На основании рассмотренных ограничений на методику обработки экспериментов при измерениях параметров теплового воздействия высокотемпературных плазменных и газовых струй с помощью датчиков тепловых потоков и с учетом их стойкости к тепловому воздействию предложены рекомендации к выбору габаритных размеров датчиков для плазменных и газовых потоков различной интенсивности.

Описана методика газодинамического проектирования катодных узлов с полым термокатодом. В качестве целевой функции проектирования предложено использовать минимизацию расхода защитного газа при условии обеспечения докритического парциального давления активных газов. На основании численных экспериментов определены зоны допустимых режимов для аксиального и комбинированного способа подачи защитного газа. Критерием обеспечения возможных режимов подачи принято отсутствие циркуляционных течений в полости катодного узла. Показано, что повышение частоты вращения потока приводит к более раннему образованию циркуляционных потоков, что ухудшает защиту термокатода.

Рассмотрены модель и результаты расчета полей температур и температурных напряжений в зоне катодного неподвижного и перемещающегося пятна. Рассчитаны коэффициенты эрозии.

Рассмотрена теплофизическая модель эрозионных процессов в электродных пятнах с учетом конечной скорости распространения тепла.

Індекс рубрикатора НБУВ: З851-041.1

Рубрики:

Електровакуумні прилади

Шифр НБУВ: Ж70455 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З85-03

Рубрики:

Електроніка

Шифр НБУВ: Ж69605 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж624

Рубрики:

Плазмова обробка

Шифр НБУВ: Ж24432 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния термоимпульсной обработки на шероховатость поверхностей деталей соединений трубопроводов ЛА. В зависимости от режимов уменьшение их шероховатости составило от 16 до 50 %. На основе известных моделей показано, что с учетом экспериментальных данных увеличение показателя герметичности для трубопроводной арматуры после термоимпульсной обработки составит не менее 1,8295 раза.

Проанализированы современные методы моделирования физических процессов в плазмотронах. На примерах тестовых задач определена область применения каждого из подходов при проектировании газодинамической защиты катодных узлов. Показано, что для рабочих режимов оборудования значения парциального давления кислородсодержащих газов могут быть рассчитаны только в рамках магнитогазодинамического подхода.

Исследован вопрос запуска сильноточного генератора плазмы, работающего при атмосферном давлении. На основании анализа обоснован выбор метода инициирования дуги высокочастотным напряжением. Предложен способ повышения надежности запуска плазменных устройств при использовании в цепях запуска импульсных повышающих трансформаторов. Приведены осциллограммы работы разработанного осциллятора, обеспечивающего надежное возбуждение дугового разряда в сильноточном генераторе плазмы.

Рассмотрены математические модели расчёта основных газодинамических характеристик вязкого течения инертного газа в канале плазмотрона с термоэмиссионным катодом. Проанализировано влияние массового расхода, коэффициента вязкости и температуры газа на газодинамические характеристики потока, существенно определяющие степень отравления катода атмосферным воздухом.

Рассмотрены недостатки современных систем смесеобразования в камерах импульсных машин. Предложена математическая модель процесса наполнения камер сгорания компонентами топливной смеси. На основе моделирования показано, что применяемые способы наполнения не обеспечивают равномерного состава смеси внутри камеры перед зажиганием. Сформулированы задачи совершенствования систем смесеобразования импульсного оборудования.

Рассмотрены проблемы предварительной очистки поверхности технологическим генератором плазмы для улучшения качества покрытий деталей газотурбинных установок, которые широко используются в авиационной и наземной технике.

Отмечено, что проблемы совершенствования электрофизических установок, использующих электронные пучки большой интенсивности, требуют разработки и исследования нового класса высокотемпературных термоэмиссионных материалов с малой работой выхода электрона. Представлены результаты исследования термоэмиссионных свойств катодов, полученных пропиткой вольфрамовой губки сложным оксидом Ba3Sc4O9. Исследование отравляемости нагретого катода атмосферным воздухом и многократные контакты холодного катода с атмосферой позволяют рекомендовать такой катод для разборных электрофизических установок: ускорителей заряженных частиц, плазменных атмосферных генераторов (плазмотронов) и электрореактивных двигателей космических летательных аппаратов.

Предложен подход к оценке эффективности защиты термокатода в секционированном катодном узле на основании математического моделирования вихревого течения и критерия обеспечения докритического значения парциального давления активных газов. Результаты моделирования сравнены с экспериментальными данными. Показано, что выбор режима подачи защитного газа необходимо проводить с учетом характера течения газов в полости катодного узла и эмиссионных свойств материала термокатода. Для решения данной задачи предложено использовать численный эксперимент на основании разработанных математических моделей.

Проанализированы наиболее популярные модели турбулентности, использующиеся в современных коммерческих CFD пакетах, применительно к задачам моделирования течений в катодных узлах плазменного оборудования. Для обоснования выбора модели турбулентности проведено сравнение результатов моделирования с данными экспериментов по изучению закрученной пристенной струи в канале со спутным центральным потоком. Показано, что получение наиболее точных результатов для рассматриваемых параметров - компонент скоростей и интенсивности турбулентности - обеспечивается при использовании SST модели турбулентности.

Разработана математическая модель для расчета процесса горения в замкнутой цилиндрической камере постоянного объема с учетом перехода процесса сгорания топливной смеси из дефлаграционного в детонационный режим. Модель учитывает конечную, зависящую от температуры и давления, скорость химических реакций при горении, процессы теплообмена конвекцией и излучением. Показано, что начальное давление топливной смеси, а также тип горючего оказывает существенное влияние на режимы сгорания, в частности на переход горения в детонацию, что является основным фактором при выборе параметров термоимпульсной обработки.

Проведен обзор существующих методов и оборудования для финишных отделочно-зачистных операций при обработке прецизионных деталей летательных аппаратов (ЛА). На основе анализа публикаций по теме установлено, что основным направлением развития этого класса технологий будет очистка поверхностей прецизионных деталей от корпускулярных загрязнений. С учетом этого выделены методы, в наибольшей степени удовлетворяющие требованиям финишной обработки деталей прецизионных механизмов ЛА. В качестве наиболее перспективного метода обоснован выбор термоимпульсного способа финишной очистки. Определены приоритетные задачи совершенствования термоимпульсного оборудования с учетом требований современного производства, использующего интегрированные CAD/CAE-системы.

Проведен анализ тенденций развития авиационных гидравлических систем. На основе требований промышленной чистоты и герметичности сформулированы задачи финишной обработки деталей жидкостного тракта. Показано, что задача очистки внутренних полостей деталей и агрегатов жидкостного тракта гидравлической системы может быть решена за счет совместного применения методов термоимпульсной обработки детонирующими газовыми смесями и промывки. Для обработки герметизирующих поверхностей типа "металл - металл" обосновано совместное применение термоимпульсной обработки с магнитоабразивной или электрохимической обработкой. Сформулированы задачи для дальнейших исследований технологии термоимпульсной финишной обработки деталей авиационных гидравлических систем.

Приведен обзор возможных типов загрязнений, способных возникнуть на поверхности лопаток турбин в газотурбинных двигателях, а также рассмотрены существующие на данный момент методы очистки выше указанных деталей, являющихся важной составляющей авиационного двигателя. Раскрыты проблемы образования высокотемпературных загрязнений на поверхности лопаток турбин и сложности, возникающие в процессе их удаления. Рассмотрены как положительные, так и отрицательные стороны существующих методов очистки поверхности лопаток турбин в газотурбинных двигателях, проведён их анализ и даны рекомендации по дальнейшему решению поставленной проблемы.