CC BY
18Ракетно-космические двигатели, энергетические установки летательными космических аппаратов
5. Volkov K. N., Emelyanov V. N. [Flows and Heat transfer in Channels and Rotating Cavites]. Moskow: Fizmatlit. 2010. 488p. (In Russ.)
6. Ivanov A. V., Belousov A. I., Dmitrienko A. I. Turbonasosnieagregatikislorodno-vodorodnih GRD [Turbopump unit oxygen-hydrogen liquid rocket engines]. Voroneg: VGTU. 2011. 283 p. (In Russ.).
7. Chvanov V. K., Logacheva E. V., Popov E. N. Mnogodisciplinarnoeissledovanieodnostupenchatoiokoloz vukovoigazovoqturbini GRD (chast 2) [Multidisciplinary research transonic gas turbine single-stage rocket engine (Part 2)]. XXV Trydi NPO «Energomas», Moskow, 2007. p. 62-98. (In Russ.).
8. Tolstopyatov M. I., Zuev A. A., Zhuykov D. A., Delkov A. V. Modelirovanie rabochih processov osevoi odnostypenchato ityrbini s ychetom teploobmena v osevomzazore. [Modeling workflow single-stage axial turbine, taking into account the heat transfer in the axial
gap]. Svidetelstvo o gosudarstvennoi registrachii programmidluy EVM №2013613498. 2013. (In Russ.).
9. Tolstopyatov M. I., Zuev A. A., Kishin A. A., Zhuykov D. A., Nazarov V. P. [Rectilinear uniform gas flow with thermal efficiency in propulsion equipment of aircrafts] // Vestnik SibGAU. 2012. no. 5(45)5), p. 134-138. (In Russ.).
10. Kishin A. A., Titlov A. S., Zhuykov D. A. Teche-nie s teplootdachei v elementahturbomashin i teploenergeticheskihustroistv: [Flow with heat transfer elements of turbomachinery and heatengineering devices: the theoretical foundations. ]. Krasnoyarsk, 2010. 196 p.
11. Zuev A. A., Falkov V. O., Panchenko V. A., Filipov A. A. [Integral relation of thermal space boundary layer energy equation] // VestnikRGATA, №2 (17), 2010. p. 37-42. (In Russ.)
© Толстопятов М. И., Зуев А. А., 2015
УДК 621.01
ВЛИЯНИЕ УМЕНЬШЕНИЯ ДЕЛАМИНАЦИИ НА ПРОТОТИПИРОВАНИЕ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
А. С. Торгашин, А. М. Бегишев, М. В. Кубриков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярскийрабочий», 31
E-mail: [email protected]
Авторы поднимают проблему улучшения пртотипирования методом 3D-печати посредством устранения деламинации и применения прототипирования при производстве ракетно-космических двигателей.
Ключевые слова: деламинация, прототипирование, улучшение.
IMPACT OF REDUSING DELAMINATION ON PROTOTYPING ROCKET-SPACE ENGINES
A. S. Torgashin, A. M. Begishev, M. V. Kubrikov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The authors raise the issue of improving the prtotiping method of 3D printing by eliminating delamination and application prototyping to produce rocket-space propulsion.
Keywords: delamination, prototyping, improving.
В производстве современных ЖРД применяются сложные по форме и исполнению узлы и агрегаты. И хотя попытки внедрить печатание деталей на металлическом 3Б-принтере детали уже велись, они все равно остаются единичными случаями [1]. В основной массе 3Б-печать применяется для прототипирования. Применение технологии 3Б-печати может быть разным: от изготовления сложных литейных форм или готовой детали в масштабе до изготовления модели с прозрачным внешним корпусом. Как и при работе с любым другим станком, в процессе 3Б-печати могут возникать проблемы, одна из которых - деламинация.
Деламинация - это отклеивание выращиваемой модели от рабочего стола или одного из слоев в процессе печати вследствие усадки пластика при остывании (значительная разность температуры компонента на выходе из сопла и температуры стола) и возникающего при этом напряжения в изделии. Явление деламинации вредит многим объемным деталям (начиная от загибания подложек до отслоения слоев), так как пластик успевает остыть, и следующий слой уже наносится по «усохшему» слою, создавая дополнительные напряжения. Застывшие слои начинают действовать как рычаг и отрывают деталь от стола, безвозвратно деформируя изготовляемую модель.
Решетнеескцие чтения. 2015
Наиболее общими для борьбы с дефектом являются следующие правила.
Использование подогреваемого рабочего стола 3Д-принтера. Это позволяет сохранять нижние слои модели равномерно подогретыми, пока печатаются верхние слои. В целом это позволяет более равномерно охлаждаться печатаемой модели. Также играет роль вид поверхности рабочего стола и чистота поверхности. Обнаружено, что пластик хорошо прилипает к горячей или теплой каптоновой ленте.
Более медленная печать. Это позволит получить более точные детали, лучшее прилипание к поверхности рабочего стола, меньшую толщину слоя и также дает напечатанной части больше времени для равномерного охлаждения.
Устранение сквозняков, обдувающих 3D-принтер, так как это может привести к неравномерности нагревания детали или же стола.
Но все же такие общие правила не могут дать гарантии исключения дефекта, вызванного деламинаци-ей, поэтому для борьбы с ней уже на стадии слайсин-га модели используется две техники (конечно, учитывая скорость развития 3D-печати, возникают все новые и новые решения, многие из которых так и остаются редко или единично применяемыми): рафт и брим [2]. Первый требует создания специальной решетки под моделью для увеличения площади соприкосновения со столом, что ухудшает качество нижней поверхности и требует большей площади стола. Второй - это создание блина под моделью, не повреждающего нижний слой, но требующего дополнительной шлифовки.
Также есть методы борьбы с деламинацией, не связанные с моделью. Например, создание постоянной температуры вокруг стола для поддержания одинаковой температуры по всему объему детали или же использование других материалов вперемешку со специальным порошком, улучшающим прочность модели в целом. Однако создание температуры увеличивает энергозатраты и сложность конструкции 3D-принтера, а специальные материалы увеличивают затраты и малоэффективны с уменьшением объема детали.
В нашей работе в качестве метода уменьшения де-ламинации мы взяли идею о поддержании постоянной
температуры детали и постепенном ее остывании после окончания печати. Данная идея была реализована при разработке нового 3Б-принтера в лаборатории на базе СибГАУ. Был изготовлен специальный корпус, позволяющий поддерживать одинаковую температуру по всему объему детали [3]. Также для тестирования в САПР SolidWorks была создана модель форсунки с заданными параметрами [4]. Была проведена сравнительная характеристика детали, изготовленной на аналогичном 3Б-принтере (только без специального внешнего корпуса), и тестирование на принтере без корпуса. По полученным данным можно сделать вывод о приросте точности изготовления моделей. Можно сделать вывод, что применение данной идеи позволяет изготовить более сложные и точные по геометрической форме модели.
Библиографические ссылки
1. URL: http://www.nasa.gov/press/2013/july/nasa-industry-test-additively-manufactured-rocket-engine-injector-0/#. VfrrEfntlBf.
2. URL: http://3dtoday.ru/blogs/harh/introduction-to-3d-printing-part-3-slicing-settings-the-use-of-two-ext/.
3. Анурьев В. И Справочник конструктора-машинострителя. В 3 т. Т. 1. М. : Машиностроение, 2001. 920 с.
4. Алямовский А., Собачкин А., Одинцов Е., Пономарев Н., Харитонович А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. М., 2005. 780 с.
References
1. URL: http://www.nasa.gov/press/2013/july/ nasa-industry-test-additively-manufactured-rocket-engine-injector-0/#. VfrrEfntlBf
2. URL: http://3dtoday.ru/blogs/harh/introduction-to-3d-printing-part-3-slicing-settings-the-use-of-two-ext/.
3. Anur'ev V. I Spravochnik konstruktora mashi-nostritelja: v 3 t. T. 1. M. : Mashinostroenie, 2001, 920 s.
4. Aljamovskij A., Sobachkin A., Odincov E., Ponomarev N., Haritonovich A. SolidWorks. Komp'juternoe modelirovanie v inzhenernoj praktike. M., 2005, 780 s.
© Торгашин А. С., Бегишев А. М., Кубриков М. В., 2015
УДК 62-251-762.89:532.5.013.12
ВЛИЯНИЕ УТЕЧЕК ЧЕРЕЗ БОКОВЫЕ ПОЛОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА НА МОМЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА
Д. С. Швецова, Т. А. Королева, Д. А.Жуйков, Э. В. Замятина
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассмотрено течение вязкой несжимаемой жидкости в боковой полости вращения центробежного насоса. Приводятся теоретические результаты.
Ключевые слова: жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), турбонасосные агрегаты (ТНА), полость вращения, вращающийся диск, вязкая жидкость, момент сопротивления, пространственный пограничный слой.
