Результаты мониторинга состояния работ и проектов, рекомендуемых к включению в состав Стратегической программы исследований и разработок Технологической платформы «Авиационная мобильность и авиационные технологии» по состоянию на 15. 02. 2013
Скачать 1.56 Mb.
|
Исследования в области совершенствования методологии численного моделирования и проведения экспериментальных исследований, развития экспериментальной и полигонной базы | |||||
| 3.1. | Интегрированная технология виртуального моделирования и стендовых испытаний сложных нелинейных аэромеханических конструкций ЛА при эксплуатационных и экстремальных нагрузках для отработки прочности, аэроупругости, ресурса и живучести» (Шифр «Интеллектуальный прочностной стенд») | 2013-2025 гг. Результаты, достигнутые в предыдущие годы, в т.ч. в 2012 г.: В рамках подготовки к реализации проекта на протяжении последних нескольких лет выполнялись поисковые научно-исследовательские работы, в том числе: 1) проведены комплексные исследования по разработке и применению системы компьютерного моделирования конструкции ЛА в условиях стендового эксперимента с учётом особенностей основных типов прочностных испытаний в рамках НИР «Баррикада» (внедрение – Акты от 05.11.2008г. и 03.11.2009г.); 2) в 2010-2012 годах в инициативном порядке проведены эксперименты для верификации расчетных моделей с целью поиска и локализации дефектов в крупногабаритных авиационных агрегатах, изготовленных из полимерных композиционных материалов (часть итоговых материалов содержится в докладе С.Л. Чернышева на конференции в РАН); 3) в настоящее время в целях создания научно-технического задела для успешного выполнения НИР «Интеллектуальный прочностной стенд» в инициативном порядке идет подготовка к проведению комплексных расчетно-экспериментальных работ по отработке на макетных образцах некоторых элементов стенда – частотные испытания и МКЭ-расчеты вертолетной лопасти, имеющей нелинейные динамические характеристики. | ЦАГИ (НИО-3, НИО-18, НИО-19), ОАК, ОАО «Вертолеты России», ОАО «УК ОДК», ОАО «Авиадвигатель» ЦИАМ, СибНИА, ЛИИ, ГкНИПАС, НИИСУ, ИПМ им. Келдыша, РФЯЦ-ВНИИЭФ, ИМАШ, ИПРИМ РАН, МАИ, МАТИ, МФТИ, СГАУ | | Научный руководитель проекта – Зиченков М.Ч., Заместитель Генерального директора ФГУП «ЦАГИ» - начальник комплекса прочности ЛА 8 (495) 556-40-72, Ответственный исполнитель – Смотров А.В., 8 (495) 556-32-18, andrey.smotrov@tsagi.ru, smotrov@progtech.ru |
| 3.2. | Исследования по развитию и модернизации экспериментальной базы в области аэродинамики, прочности, динамики полета, аэрогидродинамики и аэроакустики летательных аппаратов, совершенствованию методов экспериментальных исследований в обеспечение формирования научно-технического задела по созданию нового поколения отечественных гражданских летательных аппаратов | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: В результате проведенных работ по шифру «Эксперимент –2011» «Исследования по совершенствованию методов и средств экспериментальных исследований, модернизации и развитию экспериментальной базы в области аэрогидродинамики, прочности, аэроакустики ЛА в обеспечение формирования научно-технического задела по созданию нового поколения отечественных гражданских ЛА» в 2012 году получены следующие результаты. Для создания новой прорывной АДТ разработан эскизный проект дозвуковой АДТ Т-204 для исследования скоростных ВКЛА со скоростью потока до 550 км/час. Разработаны алгоритмы, схемы и конструкции стендов для измерения массы, координат центра масс и моментов инерции изделий аэрокосмической, ракетной, судостроительной и других отраслей промышленности и проведены аналитические исследования метрологических характеристик стендов. Проведены исследования и сформировано техническое задание к комплексу стендов для испытаний взлетно-посадочных устройств с использованием воздушной подушки. С целью расширения области исследований, качества, информативности эксперимента, достоверности результатов испытаний в области аэрогидродинамики, прочности, аэроакустики ЛА разработан и испытан ряд специализированных систем, в том числе: ИВК для испытаний воздухозаборников и сопл в сверхзвуковых АДТ, система контроля безопасности тензометрических весов в процессе испытаний моделей ЛА и система встроенного контроля ИИС в трансзвуковой промышленной АДТ. Разработана методика непрерывного весового эксперимента в АДТ Т-128, обеспечивающего существенное сокращение трубного времени (в 3-4 раза). Разработано новое средство и методические основы экспресс-калибровки видеограмметрической системы в условиях экспериментальной установки, позволяющие повысить точность и оперативность бесконтактных измерений распределенных геометрических параметров движения и деформации поверхности элементов конструкции моделей ЛА. Разработаны рекомендации по внесению поправок на индукцию сплошных стенок к результатам испытаний в АДТ Т-107. Введение поправок в качестве штатных при проведении испытаний позволит расширить экспериментальные возможности АДТ. Получены оценки влияния границ потока на обтекание геометрически подобных моделей в рабочей части АДТ Т-112 с различной проницаемостью стенок в дозвуковом диапазоне скоростей и предложены способы коррекции их аэродинамических характеристик. С целью сокращения времени испытаний, повышение надежности, безопасности, экономичности и эффективности эксперимента разработана методика испытаний моделей на стенде с работающими имитаторами двигателей на основе оценки геометрических параметров полумодели типичного магистрального самолета. Разработана конструкторская документация: - нового ротора компрессора АДТ Т-128; - многоканальной системы автоматического управления нагружением натурных конструкций с объединением измерительных и управляющих модулей по локальной сети; - быстродействующего устройства измерения температуры для системы автоматического управления нагревом; - коммутаторов датчиков для ИИС «Прочность-10000»; - нового воздухоохладителя трубы Т-106. Созданы стенд для отработки методов и средств по обеспечению безопасности полетов при разгерметизации на крейсерской высоте и комплекс стендов для исследования явлений аэроупругости моделей ЛА из полимерных и композиционных материалов. Проведены исследования по созданию модельного эжектора для испытаний моделей воздухозаборников силовых установок ЛА в сверхзвуковых трубах и разработке газодинамического тракта АДТ Т-131, предназначенной для газодинамических и тепловых испытаний моделей высокоскоростных ЛА с целью ее последующей модернизации. Проведены исследования характеристик 3-х степенного координатного устройства, предназначенного для автоматического перемещения датчика термоанемометра в АДТ ламинарного потока типа Т-124. По результатам работ получены решения о выдаче патентов: - «Способ коррекции результатов измерения тензометрическим мостовым датчиком с инструментальным усилителем» от 15.05.2012 по заявке № 2011120287 от 23.05.2011 г.; - «Измерительное устройство» от 26.04.2012 г. по заявке № 2011120286 от 23.05.2011 г.; - «Способ адаптации рабочей части аэродинамического трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления» от 15.08.2012 по заявке № 2011130707 от 25.07.2011; - «Измерительное устройство» от 15.05.2012 по заявке № 2011120282 от 23.05.2011. | ЦАГИ, МГТУ им. Баумана (создана методика определения остаточного ресурса долговечности элементов конструкций ЛА по данным фотометрического анализа их поверхности; разработаны алгоритм калибровки цифрового емкостного датчика деформации, структура, алгоритм работы системы автоколебательного режима с контролем деформации и методика испытаний; объем финансирования – 1 000 тыс. руб.), Московский физико-технический институт (государственный университет) (разработаны экспериментальные методы исследования характеристик циклической трещиностойкости деталей из авиационных сплавов после технологических процессов и методика исследования процесса роста усталостных трещин в упрочненных поверхностным пластическим деформированием и неупрочненных образцах; объем финансирования – 3 500 тыс. руб.), ФГУП «ЦИАМ» (разработана инновационная система бесконтактного определения вибронапряженности рабочих лопаток осевого компрессора на установке АДТ Т-128; объем финансирования – 2 000 тыс. руб.). | | Карташев Юрий Валентинович |
| 3.3. | Разработка методов проектирования, конструкции и технологии изготовления аэродинамических моделей нового поколения для трубных испытаний и свободнолетающих моделей - демонстраторов новых технологий | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: Разработана принципиальная конструкция системы управления и исполнительных механизмов для дистанционного управления отклоняемыми аэродинамическими поверхностями динамически подобных аэродинамических моделей из полимерных композиционных материалов и аэродинамических моделей для весовых трубных испытаний. Для принципиальной конструкции весовых аэродинамических моделей – выполнена разработка 2-х типовых конструкций системы дистанционного отклонения органами управления крупноразмерных моделей. Проведены исследования по выбору двигателя, обеспечивающего необходимый крутящий момент при минимальных габаритах. Спроектирован стенд для исследования характеристик и отработки системы дистанционного управления отклоняемыми поверхностями механизации крыла аэродинамической модели. Для стенда спроектированы управляющие исполнительные механизмы двух типов: механизм с возвратно-поступательным характером движения и механизм с вращательным характером движения. Для динамически подобных аэродинамических моделей: разработана принципиальная конструкция системы управления для дистанционного управления отклоняемыми аэродинамическими поверхностями. Выбран тип сервопривода для использования в составе исполнительного механизма системы управления. Изготовлены дистанционные системы управления, которые были установлены на динамически подобные свободно штопорящие аэродинамические модели самолетов МС-21-200 и L-7. Разработана и внедрена в производство аэродинамических моделей система управления инструментом, обеспечивающая в системе складского учета привязку инструмента к его геометрическим и технологическим параметрам, а также поиск по этим параметрам, значительно упрощающий работу по подбору инструмента для обработки. Сформирован состав рациональных траекторий черновой и чистовой фрезерной обработки деталей типа «крыло» аэродинамической модели. Рассмотрены основные проблемы, возникающие в процессе высокоскоростной фрезерной обработки, такие как обеспечение постоянства нагрузки на инструмент, врезание фрезы в материал заготовки, сохранение направления движения, обработка карманов с вертикальными стенками, прохождение инструментом углов карманов, обработка тонких стенок деталей, столкновение рабочих органов станка с элементами детали. Подготовлены технологические рекомендации по механической лезвийной (фрезерование, сверление) обработке деталей из ПКМ, включая выбор рациональных параметров резания, в зависимости от ориентации силового углеродного или стекловолоконного наполнителя. В целях расчета собственных частотных характеристик деталей аэродинамических моделей и шпиндельной группы станка для уточнения параметров высокоскоростной обработки: освоено применение метода конечного элемента (МКЭ) для расчета собственных частотных характеристик обрабатываемых деталей аэродинамических моделей, как штатное средство технологической подготовки высокоскоростной фрезерной обработки в модельном производстве ЦАГИ. Проведен анализ особенностей аналогового и цифрового сигнала, получаемого при многокомпонентных измерениях сил резания в процессе высокоскоростного фрезерования с использованием пьезоэлектрических датчиков (динамометр, устанавливаемый в конус шпинделя). Разработаны эффективные алгоритмы обработки результатов экспериментов, ориентированные на использование в НПК ЦАГИ при отработке технологических процессов изготовления деталей аэродинамических моделей. Выполнена программная реализация обработки результатов технологических экспериментов по измерению сил резания. Соисполнителем МАИ выполнено исследование характеристик регистратора движения в эксплуатационном диапазоне режимов полетов. Выполнен анализ и определены предъявляемые к регистратору параметров движения требования. Проведены экспериментальные исследования и тестирование датчиков регистратора на вращающемся стенде-центрифуге и в аэродинамической трубе, а также тестирование и экспериментальные исследования регистратора в полной комплектации на стенде и на летающей лаборатории – самолете Ан-2. Соисполнителем ИПЛИТ РАН изготовлены опытные стереолитографические конструкции. Изготовленные 36 кронштейнов были успешно апробированы в трубных экспериментах на модели МС-21. Также были изготовлены несколько вариантов моделей обтекателей механизации, элементы имитации предкрылка для стенда, зализы крыла. Соисполнителем – Институтом технической химии ИТХ УрО РАН (Уральское отделение) разработаны эффективные полимерные композиции для использования в производстве аэродинамических моделей: клеевая композиция с повышенной собственной прочностью и полиуретановое внешнее покрытие аэродинамической модели малой жесткости, допускающее качественную фрезерную обработку. Изготовлены образцы полимерной композиции для проведения испытаний и проведено покрытие сердечников полиуретановой композицией с улучшенными характеристиками обрабатываемости поверхности. Соисполнителем НОУ УНПК МФТИ проведены исследования физических условий высокоскоростного перемещения инструмента в механической системе типа станок с ЧПУ, оснащенный электроприводом. Их целью являлось определение физических условий в механической системе приводов станка с ЧПУ при высокоскоростной фрезерной обработке и формирование базовых требований к траекториям движения инструмента при высокоскоростном фрезеровании с учетом динамических характеристик приводов подачи. Соисполнителем ООО «НаноТехЦентр» для составления высокопрочной клеевой композиции, применяемой в соединениях агрегатов аэродинамических моделей из ПКМ изготовлены нанокомпоненты (углеродные многослойные нанотрубки). Полученные углеродные нанокомпоненты диспергированы в состав исследуемых наноклеевых композиций. | ФГУП «ЦАГИ», МАИ, ИПЛИТ РАН, ИТХ УрО РАН (Уральское отделение), НОУ УНПК МФТИ, ООО «НаноТехЦентр» | Целесообразно дальнейшее выполнение работ в рамках ФЦП, а именно участие в госконтракте по шифру «Основа», либо в других госконтрактах. | Шардин Антон Олегович |
| 3.4. | Развитие методологии эксперимента, методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей экспериментальной базы в обеспечение создания НТЗ для перспективных авиационных двигателей» (НИР «Испытание») | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: В ходе выполнения работы по НИР «Эксперимент-2015» получены результаты, которые могут быть использованы в качестве исходных данных для работ по п. 3.4, 3.7, 3.8: Разработаны и исследованы новые технологии: имитации условий шквального града при испытаниях авиационных ГТД; испытаний экспериментального газогенератора на стенде Ц-4Н при использовании реконструированного газовоздушного контура; проведения испытаний по забросу посторонних предметов на вход в ТРД. Выполнены проектно-конструкторские разработки и выпуск КД по созданию: компрессорной станции высокого давления; комплексного ГВК новой секционной широкодиапазонной станции подогрева воздуха системы осушки и захолаживания для стендов Ц-4Н и Ц-5/4; системы подогретого вторичного воздуха на стенде ТС-2 с использованием подогревателя воздуха стенда Ц-5/4. Разработана конструкторская документация на систему воздуха высокого давления, комплексный проект газовоздушного контура подвода к системе подогрева и сброса горячего воздуха, предложена предварительная схема холодильной установки, позволяющей обеспечить охлаждение воздуха до температуры точки росы минус 60ºС. Разработана термоиндикаторная система и определен концентрационный интервал для приготовления многопереходных (до 10 переходов) термокрасок для измерения температуры поверхности до 1620ºС. Создан и экспериментально проверен макетный образец лазерного измерителя быстропеременных деформаций на базе имеющейся аппаратуры ЛДИС. Разработаны конструкции приемников полного и статического давлений для высокочастотных измерений неоднородности потока. Разработаны методы измерения полей скорости течения синтетических струй с помощью PIV в модели канала авиадвигателя; полей концентрации газообразного топлива и скорости потока в модельных течениях с ограниченным оптическим доступом, а также метод измерений теплового состояния камер сгорания при их испытаниях на присоединенном воздухопроводе. Изготовлены макетные и опытные образцы системы измерения плотности теплового потока от пламени эталонной горелки; системы воспроизведения виброперемещений при испытаниях элементов АД и ЛА на огнестойкость в испытательной лаборатории Ц-17Г3. Созданы и экспериментально отработаны: лазерный измеритель быстропеременных деформаций на базе имеющейся аппаратуры ЛДИС; кристаллический термодатчик (гребенка с кристаллической камерой торможения) для измерения высоких температур газа; измеритель водности ЭИВ-2К. Предложена структура и заданы типовые технические решения и функциональные схемы автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) НИЦ ЦИАМ. Разработана измерительная система для исследования нестационарных внутрицилиндровых процессов авиационных поршневых двигателей. Разработаны проекты НТД для подготовки к испытаниям в целях утверждения типа стенда У-335 для испытаний малых поршневых двигателей и автоматизированной поверочной системы средств измерения температуры АПСТ. Разработан и реализован в программном модуле обмена алгоритм для одновременного отображения и регистрации динамических и статических параметров с использованием сетевого соединения. По работе п. 3.4 подготовлена заявка на участие в проводимом Минпромторгом открытом конкурсе № 1 на право заключения государственного контракта по лоту № 4 (шифр НИР «Испытания», определена методология и порядок выполнения работы, обоснована ее эффективность и адекватность ожидаемым результатам. | ФГУП «ЦИАМ», ГОУ ВПО МЭИ, ГОУ ВПО МФТИ, НИИ энергетического машиностроения им. Н.Э. Баумана, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» | 1) Предусмотреть в рамках ГП «Развитие авиационной промышленности» на 2013-2025 гг. выделение средств на оказание услуг по сохранению и поддержанию в работоспособном состоянии объектов уникальной стендовой испытательной базы авиационной промышленности, в том числе модернизацию на основе ранее выполненных НИР (этапов НИР) в области отработки технологий эксперимента. 2) Предусматривать в государственных контрактах по завершении выполнения НИР перевод созданных и переданных Заказчику объектов – демонстраторов технологий экспериментальных работ в категорию капитальных объектов с передачей их на баланс Исполнителя для модернизации в рамках капитального строительства. Основной проблемой организации и проведения НИР в заданной пп. 3.4, 3.7, 3.8 области, является то, что для достижения прорывных результатов необходимо вложение значительных финансовых средств в строительство объектов, относящиеся к категориям капитального строительства (конструкции стендов, установок, элементы технологических систем), закупку средств измерений (датчики и преобразователи), вычислительной техники, программного обеспечения. Данные затраты при действующем порядке выполнения НИР могут являться нецелевым расходованием средств. Таким образом, на практике результаты НИР могут быть достигнуты только при использовании фактически существующей у Исполнителя экспериментальной базы путем незначительных ее усовершенствований. Опытные демонстраторы технологий при этом являются одновременно капитальными объектами Исполнителя НИР и принадлежащими Заказчику результатами НИР, что вызывает временной разрыв (3-4 года, из них 1-2 года на проектирование и прохождение экспертиз) во внедрении экспериментальных технологий в объекты нового капитального строительства при условии финансирования последнего. С учетом продолжительности самой НИР (1-2 года) сроки модернизации экспериментальной базы недопустимо растягиваются и в итоге тормозят создание и доводку опытных объектов, поскольку не обеспечивается опережающее создание ЭБ и ошибки расчетных методов при проведении ОКР новой авиационной техники выявляются только на финальном этапе. В условиях крайне ограниченного финансирования потребностей в поддержании фактически существующей ЭБ в работоспособном состоянии закономерным результатом вышеописанного подхода является физическое и моральное устаревание существующей ЭБ без какой-либо возможности опережающего создания крупных современных стендов. | Марков В.Г., markov@ciam.ru |
| 3.5. | Развитие численных методов моделирования физических и химических, в том числе нестационарных и неравновесных процессов в многофазных, реагирующих и высокоэнтальпийных средах перспективных авиационных двигателей для создания высокоэффективных проблемно-ориентированных программ и программных комплексов | 2013-2025 гг. Результаты 2012 г.: Разработаны различные версии универсального программного комплекса (ПК) Cobra для расчета вязких пространственных стационарных и нестационарных течений с до-, транс- и умеренными (M≤3) сверхзвуковыми скоростями («ПК Cobra v2.5 и «ПК CobraNG v1.0») Применение и развитие ПК Cobra и лежащего в его основе численного метода для: - расчета аэродинамических характеристик перспективных самолетов гражданской авиации с учетом работы силовой установки с ТРДД; - проектирования и расчета аэродинамических и акустических характеристик биротативных винтов; - расчета нестационарных и нагрузок на лопатки рабочего колеса вентилятора перспективного ТРДД в условиях неоднородного потока на входе и с учетом спрямляющего аппарата и пилона во внешнем контуре двигателя; - решения аэроупругой задачи о колебаниях лопаток вентилятора перспективного ТРДД и развитии автоколебаний (флаттере) модельного крыла; - предсказания условий возникновения флаттера рабочего колеса 1-ой ступени компрессора высокого давления. | ЦИАМ | | Степанов В.А. (отд. 700) Макаров В.Е. (отд.017) |
| 3.6. | Развитие численных методов моделирования и методологии экспериментальных исследований по обеспечению прочностной надежности двигателей перспективных летательных аппаратов, в том числе в экстремальных условиях эксплуатации | 2013-2025 гг. Результаты 2012 г.: Разработана методика выбора предварительного натяга бандажных полок с целью увеличения долговечности и надёжности лопаток газовых турбин. Разработана методика численного определения кинетики напряжённо-деформированного состояния лопаток высокотемпературных турбин. Начата разработка модели ползучести и её программной реализации в виде подпрограммы конечно-элементного комплекса ANSYS для проведения прочностных рас-чётов монокристаллических лопаток перспективных двигателей. Проведены испытания на сопротивление ползучести перспективного никелевого монокристаллического сплава ВЖМ-4. | ЦИАМ, ОАО «Авиадвигатель» | - Координация работ между организациями - соисполнителями; - Поиск и устранение возможного дублирования работ; - Помощь в содействии получению грантов (Минобразования, РФФИ и т.п.). | Шорр Б.Ф. Балуев Б.А. Васильев Е.Б. (отд. 200) |
| 3.7. | Развитие методологии проведения экспериментальных исследований авиационных двигателей, их узлов и систем для отработки и оптимизации новых схемных и конструктивно-технологических решений, верификации методик определения эффективности узлов и их эксплуатационных свойств на разных этапах обеспечения технологической готовности перспективных авиационных двигателей | 2013-2025 гг. О достигнутых результатах – см. в п. 3.4 «Развитие методологии эксперимента, методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей экспериментальной базы в обеспечение создания НТЗ для перспективных авиационных двигателей» (НИР «Испытание»). | ЦИАМ, ОДК, ЦАГИ | О предложениях по организации работ – см. в п. 3.4 «Развитие методологии эксперимента, методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей экспериментальной базы в обеспечение создания НТЗ для перспективных авиационных двигателей» (НИР «Испытание»). | Жигунов М.М., Клинский Б.М. (отд. 300), Марков В.Г. (отд. 050), markov@ciam.ru |
| 3.8. | Разработка и исследования технологий проведения экспериментальных работ при создании авиационных двигателей, включая разработку методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей базы для имитации условий эксплуатации, использования аппаратно-программных средств информационно-измерительных и управляющих систем и проведение метрологических исследований | 2013-2025 гг. О достигнутых результатах – см. в п. 3.4 «Развитие методологии эксперимента, методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей экспериментальной базы в обеспечение создания НТЗ для перспективных авиационных двигателей» (НИР «Испытание»). | ЦИАМ, ЦАГИ, ОДК | О предложениях по организации работ – см. в п. 3.4 «Развитие методологии эксперимента, методов и средств измерений, способов расширения технологических возможностей экспериментальной базы в обеспечение создания НТЗ для перспективных авиационных двигателей» (НИР «Испытание») | Марков В.Г. (отд. 050), markov@ciam.ru, Павлюков Е.В. (отд. 400) |
| 3.9. | Разработка численного метода оптимизации параметров взлётно-посадочной механизации крыльев перспективных самолётов на основе нестационарных осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: На данном этапе продолжены работы по отработке расчётных методов оптимизации крыльев магистральных самолётов. На примере профиля крыла самолёта МС-21 получены следующие результаты: 1) Сделан анализ влияния стреловидности на аэродинамические характеристики крыла. На основе систематических расчётов профильных характеристик стреловидного (скользящего) крыла на базе осреднённых уравнений Навье-Стокса с наиболее распространёнными моделями турбулентности и сопоставления с экспериментом сделан выбор в пользу модели Спаларта-Аллмараса по критериям универсальности, надёжности и быстродействия. 2) Разработан метод расчёта аэродинамических характеристик стреловидного (скользящего) крыла со взлётно-посадочной механизацией. Проведена апробация (верификация) в широком диапазоне углов атаки. 3) Для валидации метода расчёта проведены экспериментальные исследования отсека крыла с оптимизированной механизацией в аэродинамической трубе Т-203 СибНИА. Получено хорошее согласование с расчётом (модель турбулентности Спаларта-Аллмараса) в широком диапазоне углов атаки. 4) Даны рекомендации по условиям оптимизации посадочной механизации. 5) Проведены расчётные исследования по оптимизации аэродинамических характеристик нового вида взлётно-посадочной механизации крыла перспективного магистрального самолёта, представляющего собой поворотный закрылок с вынесенной вниз фиксированной осью вращения и отклоняемой вниз “крышей” – интерцептором. Показано, что такая механизация по величине Суа max не уступает традиционной механизации с выдвижным закрылком с одинаковой степенью выдвижения. 6) Разработана методика валидации метода расчёта на многозвенных крыльев. | ФГУП «СибНИА» | Для совместного выполнения проекта ФГУП «СибНИА» и ФГУП «ЦАГИ» потребуется: 1) Составить программу совместных исследований, предусматривающую объём и последовательность работ каждого соисполнителя проекта. 2) Согласовать источники и объёмы финансирования на сроки выполнения проекта с 2013 по 2015 годы. | Румянцев А.Г. |
| 3.10. | Исследования по развитию методов расчётно-экспериментального обеспечения проектирования, испытаний и производства композитных и гибридных авиационных конструкций | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: 1) Разработаны элементы системы диагностики конструкций из КМ с механическими повреждениями, предназначенной для прогнозирования остаточной прочности натурных конструкций с обнаруженными повреждениями неустановленной энергии воздействия, включающие в себя комплекс аппаратно программных средств: - аппаратуру для неразрушающего контроля (УЗ - дефектоскоп ТЭРИ, АЭ - система СЦАД 16.2), - оборудование для измерения поля деформаций в зоне дефекта при тестовом нагружении (тензосистема ММТС-64 с малобазными тензодатчиками, система для бесконтактного измерения деформаций Vic-3D), - конечно-элементный комплекс ANSYS для численного моделирования элементов конструкций из КМ с повреждениями, - критерии прочности для КМ с концентраторами напряжений. Работоспособность системы апробирована экспериментально на фрагменте руля высоты планера SSJ-100, изготовленного из углепластика. Определены направления развития и совершенствования системы. 2) Разработан алгоритм для численного нелинейного анализа прочности и устойчивости полномасштабных объектов авиационных конструкций, типа планера самолёта в целом, из композиционных материалов. Выполненные с его помощью параметрические исследования позволили установить следующее: – При наличии преобладающей нагрузки вдоль стрингерного набора основным статическим фактором, влияющим на устойчивость, является сочетание сжимающих нагрузок. Так, даже незначительное изменение поперечного потока может на десятки процентов и даже в разы изменить несущую способность. Влияние сдвигающей нагрузки, как и в изотропных панелях, проявляется слабо. – Для обеспечения высоких показателей устойчивости решающим, при прочих равных условиях, является распределение монослоев по толщине композитного пакета, обеспечивающее наибольшие значения изгибных жесткостей по направлениям в сочетании, соответствующем сочетанию действующих нагрузок. Отклонения от оптимума здесь сказываются на устойчивости значительно резче, чем в изотропных панелях. Снижение показателей устойчивости может достигать десятков процентов при изменении ориентации или размещения только одного монослоя (при количестве 30÷40 монослоев в пакете). – Для обеспечения высоких показателей устойчивости при заданном сочетании действующих нагрузок требуется индивидуальный подбор сочетания направлений монослоев и распределения их по толщине композитного пакета. Использование многослойных однотипных препрегов чрезвычайно затрудняет эту задачу. Проигрыш в устойчивости может быть многократным. 3) Решена и исследована в нелинейной постановке задача о напряжённо-деформированном состоянии и устойчивости дискретно и неравномерно подкреплённых стрингерами композитных некруговых цилиндрических оболочек гермокабин перспективных пассажирских самолётов при комбинированном нагружении изгибающим моментом, поперечной силой и внутренним давлением. Разработан алгоритм для численного исследования задачи, позволяющий проводить уточнённые расчёты оболочек с определением критических нагрузок как местных, так и общих форм потери устойчивости. Проведено компьютерное параметрическое исследование овальных цилиндрических оболочек в широком диапазоне их овальности. Определены погрешности линейной теории оболочек, которые могут достигать 50%. Результаты работы отражены в научно-технических отчётах предприятия № 10-12, № 27-12. | ФГУП «СибНИА» | Для успешного выполнения работы потребуется сотрудничество на договорной основе с предприятиями - соисполнителями в части проектирования, изготовления и испытания конструктивно подобных образцов элементов конструкций из КМ и их соединений. | Беспалов В.А. |
| 3.11. | Разработка и исследование эффективных расчётно-экспериментальных методов прогнозирования прочности и обеспечения ресурса изделий авиационной техники при различных эксплуатационно-климатических и конструктивно-технологических факторах | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: 1) Завершены поисковые исследования по повышению характеристик статической прочности и сопротивления усталости конструкционных металлических материалов на базе синергетического подхода, позволяющего использовать энергию внешних механических воздействий для усиления элементов структуры металла: – разработана концепция развития и применения синергетического подхода для повышения характеристик статической прочности и сопротивления усталости конструкционных металлов и авиаконструкций, – проведены методические и экспериментальные исследования влияния нормированных по уровню и дозированных по объёму предварительных и комплексных воздействий циклическими нагрузками сжатия и сдвига в синергетических зонах с положительным эффектом по оптимизированным по критерию остаточной выносливости программам нагружения на усталостные характеристики конструкционного металла и типовых конструктивных образцов с концентратором напряжений при последующем или одновременном циклическом растяжении, определены параметры блоков предварительной тренировки образцов конструкционных металлических материалов и типовых конструктивных элементов циклической нагрузкой сжатия и сдвига, обеспечивающих экстремальное (пиковое) повышение выносливости. Эффект повышения долговечности образцов устойчиво сохраняется при предварительной циклической наработке при сжатии в 2…3,5 раза и при сдвиге – в 1,5 … 2,1 раза при эксплуатационных уровнях циклического растяжения до σmax ≤ 20 кг/мм2, – на основе анализа нагруженности панелей крыла тяжёлого пассажирского самолёта в типовом полёте выявлены режимы полёта с синергетически положительным эффектом и с оценкой изменения направления действия главных напряжений. Показана целесообразность двумерного подхода для оценки выносливости панелей крыла, – по результатам экспериментальных исследований определены синергетические зоны положительного влияния силовых внешних и климатических воздействий на характеристики выносливости конструкционного металла с концентратором напряжений в виде отверстий. 2) Исследована усталостная долговечность образцов из перспективных материалов с концентраторами напряжений, обусловленными используемыми технологиями. Установлено, что монтажные напряжения, возникающие при сборке болтовых соединений из алюминиевых сплавов, могут в 2 и более раза снижать их усталостную долговечность. Наиболее перспективным является способ компенсации погрешностей с помощью полимерных компенсирующих заполнителей (ПКЗ). 3) Разработаны рекомендации по внедрению практическому результатов исследований при производстве конструкционных металлов и авиатехники. 4) Выполнен статистический анализ кривых усталости – зависимостей lgN = f (lgσmax) при циклическом растяжении для образцов из алюминиевых конструкционных сплавов. Определены параметры уравнений регрессии в зависимости характеристик силовых и эксплуатационно-климатических воздействий. Установлены закономерности изменения параметров уравнений регрессии от режимов испытаний. 5) Разработан и апробирован метод сравнительной оценки влияния технологических факторов на долговечность образцов из КМ при ступенчатых испытаниях, с помощью которого по критерию усталостной долговечности выявлено преимущество использования в качестве ПКЗ заполнителя ВЗ-27МВ в образцах заклёпочных и болтовых соединений из КМУ-8 — Д16АТ и КМУ-8 – ОТ4 (например, 80% разрушений образцов без компенсатора из КМУ-8 — Д16АТ произошло при Рmax = 14 и 15 кН, образцов с прокладкой из КМУ-8 — при Рmax = 13 и 14 кН, образцов с ВЗ-27МВ — при Рmax = 18…21 кН). 6_ Разработан метод оценки влияния эксплуатационно-технологических факторов на усталостную долговечность элементов конструкций из алюминиевых сплавов, позволивший прогнозировать их долговечность при воздействии агрессивных сред (длительностью до 10 лет), при наличии монтажных напряжений и других значимых факторов. | ФГУП «СибНИА» | Для успешного практического внедрения результатов исследований необходимо сотрудничество на творческой и договорной основе с предприятиями - производителями полуфабрикатов из авиационных конструкционных сплавов, разработчиками авиационной техники, самолётостроительными предприятиями (изготовление конструктивно подобных образцов соединений и конструкций для лабораторно-стендовых испытаний), а также ФГУП «ЦАГИ», ГНЦ «ВИАМ». | Калюта А.А. |
| 3.12. | Разработка методов физического и математического моделирования теплового состояния отсеков и систем, расчётных и экспериментальных методов исследования температурных полей и напряжений в конструкции планера пассажирского сверхзвукового самолёта | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: Проведён обзор работ по следующим разделам: 1) Методы моделирования и исследования подобных отсекам самолётов систем, вопросы задания в них условий теплообмена, теплофизических характеристик элементов отсеков, остающихся одними из наиболее сложных и далёкими от своего практического решения проблемами. 2) Вопросы адекватности моделей реальным параметрам теплообмена. 3) Вопросы разработки, условия и особенности сходимости алгоритмов параметрической идентификации. 4) Расчётные и экспериментальные методы исследования температурных полей и напряжений в конструкции планера пассажирского сверхзвукового самолёта. | ФГУП «СибНИА» | Для успешного выполнения работы потребуется сотрудничество на договорной основе с предприятиями - соисполнителями в части изготовления и испытаний ячеистых многослойных панелей шиповидной конструкции с пластиковым сотовым наполнителем. | Николаев В.Н. |
| 3.13. | Разработки и исследования в обеспечение модернизации и перспективного развития уникальной стендовой и экспериментальной базы аэродинамики и прочности ЛА | 2013-2015 гг. Результаты 2012 г.: |
Похожие:
 | Отчет о разработке стратегической программы исследований технологической платформы Направления исследований и разработок, наиболее перспективных для развития в рамках платформы | | Ежегодный отчет о выполнении проекта реализации технологической платформы... Технологии мехатроники, встраиваемых систем управления, радиочастотной идентификации и роботостроение |
| Программа исследований Технологической платформы «Текстильная и легкая промышленность» Текущие тенденции развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы |  | Отчет о деятельности технологической платформы "Инновационные лазерные... Деятельность технологической платформы "Инновационные лазерные и оптоэлектронные технологии – фотоника" (далее – тп "Фотоника") в... |
| 4 Основные результаты научно-исследовательских работ, выполненных в 2008 году ивэп дво ран В истекшем году были получены следующие основные результаты законченных работ по направлениям исследований Программы фундаментальных... | | Информация об областном ежегодном конкурсе студенческих научных работ 2013 года В целом работа по программе в 2012 г направлена на создание технологической интеграционной платформы (телекоммуникационного кластера)... |
| Исследований технологической платформы «экологически чистая тепловая... Координатор: ОАО «Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт» | | Правила оформления студенческих выпускных работ и отчетов Опыт выполнения совместных научно-технических проектов показал, что умение документировать результаты разработок существенно влияет... |
| Российской федерации Разработчик программы образовательного модуля повышения квалификации, заявляемого к включению в банк данных Автоматизированной системы... | | Исследование экологического состояния некоторых водоемов Тамбова и Тамбовской области Сборник областного конкурса образовательных программ, методических пособий, разработок и проектов |
| Макроэкономические показатели В целях мониторинга состояния инновационной сферы Республики Татарстан проведен анализ основных макроэкономических показателей и... | | Фактические результаты реализации мероприятий Программы фундаментальных... Фактические результаты реализации мероприятий Программы фундаментальных научных исследований академий наук на 2013 – 2020 гг |
| Программа ( проект ) 10: 00 Открытие семинара Анна Пикалова, директор... Международный семинар «Программа ес по научным исследованиям и инновациям Горизонт 2020 и международная мобильность научных кадров:... | | Тематика курсовых работ Образовательные технологии Особое внимание в курсе, в соответствии с основным направлением научных исследований кафедры, уделяется принципам и методам семантических... |
| Конкурс на выполнение научно-исследовательской работы, опытно-конструкторской... Программы «старт-2013» (Направление «Информационные технологии»); способ размещения заказа открытый конкурс на выполнение научно-исследовательской... | | План оздоровительно-профилактической работы с обучающимися на 2012 2013 учебный год № п/п Организация и осуществление комплексного мониторинга состояния здоровья обучающихся, физической подготовки |
