CC BY
159
Секция ««ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯЛА И КА»
образцов изделий РКТ, стандартизации процессов и технологий управления ЖЦ и информационного взаимодействия всех участников ЖЦ изделий РКТ на всех его стадиях, обеспечивающей единообразие действий и интерпретацию данных всеми участниками ЖЦ, а также возможность многократного использования однажды созданных данных [3].
Для решения всех этих задач организациями, специализирующимися в сфере информационных технологий, разработаны различные информационные системы, которые широко используются в промышленности. Эти системы объединены общей концепцией, которая описывает совместную рабочую среду для пользователей, позволяющую управлять, отслеживать и контролировать всю информацию, относящуюся к изделию на протяжении всего его ЖЦ. Задачи такого рода в той или иной мере уже сегодня решаются на предприятиях России в рамках конкретных проектов.
Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники. СЛЬ8-технологии призваны служить сред-
ством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему.
Из вышеизложенного очевидна актуальность развития CALS-технологий как необходимого условия обеспечения и постоянного повышения конкурентоспособности отечественной РКТ.
Библиографические ссылки
1. Концепция развития ИПИ-технологий для продукции военного назначения, поставляемой на экспорт / А. А. Суханов, О. Н. Рязанцев, С. А. Артизов, А. Н. Бриндиков, Н. И. Незаленов, А. В. Карташев, П. М. Елизаров, Е. В. Судов. М. : НИЦ CALS «Прикладная логистика», 2013.
2. Бунаков П., Широких Э. Технологическая подготовка производства в САПР / ДМК Пресс, 2012.
3. Годин Э. М. CALS-технологии в технологической подготовке производства авиакосмической техники : учеб. пособие. М. : МАИ, 2005.
© Блинков Е. В., Шишаев А. М., 2014
УДК 621.454.2;629.76;629.78
И. В. Буртылъ1 Научный руководитель - Г. Г. Крушенко1,2 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ДИСКОВ ТУРБИН ТНА ЖРД
Представлены результаты применения некоторых технологий и средств, обеспечивающих повышение качества дисков турбин, турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя.
В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) подача компонентов топлива осуществляется насосами, которые приводятся во вращение газовой турбиной. В совокупности насосы с турбиной образуют турбо-насосный агрегат (ТНА), являющийся важнейшим узлом ЖРД [1-4].
Комплектующие ТНА детали по условиям эксплуатации делятся на две группы - вращающиеся, к которым относятся вал и смонтированные на нем колеса насосов и диск турбины, и неподвижные - корпуса, внутри которых располагается вращающиеся детали ТНА ЖРД. Вращающиеся детали работают в исключительно жестких условиях [5].
Диски турбин изготовляют методом литья по выплавляемым моделям [6] из жаропрочных сплавов на никелевой основе [7], содержащие упрочняющие ин-терметаллидные у'-фазы [8]. Этим требованиям отвечают сплавы: ХН70ВМТЮ, ХН6ОЮ.
К качеству дисков предъявляются высокие требования, что вызывает их значительную отбраковку на каждой контрольной операции по причине выявлении разного рода дефектов, начиная от визуального осмотра и вплоть до рентгенопросвечивания. Применение «простых» технологических мероприятий не во всех случаях приводило к положительным результа-
там, что, по-видимому, можно объяснить незнанием всех факторов, определяющих качество отливок, в связи, с чем и был выполнен ряд исследований по повышению качества дисков.
С целью установления причин возникновения дефектов и принятия мер по их предотвращению, проведено исследование с применением метода экспертных оценок [9], основанном на априорном выявлении значения («веса») влияния отдельных факторов на возникновение тех или иных дефектов, что определяли на основании опыта специалистов, накопленного ими в предшествующей деятельности.
На основании обработки полученных данных была разработана конструкция литниково-питающей системы (ЛПС), характеризующаяся наличием шаровой прибыли со щелевым подводом в нее металла. Такая форма прибыли обладает наибольшей эффективностью в отношении питания - подвода жидкого металла к кристаллизующимся объемам отливки, что объясняется ее минимальной поверхностью охлаждения, т.е. минимально возможной потерей металлом тепла. Функция вертикальной щелевой ЛПС заключается в исключении возможного разрушения оболочки в результате динамического воздействия струи металла при заливке. В нижней части стояка ЛПС было уст-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
роено ответвление для гашения удара первой порции струи заливаемого металла. Такое устройство ЛПС предотвратило возникновение таких дефектов, как недолив лопаток, межлопаточные прорывы керамической формы, усадочные рыхлоты, трещины, надрывы, газовые раковины и др.
Качество поверхности металлических деталей, включая и отливки, отвечает за целый ряд рабочих характеристик механизмов, в состав которых они входят. Что касается литых дисков, то качество, чистота их поверхности определяет массовую производительность ТНА. При этом качество поверхности дисков зависит от состава модельной массы, применяющейся для изготовления выплавляемых моделей - прототипов будущей отливки. В настоящей работе с применением метода математического планирования эксперимента [10], при реализации которого в качестве параметра оптимизации были приняты прочностные показатели, проведено исследование по разработке нового состава модельной массы. Это связано с тем, что содержащийся в ее стандартном составе стеарин (стеарин + парафин в соотношении 50/50), взаимодействует со связующим (гидролизованный раствор этилсиликата), образуя на поверхности модели неровности, шероховатости и другие дефекты, которые передаются поверхностям отливок. Кроме того, стандартный состав обладает низкой теплопроводностью, что приводит к деформации моделей при нарушении температурного режима их хранения, и, как следствие, к нарушению геометрии отливок. Разработанная модельная масса (60 % парафина, 17 % буроугольного воска и 23 % пчелиного воска) характеризуется повышенными свойствами, которые обеспечивает получение отливок с чистотой поверхности требуемого качества.
Разработанные мероприятия обеспечили 100-процентную годность отливок по рентгеновскому контролю, и уменьшили в 2,5-3 раза отсев на других контрольных операциях при одновременном уменьшении расхода дорогостоящего сплава до 3-х кг на одну отливку. При этом была использована технология электрошлакового переплава отделенной от отливок диска ЛПС, что позволило получать металл повышенного качества, предоставляя возможность его использования взамен первичной шихты, что также дает экономический эффект.
Библиографические ссылки
1. Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования : учебник для вузов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. 488 с.
2. Турбонасосные агрегаты ЖРД конструкции НПО Энергомаш / В. К. Иванов, А. М. Кашкаров, Е. Н. Ромасенко и др. // Конверсия в машиностроении. 2006. № 1. С. 15-21.
3. Попов В. Г., Ярославцев Н. Л. Жидкостные ракетные двигатели. М. : Изд-во МАТИ - КТУ им. К. Э. Циолковского. 2001. 171 с.
4. Seong Min Jeon et al. Rotordynamic analysis of a high thrust liquid rocket engine fuel turbopump // Aerospace Science and Technology. 2013. Vol. 26, Iss. 1. P. 169-175.
5. Прочность и ресурс ЖРД / Н. А. Махутов, В. С. Рачук, М. М. Гаденин и др. М. : Наука, 2011. 525 с.
6. Оборин Л. А. Научно-технологические основы производства литых деталей по выплавляемым моделям для силовых установок летательных аппаратов ; СибГАУ. Красноярск, 2013. 238 с.
7. Крушенко Г. Г., Решетникова С. Н. Применение жаропрочных сплавов для получения литых деталей двигателей летательных аппаратов // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники : материалы VI Всерос. науч.-техн. конф. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. С. 119-121.
8. Масленков С. Б., Масленкова Е. А. Стали и сплавы для высоких температур. М. : Металлургия, 1991. 832 с.
9. Haase T., Termath W., Martsch M. How to Save Expert Knowledge for the Organization: Methods for Collecting and Documenting Expert Knowledge Using Virtual Reality based Learning Environments // Procedia Computer Science. 2013. Vol. 25. P. 236-246.
10. Gunasegaram D. R., Farnsworth D. J., Nguyen T. T. Identification of critical factors affecting shrinkage porosity in permanent mold casting using numerical simulations based on design of experiments // Journal of Materials Processing Technology. 2009. Vol. 209. Iss. 3. P. 1209-1219.
© Буртыль И. В., 2014
УДК 621.45
А. Ю. Васянина, Д. С. Швецова, А. А. Тонких, Т. Н. Антоновский Научные руководители - М. В. Чижевская, В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАПУСКА РАКЕТ С ЖИДКОСТНЫМИ И ТВЕРДОТОПЛИВНЫМИ РАКЕТНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
Рассмотрены экологические результаты и анализ последствий запусков ракет с жидкостными и твердо■ топливными ракетными двигателями.
При зарождении основ теоретической космонавтики экологические аспекты играли важную роль. Тесное взаимодействие биосферы Земли с космиче-
ской средой дает основание утверждать, что происходящие во Вселенной процессы оказывают воздействие на нашу планету.
