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

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

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

Розроблено й апробовано за виробничих умов нові методи стабілізації якості формування внутрішньої порожнини охолоджуваних лопаток газотурбінних двигунів (ГТД) з урахуванням сучасних технологічних вимог. На підставі результатів аналітичних та експериментальних досліджень встановлено причини утворення дефектів у вигляді "тріщин напруги" та запропоновано методи їх усунення. Розроблено математичну модель "склад - властивість" керамічного стрижня. Проведено експериментальні дослідження щодо визначення впливу складу стрижневої маси на фізико-механічні характеристики стрижня. Створено його віртуальні моделі та прес-форми для пресування з урахуванням чинника усадки матеріалу виробу після випалу. Запропоновано ефективний спосіб видалення стрижня. Розроблено нормативно-технічну документацію та обладнання для впровадження нових технологічних процесів у виробництво.

  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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 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

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

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

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

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