#двигатель

Датская компания Zenvo Automotive показала 6,6-литровый двигатель V12 под названием Mjølner (Мьёльнир — имя боевого молота бога Тора). Он предназначен для будущего гиперкара Aurora.

В авиационно-космической технике активно применяют полимерные композиционные материалы. Из них изготавливают топливные баки, трубопроводы и части крыльев. Они позволяют создавать более легкие, прочные, вместительные, эффективные и экономичные самолеты. Композиты обладают значительно меньшим весом, чем их металлы-конкуренты и при этом очень устойчивы к коррозии, химическому воздействию и высоким температурам. Первоначально они предназначались для эксплуатации в пределах от -60 до +150 °С, но современное авиастроение идет по пути увеличения этого диапазона, чтобы расширить область их применения, например, в двигателях, где происходят реакции горения. Ученые Передовой инженерной школы «Высшая школа авиационного двигателестроения» Пермского Политеха внедрили высокотемпературные полимерные композиционные материалы в газогенератор — «сердце» авиационного двигателя, что позволило уменьшить его вес на шесть килограммов.

Линейные двигатели применяются в робототехнике, компрессорах, гидравлических системах, нефтедобычи и других отраслях. Они отличаются энергоэффективностью и высокой точностью. Все чаще линейные двигатели помещают в бионические протезы, они преобразуют энергию в движение по прямой, например, чтобы человек мог поднять вещь или открыть шкаф. Однако конструкция таких устройств сложна и требует серьезного подхода при создании. Ранее ученые ПНИПУ разработали собственный линейный двигатель для протезов, а теперь нашли способ улучшить его конструкцию, чтобы упростить производство и повысить характеристики готовых изделий.

Соединение частей металлического изделия с помощью промежуточного металла называют пайкой. Ее применяют в электронике, двигателе- и ракетостроении. Сейчас нанесение припоя происходит вручную и занимает до 48 часов, что тормозит производительность и увеличивает влияние человеческого фактора. Ученые ПНИПУ совместно с АО «Протон-ПМ» разрабатывают автоматизированную установку по нанесению ленты припоя на узлы ракетного двигателя. Планируется, что ее применение снизит временные и трудовые затраты на 25–30 процентов.

Лопатка — ключевая деталь современных авиадвигателей. Ее создание требует сложных расчетов при проектировании, высокой точности в производстве, а также дорогостоящего оборудования и редких металлов. При изготовлении лопаток газотурбинных двигателей инженеры сталкиваются с проблемой несоответствия размеров получаемых изделий с заложенными размерами по техническому процессу — толщина превосходит номинальную на 20 процентов. Это влечет за собой использование дополнительных ресурсов: обработка на большинстве машиностроительных предприятий производится вручную, временные затраты значительно увеличиваются, ручной труд не дает стабильных размеров. Ученые ПНИПУ разработали модель для определения причин возникновения отклонений размеров лопатки после штамповки и предложили способ предотвращения этой проблемы. Исследование поможет повысить точность геометрии изделий, уменьшить стоимость производства и затрачиваемые ресурсы.

Согласно планам России по развитию авиастроения, к 2030 году будет произведено свыше тысячи отечественных самолетов. Перед промышленными предприятиями сейчас стоит масштабная задача — ускорить цикл проектирования, производства и сервиса авиационных двигателей. Во время их сборки могут возникать дефекты, которые тормозят процесс и снижают показатели эффективности. Один из наиболее распространенных дефектов — дисбаланс ротора, основной части турбины двигателя. Он приводит к повышению нагрузки, меняет режим работы и ускоряет разрушение двигателя. Ученые ПНИПУ предложили минимизировать начальный дисбаланс ротора с помощью выбранного метода сборки, а остаточный дисбаланс — балансировкой.

Двигатель — одна из самых важных частей беспилотников. Инженеры стремятся сделать его надежным и мощным. Повысить его эффективность можно и с помощью уменьшения габаритов и веса его частей. Для этого, например, разрабатывают стартер-генераторы, которые сначала запускают двигатель, а затем генерирует энергию для работы всей элеткросистемы. Идея «двух режимов в одном устройстве» экономит пространство и снижает общий вес конструкции. Для управления стартер-генератором используют датчики, но выход из строя даже одного из них может привести к сбою, финансовым затратам и авариям. Ученые ПНИПУ разработали стартер-генератор без датчиков, сделав его более устойчивым к поломкам.

Малогабаритные летательные аппараты широко применяются для проведения поисково-спасательных работ, аэрофотосъемки и патрулирования территорий. Но их работа при минусовой температуре и повышенной влажности осложняется из-за обледенения лопастей вентиляторов. Ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая позволит исследовать процесс обледенения вентиляторов таких аппаратов и создать более эффективные методы борьбы с ним.

Для сохранения металла лопаток газотурбинных двигателей от высоких температур применяют теплозащитные покрытия, которые состоят из нескольких слоев. Эффективным способом получения слоистого материала является искровое плазменное спекание, когда слои из порошка уплотняются благодаря импульсному току и нагрузке. Формирование теплозащитных покрытий таким методом в России практически не изучено. В настоящее время в качестве верхнего керамического слоя покрытия широко применяют диоксид циркония, который используется также в ядерной энергетике, пиротехнике и медицине. Однако рабочая температура его применения ограничена (не выше 1200 градусов). Ученые Пермского Политеха предлагают перспективный теплозащитный керамический материал на основе соединения циркония и редкоземельных элементов. Исследование позволит перейти на отечественное производство теплозащитных покрытий для деталей газотурбинных двигателей.

Британская компания Rolls-Royce разработала новые топливные форсунки и различные компоненты для турбовентиляторного двигателя Pearl 700. Он проходит испытания на сверхдальнем самолете бизнес-класса Gulfstream G700.

Британская компания Pulsar Fusion начала работы по созданию самого большого в мире термоядерного ракетного двигателя. Такие двигатели могут значительно сократить время полета между планетами, что приведет к более быстрому освоению человечеством Солнечной системы.

Системы, подающие рабочий газ под давлением (газогенерирующие устройства), нашли широкое применение в современной авиационной и ракетно-космической промышленности. Обычно газы используются для наддува баков, вытеснения компонентов ракетного топлива в двигательных установках или как самостоятельное топливо для газовых двигателей. Ученые Пермского Политеха предложили новый пористый спекаемый материал с высокими эксплуатационными характеристиками, который можно будет использовать для производства охладителя твердотопливных газогенераторных систем авиационной и космической промышленности.

Управление современным самолетом базируется на получении достоверной информации о техническом состоянии его авиационных двигателей. Сложность и высокий уровень эксплуатационных нагрузок турбомашин способствуют увеличению вероятности отказов датчиков измерения параметров двигателей. Для повышения надежности системы автоматического управления двигателя важно усилить существующий механизм резервирования. Решая эту задачу, ученые Пермского Политеха разработали алгоритмический метод повышения отказоустойчивости системы управления двигателем. Он уже был протестирован на данных испытаний отечественного авиадвигателя типа ПС-90А и сейчас ведутся работы по непосредственной апробации технологии. Исследование способствует обеспечению технологического суверенитета России.

Электропривод – это система, служащая для привода в движение функциональных элементов машин и агрегатов для выполнения определенного технологического процесса. Более мощные и надежные приводы представляют интерес для самых разных отраслей промышленности, особенно авиа- и машиностроения. Ученые Пермского Политеха разработали конструкцию привода, которая будет проще и дешевле в производстве и гораздо функциональнее в применении. Их изобретение способствует укреплению технологического суверенитета России.

Исследователи из Перми спроектировали короткоходовой линейный двигатель для мембранных насосов. Чаще всего их используют в лакокрасочной, металлургической, авиационной, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в фармацевтической отрасли для перекачки и дозирования медикаментов, на химических производствах, в сфере добычи нефти, в ЖКХ и быту. Новая конструкция двигателя позволит уменьшить габариты насоса, повысить его производительность, надежность и практичность. Он сможет стать альтернативой зарубежным аналогам.

Ученые Сколтеха впервые теоретически предсказали эффект синхронизации, своего рода самоупорядочивания, в детонационных волнах. Открытие может помочь обуздать по природе своей хаотичный процесс так, чтобы стабилизировать горение в двигателе с вращающейся детонацией — экспериментальном устройстве, которое могло бы сэкономить значительное количество топлива по сравнению с традиционными ракетными и корабельными двигателями.

Ученые Пермского Политеха изучили вопрос работы двигателя при температуре воздуха ниже ноля и выяснили из-за чего происходит образование повышенного количества конденсата в системе выпуска отработавших газов автомобиля.

Исследователи из Пермского Политеха предложили способ, который позволит более качественно и безопасно управлять системами водоснабжения и водоотведения. В них происходят сложные и зачастую непредсказуемые процессы, регулировать которые с помощью классических методов невозможно. Подход, основанный на так называемом нечетком управлении, позволит более точно регулировать расход воды в трубопроводах. Ученые подтвердили эффективность его работы.

Полимерные композиционные материалы сегодня используют в аэрокосмической, авиационной и оборонной промышленности, в создании судов и автомобилей. При обработке на поверхности изделий образуются дефекты, и даже малейшие «несовершенства» могут привести к необратимым последствиям. Ученые Пермского Политеха разрабатывают технологию, которая повысит качество деталей.

В этом году специалисты ЦИАМ начнут работы над гибридной силовой установкой, использующей в качестве топлива водород.