Федеральная целевая программа «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года». Государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Скачать 4.27 Mb.
|
Проводились исследования и разработка способов соединений деталей конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготавливаемых методами вакуумного формирования - VA RTM, автоклавным и RTM. Проведены патентные исследования и показано, что требуется создание ограниченного числа полимерных связующих гармонично сочетающихся с различными армирующими наполнителями, а также обеспечивающих надежность функционирования гибридных материалов и конструкций на их основе. Исследованы реокинетические характеристики эпоксидных связующих и углепластиков на их основе. Разработаны и обоснованы рациональные конструктивные решения типовых соединений различных конструкций планера самолета с учетом свойств деталей из ПКМ и методов их формования. Предложены образцы фрагментов композитных конструкций, призванные подтвердить базовые методы технологии формования деталей из ПКМ. Рассмотрено изготовление образцов тремя методами формования: автоклавным, инфузионным и вакуумным. Проведены теоретические исследования напряженно-деформированного состояния болтовых соединений из ПКМ, показывающие высокую зависимость прочностных характеристик соединения от осевого натяга и параметров соединения, определяющих концентрацию напряжений. Разработаны расчётные модели, позволяющие анализировать характер распределения напряжений вокруг отверстия в композитных деталях. Проанализированы акустические методы неразрушающего контроля для оценки напряженно-деформационного состояния композитных конструкций. В качестве базового выбран метод акустической тензометрии напряжений в крепёжных элементах механических соединений. На основании исследования производственных процессов изготовления деталей из ПКМ различными методами формования (VA RTM, автоклавный и RTM) разработана технико-экономическая оценка изготовления отдельных элементов деталей и их соединений, позволяющая проводить анализ и сравнение различных типов соединений из ПКМ в зависимости от выбранного конструктивного исполнения и технологии изготовления. Произведен выбор типовых зон соединений в силовых агрегатах из ПКМ самолета БСМС, проанализированы эксплуатационные факторы в данных зонах и сформированы расчетные нагрузки на типовые зоны соединений, стыков агрегатов из ПКМ самолета. Разработан перечень и классификатор материалов, возможных для использования в типовых элементах агрегатов с соединениями материалов с разбивкой их по агрегатам и зонам использования в планере. Изготовлены, испытаны и выбраны материалы для использования в типовых элементах планера. Составлена классификация типовых силовых конструктивных элементов авиационных изделий и произведена привязка классификации соединений к классификации типовых силовых конструктивных элементов авиационных изделий. Разработаны типовые силовые конструктивные элементы, выполненные автоклавным и вакуумным методом. Произведено обоснование используемых решений типовых соединений, с проведением оценки применяемых решений. Составлена классификация соединений деталей из ПКМ. Разработана программа исследований соединения деталей из ПКМ, изготовленных различными методами формования. Разработана КД на образцы и оснастку для изготовления образцов и проведены исследования процессов пропитки (фильтрации) с проведением численных экспериментов. Изготовлены образцы для проведения исследований влияния климатики на прочность и усталость деталей из ПКМ, изготовлены и технологически отработаны типовые соединения сборочных конструкций. Проведен комплекс сравнительных прочностных испытаний образцов типовых соединений из ПКМ, изготовленных по различным технологиям (вакуумного, автоклавного, RTM формования). Проведено исследование влияния конструктивно-технологических параметров соединений на коэффициент реализации прочностных свойств ПКМ. Разработана методика расчётного проектирования механических соединений из ПКМ, методические материалы по расчёту и проектированию механических соединений из ПКМ, технологические рекомендации по изготовлению элементов конструкций соединений RTM методом, предварительные руководящие технологические материалы (РТМ) по выполнению соединений деталей конструкций. В целях создания автоматизированной системы мониторинга и прогнозирования профессиональной надежности летчиков-испытателей в проблеме влияния человеческого фактора на безопасность полетов выполнены работы по обоснованию, выбору и установке оборудования для модернизации аппаратно-программного комплекса стенда оценки работоспособности и проффесиональной надежности летчиков-испытпателей. Проведена модернизация программно-аппаратных составляющих электроэнцефалографической системы за счет использования современных ультразвуковых аппаратно-программных компонентов, таких как: ультразвуковой сканер VIVID, доплер для исследования сосудов головного мозга, цифровая ультразвуковая система экспертного класса APLIO MX SSA-780A, а также биохимического автоматического анализатора BS-120» и использования в составе этих компонентов ультразвуковых датчиков. В результате проведения комплекса НИР и экспериментальных работ по отработке электроэнцефалографических методик освидетельствования летно-испытательного состава, учитывающих современные требования по повышению безопасности полетов экспериментальной авиации принята в эксплуатацию модернизированная электроэнцефалографическая система, предназначенная для проведения экспериментальных работ по внедрению отработанных методов исследования состояния сосудов коры головного мозга в технологию проведения экспертизы летно-испытательного состава экспериментальной авиации («человеческого фактора»). Внедрены в практику специальные клинико-физиологические методики экспертного освидетельствования, основанные на применении допплеровской диагностики в неврологии и нейрохирургии. Проведены экспериментальные работы по внедрению отработанных методов исследования, обеспечивающих анализ состояния сосудов, коры головного мозга, определяемого как параметрами кровотока, так и параметрами объемного изображения соответствующих сосудов, в технологию проведения экспертизы летно-испытательного состава экспериментальной авиации. Велись поисковые исследования по повышению характеристик статической прочности и сопротивления усталости конструкционных металлических материалов на базе синергетического подхода, позволяющего использовать энергию внешних механических воздействий для усиления элементов структуры металла. в 2010 году разработана концепция, которая позволяет определить направления развития синергетического подхода повышения прочностных и усталостных характеристик конструкционных металлов и авиаконструкций. Проведён анализ работы энергетической структуры исходного металла от внешних сил, который показал, что пластическая деформация конструкционного металла, как открытой системы, снижает общую энергию металла, его выносливость, способность деформироваться, что повышение характеристик прочности и усталостной долговечности конструкционного металла путём подъёма уровня энергии межъядерных связей от внешних силовых воздействий возможно только в линейном деформационном диапазоне и возможность усиления межъядерных связей при синергетическом подходе, когда металл является открытой материальной системой, существенно ограничена сверху по уровням их энергий, что и определяет синергетическую зону «характеристики металла – параметры внешних воздействий» с положительным эффектом. Разработана концепция повышения усталостной долговечности материалов за счет энергии некоторых видов внешних воздействий и определены уровни и вид предварительного нагружения, которые приводят к повышению усталостной долговечности, например, для материала 1163АТ до 6 раз, при этом, предел выносливости σR материала увеличивается с 11,5 кг/мм2 до 15,0 кг/мм2 на базе 6÷10·106 циклов нагружения. В результате выполненных в 2010 году мероприятий по НИР «Разработка технологий получения нового сортамента металлургической продукции из высокожаростойких порошковых дисперсно-упрочненных ферритных сталей плотностью менее 7,3 г/см3 для рабочих температур 1000-1400С деталей авиационных газотурбинных двигателей» рассмотрены основные особенности формирования структуры и механизмы упрочнения дисперсно-упрочненных сплавов. Проанализированы физико-химические и механические свойства жаростойких и жаропрочных порошковых ферритных сталей по сравнению с промышленными деформируемыми сплавами на никелевой основе. Начата разработка технологии получения порошков дисперсно-упрочненных ферритных сталей с содержанием хрома 18-25%, алюминия 4,8-6,0%, а также технологии компактирования порошков дисперсно-упрочненных сталей методами горячей экструзии и изотермического прессования. Разработаны и выпущены три временные технологические инструкции на получения восстановленных, водораспыленных и дисперсно-упрочненных порошков. Отработаны режимы компактирования порошков дисперсно-упрочненной ферритной стали. Проведены исследования физико-химических и технологических свойств опытных партий порошков, а также физико-механических свойств опытных партий деформированных полуфабрикатов. В области создания научно-технического задела по авиационным двигателям Выполнен комплекс исследовательских работ предусмотренных НИР "Исследования ключевых технологий в обеспечение создания конкурентоспособных двигателей нового поколения и модернизации существующих ГТД". В рамках данной работы, направленной на создание экспериментально апробированного научно-технического задела в обеспечение разработки конкурентоспособных авиационных двигателей нового поколения (уровень технологий 2012 – 2015 годов) и модернизацию существующих газотурбинных двигателей в 2006 - 2010 гг. получены 5 патентов на изобретения, создано много ноу-хау и исследованы все основные узлы и системы перспективных ТРДД. Детально исследованы характеристики типовых (вентиляторных - С178-1, С179-1, компрессорных - К-11М, Д-66; Д-70) ступеней нового поколения. Показана эффективность применения надроторных устройств в вентиляторах и КВД. Разработаны конструктивные решения и технологии изготовления углепластиковых широкохордных лопаток вентилятора с титановой окантовкой для ТРДД типа ПД-14 и корпуса вентилятора для локализации оборвавшейся лопатки вентилятора. Испытаны в модельных и огневых условиях высотного запуска несколько вариантов систем зажигания. Рекомендован для применения в перспективном ТРДД с увеличенной высотностью запуска, разработанный, демонстрационный образец унифицированной емкостной системы зажигания, адаптированный к разным режимам запуска двигателя в условиях высот от –0.3км до +9км при температуре от -60 до +100оС, с улучшенными техническими и весовыми характеристиками. Отработаны технологии проектирования высокоперепадных газовых турбин на основе экспериментальных исследований турбинных решеток и современных 3D вязких методов, учитывающих вихревую структуру течения и увеличение турбулентной вязкости. Выполнено экспериментальное исследование высокоперепадной модельной ступени ТВД, которое показало, что в натурных условиях значение к.п.д. может составлять 0,875-0,88. Разработан тип глушителей шума, с примерно вдвое более высокой акустической эффективностью на единицу длины. Экспериментально установлено, что расположение ЗПК между РК и СА, эффективно подавляет широкополосный и тональный шум вентилятора (снижение суммарного уровня до 4 дБ), включая шум ударных волн. Для поглощения широкополосного шума турбины и камеры сгорания рекомендованы ЗПК из теплозащитного материала ТЗМ-23М. Разработано и испытано новое устройство для снижения шума выхлопных струй - «аэродинамические шевроны». Лучший из вариантов показал интегральное снижение шума на 2 дБ. Впервые показано, что влияние обледенения вентилятора и КНД на изменение тягово-экономических характеристик ТРДД в основном зависит от принятого закона подачи топлива, что может приводить к падению тяги на 20–30% или возрастанию на 3–6%. Создана экспериментальная установка для моделирования воздействия на двигатель кусков льда. Выполнена серия калибровочных испытаний с использованием имитатора ледяного бруска и пробное испытание с ледяным бруском. Разработаны и рекомендованы для применения эмпирические зависимости для определения тепловыделения в подшипниках, в которых отличие в расчетных и экспериментальных данных не превышает 10…12%. Продолжена работа по накоплению объема банка данных, необходимых для сертификации конструкционных материалов для перспективных ТРДД типа ПД-14. Разработана перспективная технология математического моделирования ГТД на основе компонентного представления узлов и систем, с возможностью использования для каждой из них моделей разного уровня, вплоть до 3D, что позволяет, например, учитывать влияние условий обтекания силовой установки в составе самолета на режим работы ТРДД с большой степенью двухконтурности. Определено, что для САУ перспективного ТРДД с электроприводными агрегатами перспективными являются регулируемые электроприводы на базе вентильных электродвигателей постоянного тока с возбуждением от высокоэнергетических постоянных магнитов с микропроцессорными блоками управления. Для двигателя-демонстратора АИ-25ТЛ разработана демонстрационная система смазки с электроприводными откачивающими и нагнетающим маслонасосами (с изменяемой в 10 раз частотой вращения). Управление насосами обеспечивает цифровая САУ. В части разработки облика базового ТРДД для БСМС результаты исследований внедрены на этапах проектирования семейства ПД-14, в том числе: концепция унифицированного применения одного двигателя с Dв=1,90 м на самолетах МС-21-200 и МС-21-300, модифицированного двигателя большей тяги на основе базового газогенератора - для самолета МС-21-400; выполнено обоснование семейства ТРДД тягой от 7 до 20тс с изменением схемы двигателей разной тяги на основе базового газогенератора с Gггпрz=2,7-2,8кг/с, включая переход от прямого привода вентилятора к приводу через редуктор для ТРДД с тягой выше 16- 17 тс. Проработаны направления дальнейших исследований по развитию ГТД для магистральных самолетов, прогнозируемых для ввода в эксплуатацию в 2025 - 2030 гг. (ТВВД «открытый ротор», двигатели на основе сложных термодинамических циклов, распределенные СУ с выносным генератором газа и электроэнергии и др.). Предложена конструктивная схема ВСУ для «электрических» самолетов. Разработан технический облик перспективного газогенератора «малой» размерности (класс мощности 3000…4000 л.с.), включающего двухступенчатый центробежный компрессор, кольцевую наклонную КС и осевую одноступенчатую турбину (жаровая труба КС, сопловые и рабочие лопатки турбины, подшипники - из композитных материалов). Исследованы центробежные ступени ЦС-С2В, ЦС-С2Д, ЦС-38. Показано, что применение перспективных материалов (например, алюминида титана) позволит поднять верхний предел *к >17, а применение разработанного безотрывного радиального лопаточного диффузора расширяет диапазон устойчивой работы ступени по расходу, что позволяет получить до 6% прироста *к при сохранении Ку и *ад max. Для модернизации существующих камер сгорания разработаны и исследованы топливные форсунки, завихрители, фронтовые устройства, системы охлаждения жаровых труб. Экспериментально подтверждена работоспособность модифицированных элементов в земных и высотных условиях, возможность снижения эмиссии вредных веществ (в первую очередь, оксидов азота NOх до 15%) и увеличение долговечности жаровых труб из нового материала не менее, чем в 2 раза при сохранении других характеристик камер сгорания. Результаты, полученные в ходе выполнения НИР «Двигатели-ХХ1» являются новыми, соответствуют тенденциям развития мирового авиадвигателестроения, имеют экспортный потенциал, соответствуют 1-3 уровням технологической готовности и служат основой для технологической готовности отечественного авиадвигателестроения к созданию конкурентоспособных ТРДД нового поколения, вводимых в эксплуатацию в 2015-2017 гг. Выполнены запланированные мероприятия по научному и нормативно-методическому обеспечению выполнения требований конкурентноспособности авиационных двигателей в части безопасности, надежности и эффективности эксплуатации, снижения шума и эмиссии вредных веществ. В результате выполнения работы даны рекомендации по обеспечению конкурентоспособности перспективных отечественных авиационных двигателей (базовый двигатель нового поколения, SaM-146 и др.), безаварийной и экономически эффективной эксплуатации гражданской авиационной техники за счет нормативно-методического обеспечения вопросов безопасности, надежности и эффективности эксплуатации, снижения шума и эмиссии вредных веществ, внедрения новых технических решений для повышения конструктивной надежности и снижения шума и эмиссии вредных веществ. Создан комплект гармонизированной с зарубежными требованиями нормативно-технической документации по вопросам безопасности, надежности и эффективности эксплуатации, снижения шума и эмиссии вредных веществ, новые методики оценки технического состояния авиадвигателей, разработаны и экспериментально проверены новые технические решения для обеспечения безопасности полетов, снижения шума и эмиссии вредных веществ, в том числе: - в обеспечение безопасности, ресурса, прочностной надежности разработан проект Рекомендательного Циркуляра РЦ-АП33.75 «Анализ безопасности», гармонизированный как с американскими, так и с европейскими требованиями и методами установления соответствия. Разработано "Руководство по обеспечению эксплуатационной технологичности ГТД ГА", разработан проект Рекомендательного циркуляра по ускоренной ETOPS-сертификации авиационных двигателей, гармонизированный с американскими и европейскими требованиями и методами. Разработаны проекты Рекомендательного циркуляра РЦ-АП33.19(5*) «Установление соответствия агрегатов, имеющих ротор с высокой кинетической энергией, требованиям Норм летной годности (АП-33)» и проект Рекомендательного циркуляра «Проведение огневых испытаний компонентов двигателя на огнестойкость и огненепроницаемость»; - в обеспечение надежности, диагностики, эффективности эксплуатации разработан проект методического руководства по оценке технических и экономических рисков, связанных с процессами технического обслуживания (ТО) авиационных ГТД. Разработано Методическое руководство по прогнозированию технического состояния авиадвигателей с помощью нейросетевых алгоритмов типа «самоорганизующихся карт Кохонена». Разработана новая редакция «Общих технических условий на изготовление, ремонт, приемку и поставку авиационных серийных двигателей для воздушных судов» (ОТУ-2012, взамен ОТУ-2006). Выполнен систематический анализ показателей безотказности двигателей гражданской авиации с целью установления соответствия требованиям «Норм безотказности двигателей гражданской авиации»; - в обеспечение экологических характеристик разработана методология акустических испытаний модельных вентиляторов на универсальных стендовых имитаторах двигателей в заглушенной камере, дающих возможность одновременного измерения всего акустического поля вентилятора как в передней, так и в задней полусферах. Разработана численная процедура для расчета акустических полей, излучаемых из воздухозаборника ВРД на различных режимах его работы с учетом воздействия звукопоглощающей облицовки канала воздухозаборника. Проведены экспериментальные исследования однослойных объемных и двухслойных комбинированных звукопоглощающих конструкций (ЗПК) в условиях, характерных для воздухозаборников ТРДД. На примерах двигателей Д-30КУ/КП 2 сер. и ПС-90А выполнено расчетное исследование возможностей снижения шума самолетов гражданской авиации до требований Главы 4 Стандарта ИКАО путем модификации их двигателей. Впервые в отечественной авиационной акустике выполнены исследования активно-реактивных глушителей шума вентиляторов ТРДД применительно к их наружным каналам. Проведены доработка и испытания фронтового устройства со струйным смесителем для создания малоэмиссионной камеры сгорания с 2-кратным снижением эмиссии вредных веществ. Разработан и изготовлен демонстратор низкоэмиссионной горелки, реализующий технологию подготовки заранее перемешанной топливовоздушной смеси и работающий на керосине и на газообразном углеводородном горючем. С целью определения технического облика малоэмиссионной камеры сгорания перспективного ТРДД проведено испытание фронтового устройства с трехъярусным завихрителем при умеренных и повышенных значениях давлений и температур воздуха на входе в камеру сгорания при различных распределениях жидкого топлива в центральную форсунку и внешний коллектор. Разработана низкоэмиссионная горелка с предварительным испарением топлива на развитых пористых структурах и выпущен комплект конструкторской документации. Выполнена обработка сертификационных испытаний наиболее современного отечественного двигателя ПС-90А и его модификаций по эмиссии вредных веществ с целью представления этих данных в Банк данных по эмиссии Международной организации гражданской авиации (ИКАО). В условиях стенда Ц-3А ЦИАМ проведен цикл экспериментальных исследований модельного биротативного вентилятора МБВ-2 на универсальном стендовом имитаторе двигателя (УСИД) с противотурбулентным входным устройством (ПВУ) и отсосом воздуха из заглушенной камеры. Подготовлен проект дополнений и изменений в Авиационные правила АП-34 с учетом 3-его издания стандарта ИКАО на эмиссию вредных веществ. В результате проведенных исследований по |
Похожие:
 | «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года» |  | Министерство транспорта Российской Федерации по подпрограмме «Развитие экспорта транспортных услуг», подпрограмме «Автомобильные... |
| Министерство транспорта Российской Федерации по подпрограмме «Развитие экспорта транспортных услуг», подпрограмме «Автомобильные... | | Министерство транспорта Российской Федерации по подпрограмме «Развитие экспорта транспортных услуг», подпрограмме «Автомобильные... |
| По направлению «капитальные вложения» проведение работ по строительству и реконструкции следующих объектов | | Федеральная целевая программа «Культура России (2012–2018 годы)» утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от... |
| Федеральная целевая программа «Жилище» на 2002-2010 годы, утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 17. 09.... | | Российской Федерации "Развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы" Шифр "Авиагоспрограмма-3", реализуемой в рамках Государственной... |
| Федерального закона от 12. 04. 2010 n 61-фз производство лекарственных средств должно соответствовать требованиям правил надлежащей... | | Обоснование значимости отрасли торговли для экономики и необходимости разработки Стратегии 7 |