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 Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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