Наведено результати виконаних в Інституті проблем міцності ім. Г. С. Писаренка НАН України експериментальних досліджень щодо оцінки впливу конструктивно-технологічних факторів на демфірувальну здатність замкових з'єднань компресорних лопаток і використання вмонтованих у бандажне з'єднання турбінних лопаток демпферів. Сформульовано деякі рекомендації щодо підвищення демпфірувальної здатності робочих лопаток сучасних газотурбінних двигунів.

За допомогою розробленої раніше тривимірної зв'язаної CFD-моделі охолоджуваної лопатки газотурбінного двигуна проаналізовано зміни тиску вздовж каналу охолоджування, як з урахуванням обертання, так і без нього. Проведено порівняння результатів, одержаних на CFD-моделі, з гідравлічним розрахунком за допомогою традиційної методики, яке показало їх задовільний збіг. На основі CFD-моделі запропоновано та проілюстровано методику одержання й уточнення наявних місцевих коефіцієнтів гідравлічного опору.

Исследовано влияние ультразвукового упрочнения шариками антивибрационных полок лопаток вентилятора с детонационным покрытием порошком КХН-15 на сопротивление фреттинг-коррозионному изнашиванию.

Предложен метод расчета температурного состояния тонкостенных оболочек, нагреваемых снаружи газом и охлаждаемых изнутри воздухом. При решении сопряженной задачи теплообмена определены температуры оболочки и воздуха, а также изменение давления в воздушном канале. Метод основан на совместном интегрировании одномерных уравнений энергии и движения охладителя и может быть использован для решения задач оптимизации систем охлаждения лопаток газовых турбин.

Проанализировано влияние геометрических параметров пера на величину частоты собственных колебаний лопаток (ВЧСКЛ) на основе эволюционного подхода. Получены регрессионная и нейросетевая модели зависимости ВЧСКЛ.

Представлен обзор новых вихревых технологий аэротермодинамики применительно к процессам теплообмена и газодинамики в современных энергетических газовых турбинах.

Розглянуто узагальнену дискретну модель лопаткового вінця робочого колеса турбомашини як характерного прикладу об'єкта дослідження, яка дозволяє враховувати можливі зв'язки лопаток і порушення симетрії вінця, обгрунтовано вибір їх параметрів. Для визначення параметрів аеродинамічного зв'язку обгрунтовано використання плоскої решітки лопаткових профілів. На основі методу збурень розроблено алгоритм визначення спектра частот та форм коливань системи, що розглядається, визначено особливості його застосування та межі придатності. Встановлено закономірності впливу аеродинамічного зв'язку підсистем на формування характеристик власних та резонансних коливань системи з поворотною симетрією та за її порушення.

Регламентовано кристалографічну орієнтацію (КГО) монокристалічних лопаток турбіни на підставі отриманих даних розрахунку їх пружно-деформованого стану з використанням залежностей анізотропії фізико-механічних властивостей матеріалу для підвищення надійності та несучої здатності лопаток. Отримано математичні залежності для прогнозування впливу кристалографічної орієнтації на механічні властивості монокристалів жароміцних сплавів ЖС6У-ВИ та ЖС26-ВИ. Отримано нові дані про механізм високотемпературної деформації монокристалів жароміцних сплавів під час тривалого статистичного навантаження. На підставі проведеного аналізу впливу КГО лопаток на величину та характер зміни напруженого стану сформульовано технологічні рекомендації щодо регламентації орієнтації монокристалічних лопаток турбіни. Обгрунтовано можливість застосування монокристалічних лопаток турбіни компресора двигуна ТВ3-117ВМА-СБМ1 зі сплаву ЖС26-ВИ з кутом відхилення від напрямку < 001 > більше, ніж 40°. З'ясовано, що залежно від конструкції найбільшу несучу здатність мають лопатки, КГО яких співпадає з кристалографічними напрямками < 001 > та < 111 >, що відповідає DELTA theta₀₀₁ = 0° та 54° для лопаток охолоджувальних і неохолоджувальних конструкцій.

Запропоновано метод розрахунку теплового стану лопаток газотурбінних двигунів (ГТД), який базується на розв'язанні задач теплообміну в спряженій постановці. Показано принципову можливість одержання критеріальних залежностей за допомогою Computational Fluid Dynamics (CFD)-моделей і обчислювального експерименту. Розроблено тривимірну CFD-модель теплового стану робочої охолоджуваної лопатки ГТД АІ-450 у двосторонній спряженій постановці. Запропоновано методику верифікації CFD-моделей теплового стану у спряженій постановці за допомогою даних теплообміну, представлених у науковій літературі. Проведено верифікацію CFD-моделей теплового стану лопатки ГТД за теплообміном у міжлопатковому каналі й каналі охолодження, а також гідравлічного опору каналу охолодження. Проаналізовано гідродинаміку в каналі охолодження та міжлопатковому каналі лопатки ГТД, досліджено поля температур і коефіцієнтів теплообміну на їх поверхнях. Розроблено методику одержання критеріальних залежностей для розрахунку теплооміну за допомогою CFD-моделей теплового стану в спряженій постановці й обчислювального експерименту. Створено CFD-модель теплового стану циліндричного каналу з інтенсифікаторами теплообміну в спряженій постановці, яка емітує канал охолодження досліджуваної лопатки, з метою ідентифікації параметрів даної моделі й CFD-моделі лопатки ГТД. Одержано нову критеріальну залежність за допомогою обчилювального експерименту.

Представлены результаты CFD-исследования теплообмена и потерь давления в охлаждающем канале вдоль входной кромки лопатки при различных конфигурациях ребер-турбулизаторов. Проанализированы структура течения в канале и распределение интенсивности теплоотдачи по контуру поперечного сечения канала.

Представлены результаты численного моделирования упругих колебаний лопаток газовой турбины при неравномерном распределении температуры и наличии охлаждающих каналов в лопатке. Приведены результаты анализа собственных частот колебаний лопатки.

Представлены результаты аналитических и численных исследований по оценке влияния аэродинамической связи лопаток на формирование спектра собственных колебаний венцов рабочих колес как сложной механической системы, обладающей конструктивной поворотной симметрией, с учетом частотной расстройки лопаток.

Представлены результаты CFD-исследования теплообмена в охлаждающем канале вдоль входной кромки лопатки при различных конфигурациях ребер-турбулизаторов. Выполнен анализ распределения интенсивности теплоотдачи по контуру поперечного сечения канала. Получено влияние конфигурации оребрения на температурное состояние лопатки в районе входной кромки.

Наведено результати CFD-дослідження теплообміну та втрат тиску в охолоджувальному каналі вздовж вхідної кромки лопатки з мікрооребренням. Розглянуто вплив різного розташування ділянок з ребрами-турбулізаторами по контуру поперечного перерізу на теплогідравлічні характеристики течії для конфігурацій оребрения з нормальними та V-подібними ребрами. Дослідження проведено за числа Рейнольдса, рівного 100 000. Виконано аналіз структури течії в каналі та розподілення інтенсивності тепловіддачі по контуру поперечного перерізу каналу від охолоджувального повітря з урахуванням характерної нерівномірності тепловіддачі з боку газу.

The three-dimensional computer model as the conjugate problem for an external gas-dynamic flow, internal flow of cooling air, and thermal state processes for a gas-turbine engine blade is described. The verification of the model by comparison of the heat transfer coefficients on the external surface of a blade middle section obtained by the model and the known engineering empirical relationships is presented as well. The model allows one to analyze the distributions of the three-dimensional temperatures, velocities, and pressures for the blade's body and the gas transport in channels with the purpose of a detailed analysis of gas-dynamic and thermal processes, the optimization of parameters of the blade and the flow regime, and the development of the available engineering methods of hydraulic and thermal calculations for blades.

Вивчено розподіл локального числа Нуссельта та його середні значення на характерних ділянках стінки, коефіцієнт тертя та вихрову структуру течії в каналі. Досліджено вплив на інтенсивність теплообміну та коефіцієнт тертя конфігурації ребер, форми поперечного перерізу каналу, часткового оребрення. Найбільшу інтенсивність теплообміну на ділянці вхідної кромки забезпечують суцільні та переривчасті V-подібні ребра. Показано, що часткове оребрення бокових стінок каналу за збереження оребрення вхідної кромки дозволяє істотно зменшити гідравлічний опір каналу за незначного зниження теплообміну на ділянці вхідної кромки. Розглянуто вплив реального температурного фактора. Одержано, що для нормального оребрення реальний розподіл температури стінки призводить до зниження інтенсивності теплообміну на ділянці вхідної кромки в порівнянні з випадком рівномірної температури стінки. Виконано теплогідравлічний аналіз одержаних результатів.