Исследование разработчиков из Пермского Политеха позволит повысить прочность металлических изделий более чем на 30 процентов. Укрепить ответственные конструкции поможет комплекс из инструмента и специальной программы, которая подберет оптимальные режимы обработки поверхности.
Разработку можно использовать в области машиностроения и авиастроения. Отечественных аналогов комплекса пока нет.
Установка для сварки трением, с помощью которой проводили упрочняющую обработку / ©пресс-служба ПНИПУ
«Основная причина, по которой разрушаются промышленные изделия, – их недостаточная усталостная прочность, то есть материал со временем деформируется под воздействием нагрузок. Чтобы улучшить их характеристики, используют методы химикотермической и механотермической обработки, но это длительный, дорогостоящий и не всегда эффективный процесс.
Координатно-измерительная машина для определения глубины смятия образцов после упрочнения / ©Пресс-служба ПНИПУ
«Важное преимущество нашей разработки – более выгодная стоимость изготовления и эксплуатации инструмента и сменных элементов. Средняя цена зарубежного оборудования составляет один миллион рублей. При этом инструмент после 8-10 часов работы требует полной замены накатывающего элемента, в отличие от нашего устройства. Это обеспечивает конкурентоспособность разработки на мировом рынке машиностроения», – поясняет молодой ученый.
Процесс упрочняющего накатывания
По словам исследователей, сейчас подбор оптимальных режимов упрочнения деталей происходит опытным путем. Это увеличивает стоимость готового изделия. В ближайших планах ученых – разработка автоматической системы смазки, специальной оснастки и программного обеспечения. С ее помощью можно обрабатывать сложнопрофильные поверхности на различных типах станков, в том числе с числовым программным управлением. Исследователи также создают базу данных, которая позволит выбрать режим обработки деталей из разных металлов и сплавов и оптимизировать его.
По мнению исследователей, разработку можно будет внедрить машиностроительной сфере, в частности, в авиационном двигателестроении для упрочнения лопаток и валов газотурбинных двигателей, установок и ответственных деталей. К инновационному комплексу уже проявила интерес одна из авиастроительных компаний России.
Источник: 
Исследование Пермского Политеха поможет в ускорении производства новых отечественных авиадвигателей
В целях обеспечения технологического суверенитета России государство решило заменить почти все импортные самолеты на отечественные. Так на смену американскому Boeing и французскому Airbus должны прийти российские ТУ-214, Sukhoi Superjet 100 new и МС-21-310. Правительство установило задачу поставить в парк не менее 339 новых пассажирских лайнеров к 2030 году. Пермский край получил госзаказ на изготовление более 300 больших авиадвигателей типа ПД-35, ПД-14, ПД-8 и ПС-90А.
Чтобы успеть в срок, необходимы огромные денежные вложения, создание дополнительных производственных мощностей и внедрение новых высокотехнологичных решений. Самым трудоемким в производстве двигателей является узел газовой турбины, так как сопловые лопатки, расположенные в нем, представляют собой геометрически сложную конструкцию. Их изготовление стоит больших финансовых средств и занимает очень много времени. А из-за низкой эффективности станков для обработки очень часто не обеспечивается точность и необходимая шероховатость, а также появляются дефекты – трещины и шлифовочные прижоги. Все это приводило к браку, снижению мощности двигателя и увеличенному расходу топлива. Ученые Пермского Политеха нашли способ, как повысить производительность и сократить расходы на изготовление деталей для авиационных двигателей.
Статья с результатами исследований была опубликована в журнале «Станкоинструмент». Сопловые лопатки входят в сопловой аппарат газовой турбины и предназначены для расчетного направления газового потока на рабочие лопатки и создания необходимого крутящего момента ротора газотурбинного двигателя. Их изготавливают из труднообрабатываемых жаропрочных сплавов на никелевой основе. И до этого производство велось обычным методом шлифования на различных универсальных, либо модернизированных токарно-лобовых станках, управляемых вручную. Но ни один из них не обеспечивал необходимого качества обработки.
Ученые из Политеха совместно со специалистами АО «Авиадвигатель» предложили новый высокопроизводительный технологический процесс изготовления и сборки лопаток и узлов соплового аппарата путем совмещения операций цифрового контроля фактической площади проходного сечения и автоматизированного управляемого процесса глубинного шлифования различных базовых поверхностей сопловых лопаток на новом пятиосевом профилешлифовальном станке с числовым программным управлением.
«Новый станок имеет современную конструкцию и концепцию системы управления, которая обеспечивает высокую производительность и точность обработки, а на деталях не появляются трещины и прижоги. Наличие ЧПУ дает больше возможностей для корректировки процесса. Для этого мы создали специальное программное обеспечение», — делится декан механико-технологического факультета ПНИПУ, доктор технических наук, Михаил Песин.
Исследование ученых Пермского Политеха поможет сократить шумовое загрязнение от авиадвигателей
Шумоподавляющие конструкции – неотъемлемый элемент современных авиадвигателей. Они представляют собой ячеистую структуру из полимерных композиционных материалов, которая за счет резонансного взаимодействия поглощает акустические волны. Требования Международной организации гражданской авиации к уровню звукопоглощения таких конструкций постепенно ужесточаются. Чтобы отечественное авиастроение шло в ногу со временем, ученые Пермского Политеха спроектировали «интеллектуальную» шумоподавляющую конструкцию с эффективным звукопоглощением в широком диапазоне частот.
Исследование ученых Пермского Политеха поможет сократить шумовое загрязнение от авиадвигателей / ©Getty images
Статья, опубликованная в журнале Russian Aeronautics, подготовлена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигателей является установка звукопоглощающих конструкций в виде сотовых панелей из резонансных ячеек. Они размещаются на внутренней поверхности воздухозаборника для снижения шума в передней полусфере двигателя и на стенках наружного воздуховодного канала для снижения шума в задней полусфере двигателя. Проектирование таких конструкций осуществляется на основе расчетов способности системы противодействовать звуковым волнам в каналах авиационного двигателя.
Модель фрагмента концевой области полубесконечного цилиндрического канала с двумя смежными акустическими призматическими ячейками / ©Пресс-служба Пермского Политеха
Ученые Пермского Политеха смоделировали функционирование отдельной ячейки шумоподавляющей конструкции и группы таких ячеек с учетом параметров, которые ранее не принимались во внимание. Они провели вычислительные эксперименты, варьируя диаметр перфорации в ячейках, и определили схему их взаимного расположения для наилучшего шумопоглощения…читать далее:
Технология ученых Пермского Политеха поможет снизить шум самолетов
Звуки, которые образуются при полетах авиалайнеров, оказывают вредное воздействие на окружающую среду. Поэтому стандарты по шуму на местности Международной организации гражданской авиации при ООН регулярно ужесточаются, а их невыполнение грозит авиаперевозчикам крупными штрафами.
Сейчас в России отсутствуют собственные гражданские самолеты, сертифицированные по новым требованиям. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая позволит снизить уровень шума лайнеров и обеспечить конкурентоспособность нашей страны. Впервые в мировой практике они смоделировали процессы в многослойных звукопоглощающих конструкциях с учетом условий, происходящих в реальных авиадвигателях.
Технология ученых Пермского Политеха поможет снизить шум самолетов / ©Getty images
Результаты исследования ученые опубликовали в журнале Akustika. Разработчики реализуют проект на средства гранта Президента РФ в размере 1,2 миллиона рублей, который получили в 2021 году, и гранта РФФИ. В 2022-2024 годах ученые также планируют провести серию работ при поддержке АО «ОДК Авиадвигатель». Исследователи уже запатентовали изобретение…читать далее:
Разработано противоударное покрытие для самолётов и авиадвигателей:..
Мнение: Дело за внедрением разработок, надеюсь поддержку у руководства найдут!