Статья: ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ТУРБИНЫ, ВЫПОЛНЕННОГО МЕТОДАМИ ЛИТЬЯ И АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (2025)

Рассмотрен рабочий участок гидравлического стенда, моделирующий наиболее компактную поверхность теплообмена со спиральной встречной навивкой труб в пучке. Пучок сформирован из 75 труб, которые скомпонованы в канале прямоугольной формы в виде пяти и пятнадцати рядов в поперечном и продольном направлении к потоку. Угол наклона труб к горизонтальной плоскости составляет 8 градусов 30’. В сечении канала перед входом в трубный пучок отклонение значений локальной средней скорости от средней по сечению скорости потока не превышало +-10 %. В разработанной методике определения гидравлического сопротивления основными экспериментально полученными данными являлись измеренные значения статического давления на поверхности канала. Импульсные отверстия отборов статического давления размещались с шагом, равным продольному шагу труб в пучке. Экспериментально определено, что стабилизация течения достигается после седьмого ряда труб. Рассчитано гидравлическое сопротивление трубного пучка при поперечном обтекании в диапазоне чисел Рейнольдса (1,3–3,9) * 10^4. Получена расчетная зависимость для определения гидравлического сопротивления рядов труб. Показано, что в параллельных рядах трубных пучков изменение параллельной навивки на встречную приводит к уменьшению на 12…23 % гидравлического сопротивления трубного пучка (меньшее значение соответствует числу Рейнольдса 1,3 * 10^4, большее — 3,9 * 10^4)

Приведены технические решения, результаты расчетного экспериментального обоснования прочности и сейсмостойкости высокотемпературных подвесок ионизационных камер систем управления и защиты реакторов в условиях нормальной эксплуатации, а также при наложении на нагрузки эксплуатационного режима сейсмического воздействия максимального расчетного землетрясения. Расчетное обоснование прочности при одновременном действии статических и сейсмических нагрузок выполнено методом конечных элементов в программном коде Fidesys для среды Windows, аттестованном ФБУ “НТЦ ЯРБ” (аттестационный паспорт 573 от 05.12.2022). Экспериментальные исследования прочности и стойкости конструкции к сейсмическим воздействиям проводились на стендовой базе АО “НИКИЭТ”. В результате выполненных расчетных и экспериментальных работ определено, что значения напряжений в корпусных элементах подвески ионизационной камеры не превышают допустимого уровня, а электрические параметры остаются в пределах, установленных для нормальной эксплуатации. Таким образом, обоснованы конструкторско-компоновочные решения проекта высокотемпературных подвесок ионизационных камер. Методики и результаты проведенных исследований могут быть использованы при проектировании и постановке на производство аналогичных по назначению и условиям эксплуатации изделий атомной техники

Приведены результаты исследования динамических характеристик источников гидропитания на базе объемных регулируемых насосов. Механизм управления подачей таких насосов содержит упоры, ограничивающие перемещение поршня гидроцилиндра регулятора. Показано, что учет ограничений на перемещение с использованием нелинейной функции насыщения не позволяет адекватно описать динамику системы. Рассмотрены случаи учета симметричных и односторонних упоров в механизме управления при гармоническом входном сигнале и получены коэффициенты гармонической линеаризации. Случай одностороннего упора соответствует работе источника гидропитания вблизи нулевой подачи и характеризуется наличием постоянного смещения координаты золотника в область отрицательных значений. Определено, что выходной сигнал претерпевает не только амплитудные, но и фазовые искажения, что не соответствует звену типа “насыщение”. Построены амплитудно-частотные характеристики источника гидропитания при работе в условиях вынужденных колебаний, вызванных возмущающим гармоническим изменением потребляемого расхода. Выявлено, что резонансные пики давления из-за наличия упоров тем меньше, чем выше показатель колебательности линейной системы. Показано, что особенностью несимметричных колебаний при работе насоса вблизи нулевой подачи является наличие не только периодической, но и постоянной составляющих. Приведена последовательность построения амплитудно-частотных характеристик для данного случая. Приведены амплитудно-частотные характеристики источника гидропитания с односторонними упорами и их сравнение с результатами проведенных экспериментальных исследований

В настоящее время активно ведутся работы по созданию “электрического” самолета, в системе управления которого предполагается применение электромеханических рулевых приводов вместо гидравлических. Для улучшения показателей безопасности полета при использовании электромеханических рулевых приводов необходимо разработать систему, обеспечивающую раннюю диагностику их технического состояния. Современные методы интеллектуального анализа больших объемов данных позволяют диагностировать и прогнозировать остаточный ресурс в зависимости от фактических условий эксплуатации и признаков деградации. Создание алгоритмов, основанных на методах интеллектуального анализа, требует формализации задачи диагностики и наличия массивов данных о функционировании привода в различных состояниях. Разработана математическая модель, подтвержденная экспериментальными данными и описывающая типовую структуру и рабочие процессы, протекающие в приводе при развитии деградации, связанной с изменением трения и люфта. Определены прямые и скрытые признаки деградации, по результатам анализа динамических характеристик установлена их значимость для классификации по измеряемым диагностическим сигналам. Путем установления границ признаков деградации определены агрегированные технические состояния привода, что позволило создать систему классификации состояния редуктора. Проведено масштабное моделирование при варьировании значимых признаков деградации и параметров внешней среды, результаты моделирования использованы для формирования выборок, содержащих ценную информацию о развитии неисправностей, и разработки алгоритмов, обеспечивающих эффективное решение задач классификации и прогнозирования технического состояния привода

Сложные технические ракетно-космические системы при проектировании требуют применения решений, направленных на достижение заданных целей служебного назначения. Для достижения оптимального результата проектирования необходима комплексная верификация проектно-конструкторских решений. В качестве подхода к верификации рассмотрено совместное использование теории решения изобретательских задач, функционально-стоимостного анализа и конструкторско-технологического анализа надежности. В основе реализации указанных методик лежит функциональный анализ, с помощью которого конструкцию представляют в виде набора требуемых функций. Этот прием позволяет абстрагироваться от конструктивных решений и описать любую конструкцию в удобном для анализа виде, что дает возможность конструктору находить приемлемые решения для достижения задач служебного назначения, оптимизации стоимости и обоснования заданных требований для обеспечения работоспособного состояния и надежности. В результате применения методики может быть запущен итерационный цикл процедур конструирования для достижения оптимальных результатов выполнения проектно-конструкторских работ. Приведены результаты комплексной верификации проектно-конструкторских решений на примере корпуса радиопрозрачного головного антенного обтекателя летательного аппарата

Приведены методика оценивания влияния сепарации абразивных частиц в осевых компрессорах на характеристики авиационных газотурбинных двигателей и полученные расчетным путем характеристики экспериментальной установки осевого компрессора с интегрированным сепаратором абразивных частиц. Показано влияние сепаратора на расход, степень повышения давления и коэффициент полезного действия. Получены новые граничные условия для модели сепаратора. Расчетная сетка области течения в сепараторе преобразована в высокопроизводительную полиэдрическую сетку, применяемую в модуле Fluent программного комплекса ANSYS, с сеточной сходимостью по критерию эффективности очистки сепаратором. Для расчетов принята модель турбулентности из рассмотренных основных моделей, осредненных по Рейнольдсу. Рассмотрены подходы к моделированию движения дискретной фазы, реализованные в пакетах вычислительной гидрогазодинамики. На основе выбранной дискретно-фазовой модели приведено ее математическое описание и численное моделирование двухфазного течения в сепараторе. Получены и проанализированы результаты моделирования полей давления, скорости, трекинга частиц, а также определена эффективность очистки сепаратором. Заданы дальнейшие направления в исследовании влияния сепарации абразивных частиц в осевых компрессорах на характеристики газотурбинных двигателей

Приведен метод применения систем ориентации и стабилизации имитатора звездного неба, построенного на базе OLED-микродисплея, имеющего в составе датчики звездного неба, при наземной отработке космических аппаратов и автономных испытаниях. Современное освоение космического пространства и усложнение технических требований к средствам обеспечения полета приводят к повышению требований по обеспечению точности определения положения и ориентации космического аппарата. Рассмотрены технические характеристики современных датчиков звездного неба и описаны типы статических и динамических имитаторов звездного неба. Имитаторы звездного неба, построенные на основе OLED-микродисплеев, компактны и имеют малое энергопотребление. Автономные испытания систем ориентации и стабилизации космических аппаратов в АО “Информационные спутниковые системы” имени академика М. Ф. Решетнева“ проведены на комплексно-моделирующем стенде с помощью методов математического и полунатурного моделирования. В составе стенда имеется имитатор звездного неба. Переход на более новые OLED-микродисплеи при изготовлении имитаторов звездного неба позволит увеличить до 6 град/с имитируемую скорость движения, что повысит качество проведения испытаний систем ориентации и стабилизации космических аппаратов. Использование имитаторов звездного неба с OLED-микродисплеями с повышенной частотой обновления кадров, позволит сократить период между циклами формирования нового положения космического аппарата