 

Федотов Евгений Сергеевич (Пермь, Россия) – магистр кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», инженер лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: tesla.prog@rambler.ru).

Кустов Олег Юрьевич (Пермь, Россия) – магистр кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», инженер лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: kustovou@yandex.ru).

Храмцов Игорь Валерьевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», младший научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: igorhrs92@mail.ru).

Пальчиковский Вадим Вадимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: vvpal@bk.ru).

1. Chung J.Y., Blaser D.A. Transfer function method of measuring in-duct acoustic properties. I. Theory. II. Experiment // Journal of the Acoustical Society of America. – 1980. – Vol. 68, № 3. – P. 907–921.

2. Acoustic impedance measurement with grazing flow / C. Malmary, S. Carbonne, Y. Auregan, V. Pagneux // 7th AIAA/CEAS Conference, 28–30 May 2001, Maastricht. – AIAA Paper. – 2001. – № 2001–2193.

3. Соболев А.Ф. Полуэмпирическая теория однослойных сотовых звукопоглощающих конструкций с лицевой перфорированной панелью // Акустический журнал. – 2007. – Т. 53, № 6. – С. 861–872.

4. Elnady T., Boden H. On the modeling of the acoustic impedance of perforates with flow // AIAA Paper. – 2003. – № 2003–3304.

5. Yu J., Ruiz M., Kwan H.W. Validation of Goodrich perforate liner impedance model using NASA Langley test data // AIAA Paper. – 2008. – № 2008–2930.

6. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев В.Е. Аэродинамические источники шума. – М.: Машиностроение, 1981. – 248 с.

7. Crandall I. Theory of vibrating systems and sound. – New York: D. Van Nostrand & Co. Inc., 1927.

8. Melling T. The acoustic impedance of perforates at medium and high sound pressure levels // Journal of Sound and Vibration. – 1973. – Vol. 29, iss. 1. – P. 1–65.

9. Fedotov E.S., Khramtsov I.V., Kustov O.Yu. Numerical simulation of the processes in the normal incidence tube for high acoustic pressure levels // AIP Conference Proceedings. – 2016. – Vol. 1770, № 030120. – 7 p.

10. Федотов Е.С., Пальчиковский В.В. Исследование работы резонатора Гельмгольца в волноводе прямоугольного сечения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2014. – № 38. – С. 107–126.

11. Na W., Boij S., Efraimsson G. Simulations of acoustic wave propagation in an impedance tube using a frequency-domain linearized Navier-Stokes solver // 20th AIAA/CEAS Aeroacoustic Conference, Atlanta. – AIAA Paper. – 2014. – № 2014–2960.

12. Effects of liner geometry on acoustic impedance / M.G. Jones, M.B. Tracy, W.R. Watson, T.L. Parrott // AIAA Paper. – 2002. – № 2002–2446.

13. Tijdeman H. On the propagation of sound waves in cylindrical tubes // Journal of Sound and Vibration. – 1975. – Vol. 39, iss. 1. – P. 1–33.

14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: учеб. пособие: в 10 т. Т. 6. Гидродинамика. – М.: Наука, 1988. – 736 с.

15. Schultz T., Liu F., Cattafesta L., Sheplak M., Jones M. A comparison study of normal-incidence acoustic impedance measurements of a perforate liner // 15th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (30th AIAA Aeroacoustics Conference). AIAA Paper. – 2009. – № 2009–3301.

Одной из актуальных задач современного гражданского авиастроения является обеспечение комфортной среды жилых территорий для населения, подвергающегося воздействию авиационного шума. Шум реактивной струи газотурбинного двигателя является одним из мощных источников акустического загрязнения. В силу этого большое и разностороннее внимание исследователей обращено как к методам прогнозирования шума струи, так и к методам и средствам его снижения.

В статье описаны основные источники шума самолета и основные способы борьбы с шумом, генерируемым данными источниками. Проведен обзор методов снижения шума реактивной струи газотурбинного двигателя. Описаны основные методы снижения шума струи авиационного двигателя: шевронные сопла, микроструи, плазменные актуаторы, экранирование и др. Представлены механизмы, за счет которых выполняется снижение шума, и реализация этих методов. Также выполнена структуризация методов: представлены основные характеристики метода; средний уровень снижения шума в децибелах, который обеспечивает метод; преимущества и недостатки метода. Сделано заключение о полноте реализации данных методов в задаче снижения шума «чистой» струи и перспективах их применения в новых задачах снижения шума гражданских самолетов.

Ключевые слова: аэроакустика, шум турбулентной струи, шеврон, плазменный актуатор, микроструи, экранирование шума струи, акустическая заглушенная камера, струйная установка.

Рыбинская Любовь Алексеевна (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа, аспирантка кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, д. 15, e-mail: letoinf@gmail.com).

Бульбович Роман Васильевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, д. 15, e-mail: dekan_akf@pstu.ru).

Кычкин Владимир Иванович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобили и технологические машины» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, д. 15).

1. Кузнецов В.А., Мунин А.Г., Самохин В.Ф. «Зеленый» самолет // Наука и жизнь. – 2009. – № 3. – С. 22–27.
2. Копьев В.Ф., Мунин А.Г., Остриков Н.Н. Проблемы создания перспективных магистральных самолетов, способных удовлетворять нормам ИКАО по шуму на местности // Труды ЦАГИ. – 2014. – Вып. 2739. – С. 3–13.
3. Халецкий Ю.Д. ИКАО: новый стандарт на шум самолетов гражданской авиации // Двигатель. – 2014. – № 2(92). – С. 8–11.
4. Leylekian L., Lebrun M., Lempereur P. An overview of aircraft noise reduction technologies // Journal Aerospace Lab. – 2014. – Iss. 7. – Р. 1–15.
5. Задняя кромка для двигателя летательного аппарата, оснащенная подвижными шевронными элементами, и гондола летательного аппарата, снабженная такой задней кромкой: пат. 2492337 Рос. Федерация: МПК F02K 1/46 / Герен Ф.; заявитель и патентообладатель «Эрсель». – № 2010139205/06; заявл. 10.04.2012; опубл. 10.09.2013, Бюл. № 25. – 11 с.
6. Противошумовой шеврон для сопла, а также сопло и турбореактивный двигатель, оснащенные таким шевроном: пат. 2466290 Рос. Федерация: МПК F02K 1/48 / Силла А.А., Юбер Ж., Пелагатти О., Пра Д., Дебатин К.; заявитель и патентообладатель «Эрбюс Операсьон». – № 2010109411/06; заявл. 20.09.2011; опубл. 10.11.2012, Бюл. № 31. – 12 с.
7. Исследование характеристик сопла ТРДД с регулируемыми шевронами / А.А. Алексенцев, Д.Б. Бекурин, Е.В. Власов [и др.] // Ученые записи ЦАГИ. – 2009. – Т. XL, № 6. – С. 14–21.
8. Любимов Д.А. Анализ турбулентных струйных и отрывных течений в элементах ТРД комбинированными RANS/LES-методами высокого разрешения: автореф. дис. … д-ра. физ.-мат. наук. – М., 2014. – 40 с.
9. 3D numerical studies on jets acoustic characteristics of chevron nozzles for aerospace applications / R. Kanmaniraja, R. Freshipali, J. Abdullah [et al.] // International Scholarly and Scientific Research & Innovation. – 2014. – Vol. 8. – P. 1510–1516.
10. Макаренко Т.М., Халилулина Д.И. Турбулентные характеристики шевронных сопел // Тез. докл. третьей открытой всерос. конф. по аэроакустике, 1–3 октября 2013 г. – Звенигород, 2013. – С. 160–162.
11. Губанов Д.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П. Структура течения сверхзвуковой недорасширенной струи с вдувом микроструй // Вестник Новосиб. гос. ун-та. Сер.: Физика. – 2013. – Т. 8, вып. 1. – С. 44–55.
12. Губанов Д.А. Влияние микроструй на структуру и акустическое излучение сверхзвуковой недорасширенной струи: дис. ... канд. физ.-мат. наук. – Новосибирск, 2014. – 140 с.
13. Pul R. Dielectric barrier discharge plasma actuators for unsteady aerodynamic load control / Delft University of Technology. – Delft, 2013. – 110 p.
14. Редчиц Д.А. Моделирование воздействия диэлектрического барьерного разряда при работе плазменного актуатора на находящийся в покое воздух // Проблеми обчислювальноï механiки i мiцностi конструкцiй. – 2012. – Вып. 18. – С. 161–174.
15. Управление шумом струи с помощью плазменных актуаторов диэлектрического барьерного разряда / В.Ф. Копьев, В.А. Битюрин, И.В. Беляев [и др.] // Акустический журнал. – 2012. – Т. 58, № 4. – С. 473–481.
16. Кузнецов В.М. Основы теории шума турбулентных струй. – М.: Физматлит, 2008. – 240 c.
17. Мунин А.Г., Науменко З.Н. Звуковая мощность, создаваемая участками дозвуковой струи // Ученые записки ЦАГИ. – 1970. – Т. 1, № 5. − С. 29–38.
18. Кузнецов В.М. Эффективность методов снижения шума реактивных струй двигателей пассажирских самолетов // Акустический журнал. – 2010. – Т. 56, № 1. – С. 91–102.
19. Авиационная акустика. ч. 1. Шум на местности дозвуковых пассажирских самолетов и вертолетов / А.Г. Мунин, В.Ф. Самохин, Р.А. Шипов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1986. – 243 с.
20. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. – М.: Физматлит, 2001. – 204 с.
21. Пимштейн В.Г. О скорости конвекции возмущений в турбулентных струях при аэроакустических взаимодействиях // Прикладная механика и техническая физика. – 2007. – Т. 48, № 5. – С. 21–25.
22.  Экспериментальные исследования по управлению волнами неустойчивости в турбулентной струе / В.Ф. Копьев, И.В. Беляев, Г.А. Фараносов, В.А. Копьев, М.Ю. Зайцев // Труды ЦАГИ. – 2014. – Вып. 2739. – С. 44–57.
23. Papamoschou D., Mayoral S. Jet noise shielding for advanced hybrid wing-body configurations // AIAA Paper. – 2011. – AIAA-2011-912.
24. Расчетное исследование ожидаемых уровней шума на местности самолета СДС с двигателями ПД-14С по различным методикам, с использованием экспериментальных данных, полученных для модели струй различной геометрии / В.Ф. Копьев, Н.Н. Остриков, И.В. Беляев, Р.К. Каравосов [и др.] // Тез. докл. четвертой открытой всерос. конф. по аэроакустике, 29 сентября – 1 октября 2015 г. – Звенигород, 2015. – С. 53–55.
25. Акустическая камера АК-2 [Электронный ресурс] // ЦАГИ. – URL: http://www.tsagi.ru/
    experimental_base/akusticheskaya-kamera-ak-2 (дата обращения: 10.01.2017).
26. Создание заглушенной установки для аэроакустических экспериментов и исследование ее акустических характеристик / В.Ф. Копьев, В.В. Пальчиковский, И.В. Беляев, Ю.В. Берсенев, С.Ю. Макашов, И.В. Храмцов, И.А. Корин, Е.В. Сорокин, О.Ю. Кустов // Акустический журнал. – 2017. – Т. 63, № 1. – С. 114–126.
27. Применение метода плоского бимформинга к идентификации вращающихся звуковых мод / Ю.В. Берсенев, Т.А. Вискова, И.В. Беляев, В.В. Пальчиковский, О.Ю. Кустов, В.В. Ершов, Р.В. Бурдаков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2016. – № 1. – С. 26–38.
28. Идентификация вращающихся звуковых мод в канале воздухозаборника авиационного двигателя с помощью кольцевой решетки микрофонов / Ю.В. Берсенев, Т.А. Вискова, И.В. Беляев, В.В. Пальчиковский, Р.В. Бурдаков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2016. – № 2(45). – С. 114–132.
29. Экспериментальное исследование шума турбулентных вихревых колец в заглушенной камере / В.Ф. Копьев, М.Ю. Зайцев, В.В. Пальчиковский, И.В. Храмцов, Ю.В. Берсенев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2016. – № 2(45). – C. 133–151.

С учетом последних достижений космонавтики произведено сравнение крупномасштабных вихревых образований на четырех планетах Солнечной системы с вибрационным горением твердотопливных зарядов в ракетном двигателе. Показано их сходство по тепловому механизму зарождения, развитию в соответствии с законом вихревого движения Ранка–Хилша и временному периоду существования. Отмечено совпадение некоторых экспериментальных результатов, полученных в ракетном двигателе и земном тропическом циклоне. Сформулированы общие условия возникновения таких вихрей и установлена корреляция между геометрическими размерами планет, вихрей и динамикой ветров в их атмосфере. Для дальнейших исследований предложена физическая модель вибрационного горения твердотопливных зарядов в малогабаритном модельном двигателе с уже отработанной системой измерения параметров рассмотренных образований.

Ключевые слова: твердые ракетные топлива, вибрационное горение, тропические циклоны, вихревые образования в атмосфере.

Пивкин Николай Матвеевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель заведующего отделом АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов» (614113, г. Пермь, ул. Чистопольская, д. 16, e-mail: pivkin1@mail.ru).

1.  Раушенбах Б.В. Вибрационное горение. – М.: Физматлит, 1961. – 500 с.

2. Culick F.E.C. Unsteady motions in combustion chambers for propulsion systems / California Institute of Technology. – RTO NATO, 2006.

3. High-frequency instability of combustion in solid rocket motors / N.M. Pivkin [et al.] // Journal of Propulsion and Power. – 1995. – Vol. 1, № 4. – Р. 651–656.

•  Н.М. Проектирование внутрикамерных процессов в ракетном двигателе на твердом топливе. – Пермь: Пресс-тайм, 2009. – 65 с.

5. Сараев А.А. Природа автоколебаний в реакциях каталитического окисления легких алканов (метан, пропан) на никелевом катализаторе: дис. … канд. физ.-мат. наук. – Новосибирск, 2016.

•  А.Ф. Эффект Ранка // Успехи физических наук. – 1997. – Т. 176, № 6. – С. 665–687.

7. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. – М.: Машиностроение,
1969. – 185 с.

8. Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.Т. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. – М.: Научный мир, 2009. – 692 с.

•  А.И., Ремнев Г.Е. Колебательный характер процесса окисления водорода при инициировании импульсным электронным пучком // Физика горения и взрыва. – 2005. – Т. 41, № 4. – С. 18–21.

10. Алексеев В.В., Киселева С.В., Лаппо С.С. Лабораторные модели физических процессов в атмосфере и океане. – М.: Наука, 2005. – 312 с.

11. Пудов В.Д. Возможные пути снижения рисков разрушительного воздействия ураганов (тайфунов) // Проблемы анализа риска. – 2008. – Т. 5, № 1. – С. 62–71.

12. Alamaro M., Michele J., Pudov V. A preliminary assessment of inducing anthropogenic tropical cy 2006. – Vol. 38, № 1. – P. 82–96.

13. Нерушев А.Ф. Механизмы и эффекты воздействия интенсивных атмосферных вихрей на озоновый слой: дис. … д-ра физ.-мат. наук. – Обнинск, 2001. – 241 с.

14. Способ ослабления тропических циклонов: пат. Рос. Федерация № 2541659 / Пивкин Н.М., Голубев А.Е., Пивкин А.Н. 15.01.2015.

15. Piccioni Y., Drossart P. South-polar features on Venus similar to those near the North Pole // Nature. – 2007. – Vol. 450, iss. 7170. – P. 637–640.

16. The global vortex analysis of Jupiter and Saturn based on Cassini Imaging Science Subsystem / H.J. Trammell,  L. Li, X. Jiang, M. Smith [et al.] // Icarus. – 2014. – № 242. – P. 122–129.

17. Kepler monitoring of an l dwarf. II. Clouds with multi-year lifetimes / J.E. Gizis [et al.] // The Astrophysical Journal. –  2015. – Nov. 10. – Vol. 813. – P. 104 (10 p.).  

Разработана микропроцессорная система управления объектами измерительно-вычисли­тельного комплекса с использованием приборов и средств инерциальной навигации, позволяющая повысить точность измерения пространственного положения установочных площадок под приборы научной аппаратуры летательных аппаратов и при проведении геофизических исследований скважин. Описана методика проведения измерений и определения углов пространственной ориентации, представлены результаты экспериментов.

На основании проведенных исследований, анализа контроля параметров гидроразрыва пласта решается проблема создания автоматизированной измерительной системы с использованием приборов и средств инерциальной навигации, позволяющей повысить точность измерения углового рассогласования установочных площадок под приборы научной аппаратуры с учетом динамической погрешности измерения. Расширение функциональных возможностей измерительной системы достигается за счет дополнительного измерения пространственных угловых отклонений, угла азимутального рассогласования установочных площадок. В работе проведена оценка точностных характеристик пространственных угловых отклонений установочных площадок под приборы ГИС от ошибок калибровки, неточности установки, углов наклона, неверной начальной ориентации приборов.

Ключевые слова: измерительные навигационные головки, датчик момента, угловой датчик, блок обработки информации, блок управления, моделирование, акселерометр, программный комплекс, угловые отклонения от горизонта и по азимуту.

Цветков Геннадий Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «геофизика» ФГБОУ ВО ПГНИУ; кафедры «безопасность жизнедеятельности» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: zvetkov71043@ mail.ru).

1. Цветков Г.А. Автоматизированная измерительная система контроля пространственных угловых отклонений // Приборы и методы измерений. – 2012. – № 2(5). – С. 57–62.
2. Устройство для измерения пространственных угловых отклонений: пат. Рос. Федерация / Г.А. Цветков, Е.А. Федорова, Г.Ф. Утробин. – № 2495374; заявл. 30.03.2012; опубл. 10.10.2013,
   Бюл. № 28. – 13 с.
3. Цветков Г.А., Егоров М.А. Оценка точностных характеристик автоматизированной измерительной системы контроля пространственных угловых отклонений // Приборы и методы измерений. – 2013. – № 1(6). – С. 60–63.
4. Цветков Г.А., Шумилов А.В., Черных И.А. Оценка точностных характеристик параметров контроля угловых отклонений установочных площадок начальной ориентации тилтметров при проведении гидроразрыва пласта // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2014. – № 13. – С. 26–37.
5. Система для измерения наклона: пат. США: МКИ 01 В 5/28. – № 4378693; заявл. 11.02.1981; опубл. 05.04.1983.
6. Онегова Е.В. Влияние смещения электромагнитного зонда относительно оси скважины на измеряемый сигнал // Геонавигация и геофизика. – 2010. – Т. 51, № 4. – С. 423–427.
7. Аксельрод С.М. Геофизический контроль гидроразрыва пласта в реальном времени: возможности, реализация и ограничения (по материалам зарубежной печати) // Каротажник. – 2014. – Вып. 4(238). – С. 84–116.
8. Лысков И.А., Мусихин В.В., Кашников Ю.А. Мониторинг деформационных процессов земной поверхности методами радарной интерферометрии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2010. – № 1. – С. 11–16.
9. Губайдуллин М.Г., Костин Н.Г., Глушков Д.В. Моделирование гидравлического разрыва пласта с применением симулятора GOHFER // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2012. – № 2. – С. 55–60.
10. Васильев В.А., Верисокин А.Е. Гидроразрыв пласта в горизонтальных скважинах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое
    и горное дело. – 2013. – № 6. – С. 101–110.
11.  Electromagnetic wave resistivity tool having a tilted antenna for determining properties of earth formations: пат. США 7948238 B2. – 2009.
12. Цветков Г.А., Ширяев П.Р., Егоров М.А. Разработка технологии, основанной на применении волоконно-оптических датчиков, для повышения качества бурения скважин // Каротажник. – 2014. – № 244. – С. 94–100.
13. Electromagnetic wave resistivity tool having a tilted antenna for geosteering within a desired payzone: пат. США 8085049 B2. – 2011.