Том 10, № 3-1 (2011): Специальный выпуск

Надежная оценка запасов устойчивости компрессора обеспечивается при измерении пульсаций давления в диапазоне частот от нескольких Гц до нескольких кГц. Поскольку датчики пульсаций давления часто не могут располагаться в точках измерения, их подключают к точкам измерения с помощью подводящих каналов. При этом формируется устройство под названием акустический зонд. Предложено применять научно обоснованные методики для расчета их частотных характеристик. Разработаны программные средства, позволяющие осуществлять расчеты частотных характеристик вновь проектируемых акустических зондов с элементами коррекции их частотных характеристик, а также обрабатывать получаемую во время испытаний двигателей с помощью акустических зондов информацию о пульсационном состоянии объектов контроля. Для проведения динамических испытаний с целью экспериментальной отработки зондов для измерения пульсаций на предмет соответствия их частотных характеристик расчетным на кафедре АСЭУ СГАУ создано стендовое оборудование и измерительно-регистрационный комплекс.

Явление малоцикловой усталости хорошо изучено с экспериментальной точки зрения на примере одноосного деформирования плоских и цилиндрических образцов. Вместе с этим, при эксплуатации детали в условиях повторно-статических нагрузок частицы материала могут деформироваться по законам, значительно отличающихся от одноосного деформирования. Это требует формулировки условий пластичности и предельного состояния для пространственных процессов деформирования. Эта формулировка должна учитывать особенности процессов малоцикловой усталости материалов: наличие эффекта Баушингера; оценки меры повреждаемости материала в виде работы внутренних сил на пластических деформациях, связанных с его упрочнением. С этой целью сформулирован и теоретически обоснован подход к построению нового условия пластичности - поверхности нагружения, связанной с линиями уровня поверхности деформационных состояний несжимаемогоесткопластического тела и условия предельного состояния частицы материала. Основным отличием предлагаемого подхода является использование в качестве меры деформаций тензоров конечных деформаций и описание с его помощью эффекта Баушингера.

Исследуется влияние конструкции горелочного устройства на основные характеристики камеры сгорания. Данные мероприятия были проведены с целью улучшения экологических характеристик ГТУ, что позволило значительно снизить уровень выбросов токсичных веществ по сравнению с серийной камерой сгорания.

Предложен метод моделирования флаттера лопаток компрессоров ГТД в 3-D постановке на основе энергетического метода. Получены результаты расчетов на флаттер рабочих колес (РК) 1-й и 2-й ступеней вентилятора по низшим формам колебаний на различных режимах и при разных условиях опирания лопаток по бандажным полкам. Результаты верифицированы экспериментальными данными. Предлагаемый метод применим для отстройки РК компрессоров от флаттера при проектировании новых конструкций ГТД.

В статье проведен анализ особенностей процесса нарезания внутренних резьб метчиком в глухих отверстиях. На основании данного анализа проведены исследования влияния вынужденных ультразвуковых колебаний на крутящий момент, возникающий в начальный момент вывинчивания метчика из отверстия. Установлено, что в случае обработки с ультразвуковыми колебаниями крутящий момент при вывинчивании метчика значительно меньше, чем при обычном резьбонарезании. По результатам проделанных исследований предложен способ нарезания резьбы с ультразвуком, позволяющий повысить работоспособность метчиков.

Представлен анализ факторов, определяющих значение экологических и экономических показателей двигателей внутреннего сгорания. Предложены технические решения, направленные на достижение требуемых показателей качества функционирования, как то ДВС на основе КШМ со сдвоенными кинематическими связями, обладающий улучшенными экологическими характеристиками, высоким механическим КПД, а также улучшенными кинематическими и динамическими параметрами, основанными на реализации прогрессивного термодинамического цикла с высокой степенью расширения и с «внутренним охлаждением».

В статье рассматриваются особенности силовой установки для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) одноразового применения. Предлагается применение динамической характеристики для формирования законов управления силовой установкой БПЛА одноразового применения. С помощью системы имитационного моделирования DVIGwp получена расчетная динамическая характеристика одновального турбореактивного двигателя. С использованием расчетной динамической характеристики предложен закон управления разгоном турбореактивного двигателя для БПЛА одноразового применения, обеспечивающий минимальное время переходного процесса.

Приведены результаты численного моделирования течения вязкого сжимаемого газа в противоточном горелочном модуле с учетом характерных особенностей течения в ограниченных стенками диафрагмированных закрученных потоках. Расчёты выполнены с использованием моделей турбулентности: SST, k-e, RNG k-e, EARSM, RSM BSL. Показано, что в случае применения модели переноса рейнольдсовых напряжений RSM BSL(Reynolds Stress Model BaseLine) структура течения имеет особенности, не проявляющиеся при использовании стандартных двухпараметрических моделей турбулентности, но наблюдаемые при экспериментах.

В данной статье научно-технически обосновано применение теплоутилизационных технологий для повышения эффективности энергоустановок ТЭЦ и ГКС. Кроме того, прослежена технико-экономическая целесообразность применения предложенных методов на основе проведения термогазодинамических расчетов действующих ГТУ и ПГУ с учетом внедрения исследуемых методов повышения эффективности.

Экспериментально и численно исследовано влияние несимметричности профиля скорости и начального уровня турбулентности на величину гидравлических потерь в отрывном диффузоре камеры сгорания.

Разработаны модели и методы расчёта пальчиковых уплотнений с учётом деформации их элементов под действием газовых сил. Построенные модели имеют различный уровень детализации, что позволяет использовать их как для быстрых предварительных расчётов, так и для полного анализа уплотнения с учётом всех особенностей. На основе разработанных моделей проведено расчётное исследование пальчикового уплотнения и показана его эффективность и работоспособность. Рассмотрены различные конструктивные модификации пальчикового уплотнения, включая изменение подъёмной площадки и формы пальчиков.

Рассмотрена концепция использования методики оптимального проектирования для автоматизированного проектирования конструкции ГТД. Обсуждаются методы параметризации, выбор расчетных моделей и критериев оптимизации. Конструктивная оптимизация (оптимизация формы) применяется для оптимального проектирования лопатки и диска вентилятора. Результаты получены с помощью программного комплекса, состоящего из модуля анализа конструкции на основе метода конечных элементов и модуля оптимизации на основе алгоритма последовательной квадратичной аппроксимации.

Описаны новые направления в области детонационного напыления твердых износостойких покрытий. Приведены результаты исследования механических и триботехнических свойств наноструктурированных композиционных металлокерамических покрытий. Показана область применения детонационных покрытий в промышленности.

Приводятся результаты разработки универсального программно-аппаратурного комплекса для исследования механических, геометрических и триботехнических свойств поверхностей образцов материалов и деталей
машин.

Представлены результаты численного моделирования влияния радиуса расположения аппарата закрутки на эффективность системы подвода охлаждающего воздуха к рабочей лопатке турбины. Разработана последовательность действий, позволяющая выбрать радиус расположения аппарата закрутки для произвольных граничных условий в системе подвода охлаждающего воздуха. Расчеты проведены в диапазоне вращательного числа Рейнольдса 1.69⋅10⁷ < Re_Ф < 2.33⋅10⁷ и безразмерного расхода воздуха 2.79⋅10⁷ < C_w < 5.73⋅10⁷, что соответствует режимам работы ГТД.

Представлены результаты численного и экспериментального исследования теплообмена и газодинамики в вихревых энергоразделителях. Приведены примеры охлаждаемых сопловых лопаток со встроенными вихревыми энергоразделителями.

На основе метода малых отклонений и формы представления характеристик компрессора в виде полиномов разработана и апробирована методика идентификации математических моделей компрессора и вентилятора по результатам стендовых испытаний ГТД.

Приведены результаты исследования ультразвукового упрочнения свободными шариками лопаток ГТД из титановых сплавов. Показано влияние ультразвука на физико-механические и эксплуатационные характеристики.

Представлены результаты испытаний образцов с «трёхвалентными» и стандартными хромовыми покрытиями на кратковременную прочность и малоцикловую усталость, а также результаты фрактографических исследований хромированных образцов. Методом вакуумной экстракции определено содержание водорода в покрытии Cr (III).

В статье представлены результаты исследования конструкционных сталей акустическим, оптическим, вихретоковым и магнитным методами НК. Предложены способы оценки степени деградации материалов на ранних стадиях усталостного разрушения и определения напряженного материала.

Статья посвящена разработке системы-имитатора внешних нагрузок, действующих на рулевые органы. В статье также приведены функциональная схема системы-имитатора, общее устройство, принцип работы, контролируемые и регулируемые параметры.

Анализируются результаты экспериментального исследования интенсификации теплоотдачи в каналах охлаждения сопловой лопатки с циклонно-вихревой системой охлаждения. Установлены закономерности изменения температурных полей и интенсивности теплоотдачи на поверхности охлаждающих каналов в зависимости от числа тангенциальных подводов при различных перепадах давления. Получены критериальные зависимости для определения коэффициента теплоотдачи на внутренней поверхности охлаждающего канала сопловой лопатки с циклонно-вихревой системой охлаждения.

Принцип работы эжектора хорошо известен, однако в пакетах программ по расчету характеристик двигателей отсутствуют соответствующие модели. Вызывает интерес взаимное влияние работы эжектора и газотурбинного двигателя. Поэтому создан модуль вычисления характеристик эжектора в газотурбинном двигателе с сужающимся основным соплом для применения в составе расчетного пакета программ. На первом этапе представлена упрощенная одномерная модель сопла эжектора для идеального сжимаемого потока воздушногазовой смеси. Модель применима для решения уравнений потока в случае как докритического, так и сверхкритического истечения из основного сопла. Помимо объединения модели с программой расчёта характеристик SAEPP (Sophisticated Aero-Engine Performance Program) также описано решение с помощью итерационного приближения. В качестве примера выполнен расчет микрогазотурбинного двигателя ILA001 на рабочих режимах и произведено сравнение со случаем без эжектора. Последующее рассмотрение результатов показывает, что модель необходимо доработать за счет учета потерь на входе, на смешение и на трение.

The technical devices for creating of sportive and informative sound in car passenger compartment are considered. It is shown that the controlled sound transmission from engine intake system into the salon is one of the most perspective ways of sportive and informative sound generation. The acoustical-mechanical devices (impressors), methods of their synthesis and development and are also considered.

Рассмотрены возможности повышения эффективности ГТЭ-10/95 в составе КЭУ с твердооксидными топливными элементами (ТОТЭ). Приведены результаты расчетных исследований на номинальном режиме схем и дроссельных характеристик комбинированных энергоустановок (КЭУ) с ТОТЭ.

Для сходимости расчётной модели образования и разложения оксидов азота в отработавших газах с экспериментальными данными следует принимать во внимание изменение объёма сгорания, поскольку это изменение является параметром, который определяет время протекания процесса сгорания.