Изучен процесс формирования моделей углового движения коромысла с винтовыми электроприводами. Цель работы - разработка подхода к формированию простейших моделей углового движения коромысла с винтовыми электроприводами как объекта автоматического управления. Сформирована физическая модель коромысла с винтовыми электроприводами. Разработана с помощью лагранжевого формализма нелинейное математическое описание процесса углового движения коромысла с винтовыми электроприводами. Получено линеаризованное математическое описание объекта автоматического управления в пространстве состояний в случае использования одного датчика (углового положения) и двух датчиков (углового положения и угловой скорости коромысла). Получено описание объекта автоматического управления в частотной области с помощью преобразований Лапласа. Сформированы графические модели объекта автоматического управления посредством структурных схем во временной и частотной областях. Проанализированы функциональные свойства объекта автоматического управления: устойчивость, управляемость, наблюдаемость, структурную и сигнальную диагностируемость в случае использования одного датчика (углового положения) и двух датчиков (углового положения и угловой скорости коромысла). Сформированы условия использования математических описаний как математических моделей объекта автоматического управления. Использован метод Лагранжа, аналитической линеаризации, пространства состояний, преобразования Лапласа, критерии Ляпунова, Калмана, диагностируемости. Сформирован подход к получению простейших моделей углового движения коромысла с винтовыми электроприводами как объекта автоматического управления для решения конкретных задач анализа и синтеза. Выводы: научная новизна заключается в формировании подхода к формированию простейших управленческих моделей углового движения коромысла с винтовыми электроприводами, отличающегося от известных полнотой учета действующих сил и моментов.

Анализ основных направлений развития военно-транспортных самолетов (ВТС) показал, что применительно к легким ВТС выявлена тенденция увеличения их грузоподъемности в узком коридоре дальностей действия. Требуемое увеличение грузоподъемности неизбежно влечет за собой увеличение стартовых масс модификаций, что приводит к ухудшению взлетно-посадочных характеристик, выступает серьезным ограничением, в особенности для легких ВТС, по условиям их базирования. Решение таких проблемных задач может быть осуществлено путем глубоких модификационных изменений в системе несущих поверхностей модификации, да и в ее силовой установке, научные основы согласования которых базируются на трех принципах: непрерывного роста производительности модификаций; геометрической перекомпоновке крыла с учетом его коэффициента эллиптичности; согласования параметров силовой установки с увеличенной грузоподъемностью модификации и с измененной геометрией ее крыла. Разработка таких моделей осуществлена на основе использования уравнения весового баланса с учетом того, что составляющие стартовой массы не являются статистически детерминированными, а есть функции целевых параметров, таких как величина грузоподъемности, дальность действия, скоростные характеристики, параметры маршевых двигателей и т. п. С учетом ограничений на взлетную массу, на грузоподъемность, на длину разбега и т. п. получены модели оценки характеристик "груз - дальность" легких ВТС, а также на величину разбега при одном отказавшем двигателе. Оценка работоспособности полученных моделей апробирована на модификациях отечественных самолетов Ан-26, Ан-32 и Ан-32Б путем оценки их характеристики "груз - дальность" при замене их маршевых двигателей с увеличенной мощностью. Анализ этих зависимостей показал, что процесс согласования параметров крыла и изменений в силовой установке приводит (при одинаковости внешних контуров) к существенному росту грузоподъемности, а значит, и рейсовой производительности. Анализ сравнительной оценки параметров базового варианта Ан-26 с его модификациями Ан-32 и Ан-32Б также выявил, что модели согласования, полученные в работе, позволяют уже на этапе предварительного проектирования более производительных модификаций сформировать их основные параметры, соответствующие требованиям заказчика.

Предмет дослідження - процес структуроутворення та поліпшення механічних властивостей жароміцних сплавів, отриманих методом 3D-принтингу. Мета роботи - контроль рівня механічних властивостей жароміцних сплавів, отриманих методом 3D-принтингу, для виготовлення деталей авіаційних газотурбінних двигунів. Завдання роботи - експериментальне визначення механічних властивостей жароміцного нікелевого сплаву IN718, отриманого методом селективного лазерного спікання порошків LPW та Sino Euro як в горизонтальному напрямку XY, так і в вертикальному напрямку Z; проведення порівняльного аналізу механічних властивостей сплавів IN718 та ЭП718-ВД(ИД) (ХН45МВТЮБР) згідно норм ASM 5662M та ТУ 14-1-3905-85; проведення дослідження структури зразків сплаву IN718 до та після термообробки. При узагальненні та аналізі науково-технічної літератури з напрямку дослідження механічних властивостей та формування структури жароміцних нікелевих сплавів, отриманих методом селекційного лазерного спікання використовувався комплексний підхід; виконано обробку та аналіз експериментальних даних визначення механічних властивостей сплаву IN718 в трьохвимірному напрямку (горизонтальному напрямку XY та вертикальному напрямку Z); проведено металографічні дослідження зразків сплаву IN718, виготовлених методом 3D-принтингу, до та після термообробки. Отримані результати - порівнянням механічних властивостей жароміцного сплаву IN718, отриманого методом 3D-принтингу з порошків LPW та Sino Euro, з нормативними характеристиками ASM 5662M (для сплаву IN718) та ТУ 14-1-3905-85 (для сплаву ЭП718-ВД) встановлено, що для вертикальних зразків (вирощених в напрямку Z) характерне деяке зниження характеристик міцності та підвищення пластичних характеристик в порівнянні з значеннями горизонтальних зразків (вирощених в напрямку XY), при чому за показником ударної в'язкості сплав IN718 перевершує норми в дослідженому діапазоні температур в 3,75 разів. Встановлено залежність характеристик структури та механічних властивостей сплаву IN718 від напрямку зростання деталі та показано, що після термообробки можливо отримати щільну, однорідну мікроструктуру, що характеризується дрібнозернистим будовою з наявністю макрозерен, які витягнуті в напрямку зростання зразка.

Перевагами титанових сплавів (ТС) є висока питома міцність, хороша корозійна стійкість, висока жаростійкість, низька щільність, і використовуються в якості конструкційного матеріалу для виготовлення деталей аерокосмічної техніки, таких як лопатки компресора, патронний приймач, гондола двигуна, теплова перегородка і так далі. В даний час в аерокосмічній промисловості використовується близько трьох чвертей титану і ТС в світі. У процентному співвідношенні кількість деталей з ТС в літаках A350 становить 14 %, F18 - 15 %, B787 - 15 %, Су-57 - 18 %, J-20 - 20 %, винищувачі FC-31 - 25 %, F35 - 27 %, F22 - до 41 % і т. д., а даний метал має репутацію "літаючого металу". Однак його низька зносостійкість обмежує широке застосування ТС. Ще одним недоліком деталей з ТС є їх висока собівартість виробництва. Тому вивчення і розвиток технологій захисту і поліпшення авіаційних ТС має велике значення. В даний час використано металургійний спосіб підвищення зносостійкості за рахунок застосування легуючих добавок, а також технологій нанесення покриттів. Існує багато технологій нанесення покриттів, наприклад, високошвидкісне газо-полуменеве напилювання (HVOF), наплавка, детонаційне, плазмове напилювання та інші. Розглянуто перспективну технологію холодного газодинамічного напилювання для ремонту і відновлювання деталей з титанових сплавів. Перевагами технології в порівнянні з іншими методами нанесення покриттів є низька температура процесу, відсутність окислення і структурно-фазових перетворень в матеріалах покриття і підкладки, відносно низька собівартість отримання покриттів. Покриття мають високу міцність зчеплення з підкладкою, мікротвердість і низьку пористість. Розглянуто області застосування авіаційних титанових сплавів, наведено приклади деталей з даних сплавів, проаналізовано дефекти і причини їх виникнення. Виконано аналіз останніх робіт в області поверхневого ремонту деталей з титанових сплавів за допомогою технології холодного напилювання, проаналізовано технологічні параметри процесу формування покриттів, в тому числі розмір часток напилюваного порошку, морфологія, швидкість і температура частинок в процесі напилювання, вплив попереднього нагріву підкладки на адгезію міцність системи покриття/підкладка та інше.

Приведено результати досліджень параметрів залишкової пористості поверхневого шару зразків із сплаву Ti - 45Al-3Nb - Y2O3 (OX45 - 3ODS) на основі алюмінідів титану, отриманих селективним лазерним спіканням, з точки зору впливу на параметри залишкової пористості алмазного вигладжування з різними режимами і умовами. На підставі результатів дисперсійного аналізу виконано оцінку впливу режимів алмазного вигладжування і ефектів їх парної взаємодії на параметри пористості поверхневого шару. Встановлено закономірності зміни параметрів порового простору поверхневого шару зразків (площі, периметра, ексцентриситету і фрактальної розмірності меж пір) від подачі, зусилля на вигладжувач і його радіусу. Визначено, що для результативного застосування встановлених режимів необхідно враховувати початкову пористість, яка має випадковий розподіл по площині поверхні досліджуваних зразків. Виконано кореляційний аналіз та за допомогою діаграми Парето визначено величину впливу режимів алмазного вигладжування на залишкову пористість. Виконано оцінку адекватності та однорідності математичної моделі на основі критеріїв Фішера та Кохрена. Визначено критерії оптимізації режимів вигладжування і обмеження режимних параметрів. Виконано оптимізацію режимів вигладжування методом крутого сходження. Встановлено оптимальні режимні параметри обробки, з точки зору досягнення мінімальної залишкової пористості в поверхневому шарі. Визначено технологічні обмеження при використанні алмазного вигладжування для зміцнення малопластичних некомпактних матеріалів. Показано перспективи подальших досліджень, необхідних для практичного застосування технології вигладжування матеріалів на основі алюмінідів титану.

Технологія холодного газодинамічного напилювання - це метод нанесення металевих покриттів шляхом високошвидкісної взаємодії частинок порошку (сплави міді, титану, алюмінію, нікелю, магнію, металокерамічні суміші та інші) з підкладкою. Отримані покриття мають механічні властивості близькі до властивостей металів, з яких отримані порошки для напилювання. Серед них міцність на розрив, втомна міцність, стійкість до корозії, коефіцієнт температурного розширення та інші фізико-механічні характеристики. Технологія холодного газодинамічного напилювання дозволяє отримувати антикорозійні, зносостійкі, теплопровідні та інші функціональні покриття. Перспективним напрямком технології газодинамічного напилювання є отримання покриттів на деталях, отриманих з використанням адитивних технологій виробництва, наприклад селективного лазерного плавління. Крім того, холодне газодинамічне напилювання може бути не тільки використано для ремонту будь-яких поверхневих дефектів виробництва або експлуатації таких деталей, але й безпосередньо нарощування певних ділянок і поверхонь. Виконано аналіз робіт в області ремонту й захисту деталей з мідних, титанових, алюмінієвих, нікелевих і магнієвих сплавів, сталей та інших металів з корозійними пошкодженнями, зносом та іншими дефектами з використанням технології холодного газодинамічного напилювання. Запропоновано застосування технології холодного газодинамічного напилювання покриттів на деталі, отримані адитивним виробництвом - селективним лазерним плавлінням. Проаналізовано матеріали, які можуть бути використані для напилювання та виробництва деталей авіаційної техніки селективним лазерним плавлінням. Виділено основні технологічні параметри процесу холодного газодинамічного напилювання, зокрема, температура і швидкість частинок, розмір і форма частинок напилюваного порошку, що впливають на фізико-механічні характеристики покриттів, такі як адгезійна міцність, мікротвердість, пористість, корозійна- й зносостійкість та інші, а також впливають на коефіцієнт використання порошку.