Архив рубрики ~Лента новостей~

Комбинированный метод обработки повысил качество лопаток для турбин ракетных двигателей

Комбинированный метод обработки повысил качество лопаток для турбин ракетных двигателей

Турбина ракетного двигателя, на которой расположены лопатки.

Турбина ракетного двигателя, на которой расположены лопатки.

© Александр Рязанцев

Ученые предложили перспективную технологию изготовления лопаток для турбин ракетных двигателей. Традиционно эти детали получают с помощью сварки, литья или штамповки, но такие подходы часто не позволяют добиться точной формы и высокого качества лопаток. В рамках нового подхода полученные изотермическим прессованием заготовки корпусов турбины обрабатываются электрохимическим способом, который позволяет добиться точных геометрических размеров и качественного поверхностного слоя детали. Предложенный подход поможет предприятиям аэрокосмической отрасли повысить качество и надежность существующих моделей турбин, а также разработать новые, более совершенные двигатели. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале «Известия высших учебных заведений. Машиностроение».

В большинстве отечественных ракет используются жидкостные ракетные двигатели. Такой двигатель представляет собой сложную систему, состоящую из большого числа связанных между собой элементов, один из которых — турбонасосный агрегат. Он с большой скоростью под избыточным давлением обеспечивает поступление горючего в камеру сгорания. Подача топлива выполняется благодаря вращающейся турбине, в конструкции которой используются лопатки. Эти элементы двигателя работают в экстремальных условиях: они сталкиваются с потоками раскаленных химически агрессивных газов. Поэтому лопатки должны быть жаропрочными и при этом иметь точную аэродинамическую форму для эффективного вращения. Традиционно лопатки турбин изготавливают из высокопрочной нержавеющей стали, никелевых и титановых сплавов путем сварки, литья или штамповки. Но такие подходы зачастую не позволяют добиться необходимой формы деталей и качества их поверхности, из-за чего лопатки требуют дополнительной сложной и дорогой механической обработки.

Исследователи из Воронежского государственного технического университета (Воронеж) и АО «Конструкторское бюро химавтоматики» (Воронеж) предложили перспективный метод получения окончательного профиля лопаток турбин жидкостных ракетных двигателей с использованием электрофизического метода обработки. На первом этапе создают заготовку турбины изостатическим прессованием. Для этого используют газонепроницаемую форму, в которую засыпают металлический порошок из жаропрочного никелевого или титанового сплава. Горячее изостатическое прессование проводят в газостате в среде аргона при давлении до 1500 атмосфер и температуре до 1250°С. В результате такой обработки получается плотная и прочная заготовка.

Однако заготовка имеет отклонения геометрических размеров и некачественный поверхностный слой, поэтому требует дополнительной обработки. Авторы предложили проводить ее с использованием электрохимического метода. При таком подходе необрабатываемые поверхности изолируются, и деталь помещают в емкость с электролитом — раствором веществ, проводящих электричество, — после чего через жидкость пропускают ток. Под его действием металл удаляется с поверхности заготовки лопатки, при этом обеспечивается высокая точность геометрических размеров и нужная шероховатость поверхности окончательно изготовленной турбины. Для внедрения электрохимической обработки авторы с использованием отечественных систем автоматизированного проектирования разработали конструкторскую документацию на специальные средства технологического оснащения.

Чтобы точно контролировать изменения размеров заготовки, ее профиль сравнивают с «шаблоном», форма которого зеркально повторяет заданный конструкторской документацией профиль лопатки. Это позволяет обеспечить необходимые геометрические размеры и качественный поверхностный слой окончательно изготовленного изделия.

«Турбины широко используются в конструкциях не только ракетных двигателей, но и в устройствах из сферы энергетики и транспорта. От качества поверхностного слоя и геометрических размеров лопаток турбин зависит работоспособность изделия. Поэтому наша технология может внести значительный вклад в развитие отечественной космонавтики и других отраслей машиностроения. В дальнейшем мы планируем продолжить наши фундаментальные и прикладные исследования в части расширения области применения электрофизических методов обработки для изделий аэрокосмической отрасли со сложным профилем из труднообрабатываемых материалов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Рязанцев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» Воронежского государственного технического университета, начальник конструкторского отдела АО «Конструкторское бюро химавтоматики».

Источник: indicator.ru

❌ Нет похожих статей с такими тегами

Оцените материал:

Поделиться
Понравилась статья? Расскажите другим
ВКонтакте
Читайте также
Новости робототехники Группа Atoms Трэвиса Каланика, возможно, займется бизнесом роботакси. Архив рубрики ~Полезное~ Собираем приложения как конструктор: для Android и браузеров вышел сервис… Новости робототехники Эрик Сивертсон обсуждает FPGA и безопасность роботов Архив рубрики ~Полезное~ Бесплатные ИИ-генераторы музыки: 7 сервисов и как ими пользоваться Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ OpenAI выпустила подробный гайд по GPT-6 Astra API В гайде… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ DeepSeek собирает огромный AI-кластер на чипах Huawei Компания планирует развернуть… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Важное о Claude За эти недели вышло ещё несколько важных… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ЦЕЛЫЙ ПК запихнули внутрь компьютерной мышки — он запускает Windows,… Архив рубрики ~Полезное~ Где БЕСПЛАТНО протестировать Seedance 2.5 — одну из самых мощных… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ На выставке IFA 2026 представлены беспроводные наушники Timekettle W4 Plus, переводящие речь… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ TCL представила смартфон P80 Ultra с первым AMOLED-дисплеем, который при… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Вейпы начнут ПРОВЕРЯТЬ ВОЗРАСТ перед затяжкой — JUUL получила разрешение… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ А ещё Astra заметно прибавила в управлении роботами. В эксперименте… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Astra рисует автопортер в Canva Новости робототехники Группа Atoms Трэвиса Каланика, возможно, займется бизнесом роботакси. Архив рубрики ~Полезное~ Собираем приложения как конструктор: для Android и браузеров вышел сервис… Новости робототехники Эрик Сивертсон обсуждает FPGA и безопасность роботов Архив рубрики ~Полезное~ Бесплатные ИИ-генераторы музыки: 7 сервисов и как ими пользоваться Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ OpenAI выпустила подробный гайд по GPT-6 Astra API В гайде… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ DeepSeek собирает огромный AI-кластер на чипах Huawei Компания планирует развернуть… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Важное о Claude За эти недели вышло ещё несколько важных… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ЦЕЛЫЙ ПК запихнули внутрь компьютерной мышки — он запускает Windows,… Архив рубрики ~Полезное~ Где БЕСПЛАТНО протестировать Seedance 2.5 — одну из самых мощных… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ На выставке IFA 2026 представлены беспроводные наушники Timekettle W4 Plus, переводящие речь… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ TCL представила смартфон P80 Ultra с первым AMOLED-дисплеем, который при… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Вейпы начнут ПРОВЕРЯТЬ ВОЗРАСТ перед затяжкой — JUUL получила разрешение… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ А ещё Astra заметно прибавила в управлении роботами. В эксперименте… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Astra рисует автопортер в Canva