Презентация на тему Испытания композитных материалов и конструкций

и определения. Теплонагруженные объекты ракетно-космической и авиационной техники. Роль

тепловых испытаний в разработке ракетно-космической техники.

+

Виды тепловых испытаний: лабораторные исследования, стендовые испытания, летно-конструкторские испытания. Их взаимосвязь с этапами проектирования объектов ракетно-космической техники.

engines”
(«Надежные двигатели»)
Rolls Royce: “Теплопрочностные испытания
составляют более 80 %

от общего объема испытаний при создании двигателя”

Только серия неудачных экспериментов
создаёт настоящего эксперта
Э. Йокель

факторы - климатические условия, искусственные – результат функционирования ЛА

(тепловые и
механические нагрузки, возникающие из-за работы двигателей и аэродинамического нагрева; пневматические и электрические…)

1

/ qW,Σ, qW,Σ = qW,R + qW,C, где qW,R ,

qW,C – соответственно плотности падающих радиационных и конвективных тепловых потоков

2

НАГРУЖЕНИЯ
Излучение Солнца
Конвективный
теплообмен
Излучение +
конвективный
теплообмен
Космические системы на орбите Земли, солнечные парусные

системы

Двигатели,
головные части,
ТЗП ВКС

ТЗП межорбитальных транспортных аппаратов

3

в эксплуатацию
1. Фундаментальные принципы прорывных технологий.
2. Концепция и выбор

варианта технологии.
3. Расчетное и экспериментальное обоснование эффективности
технологии.

4. Испытание модели на экспериментальных установках.
5. Испытания модели на натурных стендах.

6. Испытания демонстрационного двигателя на стендах.

7. Испытания опытного двигателя на стендах.
8. Лётно-конструкторские испытания.
9. Сертификационные испытания.
10. Серийное производство и эксплуатация.

Уровни обеспечения технологической готовности разработчика (NASA)

Технологическая готовность узлов и систем

Технологическая готовность к производству всего двигателя

8

1. - 4. – НИР (научно - исследовательские работы)
5. - 6. – НИОКР (научно - исследовательские и опытно - конструкторские работы)
7. - 9. – ОКР (опытно-конструкторские работы)

1. – Концепция двигателя; 4. – Техническое Предложение; 6. Техническое
Задание; 7. Уточненное Техническое задание.

расчетам условиях

Сертификационные, в том числе ресурсные, испытания

Формирование банка данных

по различным характеристикам материалов

Оптимизация
конструктивно-технологических решений

Исследование причин дефектов

Отработка методов и средств диагностики технического состояния деталей двигателей

Испытания проводятся на всех стадиях жизненного цикла изделий

9

УЗЛОВ ДВИГАТЕЛЯ
Основные задачи (примеры)
- испытания на режимах при пониженных

давлениях и температурах;
- оценка аэродинамики проточной части;
- исследование теплового состояния деталей и эффективности систем охлаждения;
- исследование прочности;

Эффективность горения

Границы срыва пламени

Тепловое состояние жаровой трубы

Индекс эмиссии загрязняющих веществ

Определение гидравлических сопротивлений в решетках

Определение газодинамической эффективности

Исследование теплового состояния и проверка жаростойкости лопаток

Прочностные испытания

Прочностные испытания

Прочностные испытания

14

за турбиной.
2. Исследование теплового состояния деталей
и эффективности систем

охлаждения.
3. Определение уровня вибраций в узлах.
4. Оценка повреждаемости при попадании частиц льда, града и птиц.
5. Оценка уровня шума.
6. Определение осевых нагрузок на подшипник.
7. Проверка газодинамической устойчивости работы.
8. Проверка работоспособности при кратковременном
превышении частоты вращения.
9. Проверка надежности датчиков САУ и систем блокировки.

15

ч наработки
для двигателя ПС-90 (самолеты Ил-96, Ту-204)
1 –

затраты на разработку двигателя;
2 – затраты на техническое обслуживание;
3 – затраты разработка + обслуживание;
4 – затраты на обслуживание в случае
трехкратного продления ресурса;
5 – затраты на техническое обслуживание
двигателей ПС-90А (самолеты Ил-96, Ту-204)
и GE90 (самолет Boeing 777);
6 – затраты на ремонт двигателей
ПС-90А (самолеты Ил-96, Ту-204) и
GE90 (самолет Boeing 777).

дефекта –проявление;
n – число инспекций в PF-интервале.

P – допустимая

вероятность отказа;
Q – вероятность обнаружения отказа.

Бюджетные средства военной авиации США на силовые установки
1 – поддержка в эксплуатации (62%); 2 – закупка (18%);
3 – разработка (16%); 4 – исследования и испытания (3%).

1 – плитка из спеченных
кварцевых волокон; 2 – демпфирующая

подложка;
3 – клеевой слой; 4 – эрозионно-стойкое покрытие из стекла;
5 – лаковое покрытие.

Установка для тепловых испытаний истребителя YF-12
(температура до 900 К)

Стенд комплексных тепловых испытаний МКА «Буран»
(температура до 1750 К)