Во время реализации работ по этапу выполнен аналитический обзор современной технической литературы и других источников по теме проекта, проведены патентные исследования, в ходе которых изучено современное состояние работ в следующих областях: малые газотурбинные установки, электрические генераторы, подшипниковые узлы, высокооборотные роторы, методики их расчета и проектирования, конструкционные материалы и материалы покрытий. Сделан вывод, что в приложении к авиационной тематике наиболее наукоемкой частью газотурбинной установки является её ротор, поэтому цель исследования сформулирована как разработка методических основ и научно-технических решений по созданию эффективного высокооборотного ротора для бортовых вспомогательных силовых установок с «сухой» безмасляной трансмиссией, маршевых силовых установок с электроприводом винтов для беспилотных летательных аппаратов и малой авиации, турбогенераторов. На основе выполненного анализа сформулированы направления дальнейших исследований, связанные с разработкой одно- и двухвального ротора, лепестковых газодинамических подшипников и гибридных подшипников в двух вариантах, исследование совместной динамики ротора и подшипников, проведение экспериментов с различными покрытиями. На первом этапе также разработан инженерный метод определения несущей способности воздушных подшипников, высокоточный численный метод для расчета течений в тонких смазочных слоях и кавернах газотурбинного двигателя с учетом сопряженного анализа теплонапряженного состояния элементов конструкций, изготовлен стенд для экспериментальных исследований радиальных воздушных подшипников и экспериментальные радиальные и радиально упорные гибридные подшипники, конструкция которых ориентирована на применение аддитивных технологий изготовления.
Результаты исследований были доложены на Минском международном коллоквиуме по физике ударных волн, детонации и горения, прошедшем 13-16 ноября 2017г. в г. Минске (Беларусь). Название доклада: Инициирование горения и детонации подкритическим стриммерным разрядом. Докладчик М.П. Булат.
3D Изображение стенда для проведения экспериментальных исследований радиальных газовых подшипников
3D модель упорного подшипника
Заготовка для 3D-печати упорного подшипника с элементами технологических подпоров.
Назначение и область применения результатов проекта
В результате выполнения ПНИЭР планируется разработать алгоритмы, математические модели, методики проектирования и расчет целого семейства узлов перспективной газотурбинной техники, отличительной особенностью которых, будет высокая термодинамическая эффективность в заданной размерности, а также отсутствие масляной смазки, за счет чего будет достигнуты высокий ресурс и пожаробезопасность.
Работы были выполнены в ходе проекта по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.574.21.0151 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57417Х0151.
