Центральный институт авиационного
моторостроения имени П.И. Баранова
Rus
Array
(
    [0] => Array
        (
            [TEXT] => Двигатели
            [LINK] => /research/engines/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 1
        )

    [1] => Array
        (
            [TEXT] => Авиационные
            [LINK] => /research/engines/aviation/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [2] => Array
        (
            [TEXT] => Аэрокосмические
            [LINK] => /research/engines/aerospace/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [3] => Array
        (
            [TEXT] => Энергоустановки
            [LINK] => /research/engines/power-plant/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [4] => Array
        (
            [TEXT] => Узлы
            [LINK] => /research/nodes/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 1
        )

    [5] => Array
        (
            [TEXT] => Компрессоры
            [LINK] => /research/nodes/compressors/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [6] => Array
        (
            [TEXT] => Турбины
            [LINK] => /research/nodes/turbine/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [7] => Array
        (
            [TEXT] => Камеры сгорания
            [LINK] => /research/nodes/the-combustion-chamber/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [8] => Array
        (
            [TEXT] => Сопла и воздухозаборники
            [LINK] => /research/nodes/nozzles-and-air-inlets/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 3
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [9] => Array
        (
            [TEXT] => Системы
            [LINK] => /research/system/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 1
        )

    [10] => Array
        (
            [TEXT] => САУ
            [LINK] => /research/system/sau/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [11] => Array
        (
            [TEXT] => Диагностика
            [LINK] => /research/system/diagnosis/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [12] => Array
        (
            [TEXT] => Термомеханические
            [LINK] => /research/system/thermomechanical/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [13] => Array
        (
            [TEXT] => Прочность и надежность
            [LINK] => /research/strength-reliability/
            [SELECTED] => 1
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 3
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 1
        )

    [14] => Array
        (
            [TEXT] => Теория и расчеты напряженно-деформированного состояния и прочности
            [LINK] => /research/strength-reliability/theory-and-calculations-of-stress-strain-state-and-strength/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [15] => Array
        (
            [TEXT] => Конструкционная прочность металлических сплавов
            [LINK] => /research/strength-reliability/structural-strength-metal-alloys/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [16] => Array
        (
            [TEXT] => Композиционные материалы
            [LINK] => /research/strength-reliability/composite-materials/
            [SELECTED] => 1
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [17] => Array
        (
            [TEXT] => Динамика ГТД
            [LINK] => /research/strength-reliability/dynamics-gte/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 3
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [18] => Array
        (
            [TEXT] => Ресурс
            [LINK] => /research/strength-reliability/resource/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 4
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [19] => Array
        (
            [TEXT] => Подшипники
            [LINK] => /research/strength-reliability/bearings/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 5
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [20] => Array
        (
            [TEXT] => Зубчатые передачи и редукторы
            [LINK] => /research/strength-reliability/gears-and-gearboxes/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 6
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [21] => Array
        (
            [TEXT] => Двигатели в эксплуатации
            [LINK] => /research/strength-reliability/the-engines-in-operation/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 7
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [22] => Array
        (
            [TEXT] => Сертификация
            [LINK] => /research/strength-reliability/certification/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 8
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [23] => Array
        (
            [TEXT] => Газовая динамика и горение
            [LINK] => /research/gas-dynamics/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 4
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [24] => Array
        (
            [TEXT] => Кинетика физико-химических процессов
            [LINK] => /research/kinetika/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 5
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [25] => Array
        (
            [TEXT] => Авиационная химмотология
            [LINK] => /research/aviation-chemmotology/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 6
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [26] => Array
        (
            [TEXT] => Метрология и измерения
            [LINK] => /research/metrology-and-measurements/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 7
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [27] => Array
        (
            [TEXT] => Центр сертификации
            [LINK] => /research/centr-sertifikacii/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 8
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

)

Композиционные материалы

Заставка блок.jpg


Одним из определяющих направлений совершенствования авиационных двигателей является использование композиционных материалов (КМ) во всех узлах авиационных двигателей различного назначения. Мировой опыт свидетельствует, что авиадвигатели все в большей степени становятся «неметаллическими».

Композиционные материалы создаются из полуфабрикатов совместно с конструкцией, т.е. композиционный материал с требуемыми в изделии свойствами и само изделие технологически формируются одновременно при изготовлении. Поэтому при создании конструкций из КМ вопросы проектирования (в традиционном смысле), рационального армирования и разработки технологического процесса являются тремя сторонами единой проблемы и не могут рассматриваться изолированно, что допускается при создании конструкций из металлов.

Указанная особенность композиционных материалов, а также анизотропия свойств и неоднородность их структуры являются факторами, заставляющими искать новые подходы в работе с КМ. В сравнении с традиционными «металлическими» технологиями одно лишь число испытаний для определения свойств КМ возрастает более чем в 25 раз, требуя применения нестандартных методик и специализированного оборудования.

Исследованиями в этой области в ЦИАМ занимается сформированный в 1967 г. отдел конструкционной прочности деталей и узлов авиационных двигателей из композиционных и керамических материалов. Выполняемые в отделе работы охватывают чрезвычайно широкий круг вопросов: от фундаментальных исследований механики неоднородных сплошных сред до оказания непосредственной помощи ОКБ и заводам в создании деталей из композиционных и керамических материалов, в том числе интерметаллидов, стекло- и углепластиков, углеалюминия, бороалюминия, углерод-углеродного КМ (УУКМ), стеклокерамики, реакционно-связанных, спеченных, горячепрессованных, дискретно-армированных керамических материалов и др. 

Направления работ

Теоретические исследования в области механики многокомпонентных сред.

Создание математических моделей и методов расчета различного иерархического уровня для оценки напряженно-деформированного состояния и прочности изделий из КМ с учетом внутреннего строения композиционного материала, а также окружающих условий (температура, влажность и т.д.).

Конструктивные и технологические разработки деталей и узлов авиационных двигателей из КМ. Примерами выполненных разработок конструкций и технологий изготовления являются двухперьевые лопатки турбины из УУКМ, рабочие колеса турбины из УУКМ как цельной конструкции, так и составные, в том числе с двухперьевыми лопатками из УУКМ, рабочее колесо центробежного компрессора для малоразмерных ГТД, сепараторы подшипников из УУКМ, жаровая труба из керамического КМ, сопловой аппарат из дисперсно-упрочненного КМ, широкохордные лопатки из углепластика для вентиляторов двигателей ПС-12, ПД-14, лопатки для модели биротативного вентилятора и т.д.

Квалификация материалов. В рамках аккредитованной Испытательной лаборатории конструкционной прочности композиционных материалов и деталей авиационных двигателей и воздушного судна (ИЛ КПКМД АД ВС) проводятся квалификационные испытания композиционных материалов мотогондолы, двигателя ПД-14. Разработан проект нормативной документации по общей и специальной квалификации как композиционного материала лопатки вентилятора, так и самой лопатки.

Экспериментальные исследования деталей и узлов из КМ и керамики, включая разработку оборудования и методов экспериментальных исследований, в том числе:

– исследования механических характеристик полимерных КМ при нормальных, повышенных и пониженных температурах (от -70 до 1500 ˚С) на таком оборудовании, как электромеханические установки УТС-1100, Instron 5985, АИМА 5–1 и др; 

– исследование характеристик длительной прочности КМ, в том числе испытания на малоцикловую усталость полноразмерной углепластиковой лопатки вентилятора с использованием сервогидравлической установки Instron 8805. В исследованиях применяется оптическая система измерения деформаций Vic-3D;
  
– исследование эксплуатационных характеристик КМ (например, эрозионной стойкости КМ и антиокислительных покрытий из них);

– исследование многоцикловой усталости изделий из КМ с использованием такого оборудования, как вибростенд LDS V875-440B (испытания на усталость и вибропрочность образцов материала, деталей и узлов общей массой до 600 кг при возбуждающей силе до 35,6 кН в диапазоне частот от 5 до 3000 Гц) и вибростенд УВЭ-10/5000 (испытания образцов, деталей и узлов массой до 10 кг при вибрационных ускорениях до 45 g в диапазоне частот от 5 до 5000 Гц);

– исследования статической и длительной прочности рабочих лопаток вентиляторов на разгонных стендах Т14-01, Т14-21Б;

– исследования стойкости к удару рабочих лопаток вентиляторов (в том числе удары моделями птицы), корпусов и их моделей, образцов, материалов с использованием пневмопушек ПУН 40/100 и ПУН 80/50;

– исследования процесса образования и развития трещин, стойкости к повреждениям, в том числе возникающих при забросе во входное устройство двигателя посторонних предметов (птицы, лед);
  
– исследования конструктивно-подобных элементов, в том числе образцов-свидетелей, вырезанных непосредственно из изделия;

– неразрушающий контроль изделий из КМ с использованием таких методов, как ИК-термография (ИК-термограф «Иртис-2000»), лазерно-ультразвуковая дефектоскопия (УДЛ-4), виброметрия.