32академии наук Республики Таджикистан - Душанбе, 2007. - том 50, № 11, 12. -С. 826-835.
5. Сентябов А.В., Гаврилов А.А., Дектерев А.А. Исследование моделей турбулентности для расчета закрученных течений // Теплофизика и аэромеханика - Новосибирск, 2005. - том 18, № 1. - С. 81-93.
6. Moore R.D., Reid L. Performance of sigle-stage axial flow transonic compressor with rotor and stator aspect ratios of 1.19 and 1.26, respectively and with design pressure ratio of 2,05. Technical paper NASA TP 1659, NACA.
7. COMSOL Multiphysics - ПО для мультифизического моделирования [Электронный ресурс] / URL: https://www.comsol.ru/blogs/which-turbulence-model-should-choose-cfd-application/ (дата обращения 18.03.2020).
Федорова Мария Олеговна, Fedorova Mariya Olegovna
аспирант КНИТУ-КАИ, начальник отдела ООО «Технологические системы
защитных покрытий» post-graduate student of KNITU-KAI, head of the Department Of technological systems of
protective coatings, LLC» Мищенко Виктория Игоревна, Mishchenko Viktoriya Igorevna заместитель генерального директора по качеству ООО «Технологические системы защитных покрытий» Deputy General Director for quality of Technological systems of
protective coatings, LLC»
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, РАБОТАЮЩИХ В СВЕРХЗВУКОВОМ ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ
IMPROVEMENT OF MATERIALS FOR THERMAL BARRIER COATINGS
USING IN SUPERSONIC AIR STREAM
Аннотация: Развитие техники в авиакосмической отрасли предъявляет требования к увеличению стойкости применяемых материалов покрытий летательных аппаратов. Работоспособность при аэродинамическом нагреве высокотемпературными потоками воздуха при температурах на поверхности превышающих 1700 2500 °С. В статье описаны материалы и подходы, применяемые при создании новых высокотемпературных защитных покрытий для теплонагруженных частей летательных аппаратов. Представлены перспективные направления исследований новых композиционных материалов.
Ключевые слова: термобарьерные, теплозащитные, керамические, покрытие, плазменное, напыление, сверхзвук.
Abstract: The development of technology in the aerospace industry makes it necessary to increase the durability of the coating materials used for aircraft. Performance under aerodynamic heating by high temperature air flows at surface temperatures exceeding 1700 ^ 2500 °С. The
УДК 629.7.023.224
materials and approaches used to create new high-temperature protective coatings for heat-loaded parts of aircraft is described in the article. Promising research directions for new composite materials are presented.
Key words: thermal barrier, heat resistant, ceramic, coating, plasma spraying, supersonic, high velocity.
Введение
Гиперзвуковые летательные аппараты (ГЛА), как пассажирские, так и грузовые, должны преодолевать большие расстояния за короткое время, поэтому в настоящее время ведется активный поиск новых видов теплозащитных покрытий для защиты корпусных элементов планера.
Применяемые высокотемпературные теплозащитные системы представляют собой, как правило, многослойные пакеты, включающие высокопористый слой теплоизоляции и такие компоненты, как связующее, наполнители и покрытия. К теплозащитным системам и в частности к теплозащитным покрытиям предъявляются особые требования, в первую очередь низкий коэффициент теплопроводности используемых материалов, высокие химическая стойкость, механическая прочность, термостойкость, а также низкая плотность [1].
Применение керамических материалов в авиастроении и ракетно-космической технике обусловлено низким удельным весом и высокой температуроустойчивостью в сложных условиях эксплуатации. Высокотемпературные материалы и покрытия на основе силикатных, высококремнеземных, кварцевых и других стекол, оксидной и бескислородной керамики могут быть применены для защиты металлов и сплавов от окисления для защиты от возгорания деталей турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей.
Анализ особенностей воздействия внешней среды предъявляет следующие требования к выбору материала теплозащитных покрытий, работающих в сверхзвуковом воздушном потоке:
- сохранение функциональных свойств покрытия во время эксплуатации и в условиях хранения изделия;
- отсутствие химического взаимодействия на границе подложка-покрытие с образованием нежелательных фаз;
- близость коэффициентов термического линейного расширения (КТЛР) покрытия и основы;
- высокая степень черноты (излучательная способность, обеспечивающая увеличение тепловых потоков, снижающих температуру поверхности);
- высокая термостойкость;
- стойкость к окислению;
-постоянство радиотехнических параметров основного материала;
- высокая адгезия к основному материалу.
Исходя из представленных характеристик довольно сложно разработать покрытие на основе известных термостойких материалов: карбидов (SiC, B4C, ZrC, TiC, TaC, HfC), оксидов (M2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, B2O3, HfO2, CeO2),
нитридов ТК, BN, AlN), боридов (ТШ2, ZrB2, HfB2), удовлетворяющих
хотя бы половине заданных условий.
Поэтому одним из путей направленного повышения эксплуатационных свойств (рабочей температуры, прочности, термостойкости) деталей камер сгорания, форсажных камер авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) является применение высокотемпературных стеклокерамических и керамических нанокомпозиционных материалов, в частности жаростойких эмалей. Современные составы эмалей в основном содержат SiO2. При этом повышенное содержание SiO2, до 55-65% позволяет увеличить теплостойкость на 150-200°С [2].
В настоящее время во ФГУП «ВИАМ» ведутся работы по применению метода искрового плазменного спекания с комбинированным нагревом для создания ударопрочной керамики с повышенными механическими характеристиками, а также подшипников скольжения на основе металлокерамических композиций типа ВКНА-ТЮ. Данная установка обеспечивает нагрев до 2200 °С и изготовление изделий диаметром до 100 мм [3].
В случае создания однослойных защитных покрытий на углерод-углеродных материалах используются различные интерметаллидные и металлоподобные бескислородные соединения и их композиции. Это могут быть оксиды (Сг203, TiO2, А1203, SiO2, HfO2, 7гО2 и др.), твердые растворы оксидов, комплексные оксиды типа 2 Сг203 • SiO2, МgO • А1203, 3А1203 • 2SiO2, ZrO2 • SiO2. Ожидается, что максимальные температуры эксплуатации таких соединений будут составлять 2000 - 2300°С.
Авторы работы [4] считают перспективными композиции на основе карбидов и боридов (7гВ2 - SiC, ZrB2 - С - SiC, Н©2 - SiC). Однако проведенные исследования композитов на основе карбида циркония с боридом циркония следующих составов: 90 7гВ2 - 10 ZrC; 80ZrB2-20 ZrC; 70ZrB2-30 7гС, а также с добавкой до 40%масс. 7г02, показали, что высокодисперсный порошок карбида циркония более 20 масс. % довольно сильно подвержен окислению [5].
Тем не менее, карбид циркония в составе нового типа керамического покрытия может быть весьма эффективным при рассеивании тепла [6] и успешно использоваться для гиперзвуковых летательных аппаратов-самолётов
Японской фирмой "Токр Sibaura ёепк К. К." [7] запатентованы керамополимерные составы на основе керамических порошков Si3N4, АШ, Si2ON2, SiC, В4С, ТС, ZrC, SiN4-SiC, А12О3, ZrO2, МвАШ4 и др. с полимерным связующим на основе этилвинилацетатной смолы и органических добавок. Отмечается, что, несмотря на высокое суммарное содержание полимерного связующего в смеси (до 30-60 объемных %), при удалении такого связующего изделие не растрескивается и не деформируется.
Проведенные испытания в пламени кислород-ацетиленовой горелки показали, что добавки ZrB2, Н©2 эффективнее увеличивают стойкость к окислению при 2500 °С углеродных композитных материалов по сравнению с SiC, ЬаВб [8].
Исследования возможности введения добавок HfC, HfB2 с вакуумной пропиткой углеродкомпозитных материалов также показали возможность увеличить эрозионную стойкость при 2700 °С [9].
Авторами представлены результаты испытаний керамического материала, Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, который по сравнению с карбидом циркония имеет повышенную стойкость к тепловому удару, а также лучшую стойкость к абляции при 2000-3000 °C, соответственно уменьшение риска растрескивания покрытия во время абляции [10].
Заключение
Актуальность создания и применения новых высокотемпературных материалов и покрытий, устойчивых к действию высоких (1000-1700°С) и сверхвысоких (1700-3000 °С) температур в окислительной газовой среде обусловлена экстремальными условиями движения многоразовых авиакосмических летательных аппаратов в плотных слоях атмосферы, в частности, при спуске с космических орбит, а также необходимостью повышения тактико-технических, экологических и экономических характеристик авиационных и ракетных двигателей.
На основании результатов проведенного анализа разработок материалов летательных аппаратов, работающих в сверхзвуковом воздушном потоке, одним из путей достижения энергоэффективности и ресурсосбережения является применение теплозащитных покрытий на основе композиционных керамических материалов на абляционном органическом связующем. Применение метода плазменного напыления таких материалов позволяет наносить теплозащитные материалы на участки, подвергающиеся наибольшему эрозионному износу в сверхзвуковом потоке.
Библиографический список:
1. Бучилин Н.В.; Варрик Н.М.; Никитина В.Ю.; Бабашов В.Г Гибкие теплозащитные материалы современных летательных аппаратов // Всероссийская научно-техническая конференция «Современные достижения и тенденции развития в области теплозащитных, керамических и металлических композиционных материалов», 2019, С.71-84.
2. Солнцев С.С. Высокотемпературные композиционные материалы и покрытия на основе стекла и керамики для авиакосмической техники// Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2010, т. LIV, № 1 С.25-33.
3. Шавнев А.А. Неметаллические материалы и защитные покрытия для деталей авиационной и космической техники. //IV Всероссийская научно-техническая конференция «Материалы и технологии нового поколения для перспективных изделий авиационной и космической техники», 2019, С.6-15.
4.Елизарова Ю.А., Захаров А.И. Высокотемпературные защитные покрытия // Успехи в химии и химической технологии, т. XXXIII, 2019, № 4, С.66-68.
5. Савкина И.С., Попова Н.А., Лукин Е.С. Композиционная керамика борид циркония - карбид циркония на связке из диоксида циркония // Успехи в химии и химической технологии, т. XXXII, 2018, № 2, С.146-148.
6. New Ceramic Plane Coating Could Be Used in Hypersonic Flight DAVID GROSSMAN// 2017, PopularMechanics.com.
7. С.В. Портненко, Ж.М. Яременко, В.А. Скакун Высоконаполненные полимер-керамические смеси //newchemistry.ru.
8. V. Rubio, P.Ramanujam, J.Binner Ultra-high temperature ceramic composite. // journal Advances in Applied Ceramics, 2018, P. 56-61.
9. Anish Paul, Ansaldo Energia, Doni Jayaseelan Daniel, Yi Zeng, Dini Wang, Xiang Xiong, Xun Zhang, Philip J. Withers, Wei Sun UHTC Composites for Hypersonic Applications// American Ceramic Society Bulletin, 2012, P.22-29.
10. Yi Zeng, Dini Wang, Xiang Xiong, Xun Zhang, Philip J. Withers, Wei Sun, Matthew Smith, Mingwen Bai, Ping Xiao Ablation-resistant carbide Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 for oxidizing environments up to 3,000 °C// Nature Communications, vol. 8, 2017, P.1-9.
УДК 614.94
Литвиненко Наталья Валерьевна Litvinenko Natalia Valeryevna
Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры Candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department Дальневосточный государственный аграрный университет
Far Eastern state agrarian University
ГИГИЕНА СОДЕРЖАНИЯ КОРОВ КРАСНО-ПЕСТРОЙ КОРОВЫ
В УСЛОВИЯХ ПРИАМУРЬЯ
HYGIENE OF KEEPING RED-AND-WHITE COWS IN THE AMUR
REGION
Аннотация: в статье изучена технология содержания коров красно-пестрой породы в условиях Приамурья. Исследования являются актуальными в связи с введением в эксплуатацию в нашем регионе ферм с беспривязным содержанием дойных коров на глубокой несменяемой подстилке. Цель исследования - изучение технологии содержания коров красно - пестрой породы в условиях АО «Луч» Ивановского района Амурской области. В задачи исследования входило изучение архитектурно-строительных решений и изучение влияния воздушного режима на молочную продуктивность коров.
В результате беседы со специалистами хозяйства о состоянии воздушного режима в помещении для содержания дойных коров, были сделаны выводы о неудовлетворительном состоянии микроклимата. Так, относительная влажность воздуха в ночные часы достигала 90100%. Удой увеличивается в зависимости от сезона года. Так, в зимние месяцы на одну фуражную корову надоили в среднем 606,5 кг, что ниже по сравнению с мартом более чем на 50 %.Создание оптимального микроклимата в таких помещениях будет оказывать существенное влияние на здоровье и продуктивность животных.
Abstract: the article examines the technology of keeping red-and-white cows in the Amur region. The research is relevant in connection with the commissioning of farms in our region with free maintenance of dairy cows on a deep permanent litter. The purpose of the study is to study the technology of keeping red-and-white cows in the conditions of JSC "Luch" in the Ivanovo district of
