Дисертацію присвячено питанням підвищення зносостійкості деталей гарячої частини газотурбінних установок. Досліджено особливості конструкції трибоз'єднань і кінематики їх контактної взаємодії. Показано специфіку умов їхньої роботи, що полягає у високих циклічно мінливих температурах, динамічному характері навантажень (при наявності удару з просковзуванням), ерозійно-корозійної дії газового потоку. Розроблено комплекс методик і експериментального устаткування, за допомогою яких встановлені загальні закономірності тертя і зношування. Досліджено структуру і властивості поверхневого прошарку ряду жароміцних сплавів. Сформульовано основні принципи моделювання еквівалентних станів трибоз'єднань, що експлуатуються в екстремальних умовах. Досліджено зносостійкість матеріалів при програмованій зміні режимів навантаження. Отримано математичну залежність інтенсивності зношування від навантажувальних параметрів. Розроблено метод прискорених випробувань. Винайдено зносостійкі матеріали. Удосконалено технологічні процеси відновлення зношених деталей та їх складання.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням оцінки газодинамічної стійкості компресорів авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД) за параметрами, що реєструються бортовими системами контролю. Розроблено методику оцінки запасу газодинамічної стійкості компресорів, що базується на математичній моделі робочого процесу ГТД. Запропоновано методики перебудови характеристик компресорів і турбін при зміні їх технічного стану, а також методику визначення витрати повітря, що проходить через ГТД. Проведені експериментальні дослідження спрямовані на перевірку дієздатності розробленої математичної моделі і оцінку впливу пошкоджень проточної частини компресорів і турбін на запас газодинамічної стійкості.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено питанням оцінки основних функціональних параметрів авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД) за параметрами, що реєструються в умовах експлуатації з використанням математичної моделі робочого процесу двоконтурних двовальних двигунів, які експлуатуються в авіакомпанії МЕА (Ливан, Бейрут). Розроблено методики оцінки та прогнозування функціональних параметрів в умовах зміни теплофізичних властивостей робочого тіла в залежності від регіонів експлуатації двигунів. Доопрацьовано методику приведення параметрів робочого процесу до стандартних умов з урахуванням індивідуальних особливостей конкретного типу ГТД, необхідну для практичної реалізації розробленого методичного забезпечення.

  Скачати повний текст

Сформована методологія контролю залишкового ресурсу газотурбінних двигунів (ГТД) за критерієм тривалої міцності робочих лопаток турбіни, що враховує стохастичну природу пошкодження. Створена методика оцінки впливу технічного стану (ТС) ГТД та особливостей його експлуатації на накопичення пошкоджень у його деталях. Розроблена методика прогнозування залишкового ресурсу авіаційного ГТД з урахуванням його ТС та особливостей наступного періоду експлуатації. Розроблена математична модель робочого процесу ГТД ПС-90А та алгоритм її узгодження з параметрами функціонування двигуна. Розроблено методику одержання регресійних залежностей параметрів навантаження деталей ГТД від параметрів його робочого процесу.

  Скачати повний текст

Містяться теоретичні і експериментальні дослідження щодо забезпечення якості технології виготовлення серійних газотурбінних двигунів (ГТД), підвищення їх надійності на основі статистичного аналізу даних серійних випробувань. Розроблено математичну модель оцінки та прогнозування якості технологічного процесу виготовлення ГТД за результатами контрольних випробувань. Наведено методику оцінки впливу регламентних робіт стендового технологічного обладнання на вихідні параметри серійних ГТД. Розроблено методику еталонування випробувальних стендів без використання еталонного двигуна. Впроваджено методи, спрямовані на зміну терміну проведення регламентних робіт стендового технологічного обладнання.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання діагностування турбореактивного двоконтурного двигуна (ТРДД) підвищеної контролепридатності на перехідних режимах роботи (на прикладі АI-25). Розвинуто новий напрямок параметричних методів діагностування, який грунтується на математичному моделюванні динаміки робочого процесу ТРДД. Встановлено, що перехідні режими є більш інформативними та дозволяють визначати ряд несправностей, які не можна виявити за сталих режимів. Запропоновано динамічну багаторежимну математичну модель двигуна, інваріантні до зовнішніх умов комплекси параметрів і методику ідентифікації несправностей проточної частини ТРДД на перехідних режимах його роботи, ефективність якої обгрунтовано теоретично та підтверджено практично.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено питання структуризації, моделювання та оптимізації фізичних процесів у складних технічних системах (на прикладі вінців турбомашин). Розглянуто системну математичну модель і узагальнено алгоритм розв'язання задач аналізу й оптимізації фізичних процесів у міжлопаткових каналах вінців турбомашин. Розроблено часткові математичні моделі, методики аналізу та розрахунку пристінних течій, методику морфологічного синтезу тривимірного раціонального профілювання вінців турбомашин на основі комплексного використання засобів управління відривом течії в них. Наведено технологію та САЕ - систему для її інформаційної підтримки синтезу тривимірного раціонального профілювання вінців осьових компресорів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано досвід експлуатації авіаційної техніки (АТ) в гірсько-пустельних регіонах Сирії. Розглянуто основні фактори природно-кліматичних умов Сирії та їх вплив на організацію та проведення технічної експлуатації АТ, вплив на технічний стан авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД), методи експлуатації та ремонту АТ. Викладено основні рекомендації щодо ефективного використання АТ з метою забезпечення БП у гірсько-пустельній місцевості, надійності, попередженню передчасного виходу з ладу АТ. Розглянуто основні методи і засоби оцінки технічного стану (ТС) авіаційних двигунів у цівільній авіації (ЦА) Сирії. Розроблено універсальну нелінійну математичну модель термогазодинамічного процесу авіаційного ГТД, яка дозволяє з прийнятною для практичної реалізації точністю, за параметрами роботи двигуна, що заміряються за умов експлуатації, розраховувати параметри робочого тіла у характерних перерізах проточної частини. Побудовано граф-моделі ТВлД і ТРДД як теплових машин з метою використання даних, одержуваних під час розрахунку термогазодинамічних параметрів робочого тіла в проточній частині двигуна за допомогою універсальної нелінійної математичної моделі, для розпізнавання зміни ТС проточної частини двигуна за умов впливу основних експлуатаційних факторів. Модернізовано автоматизований експериментальний комплекс кафедри авіадвигунів НАУ на базі серійних ГТД РУ19А-300 і АI-25 і розроблено методики проведення на них експериментальних досліджень для моделювання найбільш характерних несправностей проточної частини ГТД і апробації програмного забезпечення з їх виявлення й оцінки ступеня впливу на ТС проточної частини з використанням розроблених математичних моделей. Обгрунтовано основні принципи, покладені в розроблене програмне забезпечення зі збору, обробки та збереження даних, що реєструються у польоті та під час випробування двигунів, відмінною рисою якого є можливість розпізнавання ранніх стадій зміни стану проточної частини ГТД, яке базується на безупинному відстеженні й оцінці характеру динаміки досліджуваних показників. Запропоновано методологію побудови автоматизованої системи інформаційної підтримки оцінки ТС АТ у Сирії на базі сучасних інформаційних технологій з використанням розробленого програмного забезпечення з контролю впливу основних експлуатаційних факторів на ТС проточній частині ГТД.

  Скачати повний текст

На підставі системного аналізу напружено-деформованого стану (НДС) поверхневого шару здійснено системний, науково-обгрунтований підхід для реалізації методів і засобів технічного забезпечення параметрів якості порожнистих валів газотурбінних двигунів (ГТД), що враховує особливості формування параметрів поверхневого шару у взаємозв'язку з послідовністю операцій і режимами технологічної обробки та забезпечує підвищення їх опору втомленості. Експериментально встановлено ступінь впливу операцій технологічної обробки (точіння, шліфування, полірувально-зміцнювальної обробки) у вигляді емпіричних залежностей на параметри якості валів ГТД. Розроблено математичну модель та одержано аналітичні залежності для визначення основних параметрів технологічного процесу одночасної обробки вільним образивом у псевдорозрідженому стані з застосуванням повітряних струменів зовнішніх і внутрішніх поверхонь порожнистих тонкостінних валів ГТД у взаємозв'язку з параметрами якості поверхневого шару їх стінок. З урахуванням технологічної спадковості встановлено раціональне поєднання режимів і технологічних операцій комплексного технологічного процесу виготовлення даних валів. Розроблено математичну модель процесу алмазного вигладжування. Запропоновано методики розрахунку параметрів технологічного процесу вигладжування та оцінки механічного стану поверхневого деформованого шару тонкостінних валів. Теоретично виявлено та експериментально обгрунтовано механізм впливу технологічних параметрів, що визначають глибину зміцнення та величину залишкових напруг, на особливості зародження тріщин від втомленості та витривалість валів ГТД.

  Скачати повний текст

Розроблено технології нанесення захисних покриттів на технологічне оснащення з наступною фінішною обробкою. На підставі визначеного характеристичного критерію процесу проведено розрахунок енергетичних і кінематичних параметрів детонаційного нанесення покриттів на технологічне оснащення для нового енергоносія пропан-бутану. Запропоновано методику побудови технологічного процесу з вибору раціональних режимів напилення. З метою поліпшення споживчих властивостей визначено конкурентоспроможність застосовуваного обладнання й розроблених технологій. Наведено практичні рекомендації щодо вибору матеріалів для нанесення покриттів на деталі авіаційних та автомобільних двигунів.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив конструкційних та експлуатаційних чинників на кінетику розвитку тріщин у конструкційних сплавах, які застосовуються для виготовлення дисків авіаційних газотурбінних двигунів (АГТД). Відзначено, що витримки 300 та 3600 с за максимального навантаження в трапецеїдальному циклі навантажування викликають підвищення швидкості росту тріщин у сплаві ЕП962 в десятки разів, а в сплаві ЕП 742 в декілька раз за температури 973 К. Доведено, що за наявності на діаграмі росту тріщин повзучості першої ділянки, на якій швидкість росту тріщин зменшується, прогнозування кінетики розвитку тріщин у разі трапецеїдальної форми циклу можна здійснювати за допомогою лінійної гіпотези підсумовування швидкостей росту втомних тріщин і тріщин повзучості, з урахуванням даних про початкову ділянку діаграми росту тріщин повзучості. Запропоновано два емпіричні підходи до визначення середньої швидкості на першій ділянці кривої росту тріщин повзучості.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз впливу механічних ушкоджень лопаток компресора газотурбінного двигуна (ГТД) на їх руйнування у процесі експлуатації. Показано, що вхідні та вихідні кромки найбільше зазнають механічних пошкоджень, які стають осередком розвитку тріщин від утоми, що призводить до руйнування деталей і двигуна в цілому. Встановлено, що несприятливий вплив технології виготовлення лопаток компресора на їх параметри якості виявляється в недостатньому рівні значень границь витривалості, тривалої міцності, механічних характеристик і в їх значній нестабільності. Запропоновано формоутворення кромок пера лопаток компресора виконувати механізованим методом, а зміцнення, особливо робочих лопаток компресора високого тиску (КВТ), низькотемпературним окисленням. Розроблено математичні моделі кромки пера лопатки і процеса її механізованого формоутворення, отримано аналітичні залежності, що зв'язують погрішність обробки з погрішностями формотвірних переміщень і зміною геометричних параметрів оброблюваних поверхонь по висоті пера, що є основою для створення технологічного устаткування. Представлено результати експериментальних досліджень впливу технологічної спадковості окремих технологічних операцій і в цілому усієї структури технологічного процесу виготовлення лопаток КВТ на їх експлуатаційній властивості. Створено спеціальне технологічне обладнання для округлення вхідних та вихідних кромок пера лопаток компресора, а також технологічні засоби для реалізації розробленої технології у серійному виробництві авіадвигунів.

  Скачати повний текст

Розкрито питання підвищення експлуатаційних властивостей, насамперед, характеристик втомлення титанових сплавів, які використовуються в авіадвигунобудуванні. Проаналізовано методи зміцнення титанових сплавів, які застосовуються у серійному виробництві. Розглянуто основні аспекти застосування методу високоенергетичної електроімпульсної обробки (ВЕІО), надано відомості щодо конструкції установки ВЕІО та технології зміцнення матеріалів. Обгрунтовано статистичну методику прискорених випробувань матеріалів на втомлення. На базі даної методики проведено дослідження, які дозволили розробити комплексну методику підвищення характеристик втомленості титанових сплавів і надати технологічні рекомендації щодо застосування технології ВЕІО. Розроблено технологічні процеси зміцнення лопаток компресора авіаційного двигуна, вироблених з титанових сплавів ВТ3-1, ВТ8 та ОТ-4.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод прогнозування критичних станів основних елементів конструкцій газотурбінних двигунів (ГТД) і енергоустановок у випадку розвитку в них тріщин, здатних привести до руйнування деталей і сприяють виникненню або збільшенню аварійних ситуацій. Обгрунтовано застосування силового критерію за умовами ініціювання тріщин як критерію руйнування, прийнятного для розв'язання подібних задач в інженерній практиці. Для визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень у поле нерівномірних навантажень розроблено метод підбору еквівалентної задачі, яка має відомі рішення, а також одержано ряд рішень методом скінчених елементів. На прикладах аналізу тріщин у корпусі реактора ядерної енергоустановки, у дисках компресорів і турбін авіаційних ГТД, у валі гвинта встановлено збіг розрахункових результатів і реальних критичних розмірів тріщин. Доведено, що за умов збільшення в матеріалі проявів крихкості, не найглибша тріщина може стати критичною.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз технологічних методів, які дозволяють підвищити життєвий цикл деталей та вузлів авіаційних двигунів. Проаналізовано вплив різних технологій на якість, фізико-механічні та геометричні характеристики поверхневого шару їх деталей. Здійснено теоретичні дослідження механізму формування даного шару деталей під дією магнітно-абразивного інструмента. Проведено моделювання та розрахунок пружнопластичного деформування в процесі магнітно-абразивного полірування, визначено енергосилові параметри процесу. Експериментально досліджено процес магнітно-абразивної обробки деталей з нанесеними покриттями та без них. На базі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологію фінішної обробки деталей авіаційних двигунів. Наведено рекомендації щодо розробки технологічних процесів виготовлення лопаток даних двигунів з титанових сплавів із використанням фінішної магнітно-абразивної обробки.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу впливу відхилень виробляючих поверхонь зуборізного інструмента на точність обробки зубчастого вінця деталі запропоновано єдиний підхід до розв'язання задач технологічної підготовки виробництва (ТПВ) деталей газотурбінного двигуна (ГТД) з зубчастими вінцями, який базується на комп'ютерному моделюванні зубчастих вінців, зуборізного інструменту та процесів обробки. Для комп'ютерного моделювання зуборізного інструмента розроблено математичні моделі черв'ячних фрез і зуборізних довбяків для обробки евольвентних і неевольвентних зубчастих вінців деталей ГТД. Розроблено й експериментально апробовано нові методики аналізу точності черв'ячних фрез і зуборізних довбяків, методики чисельної оцінки впливу погрішностей інструменту на точність зубчастого вінця деталі на стадії проектування інструменту. Запропоновано методики контролю точності виробляючих поверхонь обкатного зуборізного інструменту, неевольвентних зубчастих вінців деталей і елементів, що модифікують евольвентний профіль зуба деталі, на універсальних координатно-вимірювальних машинах за електронним еталоном. На підставі результатів експериментальних досліджень точності обробки та якості поверхневого шару у разі електроерозійної обробки інструментальних сталей розроблено, експериментально апробовано та впроваджено до виробництва новий технологічний процес прискореного виготовлення високоточних зуборізних довбяків зі сталі Р18 та Р6М5К5-МП. На базі проведених досліджень і створених математичних моделей розроблено та впроваджено до виробництва комплексну автоматизовану систему "Зубообробка".

  Скачати повний текст

Розроблено комплексний метод розрахунку тяги сопла турбореактивного двигуна за форсованого режиму роботи двигуна з використанням числового розрахунку тривимірних полів двофазного потоку та напівемпіричної теорії турбулентного горіння з урахуванням нерівномірності розподілу кисню, пари палива та інтенсивності турбулентних пульсацій у поточній частині форсажно-вихідних пристроїв (ФВП) у разі розрахунку турбулентного горіння. Обгрунтовано показники ефективності ФВП, що стосуються його робочого процесу, на підставі масових характеристик. Розрахунковим шляхом показано, що тягоозброєність літального апарата типу МіГ-29 має пологий максимум за певного сполучення показників ефективності робочого процесу та масових характеристик, а результати розрахунку узгоджуються з параметрами серійного двигуна РД-33-2С. За результатами розрахунків запропонованно зміни геометричних параметрів та параметрів розпилу палива, які забезпечують підвищення ефективності робочого процесу ФВП двигуна АІ-222Ф.

  Скачати повний текст

Розглянуто актуальні проблеми визначення технічного стану (ТС) лопаток газотурбінних двигунів (ГТД) у процесі функціонування двигуна та діагностування в них тріщиноподібних пошкоджень на основі розвитку теоретичних засад віброакустичних методів діагностування, застосування ефективних методів обробки діагностичної інформації та сучасних інформаційних технологій для розпізнавання ТС. Розроблено динамічну модель ГТД як об'єкта віброакустичної діагностики тріщиноподібних пошкоджень лопаток на стаціонарних та нестаціонарних режимах, встановлено закономірності впливу пошкодження на параметри та характеристики вільних і вимушених стаціонарних та нестаціонарних коливань моделей лопатки, а також вплив пошкодження на кореляційні та спектральні характеристики коливань лопатки за умов нестаціонарного вузькосмугового вібраційного збурення. Для обробки діагностичної інформації обгрунтовано застосування методів багатовимірного спектрального аналізу, частотно-часових перетворень, вейвлет-перетворення та безрозмірних амплітудних характеристик віброакустичного сигналу. Розглянуто діагностичні ознаки тріщиноподібного пошкодження, методичні засади використання нейронних мереж для розпізнавання ТС лопаток на стаціонарному та нестаціонарних режимах за кількісними ознаками та ознаками у вигляді контурних зображень. Розроблено методику віброакустичного діагностування тріщиноподібних пошкоджень лопаток на стаціонарних та нестаціонарних режимах експлуатації ГТД.

  Скачати повний текст