Авиация России

Комплексная программа развития авиационной отрасли России до 2030 года поставила перед промышленностью задачу ускорить цикл проектирования и производства авиационных двигателей. Но в процессе их сборки могут возникать препятствия, которые замедляют процесс и снижают показатели эффективности. Одна из наиболее часто встречающихся технических проблем – дисбаланс ротора, который приводит к увеличению вибрации и изменению режима работы двигателя, что в конечном итоге ускоряет процесс износа деталей.

Основная часть турбины – ротор – состоит из вала и рабочего колеса, на котором укреплены лопатки. Ротор преобразует тепловую энергию газового потока в механическую работу, создающую тягу турбореактивного двигателя.

Дисбаланс ротора турбины возникает, когда не совпадают центр её массы и оси вращения. Причиной могут быть ошибки при изготовлении или материал разной плотности. Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) предложили минимизировать начальный дисбаланс ротора с помощью нового метода сборки ротора, а остаточный дисбаланс устранить балансировкой. Они уверены, что их алгоритм сделает двигатели более долговечными и экономически эффективным по сравнению с существующей технологией.

Для сборки колеса турбины и предотвращения дисбаланса используется специальное программное обеспечение, разработанное учёными ПНИПУ, которое заранее моделирует погрешности. Перед сборкой турбины лопатки сортируют по мере уменьшения их относительной статической неуравновешенности и укладывают попарно. Затем проводят контроль по специальной программе и корректируют смоделированный комплект.

«Правильная укладка обеспечивает соблюдение требований к неуравновешенности лопаток и уменьшает этот показатель у колеса. Постоянный контроль величины и направления дисбаланса после укладки каждой группы лопаток позволяет вовремя вносить корректировки. Если всё сделано правильно, то сборка выполняется по подготовленному варианту. В таком случае колесо уже не требует балансировки», – пояснила младший научный сотрудник и инженер центра высокопроизводительных вычислительных систем ПНИПУ Маргарита Серёгина.

«Наш метод повышает точность сборки ротора и позволяет создать автоматизированные рабочие места с постоянным контролем, а применение расчётов сокращает объём работ. Это позволит сделать производство двигателей более ритмичным и выполнить установленные комплексной программой развития авиаотрасли задачи по наращиванию выпуска отечественных двигателей», – прокомментировали сайту «Авиация России» новый алгоритм сборки в пресс-службе ПНИПУ.

42 077