Статья: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ОСУШЕНИЯ ВОЗДУХА В СИСТЕМАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА СТАРТОВЫХ РАКЕТНЫХ КОМПЛЕКСОВ СРЕДНЕГО КЛАССА (2025)

Рассмотрены основные направления совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Показано, что в современных стационарных и мобильных теплоэнергетических установках применяются в основном поршневые двигатели внутреннего сгорания. Отмечено, что оснащение установок системами автоматического управления и регулирования обеспечивает наиболее эффективное протекание процессов в различных системах комбинированных энергетических установок и удовлетворение современных жестких требований к их мощностным и динамическим показателям, к показателям топливной экономичности и токсичности отработавших газов. На современном этапе развития теплоэнергетических установок с двигателями внутреннего сгорания наиболее важной задачей становится необходимость улучшения показателей токсичности отработавших газов. Рассмотрены методы и средства улучшения указанных показателей. В целях сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу расширяется применение в теплоэнергетических установках различных альтернативных топлив. Для снижения парникового эффекта целесообразно использовать в теплоэнергетических установках безуглеродные и низкоуглеродные моторные топлива, такие как водород, аммиак и природный газ, а также биотоплива на основе этилового спирта и растительных масел

Геометрия рабочего органа гладковальцового статического катка обусловливает высокую скорость и малое время приложения нагрузки к уплотняемому материалу, такой режим нагружения горячей асфальтобетонной смеси приводит к возникновению высокого динамического сопротивления деформации и, как следствие, к снижению эффективности уплотнения. Каток HIPAC имеет большую плоскую контактную площадку с уплотняемым материалом, которая обеспечивает высокую продолжительность приложения нагрузки. Давление, действующее на слой асфальтобетонной смеси, сравнительно невелико, и это может стать фактором низкой эффективности. Выполнено сравнение значений пластических деформаций, возникающих при уплотнении асфальтобетонной смеси как статическим гладковальцовым катком, так и катком HIPAC. Приведены реологическая модель слоя асфальтобетонной смеси и закон поведения вязкого элемента модели, отражающего пластические свойства уплотняемого материала. С учетом геометрии рабочих органов получены уравнения изменения контактного давления под гладким вальцом и лентой катка HIPAC. Приведены аналитические выражения для определения пластических деформаций, возникающих при уплотнении асфальтобетонной смеси гладковальцовым катком и катком HIPAC. Установлено, что пластическая деформация от катка HIPAC более чем в 1,3 раза превышает пластическую деформацию от гладковальцового катка. Доказано, что каток HIPAC эффективнее гладковальцового катка при уплотнении асфальтобетонных смесей. Использование катка HIPAC для уплотнения асфальтобетонной смеси позволит достичь требуемой плотности материала за меньшее число проходов

Проведено численное исследование влияния гармонического перемещения упорного диска ротора центробежного или винтового компрессоров в пределах зазора на интегральные и динамические характеристики упорного подшипника скольжения с неподвижными подушками. При постановке прямой динамической задачи с помощью программы Sm2px3Txτ исследованы несущая способность, демпфирование, образование разрежения в несущем смазочном слое упорного подшипника скольжения, возникновение отрицательной несущей способности, температурный режим работы и изменение потерь его мощности. Программа Sm2px3Txτ основана на численной реализации периодической термоупругогидродинамической математической модели, описывающей тепловые, гидродинамические и деформационные процессы в смазочном и пограничном слоях упорного подшипника скольжения. Отмечено влияние на рассматриваемые характеристики упорного подшипника скольжения скорости перемещения диска ротора относительно плоскости подушек под действием внешней возмущающей осевой силы компрессора, определяемой циклической частотой перемещения диска при гармоническом законе помпажа. При повышенном значении циклической частоты, что соответствует высокочастотному помпажу компрессора, независимо от геометрических размеров упорного подшипника скольжения, может возникнуть отрицательная несущая способность. Определена наиболее опасная зона рабочей поверхности неподвижной подушки вблизи задней кромки при циклическом изменении гидродинамического давления. Сочетание высокотемпературного режима работы и гидродинамики циклического процесса может привести к выходу из строя упорного подшипника скольжения. Разработанная программа Sm2px3Txτ позволяет моделировать описанные циклические процессы

В инженерных методах расчета грузоподъемных механизмов, работающих с малыми скоростями, конструкции механизмов обычно рассматриваются в виде статических моделей в самом нагруженном положении. При этом не учитываются неизбежно действующие в реальных механизмах силы трения покоя, которые необходимо преодолеть приводу при включении. Создана статическая модель многосекционного ножничного подъемника, в которой учтены силы трения покоя в ползунах и моменты сил трения покоя в шарнирах. Для моделирования различных конструкций ножничного подъемника его математическая модель построена по блочной системе так, что положение привода в механизме задано номерами звеньев, к которым он крепится, и его координатами относительно этих звеньев. С учетом неоднозначности расположения привода в модели разработана процедура определения направления действия моментов сил трения в шарнирах крепления привода. В результате расчетов различных вариантов конструкций ножничного подъемника определено, что нагруженность конструкции с учетом сил трения покоя составляет 20 % и более. Построенная модель ножничного подъемника может быть использована при проектировании и оптимизации параметров подобных конструкций, а предлагаемый метод применим при создании моделей иных механизмов, учитывающих силы трения покоя

Исследован процесс термохимического взаимодействия продуктов сгорания и разложения теплозащитного покрытия на основе фенолформальдегидной смолы в гомогенном приближении. Продукты разложения теплозащитного покрытия вдувались с контура дозвукового участка сопла. Количество продуктов разложения определено в результате решения сопряженной газодинамической задачи течения с учетом кинетических механизмов взаимодействия и тепловых потоков по модели Бартца. Выполнено сравнение результатов расчетов горения с использованием кинетических механизмов горения перхлората аммония и полибутадиенового каучука при переменной рецептуре и в термодинамически равновесном состоянии. Приведены граничные условия для гомогенного приближения горения твердого топлива с упрощенным представлением теплового баланса между твердой, жидкой и газовой фазами. Рассмотрены оценки параметров химических превращений в расширяющейся части сопла в одномерном и осесимметричном приближениях. Приведены термохимические потери по тракту сверхзвуковой части сопла с учетом разложения теплозащитного покрытия и потери удельного импульса при вдуве СН4, СО, СО2, Н2 в минимальное сечение в количествах 0,01, 0,1 и 1 % газоприхода с поверхности твердого топлива без учета изменения температуры торможения до минимального сечения. Выявлен характер изменения тяги РДТТ с поправкой на потери вследствие вдува продуктов разложения теплозащитного покрытия с дозвуковой поверхности сопла. Определена взаимосвязь коэффициента расхода с потерей энергии в пограничном слое

Исследованы воздействие агрессивных факторов окружающей среды на компрессор авиационного газотурбинного двигателя, основные причины и последствия прохождения двухкомпонентного потока воздуха, содержащего твердые частицы, через компрессорный узел. Рассмотрены эрозионный износ, его влияние на конструктивные элементы, прочность, устойчивость работы компрессора и ресурс двигателя в целом. Дана оценка применяемых в настоящее время способов предотвращения эрозионного износа и предложен способ, разработанный авторами. Приведены подробное описание и принцип функционирования предлагаемого способа. Описана методика оценивания влияния сепарации абразивных частиц на характеристики осевых компрессоров авиационных газотурбинных двигателей, основанная на современных методах численного моделирования лопаточных машин и уравнениях гидрогазодинамики, реализованных в CFD-пакетах. Разработаны геометрические 3D-модели сепарационного устройства и осевого компрессора, дискретизация пространственной области потока выполнена конечно-элементным методом. Приведено математическое описание модели газодинамики потока с обоснованием выбранной модели турбулентности. Определены граничные условия, применяемые при расчете модели, и основные газодинамические характеристики лопаточных машин. Приведены результаты моделирования, области оптимальных режимов работы, устойчивой границы и запирания осевого компрессора, по которым будет выполнена оценка влияния сепарации на характеристики авиационных газотурбинных двигателей

Исследована ресурсная прочность композиционного материала. Вопросы ресурсной прочности в настоящее время актуальны, поскольку большинство существующих математических моделей, описывающих деградацию свойств композиционного материала при многоцикловом нагружении, эмпирические. Для расчета ресурсной прочности композиционных материалов необходим широкий базис натурных экспериментов. Выполнен эксперимент консольного изгиба пластины из слоистого композиционного материала с жестким нагружением свободного торца. Общее число циклов нагружения образца составило 768 000. Образец армирован однонаправленным углепластиком и плетеным органопластиком, имеет сложную схему укладки слоев со сбегом по длине. В процессе испытаний установлено снижение жесткостных свойств пакета слоев композиционного материала в зависимости от числа циклов нагружения. Уменьшение жесткости свидетельствует о зарождении и распространении трещин в матрице композиционного материала, что приводит к снижению предельных физических характеристик и, как следствие, может вызвать преждевременное разрушение образца. Полученные результаты позволяют расширить базис натурных многоцикловых испытаний композиционного материала, подверженного изгибному нагружению