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

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

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

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

Проведено удосконалення розробленого раніше методу перевірочного розрахунку вісьосиметричних до-, транс- і надзвукових течій в компресорних ступенях. Здійснено верифікацію відповідного комплексу програм, показано задовільне узгодження з результатами експериментальних досліджень і розрахунком просторової течії. Спроектовано вінці лопаток високонапірних робочих коліс, призначених для різних модифікацій сучасного авіаційного газотурбінного двигуна (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

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

Розглянуто основні технологічні фактори, що впливають на довговічність деталей повітряного тракту газотурбінних двигунів (ГТД). Охарактеризовано основні види руйнувань та методи підвищення опору утомленості елементів конструкції авіаційних ГТД. Розроблено математичну модель, що дозволяє здійснювати оцінку впливу рівня залишкових напружень у поверхневому шарі виробу на величину міцності від утомленості. Для лопатки заданої геометрії з титанового сплаву ВТ3-1, що має напруження порядку, що розтягують, 40 МПа в поверхневому шарі з глибиною залягання до 30 мкм виявлено зниження величини міцності від утомленості до 15 %. Запропоновано методику визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень для поверхневих тріщин у неоднорідному полі номінальних напружень. Показано можливості застосування нової методики для визначення швидкості росту та режимів ТМО, що дозволяє скоротити до 30 % час переходу на нові технології обробки й об'єкти виробництва. З'ясовано, що характеристики циклічної тріщиностійкості сплаву типу ВТ5-1 не залежать від ступеня попереднього пластичного деформування, а також виявлено явище різкого зниження межі витривалості сплаву в області малих пластичних деформацій. Результати наукового дослідження застосовано в процесі оптимізації режимів обробки деталей компресора авіадвигунів на ВАТ "Мотор Січ", м.Запоріжжя. З'ясовано, що економічний ефект від впровадження інновацій становить 230 тис. грн на рік.

  Скачати повний текст

Розроблено й апробовано методи визначення потужності турбовальних двигунів за вимірюваними параметрами з використанням спостерігачів на основі математичної моделі двигунів. Показано, що ефективним шляхом підвищення якості управління турбовальним двигуном і, відповідно, його ресурсу є застосування в контурі керування спостерігача крутного моменту (потужності) на валу вільної турбіни двигуна. Запропоновано комплексне розв'язання проблеми оцінювання (спостереження) крутного моменту за вимірюваними газодинамічними параметрами на усталених і перехідних режимах на основі спостерігача з використанням квазілінійної динамічної багаторежимної моделі дводвигунової вертолітної силової установки. Запропоновано методику формування вимог до вихідних даних під час синтезу спостерігача крутного моменту на піставі структурного аналізу похибки спостерігача з урахуванням впливу відмінностей двигуна та його вузлів від типового зразка.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення достовірності класифікації вібраційного стану (ВС) газотурбінного двигуна (ГТД) на основі використання інтелектуальних технологій. Запропоновано використовувати поетапний підхід: на першому етапі класифікувати ВС ГТД на основі сформованих діагностичних ознак, на другому - автоматично змінювати режим роботи ГТД. Описано структуру системи автоматичного діагностування та керування режимами роботи ГТД, що допомагає автоматично змінювати режим функціонування двигуна, для зменшення негативного впливу вібрації на окремі вузли і скорочує експлуатаційні витрати. Розроблено ефективний алгоритм структурного та параметричного синтезу інтелектуальної системи автоматичного діагностування (ІСАД), яка містить радіально-базисну нейронну мережу з нечітким виведенням класифікації та прогнозуванням ВС ГТД. Викладено методику побудови "бази класів" ІСАД на основі діагностичних ознак та класу ВС ГТД, що допомагає використовувати експертні оцінки ВС ГТД, а також визначити дані ознаки з урахуванням зміни вібраційних характеристик типового двигуна, що підвищує точність класифікації ВС механічної частини ГТД.

  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

Запропоновано методику та критеріальні умови визначення та забезпечення прояву адсорбційно-пластифікуючого ефекту (АПЕ) в зоні обробки. Показано, що кінематичні параметри відомих способів глибинного шліфування не забезпечують умов прояву АПЕ. Надано спосіб плоского глибинного шліфування за допомогою планетарно-шліфувальної головки (ПШГ), кінематичні параметри якої забезпечують умови прояву АПЕ. Знайдено точну часову залежність температури в зоні контакту. Експериментально встановлено, що використання раціональних кінематичних параметрів обробки за допомогою ПШГ сприяє зниженню енергетичних і силових параметрів в 1,5-З раза, збільшенню продуктивності в 1,5 - 2,5 раза, зниженню температури обробленої поверхні до 50 - 60-ти градусів, зміцненню поверхні та покращанню фізико-механічних показників утворених поверхонь за глибиною збільшенню стійкості та зносостійкості абразивного інструмента не менш, ніж у 2 - 5 разів.

  Скачати повний текст

Розроблено концепцію розділу зон потоку у кожному режимі роботи ступеня турбіни та критерії належності елемента потоку до вибраної зони течії. На базі цієї концепції вдосконалено алгоритм розрахунку режимів першого ступеня у порівнянні з інтегральними рівняннями для загального випадку течії суцільного середовища у тангенціальній турбіні, що використовувались раніше. Проведено класифікацію режимів роботи першого ступеня турбіни, яка забезпечує обгрунтований вибір режимів роботи турбіни у цілому. Запропоновано методику проведення прямих і непрямих експериментальних досліджень тангенціальної турбіни, що забезпечує обробку експериментальних даних цієї турбіни з роздільними лопатками до нерозрахункових режимів роботи.

  Скачати повний текст

Проаналізовано й адаптовано математичні методи розрахунку течій всередині циліндричних каналів з центральним тілом і без нього, а також за впливу електромагнітних сил і без них. Доведено наявність впливу радіальної нерівномірності на ефективність вхідного пристрою двигуна з повітряним гвинтом (гвинтовентилятором). Розроблено методи часткової іонізації за нормальних атмосферних умов, достатньої для електромагнітного й електростатичного керування течією в циліндричному каналі з наявністю центрального тіла або без нього. Наведено рекомендації щодо підвищення ефективності вхідного пристрою шляхом електромагнітного (електростатичного) керування течією. Показано, що запропонований метод дозволяє знизити величину радіальної нерівномірності до прийнятної величини 17 - 18 %, що не впливає суттєво на газодинамічну стійкість компресора.

  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

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

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

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

  Скачати повний текст