Представлено описание предварительных обликов электрической силовой установки для сверхлегкого пилотируемого самолета с максимальным взлетным весом до 700 кг. Предложено два варианта силовой установки на основе электрического двигателя максимальной мощностью 60…80 кВт, вращающего воздушный винт. В первом варианте подача электроэнергии на электродвигатель осуществляется от блока аккумуляторных батарей. Во втором варианте основным источником энергии является энергоузел на основе твердополимерного топливного элемента, топливом для которого является газообразный водород, и аккумуляторных батарей, обеспечивающих форсирование мощности на режимах взлета и набора высоты.

Ключевые слова: электрическая силовая установка, сверхлегкий самолет, топливный элемент, аккумуляторная батарея, электродвигатель.

Разработаны математическая модель и расчетный комплекс, предназначенные для проведения вычислительного эксперимента и расчетного исследования в задачах аэроакустики со сложной топологией расчетной области и специфическими граничными условиями, характерными для задач данного класса. Продемонстрированы высокие технологические возможности созданного расчетного комплекса при моделировании явлений, сопряженных с распространением по проточному тракту авиационного двигателя тонального шума, характерного для работы вентилятора, компрессора и турбины ТРДД, его излучением из воздухозаборника и выхлопного сопла двигателя, а также глушением шума посредством присоединенных резонансных полостей различной конфигурации, размещаемых на стенках канала.

Ключевые слова: аэроакустика, математическая модель, расчетный комплекс, вычислительный эксперимент.

В работе проведено обобщение на трехмерный случай ранее предложенной математической модели движения плазменного образования в постоянном поперечном магнитном поле. Полная система одножидкостного магнитогазодинамического приближения уравнений гидродинамического метода описания плазмы в условиях локального термодинамического равновесия упрощена в электромагнитной части.

Вместо решения полной системы уравнений Максвелла используется интегральный закон Ома, применяемый к проводящей области. Проведено сравнение результатов моделирования с использованием трехмерной, двухмерной модели и экспериментальных данных. Оценена энергоэффективность предложенного актуатора как доля вложенной энергии, преобразуемая в продольный импульс масс газа.

Ключевые дуговой разряд, плазменный актуатор, закон Ома

Представлены результаты экспериментального исследования, посвященного отработке методики измерения темпера туры газового потока с помощью контактных термоприемников с хромель-алюмелевыми термопарами. Статья носит методический характер.

Ключевые слова: газогенератор, турбина, лопатка, измерение температуры, термопара, термоприемник, неполное торможение потока.

Представлены результаты исследования возможности создания электронно-оптического сигнализатора розжига и горения в камере сгорания газотурбинного двигателя. Подробно описаны структура, обоснование выбора составляющих компонентов сигнализатора и его работа. Приведены результаты испытаний на форсажных камерах сгорания при стендовых испытаниях двигателей.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, камера сгорания, электронно-оптический сигнализатор розжига, датчик поджига ионизационный.

Выполнен обзор современного состояния математических моделей для расчета характеристик жесткости лепестковых газовых подшипников, в том числе определения напряженно-деформированного состояния контактирующих лепестков в подшипнике. Проведена классификация существующих подходов к расчету лепестковых газовых подшипников, и представлены модели подшипников, начиная с простейших инженерных, применяемых на начальных этапах проектирования газовой опоры, заканчивая прецизионными конечно-элементными моделями, рассматривающими контактное взаимодействие лепестков с учетом несовершенства их формы. Проведен анализ преимуществ и недостатков рассмотренных моделей с учетом стадии проекта, на которой они применяются, при сравнении с экспериментальными результатами. Приведена оценка эффективности применения моделей различного уровня на разных этапах проектирования газовой опоры.

Ключевые слова: газодинамический подшипник, лепестковый газовый подшипник, упругогидродинамический контакт, сухой двигатель.

Представлен анализ изменений значимости основных источников шума самолетов четырех категорий: бизнес-класса, региональных, ближне-среднемагистральных, дальнемагистральных. Рассмотрено изменение уровня готовности технологий снижения шума вентилятора, реактивной струи, шасси, элементов системы механизации крыла, а также эволюция систем шумоглушения силовой установки. Представлен прогноз достижения уровней шума рассмотренных категорий самолетов.

Ключевые слова: шум планера, шум двигателя, источник шума, планер, вентилятор, реактивная струя, система шумоглушения.

Представлено описание предварительных обликов электрической силовой установки для сверхлегкого пилотируемого самолета с максимальным взлетным весом до 700 кг. Предложено два варианта силовой установки на основе электрического двигателя максимальной мощностью 60…80 кВт, вращающего воздушный винт. В первом варианте подача электроэнергии на электродвигатель осуществляется от блока аккумуляторных батарей. Во втором варианте основным источником энергии является энергоузел на основе твердополимерного топливного элемента, топливом для которого является газообразный водород, и аккумуляторных батарей, обеспечивающих форсирование мощности на режимах взлета и набора высоты.

Рассмотрены основные особенности активного гашения колебаний механических систем с помощью пьезоэлементов. Для расчетного воспроизведения эффекта активного пьезодемпфирования лопаток турбомашин использованы одномерные аналитические модели, в том числе в рамках волнового метода прямого математического моделирования, и трехмерные конечно-элементные модели. Приведены результаты экспериментально-расчетных исследований активного пьезодемпфирования вынужденных колебаний натурной рабочей лопатки компрессора газотурбинного двигателя.

Ключевые слова: гашение колебаний, пьезоэлемент, рабочая лопатка компрессора.

Разработана математическая модель однорядного винтовентилятора и на ее базе – модель двухрядного винтовентилятора в квазидвухмерной постановке. Модели основаны на методике расчета аэродинамических параметров по импульсной теории воздушных винтов (теория Сабинина – Юрьева), в основе которой лежит учет индуктивных скоростей с помощью уравнений импульсов и момента импульсов. Адекватность результатов математического моделирования однорядного винтовентилятора показана на примере сравнения результатов расчета с экспериментальными аэродинамическими характеристиками модели (SR-7A) и полноразмерного однорядного винтовентилятора (SR-7L). С помощью разработанной математической модели может быть обеспечен адекватный перенос результатов модельных испытаний двухрядного винтовентилятора на условия работы в составе силовой установки с турбовинтовентиляторными двигателями. Описанная математическая модель двухрядного винтовентилятора используется в интегральных математических моделях ТВВД редукторной и безредукторной схемы, разработанных в ЦИАМ.

Ключевые слова: двухрядный винтовентилятор, индуктивная скорость, аэродинамический профиль, угол установки лопастей, аэродинамическая характеристика винтовентилятора.

Для измерения скорости на входе во входное устройство рекомендован метод PIV с измерением скоростей в двух продольных взаимно перпендикулярных диаметральных плоскостях с подачей оптических маркеров в этих плоскостях без засеивания всего потока воздуха, идущего через двигатель. Для измерения скорости в условиях крупномасштабного течения в испытательном боксе предложен времяпролетный метод, основанный на измерении времени пролета оптических маркеров, отслеживающих скорость потока, между двумя лазерными ножами, сформированными в двух поперечных сечениях бокса на известном расстоянии друг от друга. По результатам модельного эксперимента проведена оценка возможности применения метода в стендовых условиях. Предложены схема измерительной системы и конструкция устройства генерации одиночных оптических маркеров, засеиваемых в поток и двигающихся в потоке без проскальзывания.

Ключевые слова: испытательный стенд, измерение скорости, времяпролетный метод.

Рассматривается возможность применения беспроводных датчиков с чувствительными элементами на поверхностных акустических волнах (ПАВ) при испытаниях и эксплуатации авиадвигателей. На основе анализа публикаций по данной теме показана принципиальная возможность использования датчиков на ПАВ в условиях высоких температур. Приведены результаты расчетов, демонстрирующие возможность использования подложек из лангасита для создания высокотемпературного ПАВ-датчика крутящего момента, аналогичного низкотемпературным датчикам, имеющим практическое применение. Предварительные исследования показали возможность создания беспроводного ПАВ-датчика вибродеформации для вращающихся объектов, функционирующего без токосъемных устройств.

Ключевые слова: беспроводной датчик, датчик на ПАВ, высокотемпературный датчик, датчик крутящего момента, датчик вибродеформации.

В работе приведен анализ моделей усталости композиционных материалов. На основе вероятностного анализа остаточной прочности в испытаниях на усталость получено соотношение, позволяющее аналитически построить S-N-кривые (кривые усталости) для композиционных материалов по результатам статических испытаний на прочность, существенно сокращая сроки и стоимость работ. Результаты сравнения предсказанных долговечностей с экспериментальными данными позволяют использовать аналитически построенные S-N-кривые для оценки пределов выносливости композиционных материалов, что особенно важно на стадиях предварительного проектирования, отличающихся недостаточностью экспериментальных данных. Предложен эффективный метод построения кривых усталости для разных значений коэффициента асимметрии цикла нагружения с помощью диаграммы Гудмана.

Ключевые слова: композиционные материалы, сопротивление усталости, долговечность, вероятность разрушения, циклы нагружения, асимметрия нагружения, распределение напряжений, S-N-кривые, диаграмма Гудмана.

История пермского ОКБ тесно связана с историей ЦИАМ, специалисты которого принимали непосредственное участие в создании, испытаниях и доводке пермских газотурбинных двигателей. О результатах плодотворного сотрудничества двух коллективов рассказывают ведущие специалисты АО «ОДК-Авиадвигатель».

Центральному институту авиационного моторостроения им. П.И. Баранова 3 декабря 2020 года исполняется 90 лет, Опытно-конструкторскому бюро им. А. Люльки 30 марта 2021 года – 75 лет. Разница в возрасте подходящая для старшего и младшего братьев.