при создание запасов необходимо обеспечить

- возможностей и особенностей технологии изготовления полых лопаток с учетом существенной технологической наследственности.

- взаимного расположения и жесткостных характеристик сечений профиля лопатки с целью обеспечения требуемой геометрии межлопаточного канала при воздействии на лопатку центробежных сил и перепада давлений в процессе работы двигателя;

- расположения внутренних связей (с определенной геометрией) в профиле лопатки для обеспечения требуемых прочностных показателей;

Для учета особенностей конструкции внутренних полостей и технологии изготовления полых лопаток на этапе проектирования необходимо использование итерационной процедуры увязки:

На этапе проектирования необходимо обеспечить получение профиля лопатки, дающего требуемую геометрию межлопаточного канала в процессе работы двигателя при максимальном обеспечении прочностной надежности лопатки в рамках доступного на данном этапе разработчику арсенала методов.

На рис. 1 показана схема обеспечения прочностной надежности полой лопатки на всех этапах ее жизненного цикла.

Комплексный подход к обеспечению прочностной надежности полой лопатки вентилятора

Конечный результат работы - создание системы проектирования (включая методики проведения испытаний образцов и натурных лопаток, а также систему запасов прочности), производства, контроля - с целью обеспечения надежной работы полых лопаток в течение заданных ресурсов для принятых условий эксплуатации.

Значительное влияние на конструкционную прочность полой лопатки оказывает технология ее изготовления. Сложные физические процессы, происходящие в материале, могут приводить к технологической наследственности, оказывающей существенное влияние на показатели конструкционной прочности готовой лопатки. Для отработки параметров каждого технологического перехода изготовления (времени релаксации напряжений, законов изменения силовых факторов) требуется компьютерное моделирование всего процесса изготовления.

Одной из важнейших проблем при создании полой лопатки является обеспечение ее прочностной надежности. Большое количество факторов, влияющих на показатели прочностной надежности, предопределяет необходимость комплексного подхода к решению этой задачи на каждом этапе жизненного цикла лопатки (проектирование, производство, доводка и эксплуатация).

Поскольку сложность решаемой задачи требует проведения обширных исследовательских и конструкторско-технологических работ, для ее решения в интересах отечественного авиадвигателестроения объединены усилия НИИ отрасли, академических НИИ, конструкторских бюро и промышленных предприятий.

Одним из способов снижения массы двигателя является использование полых лопаток вентилятора. В мировой практике полые лопатки изготавляются и успешно применяются в современных двигателях как гражданской, так и военной авиации. Большое количество исследований, проводимых ведущими зарубежными двигателестроительными фирмами (General Electric, Pratt&Whitney и Rolls-Royce) подтверждает перспективность и целесообразность использования полых лопаток вентилятора в АГТД. В российском авиадвигателестроении опыт проектирования и изготовления лопаток подобной конструкции отсутствует.

Keywords: hollow blade, reliability, manufacturing technology.

Ключевые слова: полая лопатка, прочностная надежность, технология изготовления.

We consider a holistic approach (taking into account the peculiarities of all stages of the life cycle - design, production, development, maintenance) to ensure the structural integrity hollow fan blades.

В работе рассмотрен комплексный подход (с учетом особенностей всех этапов жизненного цикла - проектирование, производство, доводка, эксплуатация) к обеспечению конструкционной прочности полой лопатки вентилятора.

Сергей Давидович Потапов, Дмитрий Дмитриевич Перепелица

ФГУП “ЦИАМ им. П.И. Баранова”:

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТНОЙ НАДЕЖНОСТИ ПОЛОЙ ШИРОКОХОРДНОЙ ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭТАПОВ ЕЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

"Двигатель" 5 (71) 2010 г. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ