автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Повышение эффективности технологии обработки деталей летательных аппаратов за счет форсирования технологического CO2-лазера

На правах рукописи

Угланов Дмитрий Александрович

Повышение эффективности технологам обработки деталей летательных аппаратов за счет форсирования технологического СОх-лазера

Специальность 05.07.02 — проектирование,, конструкция и производство летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-2006

Работа выполнена на кафедре теплотехники и тепловых двигателей в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева» (СГАУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Довгялло Александр Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Первышин Александр Николаевич, кандидат физико-математических наук Крутиков Александр Владимирович

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Авиакор -Авиационный завод », г. Самара.

Защита состоится 28 декабря 2006г. в 13100 часов на заседании диссертационного совета Д 212.015.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева» (СГАУ) по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке СГАУ

Автореферат разослан «27» ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.015.04 ^¿г кандидат технических наук, доцент ^-/•уГ*'*

Прохоров Александр Георгиевич

Актуальность. Современное производство летательных аппаратов (JIA) включает в себя большую номенклатуру деталей, выполняемых из листовых материалов, таких как нержавеющая сталь, титановые и алюминиевые сплавы и др. Эти детали имеют довольно сложную конфигурацию и различную толщину (от 0,5мм до 6мм). По характеру производство ЛА является штучным и мелкосерийным _н предполагает большое количество специальной оснастки, штампов, шаблонов, инструментов, которые используются эпизодически, а при изменении конструкции самолета (производство новой модификации) эта оснастка требует замены. Это приводит к существенным затратам денежных средств и времени. К тому же изделия сложной формы требуют дополнительной чистовой обработки после выполнения основных технологических операций.

Одним из методов решения проблемы изготовления деталей из листовых полуфабрикатов является применение лазерной обработки. Лазерное излучение, обеспечивая высокую концентрацию энергии, позволяет обрабатывать практически любые металлы и сплавы независимо от их механических и теплофизических свойств. Достижения в области изучения физических процессов лазерной обработки отражены в работах H.A. Генералова, А.Г. Григорьянца, B.C. Голубе в а, В. А. Лапоты и др., а опыт применения концентрированных потоков энергии в технологии производства подробно изучен в работах В.Н, Анциферова, В.А. Барвинка, В.Ф. Безъязычного, А.Г. Братухина и др. В настоящее время наиболее распространенными технологическими лазерами, применяемыми при производстве ЛА, являются газоразрядные СОг-лазеры.

С позиций технико-экономической эффективности применение лазерной резки особенно целесообразно в тех случаях, когда требуется получить деталь с высокой степенью точности размеров и формы, что характерно для изделий авиационного производства. Так как стоимость лазерного технологического комплекса (ЛТК) достаточно высока (стоимость лазера мощностью излучения 1,5кВт около 4 млн. ру{н, а лазера мощностью излучения 2,5 кВт около 5,5 млн. руб.), то выбор производится исходя из толщины основной номенклатуры деталей. То есть предполагается, что детали больших толщин будут изготавливать традиционными методами, которые, как отмечалось, требуют больших затрат.

Возможность получения качественной обработки деталей при заданной толщине материала и требуемой производительности определяются мощностью излучения лазера и скоростью резки. Таким образом, если при заданном диапазоне регулирования мощности излучения ЛТК необходимо разрезать лист повышенной толщины, то уменьшение скорости резки приведет к резкому ухудшению качества реза и не позволит выполнить производственную задачу. Все это ограничивает возможности применения ЛТК в технологическом процессе. Учитывая эти обстоятельства, возникает потребность в ЛТК повышенной мощности, что также ведет к увеличению стоимости изделий. Дополнительным отрицательным моментом будет неполная загрузка существующего лазерного оборудования.

Возможным решением этой проблемы является форсирование мощности излучения COi-лазера методом охлаждения рабочей среды до температур ниже

273 К. Экспериментальные и теоретические предпосылки, а также некоторые результаты реализации такого метода были представлены в работах Б.Ф. Городиеца, Н.Г. Басова, К.Н. Патела, В. Виггемана и др. Однако, анализ работ этих и других авторов не позволил выявить практического приложения этого метода в технологии. Это объясняется отсутствием решения научно-технических задач по моделированию процессов в охлаждаемом до температур ниже 273К СО^-лазере, а также методик расчета, позволяющих с необходимой достоверностью выявить зависимость параметров и характеристик активной среды лазера от температуры охлаждения. В связи с этим актуальным является решение научно-технических задач в области повышения производительности, снижения трудоемкости и экономии материальных затрат в процессе производства плоских деталей ЛА на основе повышения мощности излучения технологического СОг-лазера охлаждением до температур ниже 273К. Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности технологии обработки деталей летательных аппаратов за счет форсирования технологического СОз-лазера охлаждением до температур ниже 273К. Задачи исследований:

1. Анализ технологий производства плоских деталей летательных аппаратов и современного состояния развития технологических лазеров в авиационной пром ышлен ности;

2. Разработка методики расчета С02-лазера с математическим описанием кинетики процессов генерации, концентраций компонентов рабочей смеси и тепловых эффектов в лазере на углекислом газе при учете распределения параметров газовой смеси в газоразрядной трубке;

3. Разработка алгоритма программы расчета и проведение численного моделирования процессов в активной среде С02-лазера.

4. Создание экспериментальной установки и проведение исследований по реализации метода форсирования с получением характеристик СОг-лазера при его захолаживании;

5. Получение энергетических характеристик лазерного комплекса с учетом всех видов энергопотребления;

6. Разработка рекомендаций по выбору состава и облика лазерного комплекса, с учетом технологических требований обработки деталей летательных аппаратов и условий эксплуатации.

7. Выполнение сравнительного технико-экономического анализа процессов обработки деталей ЛА при использовании форсированного ЛТК.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов В работе использованы аналитические и экспериментальные методы исследования. Решения задач базируются на экспериментальных данных и известных теоретических положениях технологии производства ЛА, квантовой электроники, термодинамики, теории и практики теплофизического эксперимента и включают а себя: численное моделирование и решение систем дифференциальных уравнений с использованием численных методов расчета на ЭВМ; экспериментальные стендовые исследования.

Научная новизна работы заключается в получении совокупности теоретических и экспериментальных результатов, способствующих повышению эффективности

технологии обработки деталей ЛА за счет применения форсированного С02-лазера

Разработана методика уточненного расчета CQr-лазера с учетом распределения параметров активной среды в газоразрядной трубке (концентраций, парциальных давлений и соотношений состава компонентов рабочей смеси), что впервые позволяет с необходимой точностью определять характеристики излучателя при температурах ниже 273К.

Впервые проведены целенаправленные испытания и экспериментальные исследования COr-лазера в диапазоне температур 233...293К, позволившие получить результаты, необходимые для оценки эффективности метода форсирования его энергетических характеристик; определены режимные и конструктивные параметры контуров охлаждения, обеспечивающие максимально возможную эффективность системы.

Практическая ценность. Доказана практическая возможность метода повышения эффективности и энергетических характеристик СОг-лазера за счет захолаживания. Разработаны уточненные методики расчета параметров активной среды газового лазера на углекислом газе. Разработаны рекомендации по выбору режимов обработки форсированным ЛТК с учетом расширения номенклатурного ряда обрабатываемых деталей. Доказана экономическая эффективность процессов лазерной обработки форсированным технологическим С02-лазером. Результаты диссертационной работы использованы для модернизируемого ЛТК «Trumatic Laser Press 240», применяемого в ОАО «Авиакор - Авиационный завод» (г. Самара). Детали самолета АН-140, такие как 140.00.6504.106.00 - фланец, 140.00.6504.265.015 - стенка (изделия, входящие в состав узла управления двигателя), 140.00.4215.035.000 - коромысло (изделие, входящее в состав выключателя стойки шасси) и др. изделия из листовых заготовок, ввиду ограничения мощности ЛТК «Trumatic Laser Press 240» могут быть изготовлены именно за счет его форсирования данным методом, при выполнении требований по качеству и одновременной экономии средств.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на всероссийских и отраслевых конференциях и семинарах, в том числе: Всероссийской научно-технической конференции «Лазерные системы и их применение» (июнь 2004, г, Кострома); втором конкурсе-конференции научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике (октябрь 2004, г. Самара); третьем конкурсе-конференции научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике (ноябрь 2005, г. Самара;); семинаре бизнес-идей и научно-исследовательских разработок «Молодые. Дерзкие. Перспективные» (май 2005, г. Санкт-Петербург); 12-ой международной специализированной выставке «Энергетика» (февраль 2006, г. Самара), инновационно-промышленном форуме «Промышленный салон — 2006» (октябрь 2006, г. Самара).

Публикации по теме диссертации Основное содержание диссертации отражено в 10 научных работах, в том числе получен один патент.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 55 наименований, и приложения. Работа изложена на 172 листах машинописного текста, содержит 101 рисунок, 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения эффективности технологии обработки деталей летательных аппаратов за счет форсирования энергетических характеристик лазеров на углекислом газе, как инструмента обработки плоских деталей Л А, представлены основные особенности систем обеспечения температурного режима работы лазеров при их захолаживании ниже 273 К, на основе чего обосновывается актуальность темы и определяется цель исследований.

В первой главе представлен обзор традиционных способов изготовления плоских деталей ЛА, современных областей применения лазеров в аэрокосмической промышленности, существующих методов повышения энергетических характеристик газоразрядных С02 - лазеров, на основании которого формируется вывод о перспективности метода форсирования излучателей на углекислом газе за счет захолаживания.

Сравнение различных видов обработки по сравнению с лазерной резкой показало, что преимуществами последней является отсутствие механического воздействия на обрабатываемый материал, минимальные термические деформации, возникающие как в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого можно изготавливать плоские детали с высокой степенью точности, в том числе из легкодеформируемых и нежестких заготовок. Благодаря большой плотности мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Сравнительно простое управление лазерным лучом позволяет осуществить лазерную резку плоских и объемных деталей к заготовок по сложному контуру с высокой степенью автоматизации процесса.

Анализ существующих методов накачки и возбуждения активной среды С02 -лазера показывает, что для реализации наиболее удобным, надежным и распространенным среди газоразрядных лазеров является самостоятельный разряд постоянного тока (СРПТ), который позволяет наиболее эффективно возбуждать активную среду газового лазера. В последнее время находит широкое применение накачка ВЧ-разрядом. Применение остальных видов систем накачки сопряжено с техническими трудностями при их реализации в серийных СО^-лазерах.

Анализ современного состояния развития СОг — лазеров, применяемых в различных областях науки и техники, позволяет сделать вывод, о том, что параметры активной среды лазера данного типа оказывают взаимное влияние на самих себя таким образом, что изменение одного параметра ведет к изменению всех остальных. Температурный режим рабочей смеси С02 - лазера является определяющим фактором. Эксперименты и теория показывают, что при достижении некоторой критической температуры Ткр-800—900К инверсная населенность лазерной смеси исчезает. С другой стороны, охлаждение лазера до температур ниже 273К позволяет увеличить коэффициент усиления, зависящий от температуры рабочей среды, и снизить скорость релаксации верхнего лазерного уровня. Вместе с тем, захолаживание рабочей смеси позволяет повысить ее общее давление, что также увеличивает энергетические характеристики лазерного комплекса.

Анализ публикаций по теме работы позволяет сделать вывод о том, что в

основном в них освещаются вопросы теоретического плана, но не практического применения.

На основании проведенного в главе анализа следует, что исследования по охлаждению С02-лазера дадут основания для разработки практических рекомендаций для реализации данного метода совершенствования лазерных комплексов.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям влияния температуры охлаждения на энергетические характеристики отпаянного СОг-лазера.

Первый раздел главы посвящен теплообмену внутри газоразрядной трубки и влиянию распределения температуры на распределение концентраций компонентов рабочей смеси по радиусу (г), вызванного термодиффузией. В существующих методиках, например, в работах В. Виттемана, распределение температуры Те (г) по радиусу трубки описывается решением уравнения теплопроводности для неограниченного цилиндра с выделением тепла в объеме и заданной температурой на поверхности:

где Хт1х — коэффициент теплопроводности газовой смеси, I - сила разрядного тока, Я - внутренний радиус газоразрядной трубки, ](г) - плотность силы тока разряда, З^а г/Щ — функция Бесселя нулевого порядка, и>(г) — мощность разряда, Е — напряженность продольного электрического поля, а—2,405 - числовой коэффициент, зависящий от критерия подобия Рг, с, = 0,432 - числовой коэффициентов, связанный с распределением концентрации зарядов по радиусу.

Решение уравнения находится двумя квадратурами:

где Т„— температура стенки.

В отличие от существующих методик здесь коэффициент теплопроводности газовой смеси определялся для каждого расчетного слоя в зависимости от его температуры. Кроме того, расчет проводился по нескольким методикам. Для расчета коэффициентов теплопроводности, как показал анализ расчетов, вполне приемлемым является применение формулы Лемана:

где Ащ— коэффициент теплопроводности газовой смеси, зависящий от температуры; - коэффициент теплопроводности /-го компонента газовой

смеси; М1 — молярная масса компонента, у - мольная доля газа в смеси.

Для сравнения расчет изменения температуры проводился без учета изменения коэффициента теплопроводности смеси по сечению (рис.1,а) и с учетом его изменения (рис.1,6). Важно отметить, что расчет по осредненным параметрам дает значения температур, превышающие порог срыва генерации излучения (750-850К),

и это показывает неприемлемость существующих методик и необходимость в уточненных методах расчета.

Определение термодиффузного разделения в рабочей смеси проводилось в соответствии с методом, основанным на модели массопереноса в неоднородных газах в не изотермических смесях.

Для неоднородной по составу негоотермической смеси, состоящей из I компонентов, плотность полного мольного потока 1-го компонента смеси определяется следующим выражением:

/ . -\-1

7

где с, - парциальная мольная плотность 1-го компонента смеси, о - локальная скорость движения смеси как целого. Коэффициент самодиффузии в смеси Д рассчитывается по формуле Бланка. Результаты расчетов плотности полного мольного потока компонентов рабочей смеси С02-лазера, распределение концентраций частиц каждого компонента по сечению газоразрядной трубки отражены, соответственно, на рис.2,3.

тж,лтг к иоо К «и

550 «50

Т*

300

275 * 'ч

150

•Л*.

--- ——

0,25

0.75

1

0.25

0 5

075

0.5

а 6

Рис.1 Распределение температур н ее изменение <Т2, ЛТ^) в СО^-лазере (ЛГН-703) без учета изменения коэффициента теплопроводности смеси (а) и с учетом(б).

Од (0. мояь/и? с 0.4

0.1 0.2 0.1 0

/

J */

У К}

СОл У,-:.

НЮ'7, емг' 5.2

3.9 2.6 1.3 1

/ /

¿0* **

........ ......г

0.25

0.5 0.75 1,0

0.25

0.3

0.75 1.0

Рис.2. Величины (уровни) плотности Рис. 3, Распределение концентраций частиц

полного мольного потока компонентов компонентов рабочей смеси по сечению

рабочей смеси по сечению газоразрядной газоразрядной трубки отпаянного СОг-

трубки отпаянного С02-лазера (ТСТ=283К). лазера (ТСГ=283К).

МцРо,10>4см-* тор

ЛЬо^, 10й см-3 тор

0.15 0.5 «.75 1 '

6

Рис.4. Распределение заселенности нижнего (а) и верхнего (6) лазерных уровней ло сечению газоразрядной трубки СО*-лазера.

Во втором разделе представлен расчет энергетических процессов С02-лазера. Для решения этой задачи используется пятитемпературная модель Мейнса и Сегина, по которой рассчитывается изменение интенсивности излучения внутри резонатора Ш, заселенность верхнего лазерного уровня Л^/ и нижнего лазерного уровня N¡000 > значения инверсной населенности ЛИ между верхним и нижним лазерными уровнями и поток мощности через выходное зеркало с прозрачностью Ри„.

При этом учитывается коэффициент отражения выходного зеркала, 5 -эффективная площадь поперечного сечения активной среды, р - объемная плотность энергии излучения.

4.5

3.0 1.5

0 0.25 0.5 0.75 1 г

а

Рис.5. Распределение инверсной заселенности (а) и удельной мощности (б) по сечению газоразрядной трубки СОг-лазера.

Расчеты, проведенные по данной методике, представлены в графическом виде на рис. 4-6. Из них следует, что внешнее охлаждение оказывает существенное влияние на инверсную заселенность и мощность генерации излучения. Как показывает анализ, переход от температуры охлаждения лазера 293К к 203К диктует необходимость повышения давления рабочей смеси в 1,5-2 раза с целью получения оптимальных условий генерации.

Таким образом, аналитические исследования, выполненные во второй главе, показывают, что понижение температуры охлаждения лазера с 293К до 203К позволяет повысить значения инверсной заселенности в 3,5 раза, и тем самым

прогнозирует повышение мощности излучения не только с качественной, но и с количественной стороны на более обоснованном уровне решения теоретической задачи. Расчет распределения температуры по средним коэффициентам рабочей среды лазера дает результат, противоречащий реальной ситуации (рис. 1,а нагрев активной среды превышает оптимальные значения температуры рабочей смеси, что означает срыв генерации излучения лазера). Значительно более точный результат получается при расчете по разработанной в диссертации методике.

¿N.JO1'см-* 12 10

8

6

4

2

1 \

/. \

) ( * \

h >

— — По и«т едя*

дедов*

8 Раз, • "VP

Рис. 6. Зависимость инверсной заселенности от давления С02 для смеси jc тор СО* +1тор + 8 тор Не (N, - 2,75-10'слГ1 ) при температуре стенки трубки Тст—203К с учетом распределения температуры по сечению газоразрядной трубки лазера.

Третья глава содержит результаты- экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на специально созданной установке, схема которой представлена на рис.7.

Экспериментальная установка обеспечивает: мощность излучения СОг-лазера (ЛГН-703) от 25Вт до 45Вт при его охлаждении до отрицательных температур в диапазоне от 293К до 233К; варьирование величины расхода хладагента ТОСОЛ-40 (в диапазоне 1..5 л/мин); регистрации замеров температуры в различных точках системы охлаждения лазера; измерение мощности излучения лазера; измерение мощности, вкладываемой в активную среду лазера; измерение гидравлических потерь в контуре охлаждения.

В процессе проведения экспериментов мощность излучения лазера ЛГН-703 определялось двумя способами: с помощью измерителя мощности «ОСИСМ-А» и с помощью специального калориметра.

Последний, названный как «специальный калориметр» (в дальнейшем называемый просто калориметр), представляет собой ловушку для излучения, выполненную из меда, с установленными в ней двумя термопарами. Уравнение энергетического баланса для калориметра будет выглядеть следующим образом:

где Рп±, — мощность излучения лазера, г — время нагрева калориметра лазерным излучением, Л1д - изменение энтальпии калориметра за время нагрева т, А<2оч,,ср-суммарное тепло, отдаваемое калориметром в окружающую среду за счет

естественной конвекции и лучистого теплообмена, а также отражения части излучения лазера, выходящего из отверстия.

Рис. 7. Схема экспериментальной установки. 1 • катод, 2 - миллиамперметр, 3 - излучатель

ИЛГН, 4 - теплоизоляция, 5 - киловольтметр, б - резистор, 7 - анод, 8,9 - измерители температуры, 10-регулятор напряжения, 11-насос, 12-привод насоса, 13-теплообменник, 14 - бак, 15- теплоизоляция, 16 - азотный термос, 17- подогреватель, 18 — ослабитель излучения, 19 —калориметрический измеритель мощности.

Основным измеряемым параметром для определения мощности излучения лазера в эксперименте является изменение температуры теплопринимающего калориметра за время т. По замерам температуры калориметра Тд в течение времени г мощность излучения лазера рассчитывается по следующему соотношению:

где - суммарный коэффициент теплоотдачи, Р - площадь поверхности калориметра, Тл - температура калориметра, Твгр_ср, - температура окружающей среды, ср - теплоемкость калориметра, т- масса калориметра.

На рис. 8 представлены экспериментальные зависимости мощности излучения исследуемого лазера ЛГН-703 от температуры охлаждающей жидкости на входе в лазер.' Как видно из графика, при изменении темпера туры охлаждающей жидкости от 288К до 243К мощность генерации увеличилась в среднем с 30 до 53 Вт, т.е. на 80%. На этом же рис.8 представлены расчетные зависимости, полученные по уточненной методике и методике осредненных параметров. Такое сравнение обеспечило подтверждение предложенной методики, которая позволяет с более высокой точностью определять мощность излучения С02-лазера.

Зависимости КПД лазерной установки от различных температур охлаждающей жидкости представлены на рис. 9. Энергетический баланс и эффективный КПД лазерной установки будут выражены следующим образом:

Л^™ = + К.а = Ии +Икас. QгoP=Qx+Nк+Qm.„ + QИIK, . !*изл

' где г; - эффективный КПД лазерного комплекса; Л",*™. - полная потребляемая мощность лазерной установки; Ыист„ - мощность, подводимая к источнику питания лазера; - мощность, затрачиваемая на работу системы охлаждения; Ох- холодо производительность системы охлаждения; Л^- мощность испарителя; £?тп - теплопритоки через изоляцию; Мяас - мощность насоса для прокачки хлад оное ителя; Qмк - тепловыделение, внесенное в жидкостный контур работой насоса; Qlвp - суммарное тепло, сбрасываемое в окружающую среду.

Рш, 75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

.Вт

-X

* ^ 1

н

* Расход (Мои ■ Расход 2п/мии

* Расход Зп/мин Параметры разряда 13=1 ОкВ и МбмА

240 250 260 270 230 290 300 Рис. 8. Сравнение расчетных методик и экспериментальных данных: 1 - расчет по существующей методике, 2 —расчет по уточненной методике и экспериментальные значения мощности излучения от температуры охлаждающей жидкости.

1«

1в 14 12 10 а в

> * • *

*••

«ПагаиЙИПА Ч ■Злигвопявста

Гек. К

230 240 250 260 270260 290 300 Рис. 9. Зависимость полного и электрооптического к.п.д. от температуры охлаждающей жидкости (расход жидкости 1,2л/мин; параметры разряда и—ЮкВ и 1=3 бмА).

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы: увеличение потребляемой мощности лазерной установки в 1,25 раза (в

эксперименте) обусловлено энергопотреблением контура охлаждения. При этом экспериментальное значение эффективного КПД установки увеличивается и при температуре 253К достигает максимума 7-8 % (для разных расходов жидкости), после чего КПД снижается (рис.9). Это объясняется тем, что на таких температурных уровнях возрастает энергопотребление в системе охлаждения.

Основным результатом численных и физических экспериментов является практическая реализация форсирования серийного С02-лазера с увеличением мощности излучения на 6-7% на каждые 5К градусов охлаждения. Специальный раздел главы посвящен оценке погрешностей определяемых величин. Погрешность замера мощности излучения составила не более 7% на минимальном уровне ее измерения.

В четвертой главе представлена модель выбора оптимального способа повышения эффективности использования технологического С02-лазера (ТЛ) в производстве деталей ЛА. Проведено технико-экономическое обоснование форсирования ТЛ за счет охлаждения, определены границы эффективного применения форсированных и серийных ТЛ в производстве. Показаны основные преимущества и проблемы реализации данного метода, представлен сравнительный анализ основных эксплутационных и экономических характеристик серийных и форсированных технологических СОг-лазеров. Произведен также расчет себестоимости процесса лазерной обработки, капитальные вложения, приведенные затраты по сравнению с традиционными методами обработки деталей ЛА.

Реализация предлагаемого метода повышения мощности излучения позволяет форсировать ЛТК на основе СО^-лазера, как новый, так и уже используемый на предприятии при минимальных затратах, т. к. стоимость системы охлаждения составляет величину менее 15% от величины полной стоимости ЛТК.

Охлаждение С02-лазера до температур ниже.273К позволяет снизить расход воды в 3-4 раза по сравнению с расходом у серийных лазеров такого типа, а также снизить расход газовой смеси на 20-25% по сравнению с серийным лазерами такого типа.

Реализация предлагаемого метода повышения мощности излучения С02-лазера позволяет сэкономить денежные средства (рис.10):

• до 15% от цены на серийный лазер такого же уровня мощности излучения -если приобретается новый технологический С02-лазер вместе с холодильной машиной.

• до 90% от цены на серийный лазер такого же уровня мощности излучения — если происходит модернизация уже имеющегося на предприятии технологического С02-лазера, за счет подбора соответствующей холодильной машиной.

Экономически выгоднее (в 2,5раза) использование форсированной лазерной технологической установки, находящейся в эксплуатации, по * сравнению с выполнением аналогичных технологических задач с помощью нового ЛТК одинакового уровня мощности излучения.

Появляется новое качество управления технологическим процессом, заключающееся в регулировании мощности излучения, и, соответственно, режимом обработки изделий.

Анализ режимов обработки позволяет выявить положительный экономико-технологический эффект предлагаемого метода повышения энергетических характеристик ТЛ на основе СОглазеров по сравнению с традиционными видами обработки изделий в аэрокосмической отрасли. Причем наибольший эффект получается при модернизации уже используемого на предприятии ТЛ за счет охлаждения его до температур ниже 273К (рис.! 1).

Рис.10. Влияние выходной мощности излучения Цтл* на полную (1,2,3) и приведенную Цтл

/Рг1, стоимость (4,5,6) ЛТК: 1,5- серийного нефорсированного С02-лазера; 2,4 — форсированного за счет охлаждения СОа-лазера; 3,6 - форсированного за счет охлаждения эксплуатируемого (4года) С02-лазера

мля. ру1.

8 -.-

1 1 3 *

Рис. П. Суммарный экономический эффект относительно процесса штамповки и суммарные

годовые затраты для процессов:

1. Резка металла базовым оборудованием (штамповка).

2. Резка металла лазерным комплексом ТЛ-1,5,

3. Резка металла форсированным технологическим лазерным комплексом ТЛ-700 + холодильная машина (новая установка).

4. Резка металла форсированным технологическим лазерным комплексом ТЬСТОО + холодильная машина (ЛТК, используемый определенный период времени (4года) н модернизируемый предлагаемым методом повышения мощности излучения).

Современные лазерные технологические комплексы уже содержат встроенную систему охлаждения, как правило, рассчитанные на нормальный температурный уровень. В таких случаях задача сводится к поиску и выбору оптимальной системы захолаживания существующего контура лазера и корректировки его технических характеристик.

В настоящее время ЛТК «Trumatic Laser Press 240», применяемый в ОАО «Авиакор - Авиационный завод» (г. Самара), модернизируется в соответствии с рекомендациями диссертации.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы и для лазерных комплексов авиационно-космического назначения. Для выбора оптимальной системы охлаждения разработаны критерии, связанные с массогабаритными и энергетическими характеристиками комплексов в случае их применения на транспортных средствах в бортовых авиационных комплексах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Решена важная научно-техническая проблема повышения эффективности технологии обработки плоских деталей ЛА за счет форсирования СО^-лазера путем его захолаживания до температур ниже 273К.

1. Разработана уточненная методика расчета С02-лазера, позволяющая на научном и инженерном уровнях определять параметры и характеристики, как модернизируемых, так и вновь создаваемых лазерных технологических комплексов (ЛТК);

2. Впервые учтено распределение параметров активной среды в газоразрядной трубке (концентраций, парциальных давлений и соотношений состава компонентов рабочей смеси), что впервые позволяет с необходимой точностью определять характеристики С02-лазера при температурах ниже 273К. Разработан алгоритм программы расчета и проведено численное моделирование процессов в активной среде COj-лазера;

3. Подтверждено увеличение производительности в 2-3 раза и экономия энергетических затрат на 10-15% при обработке листовых деталей форсированным технологическим СОг-лазером;

4. Снижение затрат на технологию производства плоских деталей летательного аппарата при обеспечении необходимого качества за счет использования предлагаемого метода для нового оборудования составляет до 65%, а для модернизируемого комплекса до 85% по сравнению с традиционным методом обработки (штамповкой);

5. Результаты диссертационной работа использованы для модернизируемого ЛТК «Trumatic Laser Press 240», применяемого в ОАО «Авиакор - Авиационный завод» (г. Самара);

6. С использованием лазерного технологического комплекса «Trumatic Laser Press 240» на форсированном режиме могут быть изготовлены детали самолета АН-140, такие как 140.00.6504.106.00 - фланец, 140.00.6504.265.015 - стенка (изделия, входящие в состав узла управления двигателя), 140.00.4215.035.000-коромысло (изделие, входящее в состав выключателя стойки шасси) и другие изделия из листовых заготовок;

7, Экспериментальная установка по исследованию тепловых режимов и энергетических характеристик С02-лазера внедрена в учебный процесс СГАУ;

8. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии на предприятиях аэрокосмической отрасли г. Самары применительно к ЛТК типа «Trumatic Laser Press 240», составляет 500 тыс. руб. на каждый комплекс.

Результаты исследований могут быть использованы для создания форсированных

систем охлаждения бортовых лазерных комплексов как аэрокосмического, так и

наземного применения.

Основные научные результаты диссертации изложены в следующих публикациях.

1. Снижение трудоемкости и повышение производительности процессов изготовления деталей летательных аппаратов за счет форсирования технологического С02-лазера / Д. А. Угланов; Сам ар. госуд. аэрокосмич. ун-т. — Самара, 2006. — 9 с. - Библ.: с.9. — Деп. в ВИНИТИ 14.11.06, Ш374-В2006.

2. Повышение технико-экономической эффективности процессов изготовления деталей летательных аппаратов за счет форсирования технологического С02-лазера/ Д.А.Угланов; Самар. госуд. аэрокосмич. ун-т. — Самара, 2006 - 17 с. - Библ.:17с. — Деп. в ВИНИТИ 14.11.06,№1375-В2006.

3. Угланов Д.А. Результаты экспериментального исследования С02-лазера при отрицательных температурах контура охлаждения // Аспирантский вестник Поволжья. -2006.-N2. - С.77-80.

4. Довгялло А.И., Логашкин А.П., Угланов Д.А, Технико-экономические аспекты форсирования технологических С02-лазеров охлаждением до температур ниже 0°С' it Тезисы докладов научно-технической конференции "Новые материалы и технологии -2006я. - М. :МАТИ, 2006. - с. 65.

5. Гришанов В.Н., Изжеуров Е.А., Угланов ДА. Системы охлаждения лазеров: Самар. гос. аэрокосм. ун-т. Самара, 2006.103с.

6. Угланов Д. А. Методика расчета энергетических итеплофизических характеристик СО?-лазера с учетом влияния изменения температуры рабочей смеси по сечению газоразрядной трубки // Известия Самарского научного центра РАН. - Самара, 2006. - Т8,- №4,- С.937-947.

7. Угланов Д.А Возможность повышения энергетических характеристик СОг — лазера при его охлаждении до отрицательных температур // Материалы научно-технической конференции Самарского государственного университета, 20-21 октября 2004. - Самара, СамГУ, 2004. - C.9S-107.

8. Довгялло А.И., Угланов Д.А Энергетический баланс технологического комплекса С02 — лазера - холодильная машина // Сборник научных трудов научно-технической конференции «Лазерные системы и их применение». - М.:МНТОРЭС им.АС.Попова, 2004. - С. 96-98.

9. Довгялло А.И., Угланов Д.А. Опыт форсирования серийного С02 - лазера методом охлаждения рабочей смеси до отрицательных температур // Аспирантский вестник Поволжья. — 2003. -N1(5). - С.65-66.

10. Пат. 2230222 Российская Федерация, МПК F 07 В 19/24. Термокомпрессор / Довгялло А.И., Угланов Д.А. Заявка 2002111489/06 от 29.04.02. Опубл. 10.06.2004. Бюл. №16.

Подписано в печать 24.. 11.06 г. Формат 60x84 1/16 Тираж 1 ОСЬ кз. Отпечатано с готового оригинал-макета г, Самара, СГАУ, Московское шоссе, 34

Введение.

1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С02-ЛАЗЕРОВ В ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ИЗ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК.

1.1. Современное производство плоских деталей.

1.2. Современное состояние лазерной обработки и перспективы мощных технологических лазеров в производстве Л А.

1.2.1 Резервы повышения эффективности технологических С02-лазеров.

1.2.2. Параметры и показатели процесса газолазерной резки.

1.3. Анализ существующих методов форсирования С02 -лазеров.

1.3.1. Повышение энергетических характеристик оптимизацией метода и режима газоразрядной накачки.

1.3.2. Повышение энергетических характеристик за счет изменения состава рабочей смеси электроразрядных СОг-лазеров.

1.3.3. Возможность повышения энергетических характеристик СО2 - лазерах за счет охлаждения рабочей смеси.

1.3.3.1. Влияние температуры на генерацию СОг-лазера.

1.3.3.2. Примеры реализации на практике метода повышения энергетических характеристик С02 -лазера за счет охлаждения до температур ниже 0°С.

Задачи исследования.

Выводы по главе 1.

2. УТОЧНЕННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК С02-ЛАЗЕРА.

2.1 Анализ существующих методик расчета энергетических характеристик С02-лазера и теплофизических параметров рабочей смеси.

2.2 Уточненный расчет энергетических характеристик С02-лазера и теплофизических параметров рабочей смеси.

2.2.1 Последовательность выполнения расчета.

2.2.2. Результаты расчета.

2.2.3. Алгоритм расчета.

Выводы по главе 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛАЗЕРА НА ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

3.1. Цели и задачи эксперимента.

3.2. Экспериментальная установка для исследования влияния температуры охлаждения лазера на его энергетические характеристики.

3.3. Методика проведения экспериментов.

3.3.1. Порядок проведения экспериментов.

3.3.2 Определение мощности излучения специальным калориметром.

3.3.3 Анализ экспериментальных данных.

3.3.3.1 Мощность излучения лазера.

3.3.3.2 Расход охлаждающей жидкости.

3.3.3.3 Энергетический баланс и общая эффективность лазерной установки.

3.3.4 Оценка погрешности измерения мощности излучения.

Выводы по главе 3.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФОРСИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ С02 -ЛАЗЕРОВ.

4.1. Взаимосвязи технико-экономических показателей форсированного лазерного технологического комплекса, в состав которого входит холодильная машина.

4.2 Технико-экономическое моделирование, оптимизация и границы эффективности серийных технологических лазеров и форсированных за счет охлаждения до температур ниже 0°С.

4.2.1. Принципы построения технико-экономических моделей TJI и процессов термической лазерной технологии.

4.2.2. Обоснование рациональных технико-экономических показателей TJ1.

4.2.3 Анализ данных, полученных в результате расчета экономического эффекта от использования ТЛ в процессах лазерной резки и сварки деталей авиационного назначения.

Выводы по главе 4.

Современное производство ЛА включает в себя большую номенклатуру деталей, выполняемых из листовых материалов таких как: нержавеющая сталь, титановые и алюминиевые сплавы, пластики и композиционные материалы и др. Эти детали имеют довольно сложную конфигурацию, а заготовки - различную толщину. Применение штамповки, как наиболее используемого ныне метода, требует предварительной подготовки соответствующей оснастки для каждой детали. Это соответственно требует существенных затрат денежных средств, времени и людских ресурсов. К тому же изделия сложной формы требуют дополнительной чистовой обработки после выполнения основных технологических операций. В результате длительность технологического процесса производства таких деталей весьма велика, а сам процесс - дорог. Все это приводит к тому, что производство удорожается и предприятие, пренебрегающее прогрессивными технологиями, становится неконкурентноспособным.

В последнее время в опытном и серийном производствах широкое распространение получила лазерная обработка и резка деталей. Сфокусированное лазерное излучение, обеспечивая высокую концентрацию энергии, позволяет обрабатывать практически любые металлы и сплавы независимо от их механических и теплофизических свойств. При этом можно получать узкие разрезы с минимальной зоной термического влияния. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, возникающие термические деформации, как в процессе резки, так и остаточные после полного остывания, минимальны. Вследствие этого можно изготавливать плоские детали с высокой степенью точности, в том числе из легкодеформируемых и нежестких заготовок. Благодаря большой плотности мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Сравнительно простое управление лазерным лучом позволяет осуществить лазерную резку плоских и объемных деталей и заготовок по сложному контуру с высокой степенью автоматизации процесса.

Кратко рассмотренные здесь особенности лазерной резки наглядно демонстрируют преимущества этого техпроцесса в сравнении со многими традиционными методами обработки. С позиций технико-экономической эффективности применение лазерной резки особенно целесообразно в тех случаях, когда требуется получить деталь с высокой степенью точности размеров и формы, т. е. при предъявлении к конечной продукции требований повышенного качества, что соответствуют особенностям авиационного производства.

Все выше перечисленные преимущества наряду с отсутствием затрат на дополнительную оснастку, а также универсальность технологии дает основания считать лазерную резку экономически выгодным процессом для мелкосерийного производства плоских деталей, когда раскрой листа осуществляется с минимальными отходами.

Наиболее существенными факторами, влияющими на размерные характеристики резов, являются энергетические параметры процесса, к которым относятся мощность и плотность потока излучения. Плотность потока излучения фокальном пятне определяется также оптическим качеством выходящего из лазера излучения - его расходимостью и фокусным расстоянием соответствующей оптической системы. Эти параметры задаются при проектировании лазерной установки.

В этом случае толщина обрабатываемых деталей напрямую зависит от мощности излучения лазера и скорости резки. В результате существует верхний предел толщины обработки плоских листовых деталей, который в свою очередь (при имеющейся оптической системы) зависит от мощности излучения. Таким образом, если при заданной, ограниченной техническими данными лазерного комплекса, мощности необходимо разрезать лист повышенной толщины, то уменьшение скорости резки до сколь угодно малой величины не позволит разрезать этот лист качественно, так как мощности излучения будет недостаточно. Все это ограничивает возможности применения лазерного технологического комплекса (ЛТК) в технологическом процессе, ведет к уменьшению номенклатуры обрабатываемых на нем изделий. Необходимо отметить, что всегда имеется достаточно большой номенклатурный ряд изделий, толщина которых на 40-60% превышает толщину деталей, обрабатываемых на каком-либо конкретном технологическом комплексе, имеющемся на предприятии. Это связано в первую очередь с тем, что цена ЛТК достаточно высока и предприятие при его приобретении не может учесть изменение номенклатуры изделий на несколько лет вперед. Данное упущение, как правило, обнаруживается тогда, когда исправить положение не позволяют ни время, ни свободные средства для покупки более мощной ЛТК. Указанные детали приходиться изготавливать традиционными методами обработки, т.е. с большими затратами времени и средств.

Возможным решением этой проблемы является форсирование излучения газового лазера методом охлаждения рабочей среды до температур ниже 0°С. Причем это позволит использовать большую мощность излучения лазера как эпизодически, что наиболее характерно для существующих технологических потребностей, так, при необходимости, и постоянно.

В настоящее время наиболее распространенными технологическими лазерами, применяемыми в процессах производства ЛА, являются газоразрядные С02-лазеры. Это обусловлено их хорошей конструкторской и технологической отработанностью для производства, достаточно высокой эффективностью, а также возможностью достижения высокой мощности и яркости излучения при относительной компактности лазерных установок. Форсирование данных лазеров может происходить частично за счет подбора состава рабочей смеси лазера, в большей степени за счет режимов и методов накачки и, наконец - совершенствованием оптических узлов. Однако в настоящее время все эти методы доведены до максимального предела их использования.

Перспективным методом повышения энергетических характеристик СОг-лазера, который пока не нашел практического применения, является его форсирование за счет захолаживания до температур ниже 0°С [6]. Этот метод позволяет получать повышение мощности излучения в 1,5-2 раза при технически осуществимом охлаждении рабочей среды до -20 .- 70° С.

Таким образом, применение этого метода весьма актуально для условий авиационного производства, особенно в условиях подготовки к выпуску новых моделей летательных аппаратов и реконструкции.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Решена важная научно-техническая проблема повышения эффективности технологии обработки плоских деталей J1A за счет форсирования С02-лазера путем его захолаживания до температур ниже 273К.

1. Разработана уточненная методика расчета С02-лазера, позволяющая на научном и инженерном уровнях определять параметры и характеристики, как модернизируемых, так и вновь создаваемых лазерных технологических комплексов (ЛТК);

2. Впервые учтено распределение параметров активной среды в газоразрядной трубке (концентраций, парциальных давлений и соотношений состава компонентов рабочей смеси), что впервые позволяет с необходимой точностью определять характеристики С02-лазера при температурах ниже 273К. Разработан алгоритм программы расчета и проведено численное моделирование процессов в активной среде С02-лазера;

3. Подтверждено увеличение производительности в 2-3 раза и экономия энергетических затрат на 10-15% при обработке листовых деталей форсированным технологическим С02-лазером;

4. Снижение затрат на технологию производства плоских деталей летательного аппарата при обеспечении необходимого качества за счет использования предлагаемого метода для нового оборудования составляет до 65%, а для модернизируемого комплекса до 85% по сравнению с традиционным методом обработки (штамповкой);

5. Результаты диссертационной работы использованы для модернизации ЛТК «Trumatic Laser Press 240», применяемого в ОАО «Авиационный завод «Авиакор» (г. Самара);

6. С использованием лазерного технологического комплекса «Trumatic Laser Press 240» на форсированном режиме изготовлены детали самолета АН-140, такие как 140.00.6504.106.00 - фланец, 140.00.6504.265.015 - стенка (изделия, входящие в состав узла управления двигателя), 140.00.4215.035.000 коромысло (изделие, входящее в состав выключателя стойки шасси) и другие изделия из листовых заготовок;

7. Экспериментальная установка по исследованию тепловых режимов и энергетических характеристик СОг-лазера внедрена в учебный процесс СГАУ;

8. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии на предприятиях аэрокосмической отрасли г. Самары применительно к ЛТК типа «Trumatic Laser Press 240», составляет 500 тыс. руб. на каждый комплекс.

Результаты исследований могут быть использованы для создания форсированных систем охлаждения бортовых лазерных комплексов как аэрокосмического, так и наземного применения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнен системный анализ существующих методов изготовления деталей ЛА из листовых полуфабрикатов, описаны основные достоинства лазерной резки по сравнению с традиционными методами обработки плоских листовых деталей, а также пути повышения энергетических характеристик технологических ССЬ-лазеров на основе практики известных исследований и проведенных автором натурных испытаний.

Разработаны: методика уточненного расчета энергетических и тепловых характеристик С02-лазера с учетом распределения температуры рабочей смеси, а также изменения концентраций, парциальных давлений и соотношений состава компонентов рабочей смеси по сечению газоразрядной трубки, что впервые позволяет с необходимой точностью определять характеристики С02-лазера при температурах ниже 0°С.

Впервые проведены целенаправленные испытания и экспериментальные исследования С02-лазера в диапазоне температур -40.+20 °С, позволившие получить реальные характеристики по оценке эффективности метода его форсирования; определены режимные и конструктивные параметры контуров охлаждения, обеспечивающие максимально возможную эффективность системы.

Разработаны и опробованы тактико-технические требования к системам охлаждения лазеров подготовленные на основе проведенных экспериментальных исследований.

Научная новизна теоретических положений и результатов экспериментальных исследований, заключается в том, что автором предложены и конструктивно проработаны технические решения проблем в области производства ЛА за счет повышения эффективности использования и производительности технологических С02-лазеров, а также снижения затрат при производстве плоских деталей ЛА при форсировании лазера его захолаживанием до температур ниже °С.

Впервые приведены результаты натурных экспериментальных исследований и испытаний энергетических характеристик и параметров С02-лазеров в широком диапазоне температур охлаждения.

Впервые системно проанализированы и представлены тактико-технические требования к системам охлаждения С02-лазеров, подготовленные на основе экспериментальных и теоретических исследований при различных условиях.

Разработка теоретических положений и создание на их основе уточненной методики расчета энергетических и тепловых характеристик С02-лазера стало возможным благодаря комплексному использованию теоретических и экспериментальных методов исследования. Решение ряда новых физических и технических задач, поставленных в работе, стало возможным благодаря известным достижениям указанных научных дисциплин и не противоречит их положениям, базируется на строго доказанных выводах фундаментальных и прикладных наук, таких как математический анализ, математическая статистика, квантовая электроника, тепломассобмен, гидродинамика, теория оптимизации и планирование эксперимента. Созданные методики расчета энергетических и тепловых характеристик ССЬ-лазера согласуются с опытом их проектирования.

Разработанные теоретические положения и новые технические решения опробованы экспериментально. Экспериментальные исследования метрологически обеспечены и проводились на экспериментальной базе Самарского государственного аэрокосмического университета. Результаты эксперимента и испытаний анализировались и сопоставлялись с известными экспериментальными данными других исследователей.

Практическая и научная полезность результатов диссертационной работы заключается в том, что доказана практическая возможность метода повышения эффективности и энергетических характеристик С02-лазера за счет захолаживания. В ходе исследований разработаны рекомендации по выбору систем охлаждения лазерных комплексов. Доказана экономическая эффективность процессов лазерной обработки форсированным технологическим С02-лазером. Результаты диссертационной работы использованы для модернизации ЛТК «Trumatic Laser Press 240», применяемого на авиационном заводе «Аиакор» (г. Самара).

Разработанные в диссертационной работе уточненные методики расчета параметров активной среды газового лазера на углекислом газе позволяют повысить эффективность проведения НИР и ОКР при создании новых образцов и модернизации технологических С02-лазеров, используемых на предприятиях аэрокосмической отрасли, повысить качественные результаты разработок.

Полученные автором решения задач технологии производства деталей ЛА из листовых полуфабрикатов позволяют существенно сократить объем дорогостоящей и сложной оснастки или полностью их исключить, что дает возможность значительно снизить затраты материальных ресурсов, денежных средств и времени на обработку изделий.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийских и отраслевых конференциях и семинарах, в том числе: Всероссийской научно-технической конференции «Лазерные системы и их применение» (июнь 2004, г. Кострома); второй конкурс-конференция научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике (октябрь 2004, г. Самара); третий конкурс-конференция научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике (г. Самара; ноябрь 2005, г.); конкурс бизнес-идей и научно-исследовательских разработок «Молодые. Дерзкие. Перспективные» (май 2005, г. Санкт-Петербург); Энергетика 12-я международная специализированная выставка (Самара, февраль 2006г.).

1. Авиация: Энциклопедия/ Гл.ред. Г.П.Свищев. М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. - 736с.

2. Братухин А.Г., Колачев Б.А., Садков В.В. Технология производства титановых самолетных конструкций. М.Машиностроение, 1995, 448с.

3. Исаченков Е.И., Е.В.Морозова. Основы обработки металлов давлением. М.:МАИ, 1980, 58с.

4. Громова А.Н. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении. М.ЮБОРОНГИЗ, 1947, 423с.

5. Леньков С.С., С.Т. Орлов. Шаблоны и объемная оснастка в самолетостроении. М.-.ОБОРОНГИЗ, 1963, 400с.

6. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.:Машиностроение, 1967,328с.

7. Итоги науки и техники, серия: Электроника, т.28 Мощные лазеры для технологических применений / под редакцией В.А. Марсанова. М.: ВИНИТИ, 1991, с. 136

8. Технологические лазеры: Справочник: В 2 т. Т.1: Расчет, проектирование и эксплуатация. Г. А. Абельсиитов, B.C. Голубев и др. М.: Машиностроение.: 1991,421с.

9. Г. А. Абельситов, Е.П.Велихов и др. Квантовая электроника,8 №12(1981), с. 2517-2538. Перспективные схемы и методы мощных С02-лазеров для технологии

10. Ю.П. Райзер. Физика газового разряда. М.: Наука, 1991. 536с.

11. Мощные газоразрядные СОг- лазеры и их применение в технологии/ Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев B.C. и др. М: Наука, 1984, с. 107.

12. Веденов A.A., Витшас А.Ф., Герц В.Е., Наумов В.Г. К вопросу о балансе энергии электронов в плазме тлеющего разряда. Теплофизика высоких температур, 1976, 14, в.З, с.441

13. М.Г.Галушкин, В.С.Голубев, В.В. Дембовецкий, Ю.Н.Завалов. Усиление и нелинейные потери в непрерывном С02-лазере с быстрой аксиальной прокачкой. Квантовая электроника, 23, №6(1996), с.544-548.

14. Акишев Ю. С., Артамонов А. В., Наумов В. Г. и др.— ЖТФ, 1979, 19,с. 900.

15. Ф.К. Косырев, Н.П. Косырев Е. И. Лунев. Автоматическая сварка, №9, 72, 1976.

16. Данилычев В.А., Керимов О.М., Ковш И.Б. Радиотехника, т. 12. М. :ВИНИТИ, 1977, 158с.

17. Н.Г. Басов, Н.К. Кабаев, В.А. Данилычев. Квантовая электроника, 6, 772 (1979)

18. С.П. Бугаев, Ю.И. Бычков, Б.М. Ковальчук. СОг-лазер с несамостоятельным разрядом в импульсно-периодическом режиме. Квантовая электроника, №4, 1981, с. 897-899.

19. A.B. Артамонов, В.Г. Наумов, Л.В. Шачкин, В.М. Шашков. Исследование активной среды С02-лазера с несамостоятельным разрядом. Квантовая электроника, 6, 1442(1979)

20. В.Г. Наумов, В.М. Шашков.Исследование комбинированного разряда, используемого для накачки быстропроточных лазеров. Квантовая электроника, 4,1977, с. 2427-2434

21. Ю.П. Бычков, В.П. Кудряшов, В.В. Осипов, В. В. Савин. Влияние параметров активной среды на энергию излучения электроразрядного С02-лазера. Квантовая электроника, №7, 1976, с.1558-1562.

22. Ю.И.Бычков, В.П.Кудряшов, В.В.Осипов, В.В.Савин. Влияние параметров активной смеси на энергию излучения электроразрядного С02-лазера. Квантовая электроника, 3(№7), 1976, с.1558-1563.

23. Орлов JI.H. Тепловые эффекты в активных средах газовых лазеров.-Мн.:Навука и техника, 1991. 268с.

24. B.C. Голубев, Ф.В. Лебедев. Инженерные основы создания технологических лазеров М.: Высш. шк., 1988 - 176с.

25. T.J.Bridges, C.K.N Patel. High-power Brewster window laser at 10.6 microns// Appl. Phys. Letts 7, 244-245 (1965)

26. Л.Г. Мищенко, Л.М. Павлова, В.П. Тычинский, Т.А. Федина. Влияние температуры на спектральные характеристики генерации лазера на смеси СОг+воздух+Не. Электронная техника, серия газоразрядные приборы №2(10), 1968 ,с.47-53

27. Hall D. Laser Advances and Application/ Ed. By B. Wherrett. N.Y. 1980. P. 19-31

28. Reid I., Siemsen K. Appl. Phys. Let. 1976 Vol. 29 № 4 P 250— 251.

29. Бертель И. М., Чураков В. В. и др. Письма в ЖТФ. 1978. Т. 4, вып 21 с. 1322—1325.

30. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Ступченко Е.В., Шелепин Л.А.Колебательная релаксация в газах и молекулярные лазеры. УФН, 1972, т.108, с.655-700

31. D.H. Douglas-Hamilton, R.M. Feinberg, and R.S. LowderExperinental and theoretical electon-beam-sustained C02-laser ouyput at -200 and -300K. Journal of Applied Physics. Vol.46, No.8, 1975, p.3566-3575.

32. Н.Г. Басов, B.A. Данилычев, Е.П. Глотов, А.М.Сорока. Теоретическое исследование перспективных способов повышения энергетических характеристик непрерывных технологических электроионизационных лазеров. Труды ФИАН, Т. 142, 1983, с.95-116.

33. Н.Г. Басов, В.А. Данилычев, Е.П. Глотов, А.М.Сорока. Характеристики непрерывного электроионизационного С02-лазера с охлажденной рабочей смесью. Квантовая электроника, 7, №5(1980), с. 1067-1073.

34. Башкин A.C., Ораевский А.Н., Томашов В.Н., Юрышев H.H. О влиянии охлаждения на работу химического С02- лазера на смеси 03:D2:C02. Квантовая электроника, 2, №11(1975), с.2534-2535.

35. Васильев Б.И., Евин O.A. Мощный непрерывный С02-лазер с криогенным охлаждением рабочей смеси. Приборы и техника экспериментов, 1991, №4, с. 164-165.

36. В. Ф. Гордиец, Н. Н. Соболев, Л. А. Шелепин. Кинетика физических процессов в окг на С02 ЖЭТФ Т.53.1967.Вып. 5(11), с. 1822-1834.

37. Витеман В. С02-лазер. М.: Мир, 1990, 520с.

38. К. Смит, Р. Томсон. Численное моделирование газовых лазеров. -М.:Мир, 1981,516с.

39. В.К.Конюхов. Подобные газовые разряды для С02-лазеров. 3 ЖТХ, 1970, T.XL, в.8, с.

40. Григорьев В.А., Зорин В.М. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. М.:Энергия, 1980. - 528с.

41. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов/ Н.Б. Варгафтик, Л.П. Филиппов, A.A. Тарзиманов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352с.

42. Распопин A.C., Соломенна Т.Е. / ИФЖ, 1997, Т.70,№1. с. 60-63.

43. Теплофизический справочник/ Варгафтик Н.Б. М.: Энергия, 1972. -958с.

44. Распонин A.C., Суетин П.Е. ИФЖ 1987. Т.53, №5, с.827-835

45. В.П. Тычинский. Мощные газовые лазеры. УФН, 1967, Т.91, в.З.

46. Довгялло А.И., Угланов Д.А. Энергетический баланс технологического комплекса С02 лазера - холодильная машина. // Сборник трудов научно-технической конференции «Лазерные системы и их применение». - М.: МНТОРЭС им. А.С.Попова, 2004. - с. 96 - 98.

47. Сергель О.С. Прикладная гидрогазодинамика М.: Машиностроение, 1981.-374с.

48. Новицкий П.В., Зограф H.A. Оценка погрешностей результатов измерений Л.: Энергоатомиздат , 1991. - 304с.

49. Сванидзе Э.Н., Харлампович О.Я. Технологические лазеры и границы эффективности. -М.: Машиностроение, 1990, 527с.

50. Зеликовский И.Х, Каплан Л.Г. Малые холодильные установки: Справочник М: Агропромиздат, 1989, 78с.1. Специальная литература

51. Лазер газовый ЛГН-703. Паспорт и техническое описание.

52. Средство измерений мощности средней мощности лазерного излучения ОСИСМ—А. Паспорт и техническое описание.

53. Измеритель ПИД-регулятор ТРМ12. Руководство по эксплуатации.