Том 11, № 3-2 (2012): Специальный выпуск
- Год: 2012
- Статей: 55
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/issue/view/41
-
Описание:
Материалы Международного научно-технического форума, посвященного 100-летию ОАО «КУЗНЕЦОВ» и 70-летию СГАУ (г. Самара, 5-7 сентября 2012 г).
Весь выпуск
О влиянии теневого участка орбиты на демпфирование собственных колебаний панелей солнечных батарей
Аннотация
Рассматривается влияние теневого участка орбиты космической лаборатории, предназначенной для реализации гравитационно-чувствительных процессов, на логарифмический декремент собственных колебаний солнечных панелей. Для численного моделирования используются орбиты высотой от 200 до 600 км. Предполагается, что каркас панелей выполнен из магниевого сплава МА2. Полученные результаты могут быть использованы при разработке космической лаборатории специализированного технологического назначения.
Использование электроракетного двигателя для снижения уровня микроускорений на космической лаборатории
Аннотация
В работе предлагается использование в двигательной установке космической лаборатории электроракетного двигателя, позволяющего существенно увеличить интервал между двумя последовательными включениями жидкостных ракетных двигателей малой тяги. Таким образом, появляется возможность проведения более длительных гравитационно-чувствительных процессов.
Методика экспериментальной оценки эффективности кольцевых демпферов в блисках ГТД
Аннотация
Описана основанная на методе сканирующей лазерной виброметрии методика экспериментальной оценки эффективности применения кольцевых демпферов в блисках компрессора газотурбинного двигателя. Исследованы четыре типа демпферов, представляющие собой разрезные кольца различных размеров. Показано, что применение кольцевых демпферов может увеличить эффективность демпфирования более, чем в 20 раз.
Методика оценки эффективности межлопаточных фрикционных демпферов в турбинах
Аннотация
Разработана основанная на методе сканирующей лазерной виброметрии экспериментальная методика оценки эффективности подполочных межлопаточных демпферов сухого трения в рабочих лопатках турбин газотурбинных двигателей. В качестве объекта исследования использовался блок из двух натурных рабочих лопаток, приваренных к массивному основанию с подполочным демпфером. Получены амплитудно-частотные характеристики системы и экспериментальные данные об изменении параметров демпфирования лопаток с изменением центробежной силы. Предложен подход к конечно-элементному моделированию процессов взаимодействия колеблющихся лопаток с демпфером, основанный на явной схеме интегрирования по времени.
Методы повышения ресурса компрессорных лопаток из α+β-титановых сплавов при их высокоскоростной штамповке с нагревом заготовок выше точки полиморфных превращений
Аннотация
В статье обсуждаются методы повышения длительной прочности компрессорных лопаток ГТД за счёт формирования требуемых свойств структуры заготовок из α+β-титановых сплавов при их высокоскоростной штамповке (ВСШ) с нагревом исходных заготовок выше точки полиморфных превращений.
Повышение эффективности лазерных измерительных систем для оценки состояния поверхности летательных аппаратов и двигателей
Аннотация
Проведены экспериментальные исследования по определению отражательных характеристик конструкционных материалов, используемых при создании летательных аппаратов и двигателей. Разработана методика построения и оптимизации лазерно-электронных систем дистанционного зондирования поверхности с учётом области их применения. Разработанная методика применена для выявления поверхностных дефектов элементов конструкций аэрокосмической техники в условиях производства и эксплуатации.
Применение аддитивных технологий для создания деталей камеры сгорания
Аннотация
В статье рассмотрен опыт применения технологий прототипирования для изготовления деталей камеры сгорания. Для оптимизации процессов литья и литниковой питающей системы проводится моделирование процесса формообразования заготовки в САЕ-системе литейных процессов ProCast. Приведён опыт изготовления восковых моделей с использованием силиконовых форм, изготовления керамических форм и заливки металла.
Аналитические методы моделирования динамических характеристик гасителей колебаний в трубопроводе
Аннотация
Трубопровод представляет собой длинную линию с распределёнными механическими параметрами, у которой связь между входными и выходными величинами обусловлена их взаимным влиянием. Длинные электрические линии достаточно полно исследованы в работах по теоретическим основам электротехники, однако длинные линии с распределёнными механическими параметрами являются более сложными. В общем случае их можно рассматривать как неоднородные линии с распределёнными нелинейными параметрами, у которых из-за внутренних процессов перемещающихся потоков рабочей среды коэффициент распространения и характеристическое сопротивление не являются постоянными.
CFD-моделирование попадания воздуха в питающий трубопровод топливной системы
Аннотация
В статье рассматривается случай попадания воздуха в трубопровод топливной системы. Промоделирован разный объём воздуха в топливной системе. Трёхкомпонентная жидкость (керосин, пары керосина и воздух) промоделирована с использованием метода Эйлера. При проведении расчётов упор делался на отслеживание динамики осевой силы, действующей на ротор шнекоцентробежной ступени. В результате расчёта выявлено, что с увеличением объёмного газосодержания амплитуды пульсаций осевой силы возрастают.
Исследование причин разрушения подшипниковой опоры шнекоцентробежной ступени комбинированного насосного агрегата
Аннотация
Топливные насосы современных форсажных двигателей испытывают значительные вибрационные и пульсационные нагрузки. В этих условиях особые требования предъявляются к надёжности насосных агрегатов, входящих в их состав. В работе рассматривается одна из возможных причин поломки насосного агрегата – выход из строя подшипникового узла вследствие возникающей в нём кавитации. Для этого проведено CFD-моделирование течений в проточной части насосного агрегата с помощью коммерческого кода ANSYS CFX.
Разработка математической модели акустических характеристик упругопористого материала «металлорезина»
Аннотация
Статья посвящена описанию акустических характеристик упругопористого материала «металлорезина» (МР). Разработана математическая модель для определения удельного сопротивления продуванию. Подобраны коэффициенты в математической модели для расчёта звукопоглощающих характеристик МР. Приведены расчётные значения удельного сопротивления продуванию и коэффициента звукопоглощения от параметров образца.
Моделирование динамических процессов в системе управления авиационного двигателя
Аннотация
Важной особенностью автоматики авиационных ГТД является наличие в их составе как электронных цифровых, так и гидромеханических агрегатов, что существенно усложняет аппаратные средства их комплексной отладки вследствие физической разнородности управляющих и информационных сигналов. Новые технологии имитационных испытаний предусматривают разработку гибридных имитационных стендов с соответствующим программно–аппаратным обеспечением. В работе рассматривается один из методов математического моделирования системы регулирования и её агрегатов. Проведено математическое моделирование с помощью пакета MATLAB.Simulink, а также программирование оболочки в графическом пакете программирования NI LabVIEW.
Построение календарных план-графиков загрузки рабочих центров при помощи управляемого приложения «1С-8.2: Предприятие» и MES–системы «Спрут»
Аннотация
В работе отмечаются возможности управляемого приложения «1С-8.2: Предприятие» и MES – системы «Спрут» при формировании производственного заказа, особенности построения календарных план-графиков рабочих центров механической обработки деталей и формирования учётной документации при оперативно-производственном планировании и сдаче готовой продукции на склад.
Колебания давления в рампе газовых форсунок двигателей с искровым зажиганием
Аннотация
Разработан алгоритм расчёта колебаний давления бензина и газового топлива в рампе форсунок и трубопроводах для электронной системы управления ДВС с искровым зажиганием. Даны рекомендации по расчёту и выбору конструктивных размеров газовой рампы и элементов топливных трубопроводов газового ДВС. Даны рекомендации по внесению в алгоритм управления двигателем коррекции топливоподачи для каждой форсунки в зависимости от величины разности расходов, которая возникает из-за колебания давления в рампе при фазированном впрыске.
Циклическое сжатие многослойного однопролётного гофрированного пакета
Аннотация
Методом Бубнова – Галёркина решена задача о циклическом сжатии многослойного однопролётного гофрированного пакета с учётом поворота концевых сечений многослойного гофра. В решении получены соотношения, описывающие любой процесс загрузки в поле упругогистерезисных петель пакета. Получено удовлетворительное совпадение экспериментальных и теоретических результатов.
Проектирование гидродинамического подшипника опоры авиационного двигателя
Аннотация
Эффективность современных авиационных ГТД во многом лимитируется ограниченными функциональными возможностями применяемых в них подшипников качения. Использование в ГТД подшипников скольжения «сухого картера» расширяет возможности для оптимизации ГТД. Однако в настоящее время не существует адекватной теории проектирования и методики расчёта таких подшипников. В статье рассматриваются особенности моделирования и проектирования гидродинамических подшипников с использованием современных программных средств, таких как NX и ANSYS. Представлены результаты расчётов течения рабочей жидкости в зазоре подшипника в ANSYS CFX.
Моделирование гидродинамического подшипника авиационного двигателя
Аннотация
В статье описываются особенности конечно-элементного моделирования тонких слоёв смазки с помощью современных программных средств, таких как ANSYS APDL, ANSYS CFX и ICEM CFD. Раскрыта суть основных проблем, возникающих при разбиении моделей узких зазоров на конечные элементы. Приведены достоинства и недостатки программных модулей при работе с малыми зазорами. Показаны пути решения сложностей, возникающих при конечно-элементном моделировании, в частности, проблемы «схлопывания» конечных элементов и проблемы плохой сходимости расчетов в различных модулях ANSYS. Сделаны выводы о методах повышения качества сетки конечных элементов. Описаны направления дальнейших исследований.
Выбор оптимального способа моделирования нагрузки от рабочих лопаток на диски компрессоров с кольцевым замковым пазом в осесимметричной модели
Аннотация
Выбор оптимального метода задания центробежной нагрузки от рабочих лопаток на диски с кольцевыми замковыми пазами ротора компрессора низкого и высокого давления авиационных газотурбинных двигателей является актуальной проблемой конечно-элементного 2D моделирования. В данной работе проводится сравнительный анализ наиболее часто используемых способов задания нагрузок от лопаток, на основании которого выбирается наиболее корректный метод.
Обработка спекл-изображений с использованием псевдоинтерферограмм
Аннотация
Рассмотрена последовательность действий в предложенном интерактивном способе количественной интерпретации спекл-интерферограмм, полученных при статической или динамической нагрузке элементов конструкции.
Математическое моделирование процессов сжатия и расширения в поршневом насосе с газовым демпфером
Аннотация
Рассматривается расчёт процессов сжатия и расширения в поршневом насосе с газовым демпфером. Приведены основные результаты расчётов давления всасывания и нагнетания в рабочей полости насоса от угла поворота коленчатого вала без учёта и с учётом скорости движения жидкости.
Измерительный комплекс для исследования расходно-перепадных характеристик управляющих устройств позиционного гидропривода
Аннотация
Представлен измерительный комплекс, позволяющий исследовать нестационарные характеристики управляющих устройств. Регистрация параметров: расхода, давления и перемещения золотника клапана - проводится в реальном времени при помощи программного пакета PowerGraph и платы ЦАП-АЦП E-20-10. Результаты позволили получить закономерности между выходными параметрами потока и уточнить математическое описание гидравлического устройства управления.
Моделирование технологических процессов при производстве сложных изделий авиакосмической техники: проблемы и пути их решения
Аннотация
В статье приводится обзор проблем, встречающихся при моделировании технологических процессов производства авиакосмической техники. Обобщается опыт решения технологических задач на примере технологий электрохимического формообразования, механической обработки и координатных измерений геометрических параметров.
Подавление параметрических колебаний элементов ходовой части гусеничной машины
Аннотация
Для задачи упругого взаимодействия в зоне контакта «шина–обрезиненная беговая дорожка гусеницы» проведён анализ уточнённого решения уравнения Матье с учётом диссипации энергии. Обосновано минимальное значение глубины модуляции упругости, обеспечивающее исключение параметрических резонансов при высоких скоростях движения 15 м/с и более. Приводится вариант конструкции гусеницы, обеспечивающий ограниченную вариацию параметра глубины модуляции упругости.
Погрешности контактных измерительных средств станков с ЧПУ при контроле геометрических параметров изделий
Аннотация
Проведены исследования погрешностей контактных измерительных средств станков с ЧПУ. Рассмотрена схема погрешности измерения линейного геометрического параметра, выявлены основные источники ошибок. Рассмотрен вопрос о возможности нормирования погрешностей измерительных средств станков с ЧПУ в соответствии с требованиями нормативных документов для координатно-измерительных машин ISO10360 и методикой поверки МИ2569-99.
Разработка и исследование характеристик дискретного пневматического регулятора давления
Аннотация
Разработан пневматический регулятор давления, состоящий из байпасно соединённых дискретных клапанов и контура управления, построенного на базе логического контроллера. Теоретические и экспериментальные исследования регулятора проведены с учётом присоединённых магистралей как объекта регулирования. Расчёты характеристик регулятора проведены в программном пакете Matlab Simulink. Экспериментальными данными подтверждена адекватность математической модели.
Доплеровский метод определения параметров колебаний элементов вращающихся узлов энергоагрегатов
Аннотация
Предлагаются методики определения параметров колебаний элементов вращающихся узлов энергоагрегатов радиолокационным доплеровским методом, основанные на данных, полученных с помощью дискретно-фазовых преобразователей перемещений.
Исследование влияния параметров сетки и моделей турбулентности на результаты CFD–расчётов плоских турбинных решёток
Аннотация
Представлены результаты CFD-расчётов плоских турбинных решёток. Расчёты проводились на нескольких сетках и при различных моделях турбулентности. Для одной из расчётных сеток проводилось исследование влияния сеточной густоты в различных зонах.
Технология моделирования рабочего процесса газотурбинного двигателя в САЕ-системах
Аннотация
Описаны различные подходы к моделированию рабочих процессов газогенератора ГТД с использованием современных средств вычислительной газовой динамики. Указаны возможности программных комплексов по моделированию рабочих процессов газогенератора. Описаны основные достоинства и недостатки представленных методов.
Проверка кинематической модели пневматического манипулятора типа трипод
Аннотация
Статья посвящена разработке кинематической модели трёхкоординатного пневматического манипулятора и её проверки на физическом стенде. В качестве датчиков обратной связи использовались оптические дальномеры. Сопоставлены результаты при физическом и математическом моделировании. Показана зона достижимости манипулятора. Закон управления пневматическими приводами был построен на базе нечёткой логики.
К вопросу о создании двухконтурных двигателей разной тяги на базе выполненного газогенератора
Аннотация
В статье описаны варианты создания двухконтурных двигателей разной тяги на базе выполненного газогенератора. Рассмотрена практика создания ТРДД на базе выполненного газогенератора на примере двигателей ОАО «Авиадвигатель» и ОАО «Кузнецов».
Расчётное исследование потока в многоступенчатой турбине с учётом пространственной структуры потока и присоединённых объёмов
Аннотация
Проведено расчётное исследование рабочего процесса в многоступенчатой осевой турбине в двух различных программных комплексах. Расчёты проводись с использованием идентичной геометрии, граничных условий и на одинаковых режимах. Получена полная информация о параметрах и структуре потока в турбине.
Основные направления деятельности научно-образовательного центра газодинамических исследований СГАУ
Аннотация
Реверс-инжиниринг компрессорного лопаточного профиля: построение средней линии и симметричного профиля
Аннотация
Обсуждается одна из задач доводки и перепроектирования лопаточных машин - обратная задача проектирования (реверс-инжиниринг). Описаны два метода профилирования компрессорных лопаток: традиционный упрощённый и теоретический, основанные на использовании симметричного профиля и средней линии. Автором предложены алгоритмы реверс-инжиниринга для обоих методов. Для алгоритма, использующего теоретический метод, приведено подробное описание. Показаны результаты тестирования программной реализации данного алгоритма на компрессорных, а также турбинных профилях, отличающихся большей кривизной.
Повышение КПД компрессора высокого давления за счёт оптимизации углов установки статорных лопаток
Аннотация
В статье рассмотрена оптимизация многоступенчатого компрессора ГТД. Оптимизация была проведена за счёт изменения углов установки лопаток направляющих аппаратов трёх ступеней. В результате проведённой оптимизации достигнуто повышение КПД компрессора на 0,3% на одном из основных режимов работы.
Результаты газодинамического и прочностного совершенствования осевой турбины турбокомпрессора ТК-32
Аннотация
В статье приводятся результаты прочностного и газодинамического совершенствования осевой турбины турбокомпрессора ТК-32. Цель работы - обеспечить работоспособность турбины при увеличении частоты вращения на 10% без потери КПД. Анализ напряжённо-деформированного состояния показал, что на пере рабочей лопатки имеется область повышенных напряжений, которые при увеличении частоты вращения превышают допустимые.
Был найден вариант смещения периферийных сечений рабочей лопатки, который позволил уменьшить напряжения на 20%. Газодинамический расчёт показал, что предлагаемый вариант модернизации приводит к росту КПД на 0,4%.
Анализ тенденций развития реактивно-импульсного регулирования давления и расхода жидкости с точки зрения энергоэффективности гидропривода
Аннотация
На основе анализа литературных источников в статье рассмотрены новые методы и средства повышения эффективности гидропривода за счёт использования дискретных реактивно-импульсных регуляторов давления и расхода. Показаны преимущества новых методов в сравнении с традиционными, даны примеры их использования в технике мобильного гидропривода, а также проблемы на пути их более широкого применения.
Выбор оптимальных схемы и параметров рабочего процесса автономной микрогазотурбинной установки
Аннотация
В статье проводится анализ большинства существующих малоразмерных автономных газотурбинных установок мощностью от 1 до 500кВт и рассматривается перспективный облик подобных установок.
Разработка методики и программы расчёта неоднородных газовых измерительных цепей
Аннотация
Разработаны математическая модель и методика расчёта неоднородных газовых измерительных цепей, представлены алгоритм и программа расчёта их частотных характеристик. Представлены амплитудно-частотные характеристики акустических зондов с неоднородным подводящим волноводом и корректирующим элементом в виде длинной согласованной линии. Показано, что при выбранных параметрах корректирующего элемента динамическая погрешность зонда не превышает ±15 %.
Разработка и экспериментальное исследование частотных характеристик акустических зондов для измерения пульсаций давления в газогенераторе
Аннотация
Приведены результаты разработки и экспериментальных исследований акустических зондов с корректирующими элементами в виде длинного трубопровода и последовательного соединения резинового патрубка и металлической трубки. В результате проведённых испытаний получены частотные характеристики акустических зондов в диапазоне частот до 800 Гц при давлении воздуха до 8,0 кгс/см2. Даны рекомендации по применению исследованных акустических зондов для измерения пульсаций давления в проточном тракте газогенератора.
Определение точности формы и расположения рабочих цилиндрических и конических поверхностей при обработке маложестких колец заготовок
Аннотация
Рассматриваются проблемы обеспечения заданной точности при изготовлении кольцевых деталей малой жёсткости. Проведены статистические исследования различных раскатанных колец из хромоникелевых сплавов. Предложена схема контроля погрешности формы и расположения цилиндрических поверхностей на специальном контрольно-измерительном оборудовании.
Влияние ультразвука на точность при нарезании резьбы
Аннотация
Приведены результаты исследования влияния вынужденных ультразвуковых колебаний на точность нарезаемой резьбы. Показано, что применение ультразвука при резьбонарезании позволяет повысить точность нарезаемых резьб.
Методика формализованного представления технологий узловой сборки в авиастроении
Аннотация
Исследованы задачи структурного проектирования технологических процессов, связанные с определением необходимого состава элементов сборок и операторов преобразований в их оптимальной взаимосвязи, которые могут быть сведены к шести типовым задачам определения структуры процесса или объекта. Описание вариантов упорядоченных получаемых структур из номенклатуры сборочных элементов изделия представлено с указанием очередности их реализации применительно к конкретно установленному элементу с точной координацией на каждом переходе.
Кислородно-водородный ЖРД для разгонных блоков ракет-носителей лёгкого класса с использованием водородного ТНА, разработанного для авиационного ГТД
Аннотация
Рассматривается возможность использования в ракетных двигателях небольшой тяги водородного турбонасосного агрегата (ТНА), разработанного для авиационного газотурбинного двигателя.
Анализ условий работы подшипников в составе опор роторов авиационных ГТД и ЭУ
Аннотация
Приведён аналитический обзор условий работы подшипников в составе опор роторов турбокомпрессоров большинства отечественных ГТД и ЭУ. Проанализированы условия работы подшипников опор современных и перспективных авиационных двигателей.
Разработка виртуального прототипа ГТД в CAE-системе «АСТРА» на этапе концептуального термогазодинамического проектирования
Аннотация
В статье описана система автоматизированного расчёта и анализа «АСТРА». Приведены её функциональные возможности и технология формирования математических моделей газотурбинных двигателей для решения различных задач концептуального проектирования.
Динамическое построение образовательного процесса в условиях интегрированной системы обучения
Аннотация
В статье обоснованы педагогические условия применения технологии динамического построения образовательного процесса в парадигме интегрированной системы обучения, способствующие решению задачи повышения качества образования.
Роль объёмного моделирования в подготовке специалистов для инновационного машиностроения
Аннотация
Принципы профессиональной социализации студентов аэрокосмических инженерных специальностей
Аннотация
Анализируется проблема профессиональной социализации студентов аэрокосмических специальностей и даётся её определение с учётом влияния среды на студента и обратной связи. Формулируются принципы профессиональной социализации студентов инженерных аэрокосмических специальностей и предлагаются пути их реализации в условиях аэрокосмического вуза.