Что может специалист производства авиационных двигателей

Авиационный двигатель и его производство

Главная > Контрольная работа >Авиация и космонавтика

Авиационный двигатель и его производство

Мировой опыт развития авиационного производства свидетельствует, что изготовление авиационных двигателей является наукоемким производством (НП).

Авиадвигателестроение является одной из наиболее наукоемких отраслей с высокой удельной стоимостью продукции. Известно, что стоимость одного килограмма газотурбинного двигателя в сотни раз превосходит стоимость одного килограмма автомобильного двигателя.

Авиационный двигатель можно рассматривать как сложную техническую систему ; непрерывно развивающуюся на протяжении всего жизненного цикла, который включает соответствующие основные этапы (рис. 1.1).

Конструктивно-технологическое совершенствование двигателей осуществляемое, на всех этапах жизненного цикла с целью повышения качества АД, приводит к необходимости непрерывного совершенствования технологических процессов производства.

Увеличение ресурса АД является следствием комплексного подхода к решению проблем повышения ресурса на всех этапах жизненного цикла. В основе комплексного подхода лежит принцип разработки конструктивно-технологических решений на основании стендовых и специальных испытаний по эквивалентно-цикловым программам двигателей, исчерпавших свой ресурс, а также принцип определения живучести отдельных деталей и узлов с эксплуатационными повреждениями. При этом осуществляется системный конструктивно-технологический анализ технического состояния деталей и узлов после отработки заданного ресурса двигателей, снимаемых досрочно, а также деталей и узлов двигателей, находящихся в эксплуатации. Увеличение, ресурса обеспечивается также внедрением метода эксплуатации по техническому состоянию, что приводит к необходимости разработки методов и средств диагностирования основных элементов проточной части двигателя, узлов и деталей, а также состояния его систем.

Например, реализация в производстве мероприятий, направленных на совершенствование конструкции двухконтурного двухвального двигателя НК-86, потребовала разработки 4049 новых технологических процессов, создания 90 единиц оборудования и 410 наименований технологической оснастки [6.8].

Характеристика наукоемкого объекта производства.

Авиационный двигатель как наукоемкий объект производства (НОП) характеризуется следующим признаками [6.2]:

Рис. 1.1. Этапы жизненного цикла АД

1. НОП имеет в своем составе целый ряд взаимосвязанных систем и узлов, обеспечивающих выполнение сложных функциональных задач разной физической природы и принципа действия (рис. 1.2).

В свою очередь системы и узлы состоят из большого количества конструктивно сложных деталей, изготавливаемых из различных материалов. В табл. 1.1 приведены данные о количестве деталей, входящих в конструкции различных двигателей семейства НК.

Количество наименовании деталей

Общее количество деталей

НК-8-2у НК-8-4 НК-86

70947 61228 56282

Эти данные свидетельствуют о больших технических, технологических и организационных сложностях, возникающих при изготовлении наукоемкого объекта производства.

2. НОП является технической системой, непрерывно развивающейся по этапам жизненного цикла, включающего проектирование, изготовление опытного образца, серийное производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию.

Конструктивное совершенствование двигателей осуществляется непрерывно в течение всего жизненного цикла. В основу этого совершенствования положены следующие принципы:

улучшение основных параметров двигателя (тяги, удельного расхода
топлива и т.д.);

повышение ресурса и надежности;

улучшение эксплуатационных характеристик;

повышение коэффициента использования металла и т.д.

Совершенствование конструкции, как правило, проводится по основным узлам и системам двигателя в соответствии со специально разработанными программами.

При этом осуществляется принцип комплексного подхода к конструктивному совершенствованию этих узлов и систем двигателя.

Основными целями совершенствования двигателей по применяемым материалам являются следующие: улучшение параметров рабочих процессов, повышение надежности и ресурса двигателя, улучшение его весовых характеристик. Замена применяемых материалов осуществляется непрерывно и комплексно для всех основных деталей и узлов, определяющих ресурс и надежность ГТД.

Рис. 1.2 Функциональные системы и узлы авиационного двигателя

3. НОП характеризуется высокими значениями параметров рабочего процесса с ужесточенными полями допусков. Применительно к авиационному двигателю — это высокие давления, температуры, скорости рабочего тела в проточной части двигателя, высокая частота вращения роторов и большие уровни вибраций.

При работе авиационного двигателя на различных его режимах детали и узлы подвергаются статическим, повторно-статическим, ударным, циклическим, термическим и термоциклическим нагружениям (рис. 1.3).

Данные воздействия приводят к различным видам повреждений деталей и узлов, которые классифицируются следующим образом: вязкое и хрупкое разрушение, потеря устойчивости, усталостное разрушение, термические трещины и коробления, контактное выкрашивание и износ, коррозия и эрозия (рис. 1.4).

В этих условиях технологические процессы на всех стадиях производства должны обеспечивать такое качество деталей, узлов и систем двигателя, которое исключало бы возникновение при эксплуатации двигателя указанных повреждений.

Все это обусловливает высокие требования к производству НОП, к построению технологических процессов изготовления деталей и узлов двигателя, в которых значительное место должны занимать различного вида технологические испытания.

4. На каждом этапе жизненного цикла НОП решение технических проблем по совершенствованию двигателя опирается на современные достижения науки и техники.

В основу создания нового двигателя с перспективными тягово-экономическими характеристиками закладываются принципы экономии энергии, материальных и трудовых ресурсов. Эти принципы являются определяющими на этапах проектирования и доводки двигателя при выборе его термогазодинамической схемы, параметров рабочего процесса, КПД основных узлов, а также конструктивной схемы. Они распространяются и на методологию доводки.

На этапе серийного изготовления в соответствии с этими принципами стараются обеспечить повышение таких производственно-технологических показателей, как коэффициент использования материала, технологичность конструкции и другие при одновременном снижении трудоемкости изготовления деталей и узлов, сборки и испытаний. Эти принципы должны обеспечивать также простоту и надежность эксплуатации двигателя.

5. В процессе создания НОП используются современные экспериментально-доводочные комплексы. Так, при конструкторско-прочностной отработке деталей и узлов авиационного двигателя эти комплексы обеспечивают проведение испытаний, наиболее полно имитирующих действующие нагрузки.

Рис. 1.3. Схема видов нагружений деталей и узлов двигателя

Рис. 1.4. Схема видов повреждений деталей и узлов двигателя

Газодинамическая и параметрическая доводка компрессоров и турбин проводится с использованием целого ряда установок автономной доводки, а также их испытания в составе полноразмерных двигателей. Так, доводка каскада вентилятора и гондолы проводится на установках, обеспечивающих автономные испытания вентиляторов, а также их испытания в составе полноразмерного двигателя.

При этом экспериментально-доводочные комплексы оснащаются современным контрольно-измерительным оборудованием и автоматизированными системами испытаний.

Многие вопросы прочностной и параметрической доводки НОП решаются в сотрудничестве с научно-исследовательскими институтами, что свидетельствует о наукоемкости процесса создания НОП и значительной организационной сложности.

6. Одной из характеристик НОП является материалоемкость. Коэффициент использования материала (КИМ) является одним из основных показателей, характеризующих конструктивное совершенство, технологичность двигателя и уровень его производства. Высокий коэффициент использования материала в основном определяется технологичностью конструкции, которая отрабатывается на этапах эскизного, технического и рабочего проектирования, а также серийного производства.

Например, в конструкции двигателя НК-86 используются различные материалы 85 наименований. Это предъявляет высокие требования к производству и применяемым технологическим процессам, оборудованию, инструменту.

Параметры рабочего процесса НОП, конструкция деталей и узлов, а также используемые для их изготовления материалы непрерывно совершенствуются. Например, в процессе жизненного цикла в конструкцию двигателя НК-8-4 было внесено более 130 изменений и заменено около 20 наименований материалов.

Одним из показателей, характеризующих НОП, является экологическое совершенство. Применительно к авиационному двигателю — это выполнение требований международных норм по уровню шума и эмиссии вредных и загрязняющих веществ в атмосферу.

Примером экологического совершенствования двигателя является использование криогенного топлива (сжиженного природного газа или жидкого водорода).

Непременным условием для НОП является его сертификация на соответствие принятым международным нормам по надежности, ресурсу, экологичности и экономичности.

Контрольные вопросы к лекции 1.

Основные этапы жизненного цикла АД?

Чем характеризуется АД как наукоемкий объект производства?

Основные функциональные системы и узлы АД?

Виды нагружений деталей и узлов АД возникающие при его эксплуатации?

Виды повреждений деталей и узлов АД возникающие при его эксплуатации?

Авиационный техник, механик по ремонту транспорта и судов

Сфера деятельности

Вид деятельности

Решать конкретные, практические задачи, делать что-то своими руками.

Краткое описание

Механик по ремонту транспорта – специалист, отвечающий за техническую исправность транспортных средств (автотранспорта, авиационного, морского, речного и др.).
Но в обязанности механика по ремонту транспорта входит не только доскональное знание устройства и правил эксплуатации тех транспортных средств, за которые он несёт ответственность. Помимо этого, механик по ремонту транспорта ведёт отчётную документацию – такую, как:

• графики проведения ремонтных работ и профилактических осмотров,
• заявки и сметы на приобретение недостающих запчастей,
• инструкции по безопасности при эксплуатации транспортных средств.

Работа специалистов по ремонту транспорта остаётся крайне востребованной в условиях современного рынка труда.

Где учиться

Вузы:

• Московский авиационный институт (МАИ)
• Российский Государственный технический университет им. К.Э. Циолковского (МАТИ) Факультет №1 Авиатехнологический, Факультет №2 «Аэрокосмические конструкции и технологии»
• Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (МГТУ) Факультет ракето-космическая техника, Аэрокосмический факультет
• Московский государственный университет гражданской авиации (МГТУ ГА)
• Московский государственный университет приборостроения и информатики (МГУПИ) Факультет технологической информатики
• Московский государственный университет леса (МГУЛ) Факультет электроники и системотехники

Техникумы, колледжи, училища:

• Московский колледж авиационного моторостроения
• Московский авиационный техникум им. Годовикова
• Московский вечерний авиационный технологический техникум

Где работать

• Государственные и частные авиакомпании
• Конструкторские бюро
• Военно-промышленный комплекс
• Аэрокосмические заводы
• Испытательные площадки

Востребованность

Прогноз востребованности на рынке труда через 5-7 лет

Коды направления подготовки ВО

Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов 23.03.03

Наземные транспортно-технологические средства 23.05.01

Транспортные средства специального назначения 23.05.02

Эксплуатация железных дорог 23.05.04

Ракетные комплексы и космонавтика 24.03.01

Системы управления движением и навигация 24.03.02

Двигатели летательных аппаратов 24.03.05

Группа направлений «аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники» 25.03.01–25.03.04

Летная эксплуатация и применение авиационных комплексов 25.05.04

Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры 26.03.02

Применение и эксплуатация технических систем надводных кораблей и подводных лодок 26.05.04

Эксплуатация судовых энергетических установок 26.05.06

Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики 26.05.07

Коды специальностей СПО

Слесарь-сборщик авиационной техники 24.01.01

Слесарь по ремонту авиационной техники 24.01.04

Производство летательных аппаратов 24.02.01

Производство авиационных двигателей 24.02.02

Испытание летательных аппаратов 24.02.03

Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей 25.02.01

Техническая эксплуатация электрифицированных и пилотажно-навигационных комплексов 25.02.03

Производство и обслуживание авиационной техники 25.02.06

Техническое обслуживание авиационных двигателей 25.02.07

Судостроитель-судоремонтник металлических судов 26.01.01

Эксплуатация внутренних водных путей 26.02.01

Монтаж и техническое обслуживание судовых машин и механизмов 26.02.04

Введение

Научно-технический прогресс ведет к качественному изменению базы машиностроения, которое поставляет новую технику всем отраслям промышленности, являясь основой их инновационного развития. Задачами машиностроения являются увеличение мощности машин, их надежности и экономичности. С потребностями машиностроения связано появление науки, называемой «Технологией машиностроения».

Название науки – технология – происходит от греческих слов techne – ремесло и logos – учение, и в широком смысле технология есть совокупность знаний о средствах и способах качественного превращения предметов природы в полезные человеку изделия и продукты.

Технология производства авиационных двигателей является ветвью технологии машиностроения – прикладной науки об изготовлении машин с требуемым качеством в установленном производственной программой количестве в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда (т.е. наиболее экономичным путем).

Такое определение технологии машиностроения позволяет трактовать её как науку, синтезирующую проблемы технического, организационного характера, а также планирования и экономики.

Технология машиностроения – прикладная наука, базирующаяся как на фундаментальных, так и на общеинженерных дисциплинах (инженерной графике, материаловедении, метрологии, методах обработки материалов).

Роль технологии в научно-техническом прогрессе состоит в её возможности реально осуществить те или иные смелые конструкторские разработки. В связи с этим, важной задачей является опережающее развитие технологии, что позволяет существенно увеличить темпы роста основных показателей качества двигателей: разработка новых высоких технологий их изготовления позволяет повысить эти показатели в несколько раз.

В становлении технологии как науки видная роль принадлежит отечественным ученым А.П. Соколовскому, А.А. Маталину, Б.С. Балакшину, В.М. Ковану, А.Б. Яхину, Н.А. Бородачёву, П.И. Ящерицину, С.П. Митрофанову и многим другим. Свой вклад в эту науку внесен и профессорами СГАУ – И.А. Иващенко, А.С. Шевелёвым, Ф.И. Дёминым.

Дисциплина «Разработка стратегии создания инновационных технологических процессов» является базовой, где излагаются основные положения науки:

— понятие о ТП механической обработки и его структуре;

— теория точности изготовления деталей;

— теория размерных связей;

— расчет припусков на обработку заготовок и назначение допусков на операционные параметры;

— методика проектирования ТП;

— вопросы экономического обоснования технологических решений.

Тема 1: Основные понятия и определения в технологии производства авиационных двигателей

1 Объект производства. Структура производственного процесса

Приступая к изучению основ технологии, необходимо установить понятия об изделии, сборочной единице (СЕ), детали.

Изделием называют продукт конечной стадии производства. Им может быть двигатель, сборочная единица (СЕ) и даже детали одного назначения (завод по изготовлению лопаток энергомашиностроения).

Сборочная единица – элемент изделия, являющийся соединением нескольких деталей. Технологический признак СЕ – возможность её автономного (независимо от других элементов изделия) изготовления.

Деталью называют первичный элемент изделия, признаком которого является отсутствие в нём каких-либо соединений. Иначе – элемент изделия, выполненный из одного материала без применения сборки.

Производственным процессом называют всю совокупность процессов осуществляемых на предприятии с целью превращения материалов и полуфабрикатов в готовое изделие. Это процессы изготовления деталей и СЕ, их сборки, испытаний, транспортировки, планирования, учёта, хранения и др.

Согласно ГОСТ 3.1109-73 технологический процесс – это законченная часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния (формы, размеров, качества материалов) объекта производства.

Различают ТП по отдельным методам их выполнения (ТП штамповки, литья, сварки, пайки, механообработки и др.), а также ТП по объектам производства (ТП дисков, КС, крыльчаток, зубчатых колес и т.д.).

ТП механической обработки, закономерности которого и предстоит изучать, — та часть производственного процесса, которая включает последовательное превращение исходной заготовки в готовую деталь путем изменения формы, размеров и состояния её поверхностей методами обработки материалов.

Характерный признак ТП механообработки – его дискретность, прерывистость. Это вызвано следующими причинами:

— применением различного оборудования (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и других станков);

— использование для обработки заготовок на первом этапе ТП более мощного, но менее точного оборудования, а на последующих этапах – наоборот;

— наличием в ТП механообработки прерывающей его течение термической обработки, искажающей форму и размеры поверхностей, что требует их исправления в последующих операциях.

Отдельные части, на которые делится ТП механообработки называются операциями. Операция – законченная часть ТП, характеризующаяся непрерывностью выполнения и постоянством объекта обработки, оборудования и исполнителя.

Операция – это основная единица производственного планирования и учета.

Операция включает в свой состав установы – части операции, выполняемые при неизменном (постоянном) закреплении заготовки. Т.о. операция может быть выполнена за один или несколько установов.

Часто операции и установы делятся на позиции, которые представляют собой фиксированное положение единожды закрепленной на станке или в приспособлении заготовки относительно обрабатывающих инструментов. Т.о. в позиции выполняется часть операции. Замена установов позициями повышает производительность обработки.

В состав операции входят переходы – это части операций, характеризуемые постоянством применяемого инструмента и обрабатываемых поверхностей. Используются простые переходы (в работе один инструмент) и сложные (работают одновременно несколько инструментов) (рисунок 1).

Рисунок 1 – Переходы операции

В дополнение к основным переходам, связанным непосредственно с обработкой поверхностей заготовки, в составе операции входят и вспомогательные переходы, состоящие из действий станочника (или оборудования) по установке и снятию заготовки, смене инструментов, измерениям и т.п.

Переходы делятся на проходы.

Проход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождающаяся изменением формы, размеров и состояния поверхности заготовки. Т.е. — это часть перехода по снятию одного слоя металла.

Деление переходов на проходы невыгодно и к нему прибегают, когда невозможно снять весь припуск по соображению мощности станка, прочности детали и инструмента.

Проходы делятся на ходы. Ход — элементарная составная часть прохода.

По назначению ходы подразделяются на:

1. Рабочий ход— ход инструмента по изменению состояния заготовки.

2. Позиционирующий ход — точное перемещение инструмента из одного положения в другое, при котором не происходит обработка.

3. Холостой ход — рименяется для подвода инструмента в зону обработки, как правило, на повышенных подачах (скоростях).

Операции классифицируются по следующим признакам:

— по типу применяемого оборудования (токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и др. станки);

— по месту в ТП (сначала черновые, затем – чистовые, окончательные, отделочные и пр.);

— по количеству переходов в операции.

По последнему признаку операции можно разделить на дифференцированные (одно- и малопереходные) и концентрированные (многопереходные).

Дифференцирование операций упрощает их выполнение, конструкцию станочных приспособлений и наладку станков, позволяет использовать рабочих с невысокой квалификацией. Однако, при этом растет количество операций, удлиняется цикл изготовления детали, осложняется планирование производства и учет.

Концентрированные операции сокращают их количество в ТП, упрощают организацию и планирование производства и учет его состояния, сокращается и номенклатура используемых приспособлений. Но концентрированные операции предполагают использование квалифицированных исполнителей, более сложных по конструкции приспособлений, усложняется и наладка станков.

Различают три вида концентрации:

Организационная концентрация состоит в увеличении числа простых переходов в составе операции. Такие операции характерны для станков с ЧПУ.

Механическая концентрация предполагает замену установов позициями, механическую смену инструментов.

Технологическая концентрация основана на использовании сложных переходов, когда одновременно работают несколько инструментов, что характерно для операций, выполняемых на револьверных, многооперационных, агрегатных станках и станках – автоматах.

И дифференцированные и концентрированные операции применяются для повышения производительности труда в различных по объёму выпуска и сложности изделий условиях производства.

Авиационные двигатели

ЦИАМ, как ведущая научно-исследовательская организация отрасли, участвует в создании двигателей для ЛА различного назначения: беспилотников, малой авиации, дозвуковых пассажирских и транспортных самолетов, сверхскоростных ЛА, вертолетов и других летательных аппаратов. Компетенции института простираются также на вопросы создания поршневых двигателей. Авиадвигателестроение является одним из самых инновационных наукоемких и высокотехнологичных секторов промышленности, интегрирующим результаты деятельности различных направлений науки и техники и стимулирующим научно-техническое развитие целого ряда других отраслей. Мировой опыт показывает, что разработка двигателя занимает в 1,5–2 раза больше времени, чем проектирование ЛА, поэтому правильная организация опережающих работ по созданию силовой установки является критическим элементом для успеха любой программы в области авиастроения. Стран, обладающих технологией полного цикла разработки и производства ГТД, меньше, чем государств, запускающих спутники в космос. Все отечественные авиационные двигатели создавались при участии ЦИАМ. ЦИАМ обладает уникальными стендами, предназначенными для проведения натурных испытаний авиационных двигателей и их узлов. Подробнее о возможностях Научно-испытательного центра ЦИАМ читайте в разделе «Экспериментальная база».

Направления работ

Прогноз развития

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова осуществляет комплексное прогнозирование развития двигателей для всех типов атмосферных летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, беспилотных ЛА, аэрокосмических систем и др.), а также промышленных и транспортных газотурбинных установок на основе авиационных технологий.

В ЦИАМ ведется разработка методик оценки технико-экономического и весового совершенства авиационных ГТД и АПД в связи с уровнем их технологического развития.

Одна из ключевых компетенций ЦИАМ – разработка математических моделей и прогнозные расчетные исследования характеристик и эффективности перспективных авиационных двигателей и силовых установок (СУ), в том числе нетрадиционных схем: турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) со сверхвысокой степенью двухконтурности, ГТД с регенерацией тепла, турбовинтовентиляторных двигателей («открытый ротор»), турбокомпаундных и гибридных силовых установок на базе авиационных поршневых двигателей (АПД), распределенных и гибридных СУ на базе ГТД, энергоустановок на топливных элементах.

Институт проводит обоснование концепций развития авиационного двигателестроения, обобщает опыт создания авиационных ГТД и АПД, разрабатывает научно-технические основы для создания отраслевых и межотраслевых программ развития авиадвигателей.

Проектирование

Математическое моделирование рабочих процессов ГТД

Вычислительный комплекс ЦИАМ, основанный на многоуровневых системах компьютерного моделирования, позволяет проводить уникальные расчеты рабочих процессов во всем тракте ГТД.
В данных расчетах применяются математические модели, базирующиеся на законах сохранения массы, импульса и энергии (нестационарные уравнения Эйлера и Навье – Стокса), учитываются реальные эффекты, сопровождающие рабочий процесс в ГТД: вязкость, турбулентность и теплопроводность, горение, отборы и выдувы охлаждающего воздуха, утечки и др.

Применение компьютерного испытательного стенда ГТД позволяет:

• проектировать высокоэффективные проточные части, обеспечивающие достижение максимального КПД;
• проводить модернизацию существующих узлов ГТД с целью повышения их эффективности;
• моделировать и сопровождать процесс испытания двигателя и его узлов на наземных стендах;
• изучать основные и пониженные (дроссельные) режимы работы;
• исследовать переходные режимы работы (запуск, изменение режима, останов);
• рассчитывать климатические, высотно-скоростные и дроссельные характеристики авиационных ГТД;
• моделировать различные законы регулирования;
• создавать форсированные варианты.

Математическое моделирование и САПР ГТД

Работы по математическому моделированию и системам автоматизированного проектирования газотурбинных двигателей были выделены в отдельное направление в 1993 г. с целью развития САПР-технологий и внедрения современных методов и программ при проектировании двигателей.

Работа института в этой области направлена на решение прикладных задач. ЦИАМ сотрудничает с ведущими предприятиями авиакосмической отрасли по созданию методик и расчету термонапряженного состояния и оптимизации деталей турбомашин, вопросам моделирования напряженно-деформированного состояния и ресурса конструкций при циклическом и сложном неизотермическом нагружении, моделированию технологических процессов изготовления тонкостенных деталей, разработке газодинамических подшипников и перспективных плавающих уплотнений, динамике роторов ГТД.

Специалисты ЦИАМ успешно решают междисциплинарные задачи и создают условия для перехода к многодисциплинарным моделям при проектировании перспективных двигателей. Особое внимание уделяется разработке собственных математических моделей и специализированных комплексов программ, а также развитию численных методов расчета и оптимизации конструкции.

Малоразмерные ГТД

Авиационные поршневые двигатели

Комбинированные двигатели и силовые установки для высокоскоростных ЛА

Центральный институт авиационного моторостроения проводит расчетные и экспериментальные работы по исследованию моделей узлов и элементов конструкции комбинированных СУ (КСУ) различных схем в целях обеспечения их эффективного рабочего процесса при сверхвысоких скоростях полета.

Специалисты института осуществляют:

• расчет характеристик КСУ различных схем с учетом теплового состояния элементов конструкции;
• разработку перспективных направлений использования стандартного и высокоэнергетического топлива;
• разработку требований к технологиям и материалам, обеспечивающим эффективную работу КСУ.

Интеграция силовой установки и летательного аппарата

Важнейшим направлением работы специалистов ЦИАМ является многокритериальная оптимизация параметров силовых установок летательных аппаратов (ЛА) различного назначения и различных скоростей полета по критериям оптимальности: летно-технические характеристики, топливная экономичность, себестоимость перевозок, стоимость жизненного цикла, экологические характеристики и т.д.

Работы ЦИАМ по данному направлению включают в себя:

• выбор проектных параметров и оценку эффективности применения двигателя в составе ЛА;
• оптимальное согласование силовой установки и планера ЛА;
• расчет высотно-скоростных и дроссельных характеристик двигателей различных схем в задачах согласования проектных параметров самолета и СУ;
• расчет и минимизацию шума ЛА на местности;
• оценку эмиссионных показателей по профилю полета ЛА.

  Комплексы программ позволяют провести исследования, предназначенные для согласования силовой установки и планера и расчета технико-экономических характеристик ЛА (самолетов и вертолетов) различного назначения. Они позволяют решить следующие задачи:

• сформировать облик силовых установок перспективных ЛА с обоснованным выбором схемы рациональных параметров рабочего процесса двигателя, определить требуемые размерности двигателей и режимы их работы на различных участках полета;
• выбрать оптимальные программы законов регулирования двигателей с учетом особенностей их эксплуатации на рассматриваемом ЛА;
• определить потенциальные возможности силовых установок с разными типами двигателей, границы целесообразного применения двигателей различных схем;
• оценить эффективность альтернативных вариантов и выбрать новый двигатель для ЛА, находящегося в эксплуатации;
• рассмотреть возможности установки двигателя на нескольких типах ЛА, выбрать унифицированный двигатель для перспективного парка самолетов и вертолетов;
• провести оптимизацию условий полета на отдельных участках траектории;
• определить влияние атмосферных условий и различных потерь при работе двигателя на изменение технико-экономических характеристик ЛА.
  Модуль расчета высотно-скоростных и дроссельных характеристик двигателя разработан специально для проведения широких параметрических и оптимизационных исследований и позволяет учитывать различные виды потерь, связанных с установкой двигателя на ЛА.
  В ЦИАМ проводятся разработка и испытания беспилотных летающих лабораторий для отработки технологий малоразмерных гибридных и электрических СУ, в том числе работающих на топливных элементах различных типов.