Розроблено новий метод розрахунку характеристик сопла газотурбінного двигуна багаторежимного літака за умов дозвукового зовнішнього обтікання, у якому вперше враховано в'язку взаємодію струменів на виході з двигуна. Вперше проведено оцінювання впливу взаємодії струменів на виході з двигуна на величину втрат ефективної тяги сопла двигуна багаторежимного літака за умов дозвукового зовнішнього обтікання. Вперше одержано найвигідніші з точки зору втрат ефективної тяги геометричні параметри сопла залежно від режиму його роботи з урахуванням взаємодії струменів на виході з двигуна.

  Скачати повний текст

Вперше одержано нове рішення прикладної науково-технічної задачі технологічного забезпечення високого рівня параметрів витривалості та тривалої міцності робочих лопаток компресора авіаційного газотурбінного двигуна шляхом розробки комплексної формотвірної технології та створення комплексу засобів для раціонального формування технологічного процесу, геометрії та форми профілю пера, а також фізико-механічних і мікрогеометричних характеристик поверхневого шару з урахуванням впливу технологічної спадковості попередніх операцій. Запропоновано математичну модель процесу холодного вальцювання пера, що розглядає у загальному вигляді функцію чотирьох змінних, яка описує процес формоутворення аеродинамічної поверхні в тривимірному просторі з часом, що дозволило встановити аналітичні залежності для визначення поля швидкостей течії часток металу, швидкостей та потужності пластичної деформації, а також напружено-деформований стан матеріалу заготовки у всьому обсязі пластичної зони. Надано класифікацію технологічних факторів, які впливають на точність формоутворення пера робочих лопаток вальцюванням, а також одержано емпіричні математичні моделі, що описують погрішність формоутворення залежно від геометричних факторів заготовки та силових параметрів установки, що дозволило визначити її раціональні геометричні параметри та режими вальцювання. Експериментально підтверджено, що розроблена комплексна формотвірна технологія виготовлення робочих лопаток компресора з титанових сплавів, що включає послідовно виконувані етапи гарячого та холодного деформування, бар'єрні технологічні операції, а також установлену раціональну комплексну обробно-зміцнювальну обробку, забезпечує підвищення опору втомленості їх матеріалу та тривалу міцність, що дозволило визначити раціональну структуру технологічного процесу.

  Скачати повний текст

Розглянуто технологічне забезпечення якості несучих поверхонь осьових і відцентрованих моноколіс компресорів газотурбінних двигунів із титанових сплавів шляхом розробки раціональної технології їх виготовлення на основі дослідження характеристик якості поверхневого шару після різних методів обробки. Проаналізовано вплив технології виготовлення таких деталей на їх несучу здатність, наведено методику дослідження характеристик якості поверхневого шару оброблених поверхонь та оцінку їх працездатності. Розглянуто технологію високошвидкісного фрезерування (ВШФ) несучих поверхонь моноколіс, методи керування вектором фрези, особливості коливань деталі в зоні обробки. Показано основні методи зниження вібрацій деталі в зоні обробки в процесі ВШФ, проведено оптимізацію режимів обробки. Визначено характеристики якості поверхневого шару несучих поверхонь моноколіс після ВШФ. Досліджено вплив сполучення ВШФ та оздоблювально-зміцнювальних методів на характеристики якості поверхневого шару несучих поверхонь моноколіс.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення несучої здатності дисків компресорів з жароміцного нікелевого сплаву ХН73МБТЮ-ВД шляхом раціоналізації та технологічного забезпечення формоутворення конструктивних елементів пазів типу "ластівчин хвіст" і сприятливих властивостей поверхневого шару. Визначено раціональну форму та розміри конструктивних елементів пазів типу "ластівчин хвіст". Запропоновано й апробовано технологічне забезпечення їх формоутворення. Розроблено технологію комплексного зміцнення, що формує в поверхневому шарі сприятливі властивості, які забезпечують максимальну витривалість за умов кімнатної й експлуатаційної температур.

  Скачати повний текст

Побудовано ефективну різницеву схему Біма - Уормінга підвищеного порядку точності для числового інтегрування системи осереднених рівнянь Нав'є - Стокса, яка замкнена за допомогою однопараметричної моделі турбулентності. Запропоновано спосіб раціонального вибору числа вузлів розрахункової сітки, застосування якого дозволяє зменшити обчислювальні витрати під час розв'язання задач аеродинамічної оптимізації геометричних параметрів решіток профілів з розрахунком цільової функції на основі числового моделювання турбулентних газових потоків. Виявлено основні закономірності впливу розподілу швидкості, що задається вздовж обводу профілю решітки, і кута повороту потоку у решітці на форму шуканого профілю.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення достовірності класифікації вібраційного стану (ВС) газотурбінного двигуна (ГТД) на основі використання інтелектуальних технологій. Запропоновано використовувати поетапний підхід: на першому етапі класифікувати ВС ГТД на основі сформованих діагностичних ознак, на другому - автоматично змінювати режим роботи ГТД. Описано структуру системи автоматичного діагностування та керування режимами роботи ГТД, що допомагає автоматично змінювати режим функціонування двигуна, для зменшення негативного впливу вібрації на окремі вузли і скорочує експлуатаційні витрати. Розроблено ефективний алгоритм структурного та параметричного синтезу інтелектуальної системи автоматичного діагностування (ІСАД), яка містить радіально-базисну нейронну мережу з нечітким виведенням класифікації та прогнозуванням ВС ГТД. Викладено методику побудови "бази класів" ІСАД на основі діагностичних ознак та класу ВС ГТД, що допомагає використовувати експертні оцінки ВС ГТД, а також визначити дані ознаки з урахуванням зміни вібраційних характеристик типового двигуна, що підвищує точність класифікації ВС механічної частини ГТД.

  Скачати повний текст

Проведено удосконалення розробленого раніше методу перевірочного розрахунку вісьосиметричних до-, транс- і надзвукових течій в компресорних ступенях. Здійснено верифікацію відповідного комплексу програм, показано задовільне узгодження з результатами експериментальних досліджень і розрахунком просторової течії. Спроектовано вінці лопаток високонапірних робочих коліс, призначених для різних модифікацій сучасного авіаційного газотурбінного двигуна (ГТД).

  Скачати повний текст

Проаналізовано й адаптовано математичні методи розрахунку течій всередині циліндричних каналів з центральним тілом і без нього, а також за впливу електромагнітних сил і без них. Доведено наявність впливу радіальної нерівномірності на ефективність вхідного пристрою двигуна з повітряним гвинтом (гвинтовентилятором). Розроблено методи часткової іонізації за нормальних атмосферних умов, достатньої для електромагнітного й електростатичного керування течією в циліндричному каналі з наявністю центрального тіла або без нього. Наведено рекомендації щодо підвищення ефективності вхідного пристрою шляхом електромагнітного (електростатичного) керування течією. Показано, що запропонований метод дозволяє знизити величину радіальної нерівномірності до прийнятної величини 17 - 18 %, що не впливає суттєво на газодинамічну стійкість компресора.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику та критеріальні умови визначення та забезпечення прояву адсорбційно-пластифікуючого ефекту (АПЕ) в зоні обробки. Показано, що кінематичні параметри відомих способів глибинного шліфування не забезпечують умов прояву АПЕ. Надано спосіб плоского глибинного шліфування за допомогою планетарно-шліфувальної головки (ПШГ), кінематичні параметри якої забезпечують умови прояву АПЕ. Знайдено точну часову залежність температури в зоні контакту. Експериментально встановлено, що використання раціональних кінематичних параметрів обробки за допомогою ПШГ сприяє зниженню енергетичних і силових параметрів в 1,5-З раза, збільшенню продуктивності в 1,5 - 2,5 раза, зниженню температури обробленої поверхні до 50 - 60-ти градусів, зміцненню поверхні та покращанню фізико-механічних показників утворених поверхонь за глибиною збільшенню стійкості та зносостійкості абразивного інструмента не менш, ніж у 2 - 5 разів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено проблему підвищення вірогідності та точності контролю виробітку ресурсів двигунів багаторежимних літаків. Здійснено ідентифікацію динаміки температурного та напруженого станів (ТС і НС) основних деталей. Сформульовано вимоги до точності моніторингу ТС і НС за двох концепцій експлуатації двигунів: без пошкоджень і з допустимим рівнем пошкодження деталей. Запропоновано спрощені, моніторингові, а також моделі динаміки ТС І НС основних деталей на базі уявлення їх перехідних характеристик експоненціальними рядами з коефіцієнтами, які залежать від умов теплообміну. Розроблено метод ідентифікації ТС і НС деталей двигуна за моделями високого рівня, з послідовним оцінюванням коефіцієнтів рядів.

  Скачати повний текст

На основі одержаних наукових результатів розроблено методики визначення динамічних характеристик дворядних гвинтовентиляторів та їх використання для синтезу програм керування. Запропоновано структуру взаємодії підсистем керування літака, газогенератора та повітряного гвинта для режиму посадки. Доведено доцільність використання результатів дослідження для їх практичної реалізації під час проектування, випробувань і експлуатації силової установки літака Ан-70 з двигунами Д-27 і дворядним гвинтовентилятором СВ-27, що дозволяє формувати технічні вимоги до тягових характеристик двигунів на етапі технічного завдання, базуючись на потрібних посадочних характеристиках літака; організувати раціональну взаємодію систем літака та силової установки, які використовуються для керування посадкою; синтезувати динамічні характеристики силової установки та на їх основі - програми керування за режиму реверсу; модифікувати програму керування тягою шляхом внесення поправки на поздовжнє перевантаження для поліпшення якості керування.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексний метод діагностування авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД), удосконалений у напрямі оцінювання та прогнозування технічного стану їх проточної частини на підставі використання нового комплексу діагностичних параметрів. Запропоновано методику оцінювання зміни величини запасу газодинамічної стійкості (ГДС), що дозволяє із загальної зміни величини запасу ГДС виділити зміни запасу ГДС, яке викликане погіршенням технічного стану двигуна. З'ясовано, що новий підхід дозволяє виділяти характерні види несправностей для проміжних станів між станом повної справності та відмовою для окремого випадку й ідентифікувати їх причину комплексно. Наведено результати апробації розробленого методу діагностування авіаційних ГТД, який дозволяє визначити вірогідність безвідмовної роботи для конкретного двигуна, що сприяє оптимізації періодичності технічного обслуговування.

  Скачати повний текст

Викладено результати розрахунково-експериментальних досліджень щодо встановлення закономірностей статичного та динамічного станів монокристалічних робочих лопаток турбін газотурбінних двигунів (ГТД) з урахуванням впливу орієнтаційної анізотропії матеріалів та експлуатаційних режимів навантаження. Описано тривимірні скінченноелементні моделі охолоджуваних і неохолоджуваних лопаток, а також їх взаємодії за контактними поверхнями бандажного та замкового з'єднань. На підставі визначення закономірностей впливу конструктивно-технологічних та експлуатаційних факторів на напружено-деформівний стан монокристалічних лопаток розроблено рекомендації щодо раціонального вибору кристалографічної орієнтації (КГО), що забезпечує додаткове підвищення надійності та ресурсу лопаток і дозволяє обгрунтовано призначити граничнодопустимі відхилення КГО від заданої з метою забезпечення їх міцності. Наведено результати досліджень з визначення впливу тертя контактуючих поверхонь бандажного та замкового з'єднань на напружений стан лопаток. Встановлено закономірності впливу КГО, а також таких експлуатаційних факторів, як температура та частота обертання ротора на формування спектра власних коливань монокристалічних лопаток. Розроблено новий розрахунково-експериментальний метод визначення межі витривалості таких лопаток. Основні результати наукового дослідження використано під час проектування, встановлення та подовження ресурсу робочих лопаток турбін сучасних ГТД.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано та розроблено нейротехнічний класифікатор технічного стану лопаток авіаційних двигунів у процесі віброакустичного моніторингу за стаціонарних і нестаціонарних режимів експлуатації. Досліджено ефективність розпізнавання нейронними мережами різних типів стану лопаток з використанням діагностиного методу вільних коливань. Установлено, що нелінійне розділення простору ознак на класи забезпечує імовірнісна нейронна мережа. Проведено синтез і оптимізацію класифікатора на основі імовірнісної мережі адаптивної резонансної теорії для розпізнавання стану лопаток за результатами біспектрального аналізу за стаціонарного режиму. Оцінено вірогідність контролю. Розроблено схеми класифікатора, алгоритмічне та програмне забезпечення.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод діагностування проточної частини (ПЧ) авіаціного турбореактивного двоконтурного двигуна (ТРДД) за параметрами робочого процесу у разі наявності спільно пошкоджених конструктивних вузлів з глибиною локалізації до вузла. На підставі використання нейромережевої класифікації розроблено методику розпізнавання образів несправностей ПЧ ТРДД. Удосконалено метод класифікації технічного стану (ТС) ТРДД у разі наявності пошкоджених конструктивних вузлів ПЧ двигуна. Одержано нові експериментальні дані щодо впливу різних видів несправностей конструктивних вузлів ПЧ на параметри робочого процесу ТРДД. Розроблено процедуру діагностування ТРДД у разі наявності спільно пошкоджених вузлів ПЧ на підставі комплексного використання методів розпізнавання образів несправностей.

  Скачати повний текст

Установлено, що задану композицію, яка складається з керамічної та металевої складових, можна одержувати безпосередньо у плазмовому струмені, використовуючи для подачі компонентів два діаметрально протилежних отвори у соплі плазмотрона, плавно змінюючи співвідношення компонентів у процесі формування покриття. З застосуванням методу математичного планування експериментів одержано залежності, які описують вплив технологічних параметрів роботи плазмової установки на показники адгезії, когезії, термостійкості та пористості. Вивчено механізм формування покриття з боку основного металу та показано, що крапля під час польоту у газопорошковому струмені зазнає кілька формозмін і досягає поверхні, утворюючи після удару форму "розетки". Пояснено механізм утворення пор. Одержано дані про вплив термічної обробки порошків з діоксиду цирконію, стабілізованого окисом кальцію, на поліморфізм. Визначено межові температури експлуатації покриття. Запропоновано методику формування тришарового термостійкого покриття, у якому кожний шар виконує певну функцію.

  Скачати повний текст

Розроблено методику вибору раціональних параметрів лопаткових вінців високонавантажених ступенів осьового компресора газотурбінного двигуна (ГТД), застосування якої за проектування та модифікації аварійних ГТД покращує їх характеристики. Проаналізовано структуру втрат у компресорному вінці, визначено істотну тривимірність потоку в проточній частині. Відзначено, що тривимірність примежового шару поблизу лопаток відіграє значну роль у загальній структурі втрат, на їх зменшення. Висвітлено особливості обтікання лопаткових вінців компресора та проблеми розрахунку течії реального газу під час трансзвукових швидкостях. Наведено вимоги до пакету розрахункових програм профілювання проточної частини авіаційного двигуна. Сформульовано основні вимоги щодо методу успішного застосування за розрахунку в'язких стисливих течій в ступенях осьового компресора. Описано алгоритм адаптації розрахункової сітки для розрахунку просторової течії в ступенях осьового компресора. Запропоновано методику корекції геометричної форми ступенів осьового компресора на основі врахування розподілу втрат по висоті лопатки і зміни її форми під час роботи. Проведено коректування конструктивних кутів входу і виходу лопаткових вінців за критерієм мінімуму втрат.

  Скачати повний текст

Створено метод, що дозволяє одержувати нестаціонарні газодинамічні навантаження, що діють на робочі лопатки, з використанням числового моделювання нестаціонарного газодинамічного процесу у проточній частині турбіни авіаційного двигуна. Запропоновано математичну модель течії грузлого теплопровідного газу у змішаній, ейлерово-лагранжевій постановці. Відмінною рисою математичної моделі є припущення про існування у течії струменів, обмежених рухливими, непроникними для основного потоку поверхнями. Рівняння законів збереження з джерелами та стоками маси, імпульсу й енергії, що моделюють процеси тепломасообміну, зумовлені молекулярним і турбулентним рухами середовища, записані для випадку двовимірного простору у криволінійній системі координат. Наведено результати числових досліджень нестаціонарної взаємодії вінця робочих лопаток з різнокроковим вінцем соплового апарата турбіни, а також нестаціонарної взаємодії температурної нерівномірності камери згоряння з вінцями соплового апарата та робочого колеса турбіни.

  Скачати повний текст

Розв'язано наукову задачу з підвищення ефективності трансзвукових ступенів осьового компресора з дворядними лопатковими вінцями на основі оптимізації геометричних параметрів міжлопаткового каналу. Проаналізовано проблему підвищення аеродинамічного навантаження та ефективність компресорів авіаційних газотурбінних двигунів. Розроблено методики оптимізації даних параметрів міжлопаткового каналу та числових досліджень характеристик ступенів осьового компресора і плоских компресорних решіток. Висвітлено результати числових та експериментальних досліджень характеристик ступенів осьового компресора з одно-, дворядними та дворядними оптимізованими лопатковими вінцями робочого колеса і напрямного апарата.

  Скачати повний текст