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

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

  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

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

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

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

  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

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

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

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

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

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

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

Розроблено промислові технологічні процеси відновлення високонавантажених лопаток з двофазних титанових і жароміцних нікелевих сплавів газоповітряного тракту газотурбінних авіадвигунів для продовження ресурсу їх роботи. Проаналізовано основні причини виходу з ладу деталей газотурбінних двигунів (ГТД). Відзначено, що під час роботи двигуна на лопатки діють динамічні силові і температурні навантаження та корозійне середовище газового потоку, розподіл термосилових навантажень нерівномірний по тілу лопатки і має градієнтний характер. Проведено класифікацію експлуатаційних пошкоджень лопаток, зокрема, за видами зношування, конструктивними ознаками, зонами виникнення, причинами виходу з ладу - для визначення їх ремонтопридатності та умов ремонту. Досліджено вплив режимів електронно-променевого (ЕПЗ) і аргонодугового зварювання (АДЗ), складу присадного матеріалу, режимів термічної обробки на структуру, механічні властивості, величину втомної міцності, зварних з'єднань та зварюваність титанового сплаву ВТЗ-1, жароміцного сплаву ЖС6У-ВИ для виготовлення лопаток авіадвигунів. Доведено, що стандартні прийоми і параметри ЕПЗ і АДЗ, знижують експлуатаційні властивості з'єднань по критеріях міцності, для ЖС6У-ВИ по критерію стійкості проти тріщиноутворення. Визначено величини погонної енергії, за яких забезпечуються оптимальні властивості зварних з'єднань. Проведено дослідження розподілу полів напружень в обсязі лопатки вентилятора ГТД-36 зі сплаву ВТЗ-1. Розроблено методику визначення зон ремонту зварюванням і запропоновано градієнтно-міцнісну модель вибору параметрів технологій, матеріалів і методів обробки зварних з'єднань на основі порівняння робочих напружень з міцністю ремонтних зварних з'єднань. Викладено узагальнюючий критерій зварюваності конструкційних матеріалів. Проаналізовано особливості розширення отриманих розрахункових зон ремонту для лопатки вентилятора зі сплаву ВТЗ-1 у порівнянні з припустимими зонами ремонту, встановленими відповідно до діючої нормативної документації. Вивчено вплив технологічних режимів обробки для лопаток зі сплаву ЖС6У-ВИ на стійкість проти утворення тріщин. Висвітлено особливості ремонту з застосуванням паяння у випадку неефективності ремонту лопаток методами зварювання. Визначено дефекти експлуатації за типом і місцем розташування, що можуть бути виправлені методом пайки. Розглянуто питання застосування стандартизованих в авіаційній промисловості припоїв, принципи одержання капілярних зазорів для щільних та міцних ремонтних паяних з'єднань.

  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

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

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