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

Побудовано ефективну різницеву схему Біма - Уормінга підвищеного порядку точності для числового інтегрування системи осереднених рівнянь Нав'є - Стокса, яка замкнена за допомогою однопараметричної моделі турбулентності. Запропоновано спосіб раціонального вибору числа вузлів розрахункової сітки, застосування якого дозволяє зменшити обчислювальні витрати під час розв'язання задач аеродинамічної оптимізації геометричних параметрів решіток профілів з розрахунком цільової функції на основі числового моделювання турбулентних газових потоків. Виявлено основні закономірності впливу розподілу швидкості, що задається вздовж обводу профілю решітки, і кута повороту потоку у решітці на форму шуканого профілю.

  Скачати повний текст

Досліджено питання структуризації, моделювання та оптимізації фізичних процесів у складних технічних системах (на прикладі вінців турбомашин). Розглянуто системну математичну модель і узагальнено алгоритм розв'язання задач аналізу й оптимізації фізичних процесів у міжлопаткових каналах вінців турбомашин. Розроблено часткові математичні моделі, методики аналізу та розрахунку пристінних течій, методику морфологічного синтезу тривимірного раціонального профілювання вінців турбомашин на основі комплексного використання засобів управління відривом течії в них. Наведено технологію та САЕ - систему для її інформаційної підтримки синтезу тривимірного раціонального профілювання вінців осьових компресорів.

  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

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 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

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

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

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

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

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

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

Зазначено, що критична температура визначається переходом від залишкових напружень, що стискають, до залишкових, що розтягують, зокрема: за напилювання покриття товщиною 0,100 мм з порошку ВК-25 (діаметр часток дорювнює 20 - 40 мкм) на підкладку з титанового сплаву ВТ8 за режиму, що характеризується параметрами: відстанню напилювання, що дорівнює 170 мм, скорострільністю - 3 ГцБ співвідношенням ацетилен/кисень - 0,67, витратами ацетилену - 0,31 л/цикл (швидкість часток - 5210 м/с), величиною критичної температури поверхневого шару - 19124 К. Уточнено математичну модель, що враховує внесок кінетичної енергії часток у процес формування залишкових напружень у системі покриття - підкладка за детонаційно-газового напилювання. Виявлено взаємозв'язок між енергетичними параметрами напилювання та величиною і розподілом залишкових напружень. Запропоновано метод нанесення комбінованого покриття для компресорних лопаток перших ступенів, що дає змогу здійснити напилювання вхідної крайки карбідом вольфраму за детонаційно-газовим методом та нанесення покриття з нітриду титана на спинку та корито лопатки з використанням методу конденсації, що забезпечує збільшення ерозійної стійкості виробу до 60 %. Розроблено єдиний вимірювальний комплекс, що дає змогу здійснити оперативний контроль процесу напилювання за параметрами: швидкість і температура часток.

  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

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

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

  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

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

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