Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы проектирования высоконагруженных технологических оснасток для изготовления деталей из короткоармированых композиционных материалов методом литья под давлением при воздействии температурных полей. Предложен вариант компоновки основных частей оснастки в термической камере, а также рассмотрены возможности применения трёх различных вариантов конструктивного исполнения силового корпуса оснастки, осуществлена оценка их преимуществ и недостатков.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится подробное описание крупномасштабной модели самолёта для исследования аэродинамических характеристик в аэродинамической трубе на примере типовой модели пассажирского самолёта. Приводится краткое описание типов аэродинамических моделей, целей экспериментальных исследований и этапов конструкторской разработки и производства изделия.
Бесплатно
Проектирование композитной сопловой лопатки методом 3D прототипирования
Статья научная
В работе рассмотрено изготовление модели композитной сопловой лопатки методом 3D прототипирования. Для изготовления реальной лопатки необходимо отработать технологию и методику ее изготовления на моделях. В качестве моделей представлена вся композитная лопатка, арматура лопатки из металла и теплозащита. На первом этапе модели изготавливали из полимерных материалов. Изготовление этих моделей позволило осуществить отладку математического обеспечения процесса изготовления реальных лопаток и их работы в ГТД. Было выявлено, что предложенная конструкция охлаждаемой лопатки позволяет реализовать рабочую температуру набегающего потока 2300К. Для возможности работы при высоких температурах продуктов сгорания используются различные методы охлаждения сопловых лопаток. Широко используется заградительное воздушное охлаждение, которое осуществляется вдувом относительно холодного воздуха на наружную поверхность профиля лопатки через проницаемый (пористый) материал. При «пористом охлаждении» струи охладителя на выходе из пор сливаются и образуют пограничный слой, существенно уменьшая тем самым конвективный теплообмен между газом и поверхностью профиля.
Бесплатно
Статья научная
Отражены аспекты применения полимерных композиционных материалов в несущих конструкциях оптических телескопов с учетом современных требований по размерной стабильности, массовым характеристикам, прочности и стойкости конструкции к внешним воздействующим факторам. Представлены результаты проектирования и выбора конструктивно-силовой схемы размеростабильной интегральной конструкции корпуса оптико-электронного модуля (ОЭМ), выполненной из композиционного материала. Показаны расчетные зависимости, определяющие двухоснонейтральные изотропные структуры композита, используемые при создании размеростабильных конструкций. Приведены характеристики материалов, использованные в конструкции корпуса. Проанализирована возможность создания размеростабильной конструкции корпуса ОЭМ с уровнем размеростабильности порядка 10-6 методом подбора рациональных схем армирования и выбора материала при исследовании напряженно-деформированного состояния. Проведен модальный анализ, расчет напряженно-деформированного состояния конструкции корпуса при воздействии эксплуатационных нагрузок.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается и исследуется метод разгона гиророторов и приведения кластера гиродинов в парковое состояние без создания возмущающих моментов при угловой стабилизации корпуса спутника с помощью двигательной установки. Приводятся результаты исследования процессов при разгоне гиророторов, приведения в парк и включения силового гироскопического кластера в контур управления ориентацией спутника на солнечно-синхронной орбите.
Бесплатно
Раздача труб импульсным магнитным полем. Результаты компьютерного моделирования
Статья научная
Рассмотрен процесс свободной раздачи труб под воздействием импульсного магнитного поля (ИМП). Оценено напряжённо-деформированное состояние (НДС) материала заготовки на всем временном промежутке от начала процесса до соударения с оснасткой при различных форме и интенсивности нагрузки, граничных условиях. Особое внимание уделено исследованию кинематики заготовки при свободном деформировании, её взаимосвязи с НДС материала. Полученные результаты будут использованы как исходные данные при рассмотрении процесса взаимодействия заготовки с оснасткой, как факторы определяющие качество готовой детали.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается система управления безопасностью полета вертолета, ее состав и взаимодействие с сопрягаемым оборудованием. Приводится классификация отказных ситуаций бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата вертолетного типа. Получены алгоритмы, позволяющие выполнить распознавание, прогнозирование и оповещение летного экипажа о наступлении критического режима управления летального аппарата. Отличительной особенностью предложенного алгоритма является синтез методов искусственного интеллекта при его реализации.
Бесплатно
Статья научная
Приведены сведения о создании конструкции малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли. Представлены результаты разработки конструкторской документации, вибродинамических испытаний, подтверждающих стабильность конструкции малого космического аппарата. Рассмотрен и проанализирован опыт проведения измерения фактического положения посадочных мест высокой точности установки. Сформулированы рекомендации по дальнейшему развитию данной технологии.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке метода, позволяющего реализовать упреждающее обслуживание гидравлических приводов летательных аппаратов на основе осуществления встроенного контроля чистоты рабочей жидкости гидравлической системы. Выявлен слабый элемент гидропривода, состояние которого определяет состояние агрегата в целом. Исследовано влияние частиц загрязнения на этот элемент. Разработаны схема и алгоритм принятия решения для оценки технического состояния гидропривода.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены результаты исследований по стабилизации и введению дисперстных систем, содержащих многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), в полимерные и металлические матрицы. Постановка задачи определяется необходимостью получения устойчивых дисперсных систем с углеродными нанотрубками (УНТ) в связи с уникальными свойствами углеродных наночастиц. Эти задачи осложняются сильной склонностью углеродных нанотрубок к агломерации и химической инертностью поверхности. Для активации поверхности УНТ применяют физические и химические методы: механическое и ультразвуковое воздействие, обработка сильными химическими окислителями. В работе использованы функционализированные многостенные нанотрубки с привитыми на поверхности карбоксильными и аминными группами. Функционализированные МУНТ, в отличие от нативных, образуют более устойчивые дисперсные системы в растворителях (этанол, мономеры) и могут быть введены в полимерную (полиметилметакрилат) и металлическую матрицу (алюминий). Разработаны методики введения МУНТ в эти матрицы с применением ультразвукового воздействия, методов термической обработки и метода искро-плазменного спекания. Полиметилметакрилатный композит с МУНТ может служить прекурсором для переноса МУНТ из полимерной матрицы в металлическую.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведена методика комплексного исследования качества поверхностного слоя сталей и сплавов после электрохимической обработки. Также показана методика усталостных испытаний лопаток и анализа влияния отдельных факторов на сопротивление усталости.
Бесплатно
Статья научная
Технология селективного лазерного сплавления позволяет изготавливать изделия из порошков алюминиевых, титановых, жаропрочных сплавов, нержавеющих сталей. Данные сплавы повсеместно используются в авиадвигателестроении при изготовлении основных узлов горячего тракта газотурбинных двигателей. На сегодняшний день использование технологии селективного лазерного сплавления растет при изготовлении функциональных деталей. Это, в свою очередь, требует разработки методики проектирования технологических процессов изготовления деталей, включающих в себя базы данных типовых технологических процессов. Использование методики позволит исключить влияние субъективного фактора на качество изготавливаемых изделий, а также сократить трудоемкость и стоимость на разработку технологического процесса за счет использования интегрированных в методику баз данных типовых технологических процессов. В качестве апробации разработанной методики был разработан технологический процесс изготовления жаровой трубы малоразмерного газотурбинного двигателя. Представлены результаты исследования влияния стратегии движения лазерного луча, а также влияния направления выращивания образцов на механические свойства синтезируемого материала. Установлено, что наилучшие значения предела прочности и суммарной деформации из четырех исследуемых режимов достигаются при штриховке лазерным лучом с вращением 0° - 45° - 90° и составляют 1120 МПа и 13,9% соответственно. Наилучшие значения предела прочности материала достигаются при угле наклона образца 90 градусов, где предел прочности выше на 15% и 19% относительно угла наклона 0 и 45 градусов соответственно.
Бесплатно
Разработка методов оценивания технического состояния объектов обслуживания воздушных судов
Статья научная
Проведён анализ состояния теории и практики технического обслуживания и ремонта авиационной техники. По результатам выделено, что слабо исследованным или даже нерешенным являются задачи формализации и построения моделей, учитывающих представление объектов контроля и диагностики в качестве элементов сложной сети в соответствии с их физическими свойствами, назначением и переходными процессами, а также модулей блочного типа, в которых блоки являются конструктивными или функциональными компонентами объекта, что характерно для систем бортового комплекса оборудования воздушных судов. В работе предлагается в качестве концептуальной основы для синтеза образов состояний сложных агрегатов и систем бортового комплекса оборудования воздушных судов использование математического аппарата в рамках точного формализма теории образов У. Гренандера. Определены основные компоненты моделей объектов и систем авиационной техники.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен комплекс расчетно-проектировочных работ по разработке высокоэффективной системы охлаждения для рабочих лопаток высокотемпературных газовых турбин современных газотурбинных двигателей. Проведен анализ результатов экспериментальных исследований по эффективности конвективно-пленочной системы охлаждения рабочих лопаток, а также проведена дефектация данных лопаток, в ходе которой выявлены множественные трещины на выходной кромке. Выполнена доработка конструкции рабочей лопатки турбины высокого давления, при этом к использованию предлагается трехмерный подход к моделированию теплового состояния лопатки с решением сопряженной задачи теплопроводности. С целью определения пропускной способности и контроля стабильности изготовления модифицированной рабочей лопатки проведена продувка охлаждаемых каналов и отверстий рядов перфорации. На основании результатов экспериментальных исследований спроектирована математическая модель продувочного стенда на базе пакетов ANSYS CFX, соответствующая действительным размерам. В программе CFX-Solver Manager выполнен расчет суммарного расхода воздуха при открытых и закрытых отверстиях рядов перфорации, а также открытых и закрытых щелях в выходной кромке лопатки. На основании газодинамических и гидравлических расчетов проведены трехмерные тепловые расчеты в пакете ANSYS IСЕМ CFD с использованием граничных условий третьего рода и получены тепловые модели лопаток. Получены поля эффективности охлаждения отдельных сечений рабочей лопатки первой ступени турбины высокого давления. Проведена верификация теплового состояния данной лопатки по сечениям на основании результатов замера температур на максимальных режимах испытаний газогенератора на газовом стенде. Усовершенствованный инженерный метод расчета позволяет уточнить прогнозирование теплового состояния рабочей лопатки, а также проводить проектирование систем охлаждения лопаток газовой турбины современного газотурбинного двигателя.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена технология изготовления слоистого конструкционного материала металл-стекло-металл методом центробежного литья, подобный подход к формированию стеклянного слоя без поверхностных микротрещин не имеет аналогов в мировой практике. Приведена схема установки для изготовления цилиндрических оболочек из стеклометаллокомпозита, проведено исследование основных технологических режимов, обеспечивающих надёжное соединение алюминиевых обшивок со стеклом, находящимся в пластическом состоянии, определены оптимальные значения температурных параметров, методами электронной микроскопии исследован диффузионный слой, образующийся на границе стекло-алюминий.
Бесплатно
Разработка технологичных электрических жгутов бортовых кабельных сетей
Статья научная
В статье дается описание технологии автоматизированного получения технологичных электрических жгутов бортовой кабельной сети на основе цифровой логической информации, полученной из ECAD. Формирование технологичных электрических жгутов выполняется на основе анализа логической информации и работы с изолированными подграфами. Анализ и формирование технологичных жгутов проводиться в программах ms. Acess и Netdraw.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведена принципиальная схема, технические характеристики и область применения экспериментальной установки. Рассмотрен принцип её работы. Описана методика проведения экспериментов на установке. Проанализирована возможность применения результатов для диагностики технического состояния агрегатов гидравлической системы вертолета Ми-8.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты полунатурного моделирования работы инерциального измерительного модуля в составе испытательного стенда несущей системы беспилотного вертолета, исследуются характеристики погрешностей.
Бесплатно
Статья научная
Проведена классификация ряда критериев согласия выборочных данных с нормальным законом распределения вероятностей и выданы некоторые рекомендации по применению этих критериев в практике инженерного статистического анализа. Предложен оригинальный подход к тестированию рассмотренных критериев, основанный на логике построения критериев значимости, и позволивший при выборе в качестве эталонного стандартное нормальное распределение располагать критерии в порядке их предпочтения. Данный подход был апробирован ранее в задачах оценки адекватности статистических математических моделей и оценки степени статистического подобия при объединении информации о показателях качества сложных технических систем, полученной в процессе их экспериментальной отработки. Однако распространение этого подхода на задачи сравнения критериев согласия данных измерений с нормальным законом распределения вероятностей потребовало проведения дополнительных исследований, связанных с отсутствием программ и таблиц процентных точек статистик критериев нормальности. В статье представлены результаты использования для решения поставленной задачи экспертно-статистического метода Тагути.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается динамическая система, описывающая пространственное движение в атмосфере на неизменной высоте межпланетного космического аппарата с малой асимметрией при уменьшении скорости полёта. Целью работы является синтез оптимального приближённого управления углом ориентации, учитывающего изменение величины обобщённой функции аэродинамической и инерционной асимметрий применительно к задаче уменьшения скорости межпланетного космического аппарата в атмосфере на неизменной высоте полёта. Для решения задачи синтеза управления применялся метод динамического программирования Беллмана и нерезонансная схема метода усреднения. Достоверность полученных результатов подтверждается численным моделированием движения космического аппарата с малой аэродинамической и инерционной асимметриями на неизменной высоте в атмосфере Марса.
Бесплатно
