• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.05.2023
ПНИПУ
4 600

Исследование Пермского Политеха поможет защитить авиадвигатели от обледенения

4.5

Обледенение конструктивных элементов авиадвигателей может приводить к трагическим последствиям. Для борьбы с ним используется различные противообледенительные системы — механические, электроимпульсные, электротепловые, газодинамические и другие. Однако сам процесс обледенения изучен недостаточно, практически отсутствуют исследования обледенения при вибрациях, нет описания механизмов образования льда для различных амплитуд и частот колебаний. Проведя более 40 вычислительных экспериментов, ученые Пермского Политеха установили, как вибрация влияет на обледенение авиадвигателей.

Исследование Пермского Политеха поможет защитить авиадвигатель от обледенения
Исследование Пермского Политеха поможет защитить авиадвигатель от обледенения / ©Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». Газотурбинные двигатели, используемые в авиации и энергетике, подвержены образованию наледи, которая может приводить к аварийным ситуациям. Чтобы бороться с ней, используются различные способы: обработка поверхностей специальными реагентами, обогрев критически важных элементов теплым воздухом, «крошение» льда с помощью электромагнитных импульсов. Их эффективность зависит, в том числе, от самих условий льдообразования.

Чтобы выявить параметры вибраций для сброса льда, на базе Центра высокопроизводительных вычислительных систем под руководством доктора технических наук, профессора Владимира Модорского, ученые Пермского Политеха провели серию вычислительных экспериментов. Они установили, что частоты и амплитуды колебаний аэродинамического профиля могут существенным образом влиять на характер обледенения.

«Исследование влияния вибраций на массу и форму льда проводилось в диапазоне частот от 30 Гц до 60 кГц и амплитудах от 0,1 до 100 мм. Благодаря этому нам удалось выявить три механизма образования льда, влияющих в конечном итоге, на форму и массу ледяных наростов. Выявлено, что вибрации могут не только снижать массу льда, но и повышать ее. Причем на образование льда существенное влияние оказывает коэффициент, равный отношению скорости набегающего потока к виброскорости аэродинамического профиля.

Например, при высоких значениях этого коэффициента влияние вибраций на обледенение несущественно. Тогда как при его снижении может наблюдаться эффект «прилипания» льда. Капли удерживаются за счет сил смачивания, но не стряхиваются, что приводит к росту массы ледяных наростов. При приближении коэффициента к двум появляется эффект «стряхивания» вследствие повышения инерционной составляющей», — рассказывает заместитель декана аэрокосмического факультета по науке и инновациям, старший преподаватель кафедры ракетно-космической техники и энергетических систем, сотрудник центра высокопроизводительных вычислительных систем Станислав Калюлин.

Исследование действия вибраций на обледенение имеет серьезное эвристическое значение, поскольку сама работа двигателя сопряжена с вибрациями. Полученные сведения позволят учесть и при необходимости изменить диапазон собственных и вынужденных частот элементов конструкции. Работа выполнена в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
13 июня
Дарья Г.

В центре далекой галактики OJ 287 находятся две черные дыры, одна из которых в сотню раз больше другой. В 2021 году астрономы подтвердили существование пары по изменению яркости объекта. Теперь же ученым удалось доказать, что источником той необычной вспышки была именно малая черная дыра.

Позавчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

13 июня
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

11 июня
Александр Березин

Авторы серии одновременно вышедших научных работ описали влияние космического полета первого в истории частного экипажа — Inspiration4, отправленного в космос SpaceX — и пришли к выводу, что, несмотря на отсутствие длительной и систематической предполетной подготовки, организмы участников полета перенесли его нормально. Это имеет серьезные последствия для будущего космических полетов, в котором большинство всех экипажей со значительной вероятностью будут частными.

11 июня
Игорь Байдов

Инфракрасный космический телескоп NASA предоставил данные, которые указывают, что 20 лет назад в соседней молодой планетной системе Бета Живописца произошло масштабное столкновение астероидов, породившее облако пыли в 100 тысяч раз больше, чем астероид, погубивший динозавров. Исследование таких событий поможет астрономам лучше понять процессы, которые способствуют развитию планетных систем, подобных нашей, и позволит больше узнать о ранних стадиях формирования планет.

10 июня
Игорь Байдов

Группа физиков из Италии представила новую концепцию поиска признаков распада протона. Исследователи предложили пробурить на Луне скважину глубиной пять километров и безопасно извлечь оттуда образцы породы, сохраняющие следы этого события. Если идею ученых притворят в жизнь и миссия окажется успешной, открытие поможет объединить противоречащие физические теории.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: