Деловая слава России


Новости



МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Промышленность » Центральный институт авиационного моторостроения

Промышленность, Научные статьи: Центральный институт авиационного моторостроения - 14-04-2014, 19:49

ФГУП ЦИАМ 

 

Владимир Иванович БАБКИН

генеральный директор ФГУП «ЦИАМ имени П.И. Баранова», к.т.н., академик-секретарь секции «Авиакосмическая» Российской инженерной академии, член Академии транспорта Российской Федерации

 

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННОГО МОТОРОСТРОЕНИЯ ИМЕНИ П.И. БАРАНОВА

 

центральный институт авиационного моторостроенияФедеральное государственное унитарное предприятие Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ), созданный в 1930 году, является Государственным научным центром мирового значения. Институт проводит комплексные исследования в области воздушно-реактивных двигателей различного назначения, их узлов и систем — от фундаментальных исследований в области газовой динамики, прочности, теплообмена, горения, акустики до методологического обеспечения создания и эксплуатации авиационных двигателей.

 

Институт обладает крупнейшим в Европе уникальным комплексом для наземных и высотных испытаний двигателей, их узлов и систем в условиях, соответствующих реальным условиям эксплуатации. Все созданные в нашей стране авиационные двигатели и их узлы прошли испытания на стендах Института, что обеспечило их высокие технические характеристики, надёжность и ресурс. Экспериментальная база с установленной электрической мощностью в 750 МВт обеспечивает испытания авиационных двигателей и их узлов с расходом воздуха до 1200 кг/с, давлением до 25 атм с имитацией высотности до 30 км и числами Мmax полёта до 6…7. Целый ряд наиболее сложных и энергоёмких видов обязательных испытаний авиационных двигателей могут быть выполнены в России только на стендах ЦИАМ.

 

центральный институт авиационного моторостроения

Рис. 2. Стенд НИЦ ЦИАМ. Ц-4Н – термобарокамера для испытаний двигателей и газогенераторов

 

Как Государственный научный центр РФ ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» проводит прогнозные исследования и совместно с НИИ и предприятиями отрасли выполняет разработку предложений по формированию стратегии и программам технологического развития авиадвигателестроения, дает технические рекомендации по новым двигателям, совершенствованию методологии их разработки, улучшению характеристик эксплуатируемых двигателей. В ЦИАМ работает большая группа видных ученых – руководителей научных школ, труды которых в области физико-технических проблем энергетики, гиперзвуковых технологий, теории пограничного слоя, турбулентности, горения и теплопроводности, течения электропроводящего газа, газовой динамики лопаточных машин, динамики и прочности, теории двигателей, математического моделирования высокого уровня, высокоэнергетических топлив, авиационной химмотологии и других дисциплин широко известны в нашей стране и за рубежом.


Наиболее значимые научно-технические достижения Института базируются на фундаментальных исследованиях в области газовой динамики, кинетики, горения, теплофизики, динамики и прочности. Так, расчетно-экспериментальные исследования трехмерных нестационарных течений послужили основой разработки моделей турбулентности и критериев адекватности при вычислительном моделировании течений в узлах двигателей с учетом нестационарного взаимодействия венцов турбомашин, их аэроакустических характеристик. Эти работы позволили решать не только прикладные, но и исследовательские задачи. К ним можно отнести обнаруженный эффект появления крупномасштабного нестационарного движения в криволинейных диффузорных каналах, описание сложных течений в вихре типа торнадо и объяснение эффекта подъема крупных частиц в таком вихре (рис. 3), разработку модели воздействия на акустические характеристики струи.

 

 

центральный институт авиационного моторостроения центральный институт авиационного моторостроения

 

Рис. 3

 

 

В ЦИАМ предложен новый метод управления кинетикой химических процессов, в основе которого лежит селективное возбуждение колебательных и электронных степеней свободы реагирующих молекул электрическим разрядом либо резонансным лазерным изучением. На основе этой концепции предложены новые методы организации горения в до- и сверхзвуковых потоках, в детонационной волне, а также методы низкоэмиссионного сжигания различных топлив, приводящих к конверсии экологически опасных компонентов в безопасные или в менее опасные.


Международное признание получили ведущиеся в ЦИАМ работы по исследованию неравновесных процессов образования экологически опасных компонентов при горении углеводородных топлив, а также аэрозольных частиц в выхлопных струях энергоустановок и реактивных двигателей и их влиянию на атмосферные процессы.  В области динамики и прочности особое внимание уделяется исследованиям конструктивной (реализуемой в конструкции в ожидаемых условиях эксплуатации) прочности, разработке моделей деформирования и разрушения новых материалов (монокристаллических лопаточных и гранулируемых дисковых никелевых суперсплавов, интерметаллидов, различных типов композиционных материалов и др.). 

 

Большой объём пионерских работ был выполнен по механике композиционных материалов (КМ). Эти работы включали технологические проработки, механические испытания (в том числе для углеродуглеродных и керамических КМ при экстремально высоких температурах), физические исследования, разработку методов расчета. Так, в Институте была разработана структурная теория деформирования композиционных материалов, позволяющая описать физические явления, которые не охватываются механикой однородного анизотропного тела.

 

Внедрены в расчётную практику методы, позволяющие оценивать поведение двигателя в экстремальных условиях, в том числе последствия попадания в тракт двигателя посторонних предметов (птиц, льда и другого), обрыва лопатки и так далее. Проведен комплекс исследований, позволяющих обеспечить прочность элементов силовой установки (корпуса, подвеска) после обрыва лопатки вентилятора. Как правило, исследования динамики и прочности, начинавшиеся как фундаментальные, завершаются разработкой рекомендаций для конструкторов и/или нормативных технических документов. На базе проведенных фундаментальных исследований разработаны многодисциплинарные математические модели высокого уровня, которые позволяют проектировать узлы перспективных двигателей с учетом нестационарного взаимодействия венцов, генерации шума, срывных явлений, особенностей турбулентных течений, детальной химической кинетики, механики развития трещин, поведения конструкций при сложных условиях нагружения.


По этим математическим моделям спроектированы, изготовлены и испытаны детали, ступени и модели узлов с верификацией расчетных методов, что позволило отработать новые технические решения: высокоэффективный малошумный вентилятор с надроторным устройством, рабочие лопатки вентилятора из полимерного композиционного материала, фронтовые устройства нового типа малоэмиссионных камер сгорания, турбинные лопатки большого ресурса с высокоэффективным охлаждением, шевронные сопла, активно-реактивные ЗПК и другое. Эти работы позволили ОКБ приступить к изготовлению натурных узлов, газогенератора и демонстрационного двигателя.


Существенное развитие получили методы оценки долговечности и подтверждения ресурса критических по последствиям разрушения деталей двигателя, в том числе с учетом возможного наличия в них дефектов. Создана теория устойчивого роста усталостных трещин, объединяющая процессы разрушения на разных масштабных уровнях от появления трещины до ее подрастания в каждом цикле нагружения. На этой основе разработан комплекс методов фрактографического реконструирования и расчетного прогнозирования кинетики усталостных трещин, который используется для решения задач фрактодиагностики (определения очагов, характера, продолжительности и причины разрушения), назначения интервалов дефектоскопического контроля и прогнозирования циклической долговечности деталей двигателя.

 

Межотраслевой альманах №44/2014




 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО:

Календарь событий:

«    Январь 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31