В Перми придумали, как сократить время и затраты на производство авиадвигателей
В производстве авиадвигателей самая большая сложность — в изготовлении деталей газовых турбин. Особенно это касается дисков и лопаток, отвечающих за вращение турбины. Они соединены между собой с помощью елочных пазов — углублений в форме елочек. Сейчас они обрабатываются методом протягивания специальными блоками из быстрорежущих сталей, которые прорезают диски и формируют по окружности елочный профиль. Но в современных реалиях возникают трудности с зарубежными поставками заготовок для процесса протягивания. Это влечет за собой простои производства и серьезные финансовые затраты. Ученые Пермского Политеха предложили более эффективный способ прорезки елочных пазов в дисках газовых турбин. Он позволит почти в два раза сократить время и затраты на изготовление протяжек из дорогостоящих быстрорежущих сталей.
Статья опубликована в сборнике «Современные тенденции развития инструментальных систем и металлообрабатывающих комплексов», 2024. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Газовая турбина обеспечивает основную тягу авиадвигателя и отвечает за движение и полет самолета. Поток воздуха, попадая в двигатель, сжимается с помощью компрессора, нагревается в камере сгорания, вращает лопатки турбины и на огромной скорости выбрасывается из сопла, толкая самолет вперед.
Лопатки – ключевой элемент двигателя, они представляют собой металлические пластины, которые по окружности прикрепляются к дискам турбины. Для надежного закрепления в детали они вставляются в пазы сложного профиля – углубления в виде елочек. И в России, и за рубежом обработка таких пазов выполняется на станках с помощью заготовок многосекционных протяжек соответствующей формы. Они создаются из быстрорежущих сталей, которые эффективно прорезают диски и быстро формируют елочный профиль.
Однако с увеличением в стране объема производства новых отечественных газотурбинных двигателей возникают проблемы с изготовлением сложных высокоточных протяжек. Какой бы прочной не была стальная заготовка, после нескольких процессов протягивания она стачивается, из-за чего приходит в негодность и нуждается в переточке. Это требует большого количества времени и самих заготовок. Но их больше не поставляют из-за рубежа, а поиск новых поставщиков и испытания более прочных сталей для протягивания приводят к серьезным финансовым тратам и простою всего производства.
Ученые Пермского Политеха разработали новую технологию прорезки елочных пазов в дисках газовой турбины, которая обеспечит высокий темп производительности отечественных авиадвигателей и значительно снизит затраты на изготовление необходимых комплектов многосекционных протяжек.
«Мы предлагаем применять совмещенный метод обработки: предварительную вырезку пазов проводить различными производительными методами вырезки, а окончательную обработку – уже методом чистового профильного протягивания. Такой способ позволит почти в два раза сократить время и затраты на изготовление, настройку и переточку большого числа предварительных прорезных протяжек из дорогостоящих сталей», – объясняет доктор технических наук, декан механико-технологического факультета ПНИПУ Михаил Песин.
В качестве методов начальной прорезки пазов политехники сравнивали глубинное шлифование, фрезерование, электроэрозионную и гидроабразивную обработку. Для каждого рассчитали трудоемкость и затраты производства при обработке елочных пазов в диске турбины. Ученые отмечают, что 80 процентов работы ложится на удаление металла из пазов – вырезку елочки, а на чистовую протяжку остается только 20 процентов. Но именно окончательное протягивание обеспечивает качество и точность вырезки.
Результаты расчетов показали, если изначально для вырезки пазов использовать протяжки, то процесс занимает мало времени, но стоимость их комплекта очень высокая. Применение же вместо этого других методов обработки в два раза снижает затраты, но приводит к серьезному росту трудоемкости.
Из всех только гидроабразивная обработка показала лучший результат – трудоемкость выросла всего в 1,5 раза. Окончательная проверка профиля вырезанного паза таким методом доказала его пригодность, так как углубления в образцах получились ровными и подходящими для последующего чистового елочного протягивания.
Ученые Пермского Политеха планируют внедрять новую технологию в серийное производство газотурбинных двигателей. Исследование подтвердило, что процесс гидроабразивной резки перспективен для предварительной вырезки елочных пазов и может быть совмещен с методом протягивания. Разработка существенно сократит расходы материалов и обеспечит высокий темп производительности отечественных ГТД.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно