Способы повышения долговечности элементов конструкций на этапах проектирования и производства летательных аппаратов

Эксплуатация и надежность авиационной техники

Участок трубопровода с ПЭП, расположенными на его диаметрально противоположных сторонах, образует ультразвуковой преобразователь расхода. Пьезоэлектрические преобразователи работают попеременно в режиме «приемник-излучатель» и обеспечивают излучение в жидкость и прием из нее ультразвуковых импульсов под углом к оси трубопровода. Движение жидкости вызывает изменение времени полного распространения ультразвуковых сигналов по потоку и против него. Устройство, содержащее электронные узлы формирования и преобразования ультразвуковых импульсов, измерения расхода жидкости, объема и вывода информации на основе измеренного времени распространения ультразвуковых импульсов, образует вторичный преобразователь - электронный блок.

Предлагаемый стенд можно использовать для исследования гидромашин-нагнетателей, оценки адек-

ватности электродинамических моделей электротехнических комплексов и его компонентов в различных режимах работы, а также для идентификации параметров вновь создаваемых моделей.

Библиографические ссылки

1. Лысенко О. А., Солодянкин А. С. Исследование динамических характеристик электромеханического комплекса: центробежный насос - асинхронный двигатель // Ом. науч. вестник. 2010. № 2(90). C. 148-151.

2. Кузнецов Е. М., Чертов Р. А. Обзор преобразователей частоты семейства Varispeed производства Yaskawa Electric Corporation // Задачи динамики электромеханических систем : межвуз. темат. сб. науч. тр. / под ред. Ю. З. Ковалева. Омск : Изд-во Ом. гос. техн. ун-та, 2003. С. 70-76.

A. V. Degtyaryov, O. A. Lysenko, R. N. ^amitov Omsk State Technical University, Russia, Omsk

THE HYDRAULIC STAND FOR RESEARCH OF AVIATION ELECTROTECHNICAL COMPLEXES

The hydraulic stand for research of hydrocars as a part of aviation electrotechnical complexes is offered. This stand can be used for research of hydrocars, for an assessment of adequacy of electrodynamic models of electrotechnical complexes and its components in various operating modes, and also for identification of parameters of again created models.

© Дегтярев А. В., Лысенко О. А., Хамитов Р. Н., 2012

УДК 621.873:539.389.3

А. В. Кацура, В. А. Лавренов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск, Россия

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Представлены результаты исследований по проблеме повышения долговечности элементов конструкций летательных аппаратов.

Прогнозирование ресурса конструкции планера летательного аппарата (ЛА) по критериям безопасной и эффективной эксплуатации с учетом влияния условий эксплуатации, наполнения повреждений в процессе эксплуатации, календарного срока службы занимает одно из главных мест в работе по созданию авиационной техники.

Применение перспективных конструкционных материалов, крепежа, технологий, внедрение новых конструктивных решений, повышение качества изготовления изделий и уровня производства связано со значительными материальными и временными затратами. Наиболее эффективные результаты по обеспечению ресурсных характеристик авиационной техники

достигаются на стадиях проектирования, технологической проработки и производства летательных аппаратов. Точность прогнозируемых величин долговеч-ности и темпов расходования ресурса планера ЛА в ожидаемых условиях эксплуатации в большой степени зависит от наличия информации о влиянии различных факторов на техническое состояние элементов конструкций [1].

Проектирование конструкции ЛА начинается с анализа прототипов с целью отбора оптимальных решений, что особенно актуально при обеспечении усталостной прочности конструкции ЛА.

Технология изготовления деталей, узлов, агрегатов и систем летательных аппаратов оказывает решающее

Решетневскце чтения

влияние на усталостную долговечность [2]. Это влияние реализуется через изменение напряженно-деформированного состояния материала элементов конструкций при изменении режимов выполнения одного и того же технологического процесса, практически все операции которого оказывают влияние на ресурсные характеристики элементов конструкции.

Авторами было изучено влияние длительных временных экспозиций на остаточные характеристики сопротивления усталости типовых элементов авиаконструкций и разработана модель силовой структуры конструкционного металла как совокупности дискретных энергетических и неперекрывающихся деформационных диапазонов, что дает понимание принципа работы металла при разных видах нагруже-ния, которая была принята за базовую модель при исследованиях выносливости конструкционных элементов ЛА.

Было установлено, что в многорядных поперечных двухсрезных болтовых соединениях из алюминиевого сплава Д16АТ со стальным крепежом после 15-летней выдержки в нормальных условиях наблюдается 20%-я потеря усталостных свойств, в соединениях из титанового сплава ОТ4-1 при условиях фиксируется 15%-я потеря этих свойств. Болтовое соединение из стали 30ХГСА практически сохраняет исходную долговечность.

Получены зависимости усталости образцов из сплава Д16АТ с центральным зенкованным отверстием, вырезанных из различных мест тонкостенной обшивки гермофюзеляжа пассажирского ЛА после выработки назначенного ресурса 25 000 ч при сроке службы более 25 лет и натурных повторно-статических испытаний, от частоты нагружения и эксплуатационной и технологической предыстории (изготовления) отверстия под заклепку с потайной головкой.

Разработана методика повышения ресурса соединений при проектировании летательных аппаратов. При этом было установлено, что монтажные напря-

жения не оказывают влияния на статическую прочность исследованных элементов конструкций, значительного снижения отрицательного влияния монтажных напряжений на сопротивление усталости заклепочных соединений можно добиться с помощью кратковременных экспозиций при повышенной температуре и продолжительных выдержек при нормальной температуре.

Результаты исследования коррозионных процессов, воздействующих на элементы конструкции ЛА, позволили предложить способы повышения их долговечности по критерию коррозионной стойкости. Так, лучшими (высокими и стабильными) усталостными характеристиками обладают конструкции из листового алюминиевого сплава высокой чистоты 1163АТ. Аналогичная зависимость была установлена при литье гребных винтов из алюминиевого сплава АК5М2 разной чистоты [3].

Разработанная экспериментально-расчетная методика получения кривых усталости материала с коррозионными дефектами универсальна, применима для любого элемента конструкции, в максимальной степени допускает использование назначенного ресурса (срока службы) ЛА.

Библиографические ссылки

1. Кацура А. В. Основные характеристики систем информационного обеспечения технической эксплуатации летательных аппаратов // Вестник СибГАУ. 2006. Вып. 4 (11). С. 44-46.

2. Barter S. A., Molent L., Wanhill R. J. H. Typical Fatigue - Initiating Discontinuities in Metallic Aircraft Structures // Intern. J. of Fatigue. 2012. Vol. 41. P. 11-22.

3. Крушенко Г. Г., Балашов Б. А., Василенко З. А. Использование вторичного алюминиевого сплава для отливки гребных винтов // Цветная металлургия/ 1991. № 10. С. 37-40.

A. V. Katsura, V. A. Lavrenov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

WAY TO INCREASE THE LONGEVITY OF ELEMENTS IN THE PHASE DESIGN AND MANUFACTURE OF AIRCRAFT

The results of the study on improving durability of structural elements of aircraft.

© Ka^^a А. В., ^aBpeHOB B. A., 2012