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

Оцените материал:

Поделиться
Понравилась статья? Расскажите другим
ВКонтакте
Читайте также
Новости робототехники NVIDIA и Hugging Face представлены в новых моделях и платформах LeRobot Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Для вайбкодеров — на GitHub собрали список бесплатных API для… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Instagram разрешил нейронке брать ваши фото и генерировать картинки с… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Мощно: Ideogram внезапно выложили свою новую модель в открытый доступ… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Microsoft выкатили сразу два полезных инструмента для вайбкодеров — и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Сносим фон у любой картинки в пару кликов — вышел… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В сети нашли способ создать личную RPG-карточку своего профиля в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Google Photos запускает ИИ-инструмент Video Remix В Google Photos появился… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Grok 4.5 вышел в Cursor и стал доступен бесплатно xAI… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ 🗳 Apple начала отзывать подписи старых версий iOS для устаревших… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Apple объявила о новом сотрудничестве с компанией Broadcom по разработке… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ‼️ChatGPT научился общаться как ЧЕЛОВЕК — голосовой режим получил полноценный… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic бесплатно раздают подписку Claude Max 20x на полгода опенсорс-разработчикам… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Минцифры намерено масштабно внедрить технологии искусственного интеллекта в телеком-отрасль в… Новости робототехники NVIDIA и Hugging Face представлены в новых моделях и платформах LeRobot Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Для вайбкодеров — на GitHub собрали список бесплатных API для… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Instagram разрешил нейронке брать ваши фото и генерировать картинки с… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Мощно: Ideogram внезапно выложили свою новую модель в открытый доступ… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Microsoft выкатили сразу два полезных инструмента для вайбкодеров — и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Сносим фон у любой картинки в пару кликов — вышел… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В сети нашли способ создать личную RPG-карточку своего профиля в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Google Photos запускает ИИ-инструмент Video Remix В Google Photos появился… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Grok 4.5 вышел в Cursor и стал доступен бесплатно xAI… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ 🗳 Apple начала отзывать подписи старых версий iOS для устаревших… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Apple объявила о новом сотрудничестве с компанией Broadcom по разработке… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ‼️ChatGPT научился общаться как ЧЕЛОВЕК — голосовой режим получил полноценный… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic бесплатно раздают подписку Claude Max 20x на полгода опенсорс-разработчикам… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Минцифры намерено масштабно внедрить технологии искусственного интеллекта в телеком-отрасль в…