автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Создание метода оценки целесообразности применения композиционных материалов в силовой установке летательного аппарата военного назначения

На правах рукописи

Аверичкин Павел Алексеевич

СОЗДАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.07.05 Тепловые двигатели летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Рыбинск - 2000

Работа выполнена в филиале Военного авиационного ■ технического университета

Научный консультант доктор технических наук, профессор Богомолов Е.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Новиков А.С.; доктор технических наук, профессор Каримбаев Т.Д.; доктор технических наук, старший научный сотрудник Жеяязков Е.П

Ведущая организация АООТ Поволжский НИИ материалов и технологий авиационных двигателей

Защита состоится 21 июня 2000 года в 10 99 на заседании диссертационного совета Д 064.42.01 Рыбинской государственной авиационной технологической академии по адресу: 152934, г. Рыбинск Ярославской обл., ул. Пушкина, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии

Автореферат разослан 17 мая 2000 года

/

Конюхов Б.М.

Ученый секретарь диссертационного совета./ кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Силовая установка (СУ) является одним из жизненно важных элементов летательного аппарата (ЛА) военного назначения, а так как композиционный материал (КМ) все чаще применяется в нагруженных деталях и узлах авиационной СУ, то любые конструктивные мероприятия, проводимые на ней, должны быть оценены с точки зрения их влияния на эффективность боевого авиационного комплекса (БАК). Аетуальность работы обусловлена отсутствием аналитических методик оценки целесообразности применения композитов в конструкции ЛА и его силовой установки, а также количественной оценки боевой живучести (БЖ) самолета с элементами конструкции силовой установки из КМ, учитывающих возможное изменение работоспособности газотурбинного двигателя (ГТД) при эксплуатационно-боевых повреждениях.

Кроме того, актуальность проблемы возрастает пропорционально росту стоимости ЛА военного назначения, когда даже минимальные потери самолетного парка приводят к значительным материальным затратам.

Цель работы. В соответствии с актуальностью работы ее целью является решение научной проблемы повышения эффективности БАК за счет применения перспективных КМ в элементах конструкции силовой установки ЛА с учетом возможных эксплуатационно-боевых повреждений.

Научная новизна заключается в разработке метода определения целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения с целью повышения боевой эффективности авиационных комплексов, ориентированного на повышение несущей способности авиационных конструкций и работоспособности СУ с эксплуатационно-боевыми повреждениями, отличающегося от известных информационным, теоретическим, методологическим, математическим, техническим и организационно-

производственным обеспечением и основанного на новейших достижениях науки и техники.

Результаты, определяющие научную новизну:

1. Создан метод оценки целесообразности применения КМ в деталях и узлах СУ военного ЛА на основе комплексного учета свойств перспективных конструкционных материалов и конструкций из них;

2. Усовершенствована многоуровневая система критериев и показателей эффективности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА;

3. Разработана методика количественной оценки эффективности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА, основанная на привлечении ранее не применявшегося в этой области метода определения работоспособности ГТД с повреждениями воздухоподводящего канала (ВПК);

4. Обобщены результаты комплексного экспериментально-теоретического исследования повреждаемости и несущей способности композитных конструкций авиационной СУ, влияния повреждений элементов конструкции силовой установки из КМ на газодинамическую устойчивость двигателя.

Достоверность результатов исследования обеспечивается корректным использованием многократно апробированных методик расчета прочностных характеристик авиационных конструкций, современных методов статистической обработки динамических процессов и высокоточных измерительных приборов при выполнении экспериментов. Также достоверность проведенных исследований подтверждается их удовлетворительным совпадением со статистическими данными, полученными в результате обобщения опыта применения авиации в локальных военных конфликтах и при эксплуатации, а также с материалами исследований, полученными другими авторами.

Практическая ценность. Результаты исследований позволяют:

использовать методологические основы оценки целесообразности прим©-

нения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения с учетом всех исследованных свойств конструкционных материалов для выработки рекомендаций по наиболее рациональным мероприятиям обеспечения эксплуатационной и боевой живучести авиационного комплекса;

прогнозировать характер повреждений элементов конструкции силовой установки из КМ и вероятность их возникновения в процессе эксплуатации военного ЛА при планировании и организации восстановления и ремонта боевой авиационной техники;

разработать новые практические рекомендации по совершенствованию авиационных конструкций из КМ на всех этапах жизненного цикла БАК, отличающиеся от известных учетом изменения газодинамической устойчивости ГТД при возможных эксплуатационно-боевых повреждениях СУ самолета.

На защит)' вьшосктся:

1. Метод оценки целесообразности применения КМ в элементах конструкции СУ боевого ЛА. Повышение эффективности СУ самолета военного назначения при использовании КМ возможно только с учетом комплекса мероприятий, направленных на локализацию последствий от эксплуатационно-боевых повреждений и повышение несущей способности композитных конструкций;

2 Комплекс методик по оценке эксплуатационных, технических и экономических характеристик силовой установки и ЛА в целом при применении КМ в элементах их конструкции. Существенного уменьшения стоимости и массы авиационной СУ и самолета можно добиться при организации серийного производства новых конструкционных материалов и конструкций из них. Замена авиационных конструкций, выполненных из традиционных материалов (ТМ), на композитные конструкции, выполненные без специальных мероприятий по повышению их несущей способности, является нецелесообразной по отноше-

нию к ударным средствам поражения (СП);

3. Комплекс экспериментальных установок и результаты экспериментально-теоретических исследований повреждаемости и несущей способности авиационных конструкций из КМ, а также влияния повреждений ВПК на работоспособность СУ. Исследования несущей способности рабочих лопаток (РЛ) со сквозным повреждением показали, что коэффициент запаса прочности у бора-люминиевых лопаток в 1,5... 3,0 раза выше, чем у PJI из титана, и в 3... 4 раза выше, чем у алюминиевых лопаток. Кроме того, с точки зрения эксплуатационно-боевой живучести предпочтительнее боралюминиевые РЛ, выполненные без металлического лонжерона внутри пера лопатки, который при разрушении сам становится источником опасных вторичных осколков, поражающих основные несущие слои конструкционного материала PJI и лопаток последующих ступеней компрессора.

При оценке целесообразности применения КМ в конструкции авиационной СУ необходимо учитывать наличие опасной «прикомпрессорной» зоны, разрушения в которой могут однозначно вывести двигатель из строя за счет нарушения его газодинамической устойчивости из-за большой вероятности возникновения срывного течения в осевом компрессоре. Для современных двигателей IV-ro поколения критическим может стать падение осевой составляющей скорости воздушного потока на входе в ГТД на 35... 50 м/сек. Исходя из размеров «прикомпрессорной» зоны конструкция углепласгикового ВПК должна иметь подкрепляющие элементы с шагом 150... 170 мм.

Реализация работы. Разработанные в диссертации метод и ряд методик, а также результаты экспериментальных исследований внедрены:

в АООТ Поволжский НИИ материалов и технологий авиационных двигателей (г. Самара) при оценке возможности применения композиционных материалов в конструкции перспективных силовых установок;

в ВПК МАЛО (г. Москва) при обосновании технических требований на создание новых образцов авиационной техники;

в филиале ВАТУ (г. Ставрополь) при выполнении научно-исследовательских работ, в учебном процессе, при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались:

наХП...ХУ научно-технических конференциях Даугавпилсского ВВАИУ ПВО имени Я.Фабрициуса, г. Даугавпилс, 1990... 1993 г.г.;

наXVI...XXI межвузовских научно-технических конференциях Ставропольского ВАИУ ПВО имени маршала авиации Судца В. А, г. Ставрополь, 1994... 1999 г.г.;

на семинарах, посвященных проблемам боевой живучести, проводимых ВВИА имени Н.Е.Жуковского, г. Москва, 1990... 1998 г.г.;

на VII межотраслевой конференции «Опыт и перспективы применена композиционных материалов в машиностроении», г. Куйбышев, 1990 г.;

на научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации авиационной техники», г. Люберцы, 1990 г.;

на межвузовской научно-методической конференции, г. Ярославль, 1997 г.;

на выездной сессии проблемного Совета «Машиностроение» Министерства общего и профессионального образования РФ, г. Рыбинск, 1999 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 65 печатных и рукописных работ, в том числе две монографии, одиннадцать отчетов о научно-исследовательских работах, одно авторское свидетельство и один патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести

разделов, заключения и списка использованных источников из 144 наименований. Общий объем работы составляет 377 страниц, в том числе 89 иллюстраций и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, изложена цель работы и ее научная новизна, основные положения диссертации, выносимые на защиту, методы исследования, достоверность полученных результатов, практическая ценность работы, личный вклад автора, структура диссертации, апробация работы, основные публикации и реализация.

Отмечено, что в настоящее время перспективы прогресса в авиастроении во многом связываются с разработкой и широким применением КМ, которые обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов - металлических сплавов. Так как условия работы этих материалов наиболее неблагоприятны, а отдача от их использования максимальная именно в военной технике, то в дальнейшем речь, в основном, будет вестись о применении КМ в элементах конструкции ЛА военного назначения.

В первом разделе дана краткая историческая справка о роли и месте КМ в авиационной промышленности. Отмечено, что первоначально поиски наилучшего материала велись лишь среди уже известных материалов. Существенный прогресс в области КМ был достигнут в начале 40-х годов, когда были созданы первые высокопрочные композиты.

Появление в последние годы новых армирующих наполнителей открыло широкую перспективу создания КМ с уникальными свойствами - низкой плот-

носгью и высокой прочностью. На разработку и промышленное освоение новых композитов ушло всего лить 15...20 лег. Ранее затрачивалось в среднем не менее 25 лег на поисковые работы, прежде чем какой-либо новый материал становился достоянием промышленности.

Реализация этих разработок позволила с начала 70-х годов начать широкое применение КМ для производства летательных аппаратов.

Также в первом разделе рассмотрены основные положения методики оценки БЖ самолета Отмечено, что успешное выполнение боевых задач военной авиацией в условия противодействия противника в значительной степени определяется выживаемостью ЛА, которая в общем случае зависит от целого комплекса его характеристик, а также от условий применения. Одним из основных элементов выживаемости военных ЛА является их БЖ, которая определяется как свойство ЛА сохранять или быстро восстанавливать свою боеспособность, то есть способность выполнять боевые задачи в соответствии с предназначением в ходе ведения военных операций, в условиях противодействия противника. Количественный показатель БЖ самолета, используемый в качестве множителя при оценке эффективности БАК, может бьггь представлен в форме вероятности сохранения БЖ летательного аппарата в виде:

о)

где Qeoзд ' вероятность события, заключающегося в воздействии на ЛА поражающих факторов СП;

QyЯЗ - вероятность нарушения работоспособности ЛА после воздействия

на него поражающих факторов СП.

Произведение этих вероятностей называют вероятностью поражения ЛА.

Проанализировано состояние вопроса живучести ЛА и его СУ. Указано,

что в работахЕ.С.Вентцелъ, В.Ф.Болховитинова, Э.М.Соболева, Р.С.Саркисяна, В.И.Власова, КДТуркина и других авторов, которые выполнялись с 1946 года, разработаны основы теории БЖ летательного аппарата. Первоначально была создана методика «отсеков». В дальнейших работах была предложена частная методика оценки БЖ самолета, позволяющая производить необходимые расчеты на электронно-вычислительной машине. Сущность этой методики заключается в определении расчетно-экспериментальным путем зон попадания СП в проекции жизненно важных элементов JIA на плоскости, перпендикулярной фиксированным направлению и ракурсу обстрела, и дальнейшее статистическое моделирование стрельбы с целью вычисления вероятности сохранения БЖ самолета

Опыт применения авиации в боевых действиях и опыт применения новых конструкционных материалов в авиадвигателесгроении показывают, что СУ -это одна из наиболее жизненно важных подсистем JIA военного назначения, поэтому оценка уровня ее БЖ представляет собой чрезвычайно важную задачу.

Под боевой живучестью СУ понимают ее способность противостоять воздействию поражающих факторов оружия противника и сохранять работоспособное состояние при возникновении аварийных ситуаций вследствие этого воздействия в той мере, в какой этого требуется для продолжения выполнения <' боевого задания, сохранения ЛА и спасения экипажа.

Обобщены результаты экспериментальных исследований потери работоспособности СУ после воздействия по ней СП. Отмечено, что практически не исследовалось влияние боевых повреждений ВПК на работоспособность ГТД.

Описана методика оценки БЖ летательного аппарата, изготовленного из ТМ, по отношению к СП ударного и дистанционного действия. В них основным элементом, из совокупности которых складывается моделирование методом Монте-Карло, служит одна случайная реализация. В данном случае - это

обстрел ЛА. Характеристики БЖ самолета, в том числе и вероятность его непоражения Рнщ, получаются как средние величины многих реализаций:

•^ил = ^ Е/-1 ^нп I > Ф)

где N - число смоделированных реализаций;

Рт. - вероятность непоражения ЛА в х -й реализации.

Боевая живучесть ЛА в каждой реализации зависит от БЖ отдельных зон (отсеков) ЛА в этой реализации:

Рщ =П^[1-СеЛ();]. О)

где К - число уязвимых зон (отсеков) ЛА;

-вероятность поражения ЛА в /-й реализации из-за поражения его j -й уязвимой зоны (отсека).

В свою очередь вероятность поражения каждой уязвимой области ЛА определяется вероятностью ее поражения по различным причинам:

(ад-П^ОД, (4)

где М - количество причин поражения;

(блр " вероятность поражения у -й уязвимой зоны (отсека) ЛА в i -й

реализации по У-& причине.

Вероятность поражения какого-либо жизненно важного элемента самоле-

та оценивается размером ущерба У}, наносимого этому элементу ЛА поражающими факторами СП, и его сравнением с некоторым критическим, заранее известным, размером ущерба при котором однозначно происходит разрушение данного жизненно важного элемента или полная потеря его работоспособности:

'ОприУ,<У?

■ (5)

1 при У, >У?

Теперь, задаваясь числом реализаций и рассчитав вероятности поражения жизненно важных элементов самолета в каждой реализации, можно определить вероятность поражения ЛА из-за поражения любой его зоны (отсека):

• (б)

Изложена общая формулировка задачи исследования и произведена ее постановка. Отмечено, что отсутствие методики количественной оценки целесообразности применения КМ в элементах конструкции СУ военного самолета затрудняет разработку наиболее рациональных мероприятий, направленных на повышение ее БЖ и живучести ЛА в целом.

Во втором разделе приведены сведения о свойствах КМ и их компонентов. Выделены признаки, позволяющие отличать композиты от гетерогенных смесей. Приведена классификация КМ по геометрии, расположению и природе армирующих компонентов. Отмечено, что свойства КМ зависят от состава и сочетания компонентов, от их количественного соотношения и от прочности

(&Л--

Л . 13

связи между ними. Описаны способы получения упрочняющих волокон, а также полимерных связующих. Представлены их некоторые характеристики.

Дана краткая характеристика основных КМ, используемых в авиастроении. Приведены основные характеристики традиционных и КМ, произведен их сравнительный анализ. Отмечено превосходство КМ над традиционными материалами по удельным характеристикам Е/р, <т!р.

Изложены методика и результаты расчета упругих и прочностных характеристик КМ Расчетные формулы для определения характеристик многослойного композита получены на основе макромеханического анализа волокнистого материала При этом считалось, что однонаправленный спой КМ представляет собой квазиоднородную анизотропную среду, упругие свойства которой зависят от свойств составляющих, то есть от свойств наполнителя и связующего, а также от структуры расположения волокон и их ориентации. Предположив поведение однонаправленного слоя упругим, можно записать связь между напряжениями сг, т и деформациями е, у с помощью обобщенного закона Гука:

1 Мху

1

Уху = Пх^х + т?уау + — *ху-

(7)

где Ех, Еу, Оду - продольный, поперечный (трансверсальный) и сдвиговый модули упругости;

Мзу* ' главный и второстепенный коэффициенты Пуассона; tjx, rjу - коэффициенты, учитывающие упругие постоянные КМ.

Представлены результаты расчета упругих (рис. I, рис.2) и прочностных (рис.3, рис.4) характеристик многослойного КМ в зависимости от процентного содержания армирующих волокон и углов их армирования. Для подтверждения работоспособности аналитических методик приведены результаты экспериментальных исследований упругих (табл. 1) и прочностных (табл.2) характеристик углепластика КМУ-4Л. Из анализа таблиц следует, что композит обладает приемлемым для данного класса конструкционных материалов коэффициентом вариации свойств, который колеблется в пределах 16...20 %.

Описана технология производства КМ Указаны особенности изготовле- . ния и ремонта композитных деталей, а также сделан краткий обзор методов неразрушающего контроля качества изделий из КМ.

Обобщены основные тенденции развития КМ, направленные на быстрейшее решение задач, стоящих перед авиастроением.

В третьем разделе раскрыты основные понятия научного прогнозирования направлений развития авиационной техники. Приведена классификация прогнозов в зависимости от величины интервала прогнозирования, а также рассмотрены этапы и принципы научного прогнозирования.

Выделены основные направления развития военной и гражданской авиации, в том числе и направления дальнейшего совершенствования двигателей новых поколений.

Сделан краткий обзор применения КМ в конструкции летательного аппарата и его СУ. В авиационной промышленности из боропласгиков, углепластиков и из композитов на металлической матрице изготавливают средненагру-женные элементы и узлы агрегатов самолета; поверхности управления, щитки, створки, обтекатели, элероны, закрылки, рули. Широко применяются компози-

Рис.1. Зависимость продольного Ех и сдвигового у модуля упругости от процентного содержания слоев с различными углами укладки

90° =0% / / /

/ / /

| 20 | | 40 | = 0%

О 20 40 60 V, 1с0,%

±45

Рис.2. Зависимость главного коэффициента Пуассона ¡л^у от процентного содержания слоев с различными углами укладки

Г±45<»%

О 20 40 60

Рис.3. Зависимость предела прочности на растяжение , от процентного содержания слоев с различными углами укладки

сг-ех ,МПа т. >МПа

вху

400

200

.ко' = 0% -Й-т

—| 40 I"1 ■ ; - ^

<5и I

0 20 40 60

Рис.4. Зависимость предела прочности на сжатие сг ^ и на сдвиг от процентного содержания слоев с различными углами укладки

Таблица 1

Упругие характеристики углепластика КМУ-4Л

№ п/п' Углы армирования и процентное распределение слоев по углам £,хх1(Г3,МПа %

теория эксперимент

растяжение сжатие

1. 0° — 87,5 %; 90°-12,5% 118 115 113 3,4

2. 0°-12,5%; 90°-87,5% 21 - 25 16,0

3. ±45°-100 % 16 15,5 15,5 3,2

4. 0°-50%; 90°-50% 70 78 73 7,3

5. 0° — 50 %; ± 45° — 50 % 76 88 89 14,1

б. ±45°-50%; 90° -50% 19 20 24 13,6

Таблица 2

Прочностные характеристики углепластика КМУ-4Л

№ п/п Углы армирования и процентное распределение слоев по углам сгвх, МПа %

теория эксперимент

I. 0° - 12,5 %; 90° - 87,5 % 130 109 19,3

2. 0°- 83,3%; 90°- 16,7% 700 663 5,6

3. 0°-16.7%; 90°-83,3% . 160 133 20,2

4. .±45°-100% 120 107 12,1

5. 0°-50%; 90°-50% 430 365 . 17,8

6. 0° - 50 %; ±45° -50% 470 392 19,9

7. ±45°-50%; 90°-50% 135 136 0,8

ты для изготовления лопастей вертолетных винтов. Из органоволокнитов успешно тготавлившот «радиопрозрачные» обтекатели антенн, корпуса и детали радиоэлектронных приборов. Все чаще КМ используются в деталях и узлах ГТД Приведены примеры конструктивного исполнения некоторых деталей СУ из композиционных материалов. Отмечено, что применение композитов в деталях и узлах СУ позволит не только уменьшить ее массу на 10... 15 %, но и при серийном производстве уменьшить стоимость на 10... 20 %, а также уменьшить габариты и повысить надежность работы ГТД за счет снижения количества сборочных единиц и специфических характеристик самого КМ.

Рассмотрены проблемы создания новых конструкционных материалов и предложены научно-технические рекомендации по их применению. Описаны этапы конструирования и отбора КМ для использования в авиационных конструкциях.

Четвертый раздел посвящен описанию метода оценки целесообразности применения композитов в конструкции СУ боевого самолета

Рассмотрен ЛА как сложная система, состоящая из множества закономерно расположенных и функционирующих подсистем со связями между ними, и основные принципы системного анализа при оценке эффективности использования КМ в авиационных конструкциях. ■ Выделено три характерных уровня в методологии эффективности применения КМ в деталях и узлах СУ летательного аппарата военного назначения (рис.5). Частные методики на первом уровне позволяют оценить массовую и геометрическую эффективность применения композитов в авиационной конструкции в зависимости от комбинации реально действующих нагрузок. Однако в условиях эксплуатации и боевого применения летательного аппарата конструкции из КМ могут оказаться совершенно непригодными при наличии повреждений.

Рис.5. Характерные уровни моделей методологии

Частные методики второго уровня позволяют оценить несущую способность конструкции по условиям прочности и устойчивости при наличии эксплуатационно-боевых повреждений. При этом учитываются условия ударного воздействия по конструкции и вероятность их появления, определяемую летно-техническими характеристиками ЛА.

Частные методики третьего уровня позволяют оценить боевую эффективность группировки ЛА при применении в их конструкции КМ Необходимость данной оценки диктуется тем, что применение КМ в единичном ЛА, либо в малой группе, может оказаться экономически невыгодным решением, а использование КМ в достаточно большой группировке окажется эффективным.

Описан подход к выбору критериев эффективности применения новых материалов в конструкции СУ летательного аппарата. Обозначены основные требования к обобщенному критерию и представлена иерархическая структура системы определяющих критериев эффективности применения КМ в конструкции силовой установки боевого ЛА (рис.6). Для критериев на уровне КМ показателями функциональной эффективности являются его характеристики Е, О, о", г, а показателем затрат - плотность материала р.

Для критериев на уровне элемента в качестве показателей функциональной эффективности выступают р -усилия, которые должны воспринимать рассматриваемые элементы (р - представляет собой вектор усилий и в зависимости от конкретного случая нагружения может включать как нормальные, так и касательные усилия). Эффективность элементов из КМ оценивается их массой, которая является показателем затрат.

Аналогично и для критериев на уровне подчасги. Здесь показателями функциональной эффективности могут выступать разрушающие перегрузки

пр, которые необходимо воспринимать конструкции, а показателем затрат —

На уровне группировки

ГГ ЛИ п

¡7" _ ГЛЛ х д- _ J Г-Ж ■К глл. - —jJ?-» г"в к глл - т;

тл m

л гд*

1 пи

На уровне ЛА

Л

л:

Ai

Л JH

-, где К м =

стоимостные массовые эффективности

^ км ЯГ тм — _ тлл тЛА о хм о —.ЛА

5-й уровень

4-й уровень

На уровне подчасти

массовые геометрические

тсу = —при пр = const,... ~ -щ при Р"* е>су — const',...

3-й уровень

На уровне элемента

— *ом

при р = согдо ;.

2-Й уровень

На уровне материала

Еш S™ Ош S™ аш 8ти гш siu

Ехи Зш • ати3ш • a™ S™ ' т™ S™

1-Й уровень

Рис.б. Иерархическая структура критериев эффективности

масса, а также изгибная Е1 или крутильная С/ жесткости. На уровне подч астм, кроме массовых, существуют еще и геометрические критерии, где в качестве показателей функциональной эффективности выступают заданные нагрузки на элемент Конструкции СУ, например, избыточное давление в канале перед ГТД р^, относительные геометрические характеристики, например, относительный диаметр двигателя £>, а показатели затрат характеризуются изменением геометрических размеров.

На уровне ЛА имеется целый ряд критериев эффективности, которые можно условно разделить на группы боевой эффективности, массовые и стоимостные. В свою очередь, они также тесно взаимосвязаны между собой.

Наиболее высоким критерием эффективности для рассматриваемой сгруетуры являются критерии на уровне группировки. Для обеспечения эффективности ЛА нужны определенные экономические затраты на всех стадиях его жизненного щпсла. Таким образом, в общем случае ЛА характеризуется эффективностью и затратами.

Для оценки эффективности применения КМ в конструкции военного ЛА и определения оптимальных параметров его функционирования в качестве оценочного критерия выбирают, как правило, отношение эффективности группировки летательных аппаратов Эглл к их среднегодовой стоимости Сглл.

Описаны критерии прочности КМ Для оценки прочности элементарного слоя наибольшее распространение получили теории максимальных напряжений, максимальных деформаций и энергий формоизменения, разработанные Мизесом-Хиллом, Ашкенази, Фишером, Захаровой, Малмейстером и другими учеными. Математическая модель композита рассматривается с позиции тео-рни упругости анизотропного тела, а его механика разрушения и критерии прочности основываются на физических моделях однонаправленных, слоистых и пространственно армированных КМ. При определении предельных состоя-

ннй многослойного композита прочность пакета определяется прочностью наиболее нагруженных слоев. Аналитическое выражение критерия предельного состояния КМ может быть интерпретировано в виде гиперповерхности в общем случае в девятимерном пространстве компонентов тензора напряжений:

V Где

«Г* II Т*У (8)

У XI

Поверхность прочности многослойного КМ определяется пересечением' поверхностей прочности всех его элементарных слоев. Очертание такой поверхности существенно зависит от того, какой критерий прочности используется в данных расчетах. В качестве примера на рис.7 изображен критерий прочности Мизеса-Хилла для углепластика с укладкой волокон [ 0°, -45°, 90°, 45°, 0°, 45°, 90°, -45°, 0° ].

Обозначениям линий на рисунке соответствуют:

1 — разрушение элементарных слоев с укладкой 0°;

2 - разрушение элементарных слоев с укладкой 90°;

3 и 4 — разрушение элементарных слоев с укладкой ± 45°.

Здесь три предельные кривые для элементарных слоев композита совмещены. Заштрихованная область в центре является минимальной общей областью, а ее границы определяют предел прочности КМ в целом. При достижении вектором напряжений границы этой области в соответствующем элементарном слое происходит разрушение.

Рассмотрена методика оценки массы ЛА с элементами конструкции силовой установки из КМ.

Рис.7. Критерий Мизеса-Хилла для элементарных слоев и слоистого композита при т = О

Расчет массы модифицированного и проектируемого ЛА при применении композитов в конструкции СУ может быть произведен с использованием уравнения его существования. Снижение массы СУ Дт™ при неизменной массе топлива тт, систем тс, экипажа, оборудования и вооружения приводит к уменьшешпо массы модернизированного самолета т^^. Масса ЛА с силовой устар двкой, выполненной из традиционных и КМ, связана с массой летательного аппарата из ТМ соотношением:

„лл/ _ гл/ Аткм _ттм (1 *

томог> то _Д7Мо = ™о -¿^Д!-^,;»»^, (9)

1ТТ1/ I Тк/{

где ( = /( - доля массы ьго элемента силовой установки из ТМ,

заменяемой на композиционную;

£л4< = Ат^' ^Атп™ - коэффициент массового достоинства КМ, представляющий собой отношение массы заменяемых элементов 1-й части СУ из композитов Ат^*, к массе тех же элементов ьй части силовой установки из

ТМД/я™;

Мсу1 - масса 1-го элемента силовой установки из ТМ

Описана методика расчета стоимости группировки боевых ЛА. За экономический критерий приняты среднегодовые затраты на один самолет:

С(Нп) = Соч>+Спр+Сзкс, (Ю)

где Сокр>СГ1р>Сзхе - затраты на научно-исследовательские и опытно-

конструкторские работы, производство, эксплуатацию и содержание, приходящиеся на один ЛА и отнесенные к одному году эксплуатации.

Изложено содержание критериев боевой эффективности. Для оценки эффективности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения могут быть использованы критерий типа «эффективность — стои-4 мость»:

цг

представляющий собой отношение показателя эффективности функционирования БАК к стоимости выполнения боевого задания, и критерий типа «эффективность - потери»:

который представляет собой отношение показателя боевой эффективности к математическому ожиданию потерь БАК в ходе ведения боевых действий.

К достоинствам такой формы критериев эффективности можно отнести: простоту, численный вид, возможность учета конкретных особенностей авиационной т отки, возможность использования параметров функционирования сложной системы в различных единицах измерения, возможность учета влияния характеристик ЛА и параметров среды на эффективность БАК

К недостаткам относятся: невозможность учета прибыли, даваемой авиационным комплексом как сложной технической системой, и необходимость определения величины потребных ресурсов.

Выбор критерия эффективности зависит от задачи, решаемой ЛА, поэтому очень важным условием выбора критерия является его чувствительность к изменению исследуемых факторов. Чтобы определить область целесообразного использования композитов в элементах конструкции боевого самолета, необходимо определить боевую эффективность и стоимость (возможные боевые потери) модернизируемого БАК и сравнил, их с аналогичными критериями для самолета из ТМ:

(12)

" л,

Ш (-.Ш

тг _ "бз

— Т1

уЮЛугтШ бз

Пятый раздел содержит описание методики оценки работоспособности РЛ со сквозным повреждением. Установлено, что скорость ударного взаимодействия РЛ с поражающим элементом находится в пределах 300...2500 м/с. При этом происходит сквозное разрушение лопаток, размеры которого повторяют форму поперечного сечения поражающего элемента и уже практически не зависят от изменения скорости соударения. Сквозное повреждение РЛ приводит к снижению запаса прочности в этом сечении:

(14)

где АР - относительный коэффициент уменьшения площади сечения лопатки, определяемый экспериментально-аналитическим методом. Численно он равен отношению несущей площади рассматриваемого сечения лопатки с повреждением I?* к площади этого же сечения неповрежденной лопатки (рис.8):

с е

где Ь^ - размер повреждения лопатки в поперечном сечении;

срг- средняя толщина лопатки в сечении с повреждением.

Вероятность поражения РЛ единичным поражающим элементом равна произведению вероятности попадания ударника именно в эту лопатку на вероятность разрушения поврежденной РЛ:

рр" = IV

тт пор " п " р

Лр 1

0,5

1 1

О - эксперимент

7 1 А1, ] 3/А1

) 1 И

0 5 10 15 _ аю,

Рис.8. Зависимость коэффициента Ар от размеров

поражающего элемента и материала лопатки

Если событие «поражающий элемент попал в рабочую лопатку» произошло, тогда вероятность разрушения лопатки ТУр при воздействии по ней поражающего элемента можно выразить как отношение объемов (рис.9):

V

Ж.--

2КХ £„ + ¿1

р*

2Кк +1

(17)

где Уф- объем, ометаемый частью лопатки, ограниченной критическим сечением. При попадании поражающего элемента ниже этого сечения, происходит обрыв лопатки;

У^ - объем, ометаемый целой лопаткой.

Величина, обратная вероятности поражения лопатки, характеризует ее работоспособность:

/

Рис.9. Определение эпического сечения рабочей лопатки

Описаны экспериментальные установки, имитирующие ударное воздействие по предварительно нагруженным РЛ поражающими элементами произвольной формы, массой до 0,5 кг, со скоростью до 800 м/с и под различными углами встречи ударника с деталью. Изложен принцип работы устройств и произведена оценка относительной погрешности замера скорости метаемого тепа. Приведен характер повреждаемости РЛ из алюминия, титана, сгеклоугле-пластика, боралюминия в зависимости от конструкции лопатки и координат ее повреждения. По результатам экспериментальных исследований определены относительные коэффициенты поражаемости РЛ, представляющие собой отношение размера разрушения детали к размеру поражающего элемента (табл.3).

Таблица 3

Зависимость относительного коэффициента поражаемости рабочей лопатки от ее материала и конструкции

Материал лопатки В пэ

Титановая РЛ 1,5.. •2,5

Алюминиевая РЛ 1,1.. • 1,5

Боралю?шниевая РЛ 1,1.. .1,4

Бора юминиевая РЛ с титановым лонжероном 1,5.. .3,5

Стеклоуглепластиковая РЛ 1,4.. .3,0

Отмечено, что предварительное нагружение РЛ приводит к незначительному увеличению размеров ее повреждения. Гораздо существеннее повреждения лопаток зависят от размера поражающего элемента, конструкционного

материала РЛ и ее конструкции. Кроме того, с точки зрения БЖ предпочтительнее конструкция лопатки из КМ, выполненная без металлического лонжерона, который при разрушении сам становится источником вторичных осколков, поражающих основные несущие волокна композита.

В этом же разделе дано описание методики оценки несущей способности оболочечных композитных конструкций с повреждением. Решение основано на приближенном методе аналитического исследования устойчивости системы по энергетическому критерию. В задаче используются линеаризованные уравнения устойчивости трехслойных оболочек с анизотропными обшивками и заполнителем, полученные из вариационного уравнения Лагранжа. Аппроксимация функций перемещений задается в тригонометрических рядах. Решением задачи является определение критического значения внешнего сдвигового усилия при заданных внешних нагрузках N2, N°. По данной М'. одике было получено значение критического усилия Нхкр, при котором происходит разрушение оболочечной конструкции из КМ с повреждением в зависимости от характерной максимальной нагрузки N°, возникающей в полете, и размеров сквозного повреждения с{„ (рис.10).

Произведено экспериментальное исследование повреждаемости натурного воздуховода из традиционных и КМ по отношению к штатным снарядам типа ОФЗ-ЗО с взрывателями мгновенного действия и с замедлением. Описаны экспериментальная установка, объект исследования и результаты отстрела уппепластикового ВПК в зависимости от его конструкции, условий нагружения и средств поражения, а также проведено сравнение повреждаемости аналогичных конструкций из ТМ Установлено, что максимальные размеры повреждения воздуховода из КМ образуются при поражении его снарядами, имеющими взрыватель с замедлением, и при предварительном нагружении конструкции.

Рис.10. Определение критического размера повреждения воздуховода из композиционного материала;

В потоке осколков композитная конструкция имеет значительно меньшие размеры разрушения по сравнению с подобным алюминиевым ВПК. Применение в конструкции воздуховода из КМ стопперов трещин позволяет повысить его остаточную прочность и уменьшить размеры повреждения.

В шестом разделе представлены основные положения методики оценки боевой живучести ЛА с элементами конструкции силовой установки из КМ. Отмечено, что изменение боевой живучести ЛА зависит от изменения уязвимой площади СУ при использовании КМ, то есть попадание средств поражения в СУ из традиционных материалов и в СУ с элементами конструкции из КМ в различной степени разрушает ее элементы, а следовательно, вызывает неадекватную потерю их несущей способности и работоспособности СУ в целом:

( \ У

где - уязвимая площадь СУ с элементами консгрукщш из КМ; - уязвимая площадь СУ из традиционных материалов.

Под несущей способностью элементов конструкции СУ понимают их свойство противостоять разрушению от действия возможных эксплуатационных нагрузок после воздействия по ним СП. При этом ЛА считается пораженным, если попадание средств поражения нанесет СУ ущерб, не меньше ■ критического:

Го.

1 яраУ<У

где под ущербом У понимается либо разрушение жизненно важного элемента и потеря его несущей способности, либо потеря работоспособности самой СУ из-за ухудшения характеристик газотурбинного двигателя.

Проведен анализ состава средств противовоздушной обороны эвентуального противника и приведены их основные характеристики. Отмечена тенденция к уменьшению массы осколков и увеличению их количества в боевых частях управляемых ракет.

Оценено изменение уязвимой площади СУ в задаче исследования живучести ЛА при применении в его конструкции РЛ компрессора и воздуховода из КМ. Под уязвимой площадью СУ понимают проекции ее узлов, агрегатов и систем на соответствующие плоскости проекций для ударных или дистанционных СП, при попадании или воздействии по которым поражающих элементов

или поражающих факторов происходит выход двигателя (двигателей) из строя из-за разрушения конструкции или потери работоспособности, в результате чего тяги СУ становится недостаточно для продолжения выполнения полетного задания. Проведено математическое моделирование течения воздушного потока в канале со сквозным повреждением при помощи метода дискретных вихрей. Достоверность полученных результатов подтверждена экспериментально. Установлено, что существует такая «прикомпрессорная» зона, повреждения в которой могут однозначно вывести двигатель из строя за счет нарушения газодинамического процесса в нем. Разработан алгоритм определения размеров «шрикомпрессорной» зоны в зависимости от размеров разрушения при фиксированном режиме полета самолета (рис. 11). Для современных ГТД при известных значениях величин угла установки РЛ компрессора ¡^ и осевой скорости потока на входе в компрессор С1а критическим можно считать падение осевой составляющей скорости потока воздуха на входе в двигатель на 35...50 м/с из-за большой вероятности возникновения срывного течения. Это ведет к уменьшению живучести ЛА из-за увеличения уязвимой площади СУ.

По разработанным методикам проведен сравнительный анализ результатов расчета БЖ самолета из традиционных и КМ в элементах конструкции СУ по отношению к различным средствам поражения (рис.12 — для ударных средств поражения), его массы (рис.13) и стоимости (рис. 14). Кроме того, выполнен расчет эффективности применения КМ в конструкции силовой установки самс-ега для группировки ЛА (рис.15). За относительный критерий целесооб; азности использования КМ выбран критерий вида:

тгКМ г\КМ ¡^ш

К — глл — !^гла ГЛА „га/ ¡гш ' '

ЛГЛА ГЛА / ГЛА

ВЕБА: 2/4 сзади-сбоку-снизу

О 25 50 75 "„.шт.

Рис.12. Относительная живучесть ЛА

т0 0,95

0,90

0,85 0,80

\ч \\ \ \ \ \

0 0,2 0,4 0,6 0,8 ¥)

Рис.13. Зависимость относительной взлетной массы ЛА от доли применения КМ

ш

Рис.14. Относительная стоимость модифицированного ЛА:

О 10 20 30

Рис. 15. Относительный критерий целесообразности применения композиционных материалов. в конструкции модифицированногоЛА

' Ш

где Э™, Э™ - боевая эффективность группировки ЛА за время участия в боевой операции, соответственно для самолетов из композиционных и ТМ;

С™, С™ - стоимость группировки самолетов из КМ и традиционных материалов соответственно.

Установлено, что на современном уровне развития авиастроения целесообразным является частичное использование композитов, когда доля применения КМ в конструкции ЛА x¡fj составляет 15... 30 %.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В заключении сделаны выводы по работе, где отмечено, что числовые значения описанных критериев эффективности являются исходными данными для принятия решения по. вопросу применения КМ в конструкции СУ летательного аппарата военного назначения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что системный подход к решению научно-технической проблемы позволил с разной степенью глубины решил, информационную, теоретическую, методологическую, математическую, техническую и организационно-производственную задачи:

1. Разработан метод оценки целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения, представляющий собой совокупность расчетно-экспериментальных методик. Метод позволяет исследовать эффективность использования композитов в элементах конструкции СУ на всех этапах жизненного цикла БАК;

2. Обобщены сведения о КМ и их компонентах. Рассмотрены вопросы технологии, ремонта и контроля качества композитных изделий. Приведены основные характеристики перспективных конструкционных материалов для

использования в авиастроении. Их анализ показал превосходство КМ по удельным параметрам, что позволяет прогнозировать снижение массы авиационных конструкций.

3. Усовершенствована многоуровневая система критериев оценки эффективности применения КМ в конструкции силовой установки боевого JIA с учетом всех исследованных свойств материала, конструкции, а также летно-технических характеристик самолета.

4. Проведено экспериментально-теоретическое исследование упругих и прочностных характеристик КМ. Определен коэффициент вариации механических свойств КМ, который составил 16... 20 %, что является приемлемым к данному классу конструкционного материала. Предложен набор критериев прочности для оценки работоспособности многослойного КМ. Результаты расчета и эксперимента показали их удовлетворительное совпадение.

5. Создан комплекс экспериментальных установок для исследования повреждаемости деталей СУ, позволяющий имитировать реальные условия воздействия СП по объекту исследования и уточнять коэффициенты, необходимые для расчета работоспособности деталей из КМ. Изучен характер повреждений PJI компрессора и ВПК в зависимости от их материала, конструкции и условий ударного нагружения. По результатам эксперимента установлено, что для повышения несущей способности композитные PJI должны быть выполнены без металлического лонжерона внутри пера лопатки," а воздуховод из КМ должен иметь в конструкции сгопперы трещин с шагом не менее 150... 170 мм.

6. На базе построенной модели течения воздушного потока в канале перед компрессором исследовано влияние сквозных повреждений ВПК на работоспособность двигателя. Выявлено, что существует «прикомпрессорная» зона, разрушения в которой могут однозначно вывести двигатель из строя за счет нарушения газодинамических процессов в нем. Экспериментально-

теоретическим путем определена зависимость протяженности «прикомпрес-сорной» зоны от размеров повреждения и их удаленности от входа в ГТД. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами других авторов, полученными на базе других моделей. .

7. Разработана методика оценки боевой живучести ЛА с элементами конструкции силовой установки из КМ. Проведен анализ средств поражения эвентуального противника. Уточнены размеры уязвимой площади СУ в задаче исследования БЖ самолета. Установлено, что применение КМ является нецелесообразным по отношению к ударным средствам поражения.

8. По разработанному методу проведено теоретическое исследование целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения. Численно получены основные характеристики эффективности использования композитов в виде графиков и таблиц. Определена область целесообразного применения КМ в силовой установке модифицированного и проектируемого ЛА Полученные результаты позволяют дать рекомендации по рациональному использованию КМ в конструкции самолета и его СУ на современном уровне развития авиастроения с учетом различных свойств как конструкционных материалов, так и авиационных конструкций из них.

Основные результаты диссертации изложены в работах:

1. Аверичкин П.А. Методология применения и оценка эффективности использования композиционных материалов в авиационной технике. - Ярославль: И' .. ЯГСХА, 1999. - с.306.

2. Аверичкин ПА. Композиционные материалы в авиационных силовых установках. - Ярославль: Изд. ЯГГУ, 1997. - с. 198.

3. Аверичкин П.А. Оценка эффективности применения композиционных материалов в конструкции силовой установки летательного аппарата И Тез. докл. на выездной сессии проблемного Совета «Машиностроение» Министер-

ства общего и профессионального образования РФ. - Рыбинск; РГАТА 1999. -С.13...14.

4. Аверичкин П.А., Переславцев AB. Прогнозирование работоспособности рабочих лопаток турбомашин со сквозным повреждением // Контроль. Диагностика. - № 9. - М.: Машиностроение, 1999. - С.26... 30.

5. Аверичкин П. А. Оценка живучести рабочих лопаток компрессора со сквозным повреждением при действии растягивающих напряжений от центро-

' бежных сил // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В 1776, 1990 г.). -с.10.

6. Аверичкин П.А Методика оценки боевой живучести летательного аппарата с композиционными материалами в конструкции его силовой установки // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в сб. реф. деп. рук. (Вып. 19, серия Б,

. Xä В 2029,1992 г.). - с.24.

7. Аверичкин П.А. Развитие и основные положения методики оценки боевой живучести истребителя с повреждениями силовой установки И Тематич. научн.-техн. сб. N° 17 «Авиационные комплексы и их эксплуатация». - Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В.А., 1995, - С. 10...20.

8. Аверичкин П. А Эффективность применения композиционных материалов в конструкции летательного аппарата // Материалы докл. межвузовской научн.-метод, конф. Часть П. - Ярославль: тип. ЯГСХА, 1997. - С. 102... 104.

9. Шестаков A.C., Аверичкин П.А Теория авиационных двигателей. Особенности боевой живучести силовой установки с применением композиционных материалов: Учебное пособие. - Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А., 1996. — с. 64.

10. Аверичкин П.А, Храпач H.A. Особенности оценки боевой живучести силовой установки с применением композиционных материалов // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в сб. реф. деп. рук. (Вып. 36, серия Б, № Б 2866,1996 г.). -.

с.48.

11. Аверичкин ПА, Переславцев А.В. Композиционные материалы. Их роль и ш< о в авиации // Деп. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в УПИМ (Вып. 43, серия В, № В 3669,1998 г.). - с.42.

12. Переславцев А.В., Зайнулин И.Г., Храпач Н. А, Аверичкин П. А Новые конструкционные материалы в авиационной технике // Деп. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в сб. реф. деп. рук (Вып. 47, серия В, № В 3907). - М: ЦВНИ МО РФ, 1999. - с.48.

13. Аверичкин П. А, Болховигинов О.В., Кшнякин АМ., Шестаков АС. Живучесть элементов конструкции силовой установки из композиционных материалов // Тез. докл. УП-й межотраслевой конф. «Опыт и перспективы применения композиционных материалов в машиностроении», 13 -15 сентября 1990 г. - Куйбышев: НИИД, 1990. - С.34...36.

14. Аверичкин ПА, Буга А.Д, Шестаков АС. Теория авиационных двигателей. Расчет эксплуатационных характеристик ТРДЦФ со смешением потоков: Методические рекомендации. - Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А, 1995. - с.35.

15. Шестаков АС., Аверичкин ПА Анализ повреждаемости деталей из композиционных материалов при высокоскоростном ударе // Проблемы удара, разрушения и технологий. - Рига, 1990. - Т. 10. - № 4. - С.34.

16. Аверичкин ПА, Храпач К А Экспериментальная оценка повреждаемости рабочих лопаток компрессора И Материалы научн.-практич. конф., посвященной 75-летию со дня основания ВВИА им. Н.Е.Жуковского. - М: ВВИАим. Н.Е.Жуковского, 1995. -С.47...49.

17. Аверичкин ПА, Дроздов М.А, Шестаков АС. Экспериментальная установка для исследования стойкости к удару лопаток турбомашин И Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В 1775,1990 г.). - с.8.

18. Аверичкин П.А., Дроздов М.А., Шляхов В.И. Установка для исследования защитных свойств бронематериалов от воздействия стрелкового оружия // Дел. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В 1777,1990 г.). -«5.7.

19. Ас. № 1774205. Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсзюй ударной трубе / П. А Аверичкин, М. А. Дроздов, АЛ-Пантевич, ИЛ

(СССР). - Заявка № 4903692/23; Заявлено 21 января 1991 года.

20. Патент 1007589 РФ. Устройство дня захвата криволинейного образца при растяжении / ПА. Аверичкин, Н.АХралач, А К Ухтинский, АС.Шестнков (РФ). -№95110178/28; Заявлено 15 июня 1995 года.

21. Шестаков А. С., Аверичкин П. А Повышение эффективности боевого авиационного комплекса за счет применения композиционных материалов // Тематич. научн.-техн. сб. № 17 «Авиационные комплексы и их эксплуатация».

- Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Суда а В. А., 1995. -С. 13... 14.

" 22. Аверичкин П. А, Ухтинский АН. Влияние повреждений воздухопод-водяцего канала на работоспособность силовой установки // Тематич. научи, сб. № 4 «Проблемы совершенствования боевых авиационных комплекс«, повышения эффективности их эксплуатации и ремонта». - Ставрополь: Яйи? ПВО им. маршала авиации Судца В.А., 1995. - С.56... 58.

23. Аверичкин ПА, Зайнулин ИГ., Переславцев А.В. Установка для ударного нагружения и оценки защитных свойств авиационных конструкций //Дел. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в сб. реф. дот. рук. (Вып. 46, серия В, № В 3892).

- М.: ЦВНИ МО РФ, 1999. - с.13.

Авернчгин Павел Алехсеевнч

СОЗДАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСШ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Автореферат двссертации ва соисганнв учевой степени

Редапрр СЛЗДьявхо

Сдаво в набор 23.04.2000 г. Подписано в печать 4.05.2000 г. Формат 60x8* 1/16. Усл. печ. л. 1,9 • Изд. № 155. Заг. >& 358. ТЬрах 100 экз.

Типография филиала ВАТУ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИИ БОЕВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Место композиционных материалов в истории развития авиастроения и двигателестроения.

1.2. Состояние вопроса живучести летательного аппарата.

1.3. Общая формулировка задачи исследования.

1.4. Выводы по разделу 1.

РАЗДЕЛ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛАХ И ИХ СВОЙСТВАХ.

2.1. Краткие сведения о композиционных материалах и их компонентах.

2.1.1. Общие сведения о композиционных материалах.

2.1.2. Характеристика компонентов композиционных материалов.

2.1.3. Полимерные композиционные материалы.

2.1.4. Углерод-углеродные и керамические композиционные материалы. Металлы, армированные волокнами.

2.2. Определение характеристик композиционного материала.

2.2.1. Упругие характеристики композиционного материала.

2.2.2. Прочностные характеристики композиционного материала.

I 2.3. Технология производства изделий из композиционного материала.

2.4. Методы неразрушающего контроля качества изделий из композиционного материала.

2.4.1. Визуальные методы неразрушающего контроля.

2.4.2. Ультразвуковые методы диагностики.

2.4.3. Звуковые методы контроля.

2.4.4. Радиография.

2.4.5. Методы неразрушающего контроля на основе электрических свойств.

2.4.6. Микроволновая техника (СВЧ-методы).

2.4.7. Инфракрасные (термические) методы контроля.

2.5. Ремонт изделий из композиционного материала.

2.6. Современные тенденции в создании перспективных композиционных материалов для самолета и его двигателя.

2.7. Выводы по разделу 2.

РАЗДЕЛ 3. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ДЕТАЛЯХ

И УЗЛАХ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И ЕГО СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ.

3.1. Научное прогнозирование направлений развития авиационной техники.

3.1.1. Основные понятия и общие положения научно-технического прогнозирования.

3.1.2. Настоящее и будущее авиастроения.

3.2. Практическое применение композиционных материалов в авиационной технике.

3.2.1. Композиционные материалы в элементах конструкции летательного аппарата.

3.2.2. Использование композиционных материалов в деталях и узлах силовой установки.

3.3. Проблемы создания и применения новых материалов в конструкции самолета и газотурбинного двигателя.

3.4. Научно-практические рекомендации по применению композитов в авиационной технике.

3.5. Выводы по разделу 3.

РАЗДЕЛ 4. МЕТОДОЛОГИЯ И ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ

ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИ СОЗДАНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОБРАЗЦОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ.

4.1. Общие положения методологии целесообразности применения композиционных материалов в авиационных конструкциях.

4.1.1. Летательный аппарат как сложная система.

4.1.2. Методология целесообразности применения композиционных материалов в элементах конструкции двигателя и самолета.

4.2. Выбор критериев прочности и эффективности использования композиционных материалов.

4.3. Критерии прочности композиционного материала.

4.3.1. Критерий максимальных напряжений.

4.3.2. Критерий максимальных деформаций.

4.3.3. Критерий Мизеса-Хилла.

4.3.4. Критерий Ашкенази.

4.3.5. Критерий Фишера.

4.3.6. Критерий Захарова.

4.3.7. Критерий Малмейсгера.

4.4. Критерии оценки целесообразности применения композиционных материалов в конструкции силовой установки летательного аппарата.

4.4.1. Оценка массовой эффективности летательного аппарата с элементами конструкции силовой установки из композиционных материалов.

4.4.2. Оценка стоимостной эффективности летательного аппарата с элементами конструкции силовой установки из композиционных материалов.

4.4.3. Критерии оценки боевой эффективности летательного аппарата с композитными деталями в конструкции силовой установки.

4.5. Выводы по разделу 4.

РАЗДЕЛ 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Работоспособность рабочих лопаток компрессора со сквозным повреждением.

5.1.1. Методика оценки работоспособности поврежденных лопаток газотурбинного д вигателя.

5.1.2. Экспериментальные установки для ударного нагружения рабочих лопаток.

5.1.3. Относительная погрешность замера скорости ударника.

5.1.4. Экспериментальная оценка повреждаемости рабочих лопаток.

5.2. Несущая способность воздухоподводящего канала с повреждением.

5.2.1. Методика оценки несущей способности воздуховода из композиционного материала.

5.2.2. Экспериментальная оценка повреждаемости воздухоподводящего канала.

5.3. Выводы по разделу 5.

РАЗДЕЛ 6. ОЦЕНКА ЖИВУЧЕСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО

АППАРАТА С ЭЛЕМЕНТАМИ КОНСТРУКЦИИ

СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

6.1. Методика оценки живучести летательного аппарата с композиционными материалами в элементах конструкции силовой установки.

6.2. Анализ возможных средств поражения летательного аппарата и его газотурбинного двигателя.

6.3. Оценка уязвимой площади силовой установки в задаче исследования живучести летательного аппарата.

6.4. Живучесть летательного аппарата с элементами конструкции силовой установки из композиционных материалов.

6.5. Выводы по разделу 6.

Изменение геополитической обстановки на рубеже ХХЗ века существенно повысило вероятность развязывания эвентуальным противником локальных войн и вооруженных конфликтов, в том числе и на территории Российской Федерации, поэтому генеральный вектор стратегии государства в военной области должен быть ориентирован на приведение основных количесгвенно-качественных параметров оборонного строительства в соответствии с реальными задачами по парированию угроз национальной безопасности России.

При этом в системе технического обеспечения должно предусматриваться создание единой нормативной технической базы для централизованного программно-целевого планирования заказов вооружения, военной техники и других материальных средств, организации и проведения мероприятий по техническому обеспечению военной организации в мирное и военное время.

Оптимизация системы технического оснащения военной организации предполагает концентрацию сил и средств на восстановлении и поддержании в боевой готовности имеющихся систем вооружения, на их модернизации, создании научно-технического, конструкторского и технологического задела.

Несмотря на трудности конца XX века, в России на этих приоритетных направлениях достигнуты определенные результаты. В частности, Военно воздушным силам страны передан на войсковые испытания первый серийный модернизированный многоцелевой истребитель МиГ-29 СМТ. Его боевая эффективность в восемь раз выше, чем у базовой модели. Высокоэффективные и надежные корабельные истребители Су-27К поступили на вооружение Военно морского флота А такие новые и уже поставляемые боевые комплексы как Ка-50 «Черная акула», Кя-52 «Аллигатор», Ка-60 «Касатка» наряду с испытанными и новейшими вертолетами семейства «Ми» резко усилят возможности армейской авиации /I/.

Учитывая международную обстановку и внутреннее положение в стране, необходимо поддерживать обороноспособность на требуемом уровне, но при постоянно сокращающихся расходах на оборонные нужды, этот вопрос становится проблематичным.

В настоящее время перспективы прогресса в данной области машиностроения во многом связываются с разработкой и широким применением композиционных материалов (КМ), которые обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов).

Необычная ситуация возникла перед конструкторами и технологами в связи с ростом объема внедрения КМ практически во все отрасли машиностроения: при создании новых конструкций разработчик должен начинать свое творчество с проектирования композита. Это требует не только обоснованного выбора исходных материалов - армирующих волокон, связующих, наполнителей, но и оптимизированных по конечному результату структуры композита, технологии его изготовления и переработки в готовое изделие.

Возможность организации серийного выпуска изделий из КМ предопределяется самым тщательным входным и пооперационным контролем, а гарантия работоспособности изделия может быть дана лишь на основании контроля качества готовой продукции. Сравнительная дороговизна некоторых КМ, особенно на основе углеродных, борных и арамидных волокон, вызывает необходимость разработки и внедрения новых методов неразрушающего контроля всех выпускаемых изделий. В этой связи особое значение приобретает проблема стандартизации методов контроля и оценок по всем операциям технологического процесса Дня неразрушающего контроля композиционных материалов и изделий из них все шире используются методы сканирующей электронной микроскопии, «жидкокристаллического тепловидения», рентгенографии, лазерной техники и т.п.

Если в начале 70-х годов сверхпрочные, жесткие и легкие КМ называли материалами будущего, то сейчас они уже материалы сегодняшнего дня.

В авиационной промышленности из боропластиков, углепластиков и из композиционных материалов на металлической матрице изготавливают сред-ненагруженные элементы и узлы агрегатов самолета: поверхности управления, щитки, створки, обтекатели, элероны, закрылки, рули. Широко применяются композиты для изготовления лопастей вертолетных винтов. Из органоволокни-тов, обладающих хорошими диэлектрическими свойствами, успешно изготавливают «радиопрозрачные» обтекатели антенн, корпуса и детали радиоэлектронных приборов. Все чаще КМ используется в деталях и узлах газотурбинных двигателей (ГТД).

Так как условия работы этих материалов наиболее неблагоприятны, а отдача от их использования максимальная именно в военной технике, то в дальнейшем речь, в основном, будет вестись о применении КМ в элементах конструкции летательного аппарата (ЛА) военного назначения.

Оценивая возможности применения композиционных материалов в конструкциях боевых самолетов, необходимо учитывать возможные изменения эксплуатационно-боевых свойств ЛА. Среди общих требований, предъявлявмых к ЛА военного назначения, одним из основных является требование обеспечения заданного уровня боевой живучести (БЖ) их силовых установок (СУ) и БЖ самолета в целом.

Боевая живучесть, наряду с такими свойствами ЛА как скорость, дальность полета, маневренность, надежность и др., определяет успешность выполнения боевых задач, т.е. боевую эффективность самолета. Это свойство очень важно для военного ЛА, но проявляется оно только в боевых условиях при воздействии средств поражения (СП) противника. Однако заботиться об обеспечении высокой БЖ летательного аппарата необходимо в мирное время так же, как и о высокой надежности, безопасности полетов и т.п.

Решение этих сложных задач невозможно без проведения эффективных научных исследований по созданию новых, отвечающих современному уровню развития, боевых авиационных комплексов (БАК).

Повышение эффективности БАК достигается как совершенствованием его элементов, так и выбором рациональных условий и способов боевого применения. При совершенствовании боевого ЛА, как одного из составляющих комплекса, особое значение приобретают результаты научных исследований и их практическое применение в области использования новых конструкционных материалов.

До настоящего времени при исследовании БЖ элементов и систем летательного аппарата используются количественные методы, базирующиеся, как правило, на проведении экспериментальных отстрелов уже готовых образцов авиационной техники (АТ), выполненных из традиционных материалов (ТМ). Однако боевая живучесть - это свойство ЛА, которое должно закладываться и исследоваться на всех этапах создания военного самолета или другой АТ. А так как вопросы оценки остаточной прочности и устойчивости конструкций из КМ еще изучены недостаточно, то такие исследования позволят выбрать наиболее рациональные мероприятия по повышению живучести СУ с элементами конструкции из композиционных материалов и ЛА в целом, а также значительно снизить расходы по проведению экспериментальных отстрелов дорогостоящей военной техники.

Силовая установка является одним из жизненно важных элементов ЛА военного назначения, а так как КМ все чаще применяются в нагруженных деталях и узлах авиационной СУ, то любые конструктивные мероприятия, проводимые на ней, должны быть оценены с точки зрения их влияния на эффективность БАК Существующие научные методы оценки целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки боевого ЛА уже не могут удовлетворить современным требованиям на разработку, производство и эксплуатацию перспективных образцов АТ, так как не учитывают возможное изменение работоспособности ГТД при эксплуатационно-боевых повреждениях композитных конструкций.

Существующие способы и методы повышения эффективности авиационных СУ, в том числе и использование в их конструкции композитов, не могут в полной мере отвечать требованиям на создание перспективных образцов АТ новых поколений.

Таким образом, актуальность работы обусловлена отсутствием аналитических методик оценки целесообразности применишя композитов в конструкции ЛА и его силовой установки, а также количественной оценки БЖ летательного аппарата с элементами конструкции силовой установки из КМ. Такие методики позволят выбирать наиболее эффективные конструктивные решения при минимальных затратах времени и средств, чтобы использовать их уже при разработке тактико-технических заданий на новые образцы АТ, а также на стадии проектирования летательного аппарата из композиционных и ТМ.

Кроме того, актуальность проблемы возрастает пропорционально росту стоимости ЛА военного назначения, когда даже минимальные потери самолетного парка приводят к значительным материальным затратам.

И более того, стремление уменьшить характер и размеры повреждений авиационных конструкций за счет применения новых конструкционных материалов одновременно создает благоприятные условия для восстановления поврежденного ЛА.

В соответствии с этим целью работы является решение научной проблемы повышения эффективности БАК за счет применения перспективных композиционных материалов в элементах конструкции силовой установки ЛА с учетом возможных эксплуатационно-боевых повреждений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Информационная - создание банка исходных данных для определения эксплуатационных и тактико-технических показателей жизненного цикла ГТД, силовой установки и летательного аппарата в целом, включающего в себя блоки данных исходной информации по физико-механическим характеристикам конструкционных материалов, по характеристикам средств поражения и возможным последствиям их воздействия по авиационным конструкциям, а также расчетного банка данных параметров процесса боевого применения авиационного комплекса с разработкой соответствующих программ для ЭВМ.

2. Теоретическая - разработка теоретических основ определения целесообразности применения новых перспективных конструкционных материалов в СУ летательного аппарата через показатели эффективности авиационных комплексов, работоспособности ГТД и несущей способности авиационных конструкций.

3. Методологическая - формирование общей методологии применения КМ в элементах конструкции силовой установки ЛА как средства для нового метода получения требуемых эксплуатационно-боевых свойств авиационных комплексов, подтверждающего необходимость системного подхода для решения поставленной проблемы.

4. Математическая - разработка математического обеспечения блочного принципа оценки целесообразности применения КМ в конструкции летательного аппарата и его СУ на основе реализации многоуровневой системы критериев эффективности использования новых конструкционных материалов и функционирования авиационного комплекса.

5. Техническая - формирование набора технических средств для построения экспериментального комплекса по исследованию механических характеристик и повреждаемости элементов конструкции СУ, выполненных из различных материалов.

6. Организационно-производственная - выработка практических рекомендаций на изготовление композитных конструкций СУ, обеспечивающих требуемый уровень работоспособности газотурбинного двигателя с учетом показателей эксплуатационно-боевой живучести ЛА.

Научная новизна заключается в разработке метода определения целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения с целью повышения боевой эффективности авиационных комплексов, ориентированного на повышение несущей способности авиационных конструкций и работоспособности СУ с эксплуатационно-боевыми повреждениями, отличающегося от известных информационным, теоретическим, методологическим, математическим, техническим и организационно-производственным обеспечением и основанного на новейших достижениях науки и техники.

Результаты, определяющие научную новизну:

1. Создан метод оценки целесообразности применения КМ в деталях и узлах СУ военного ЛА на основе комплексного учета свойств перспективных конструкционных материалов и конструкций из них;

2. Усовершенствована многоуровневая система критериев и показателей эффективности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА;

3. Разработана методика количественной оценки эффективности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА, основанная на привлечении ранее не применявшегося в этой области метода определения работоспособности ГТД с повреждениями воздуховода (ВВ);

4. Обобщены результаты комплексного экспериментально-теоретического исследования повреждаемости и несущей способности композитных конструкций авиационной СУ, влияния повреждений элементов конструкции силовой установки из КМ на газодинамическую устойчивость двигателя.

Достоверность результатов исследования обеспечивается корректным использованием многократно апробированных методик расчета прочностных характеристик авиационных конструкций, современных методов статистической обработки динамических процессов и высокоточных измерительных приборов при выполнении экспериментов. Также достоверность проведенных исследований подтверждается их удовлетворительным совпадением с данными, полученными в результате обобщения опыта применения авиации в локальных военных конфликтах и при эксплуатации, а также с материалами исследований, полученными другими авторами.

Решение научно-технической проблемы основывалось на глубоком изучении фундаментальных отечественных и зарубежных исследований, литературных данных и выполнении натурных экспериментов. Методологической основой работы является системный подход к обеспечению живучести БАК, базирующийся на совместном рассмотрении вопросов повреждаемости и несущей способности элементов конструкции СУ, а также работоспособности газотурбинных двигателей с эксплуатационно-боевыми повреждениями рабочих лопаток компрессора и ВВ. В работе применяются методы системного анализа, теории вероятности и математической статистики, методы статического моделирования и метод дискретных вихрей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод оценки целесообразности применения КМ в элементах конструкции СУ боевого ЛА. Повышение эффективности СУ самолета военного назначения при использовании КМ возможно только с учетом комплекса мероприятий, направленных на локализацию последствий от эксплуатационно-боевых повреждений и повышение несущей способности композитных конструкций;

2. Комплекс методик по оценке эксплуатационных, технических и экономических характеристик силовой установки и ЛА в целом при применении КМ в элементах их конструкции. Существенного уменьшения стоимости и массы авиационной СУ и самолета можно добиться при организации серийного производства новых конструкционных материалов и конструкций из них. Замена авиационных конструкций, выполненных из традиционных материалов (ТМ), на композитные конструкции, выполненные без специальных мероприятий по повышению их несущей способности, является нецелесообразной по отношению к ударным средствам поражения (СП);

3. Комплекс экспериментальных установок и результаты экспериментально-теоретических исследований повреждаемости и несущей способности авиационных конструкций из КМ, а также влияния повреждений ВВ на работоспособность СУ. Исследования несущей способности рабочих лопаток (РЛ) со сквозным повреждением показали, что коэффициент запаса прочности у бора-люминиевых лопаток в 1,5. 3,0 раза выше, чем у РЛ из титана, и в 3. 4 раза выше, чем у алюминиевых лопаток. Кроме того, с точки зрения эксплуатационно-боевой живучести предпочтительнее боратоминиевые РЛ, выполненные без металлического лонжерона внутри пера лопатки, который при разрушении сам становится источником опасных вторичных осколков, поражающих основные несущие слои конструкционного материала РЛ и лопаток последующих ступеней компрессора

При оценке целесообразности применения КМ в конструкции авиационной СУ необходимо учитывать наличие опасной «прикомпрессорной» зоны, разрушения в которой могут однозначно вывести двигатель из строя за счет нарушения его газодинамической устойчивости из-за большой вероятности возникновения срывного течения в осевом компрессоре. Для современных двигателей 1У-го поколения критическим может стать падение осевой составляющей скорости воздушного потока на входе в ГГД на 35. 50 м/сек. Исходя из размеров «прикомпрессорной» зоны конструкция углепластикового ВВ должна иметь подкрепляющие элементы с шагом 150. 170 мм.

Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что новый метод позволяет: использовать методологические основы оценки целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения с учетом всех исследованных свойств конструкционных материалов для выработки рекомендаций по наиболее рациональным мероприятиям обеспечения эксплуатационной и боевой живучести авиационного комплекса; прогнозировать характер повреждений элементов конструкции силовой установки из КМ и вероятность их возникновения в процессе эксплуатации военного ЛА при планировании и организации восстановления и ремонта боевой авиационной техники; разработать новые практические рекомендации по совершенствованию авиационных конструкций из КМ на всех этапах жизненного цикла БАК, отличающиеся от известных учетом изменения газодинамической устойчивости ГТД при возможных эксплуатационно-боевых повреждениях СУ самолета.

Личный вклад автора:

1. Разработка методологии оценки целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки военного ЛА.

2. Усовершенствование многоуровневой системы критериев эффективности применения КМ в авиационных конструкциях.

3. Проведение расчетных исследований по определению характеристик КМ и несущей способности композитных элементов конструкции, эффективности и целесообразности применения КМ в конструкции СУ военного летательного аппарата.

4. Руководство и непосредственное участие в проведении экспериментальных исследований.

5. Научное и методическое руководство разработкой частных методик оценки работоспособности СУ с повреждениями сверхзвукового входного устройства и осевого компрессора, а также живучести ЛА с элементами конструкции силовой установки из КМ.

Диссертация состоит из введения, шести разделов и заключения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Конструкция и технология получения материалов были и остаются областью наибольшего интереса, направленного на совершенствование техники. В настоящее время достигнут существенный прогресс в использовании композиционных материалов. И есть все основания, что этот прогресс будет продолжаться .

Первоначальной отдачи от практического применения КМ следует ожидать в авиации, а затем в области аэрокосмической техники. Композиты совершат, по-видимому, значительное вторжение в область создания будущих источников энергии (энергия ядерного синтеза), подобно тому как они обеспечивают сейчас рост выпуска новых видов ЛА.

Современная промышленность, выпускающая композиты с большими затратами ручного труда, имеет тенденцию к автоматизации при крупносерийном и массовом производстве деталей. Однако при разработке новых изделий, опытных образцов, а также в мелкосерийном производстве все еще будут применяться ручные и полуавтоматические методы изготовления композитных конструкций.

Композиты на основе органических матриц по-прежнему остаются основными материалами, а композиционные материалы на основе металлических матриц обнаруживают признаки роста производства на ближайшее время. Основными высокомодульными волокнами одновременно с борными волокнами и волокнами карбида кремния останутся углеродные и арамидные волокна, имеющие специальное применение. Перспективы для расширения промышленного производства композитов благоприятные, так как конструктивная эффективность снижения массы становится определяющей в экономии энергии.

Одним из путей совершенствования конструкций из КМ с точки зрения снижения массы является рациональное проектирование. Поскольку анизотропия бывает технологической и конструктивной, то задача рационального проектирования связана в общем случае с варьированием геометрических и прочностных (упругих) свойств (перераспределением волокон в плоскости армирования слоистых конструкций). Цель такого варьирования заключается в создании конструкции, отвечающей некоторому критерию оптимальности. Если в целом проблему конструирования рассматривать в рамках метода расчета по предельному состоянию, то в качестве критерия оптимальности удобно принять условие максимума предельной нагрузки конструкции при ее постоянной массе.

Однако в настоящее время еще не исследованы полностью все свойства композиционных материалов и конструкций из них. В то же время у КМ еще сравнительно высокая стоимость, поэтому на современном уровне развития авиастроения целесообразным является частичное применение композитов в конструкции самолета и его силовой установки.

Стоимость, как параметр проектирования, должна являться объектом отдельного тщательного изучения. Ее определение весьма непросто, так как она находится в зависимости от стоимости материалов, от числа деталей и, наконец, от объема и стоимости производства.

Оценки, сделанные на основании цен середины 80-х годов, показывают, что снижение стоимости изделий из КМ для самолетостроения составляет, по крайней мере, 0,5 % на каждый процент снижения массы JIA Стоимость будет тем ниже, чем большее количество деталей будет сделано из композитов.

Качество выполняемых конструкторских разработок находит свое отражение в результатах испытаний в условиях статического и усталостного нагру-жения. Большинство разработок деталей и узлов JIA характеризуется высокими эксплуатационными свойствами. Однако на сегодня отсутствует достаточно большой опыт применения композитов в авиадвигателестроении, где действуют температурные и другие ограничения.

По оценкам отечественных специалистов из ЦИАМ имени П.И.Баранова создание силовых установок для военных самолетов со специально разработанными элементами конструкции ГТД из композиционных материалов позволит увеличить их тягу почти в 2 раза и значительно уменьшить их габариты, то есть в итоге повысить боевую живучесть ЛА за счет уменьшения его уязвимой площади /57/.

В настоящее время имеются наибольшие достижения в области армирования волокнами, в то время как регулирование свойств матрицы все еще не дошло до стадии, при которой могли бы быть использованы все потенциальные возможности композиционного материала

Таким образом, задача оценки целесообразности применения новых конструкционных материалов в деталях и узлах силовой установки летательного аппарата военного назначения с точки зрения повышения его эксплуатационно-боевой живучести сводится к определению уязвимой площади СУ с элементами конструкции из композиционных материалов по отношению к конкретному типу средств поражения (случаю нагружения), то есть к определению характера и размеров повреждения элементов конструкции силовой установки и оценки их влияния на работоспособность газотурбинного двигателя.

Замена традиционных материалов на композиционные в конструкции силовой установки и ЛА производится после всестороннего предварительного анализа всех возможных последствий такой замены. При этом величины кэф,

КГЛА являются исходными данными для принятия решения по данному вопросу.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что системный подход к решению научно-технической проблемы позволил с разной степенью глубины решить информационную, теоретическую, методологическую, математическую, техническую и организационно-производственную задачи:

1. Разработан метод оценки целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения, представляющий собой совокупность расчетно-экспериментальных методик Метод позволяет исследовать эффективность использования композитов в элементах конструкции СУ на всех этапах жизненного цикла БАК;

2. Обобщены сведения о КМ и их компонентах. Рассмотрены вопросы технологии, ремонта и контроля качества композитных изделии. Приведены основные характеристики перспективных конструкционных материалов для использования в авиастроении. Их анализ показал превосходство КМ по удельным параметрам, что позволяет прогнозировать снижение массы авиационных конструкций.

3. Усовершенствована многоуровневая система критериев оценки эффективности применения КМ в конструкции силовой установки боевого ЛА с учетом всех исследованных свойств материала, конструкции, а также летно-технических характеристик самолета.

4. Проведено экспериментально-теоретическое исследование упругих и прочностных характеристик КМ. Определен коэффициент вариации механических свойств КМ, который составил 16.20 %, что является приемлемым к данному классу конструкционного материала Предложен набор критериев прочности для оценки работоспособности многослойного КМ. Результаты расчета и эксперимента показали их удовлетворительное совпадение.

5. Создан комплекс экспериментальных установок для исследования повреждаемости деталей СУ, позволяющий имитировать реальные условия воздействия СП по объекту исследования и уточнять коэффициенты, необходимые для расчета работоспособности деталей из КМ. Изучен характер повреждений РЛ компрессора и ВПК в зависимости от их материала, конструкции и условий ударного нагружения. По результатам эксперимента установлено, что для повышения несущей способности композитные РЛ должны быть выполнены без металлического лонжерона внутри пера лопатки, а воздуховод из КМ должен иметь в конструкции стопперы трещин с шагом не менее 150. 170 мм.

6. На базе построенной модели течения воздушного потока в канале перед компрессором исследовано влияние сквозных повреждений ВПК на работоспособность двигателя. Выявлено, что существует «прикомпрессорная» зона, разрушения в которой могут однозначно вывести двигатель из строя за счет нарушения газодинамических процессов в нем. Экспериментально-теоретическим путем определена зависимость протяженности «прикомпрес-сорной» зоны от размеров повреждения и их удаленности от входа в ГТД. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами других авторов, полученными на базе других моделей.

7. Разработана методика оценки боевой живучести ЛА с элементами конструкции силовой установки из КМ. Проведен анализ средств поражения эвентуального противника Уточнены размеры уязвимой площади СУ в задаче исследования БЖ самолета Установлено, что применение КМ является нецелесообразным по отношению к ударным средствам поражения.

8. По разработанному методу проведено теоретическое исследование целесообразности применения КМ в конструкции силовой установки ЛА военного назначения. Численно получены основные характеристики эффективности использования композитов в виде графиков и таблиц. Определена область целесообразного применения КМ в силовой установке модифицированного и проектируемого ЛА. Полученные результаты позволяют дать рекомендации по рациональному использованию КМ в конструкции самолета и его СУ на современном уровне развития авиастроения с учетом различных свойств как конструкционных материалов, так и авиационных конструкций из них.

1. Манилов В.Л. Оптимизация военной организации государства// Военная мысль. -1999. № 2. - С. 2. 13.

2. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. ДясЛюбина; Пер. с англ. АБ.Геллера, М.М.Гельмонта/Под ред. Б.Э.Гелл ера- М.: Машиностроение, 1988.

3. Достижения в области композиционных материалов / Сб. научн. трудов под ред. ДжПиатти / Пер. с англ. Под ред. В.И.Лизунова М.: Металлургия, 1982.

4. Анцелиович Л.Л. Надежность, безопасность и живучесть самолета -М.: Машиностроение, 1985.

5. Базазянц С.И., Меднов АН и др. Боевая живучесть летательных аппаратов // Отраслевая библиотека «Технический прогресс и повышение квалификации)). Серия № 5 «Летательные аппараты)). М.: Военное издательство, 1983.

6. Безопасность полетов летательных аппаратов / Под ред. Г. Ф. Сивков.- М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1980.

7. Ананьев Е.А., Болховитинов В.Ф., Воронович А.П и др. Конструкция и боевая эффективность летательных аппаратов / Под ред. В.Ф.Болховитинова- М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1962.

8. Вентцеяь Е.С. Введение в исследование операций. М.: Советское радио, 1964.

9. Гришин В.И., Попов И.С. Боевое применение и боевая эффективность комплексов авиационного вооружения. -М: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1977.

10. Лисицкий П.Е. Боевые авиационные комплексы и их боевая эффективность. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1980.

11. Эффективность боевого применения авиации в зоне Персидского Залива (результаты предварительного анализа). М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1977.

12. Бабич В.К. Способы применения авиации в борьбе за господство в воздухе: (По опыту локальных войн) // Военная мысль. 1985. - № 11. -C.22.3I.

13. Композиционные материалы в военной авиации / Под ред. П.Т.Коломыцева -М: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1985.

14. Келлерер X, Геркерт С.М. Композиционные материалы в авиационно-космической промышленности: современное применение и развитие в будущем // Сб. научн. трудов международного симпозиума М: Металлургия, 1982. —С.242.266.

15. Аверичкин П. А. Методология применения и оценка эффективности использования композиционных материалов в авиационной технике. Ярославль: Изд. ЯГСХА, 1999.

16. Аверичкин П. А. Композиционные материалы в авиационных силовых установках. Ярославль: Изд. ЯГТУ, 1997.

17. Переславцев A.B., Зайнулин И.Г., Храпач H.A., Аверичкин П.А. Новые конструкционные материалы в авиационной технике // Деп. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в сб. реф. деп. рук (Вып. 47, серия В, № В 3907). М.: ЦВНИ МО РФ, 1999.

18. Ковылин АА, Аверичкин П.А Перспективы использования композитов в двигателесгроении // Тез. докл. предстоящей 19-й научн.-техн. конф. ВНК курсантов училища. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации СудцаВ.А., 1997.-С.20.

19. Аверичкин П. А. Эффективность применения композиционных материалов в конструкции летательного аппарата// Материалы докл. межвузовской научн.-метод, конф. Часть П. -Ярославль: тип. ЯГСХА, 1997. С. 102. 104.

20. Hanson М.Р. and Chamis С.С., «Graphite-Polyimide Composites for Applications to Aircraft Engines», NASA TN D-7698, July 1974.

21. Ward D., Composites: an exciting potential. «Engineer», 1982, 254, JMs 6587, p.38-39.

22. Боевая живучесть летательных аппаратов / Под ред. В.Ф.Леонтьева. М.: Военное издательство, 1983.

23. Заболоцкий А А. Производство и применение композиционных материалов. Итоги науки и техники: Серия «Композиционные материалы». Т.1. -М.: ВИНИТИ СССР, 1979.

24. Бидерман В. Л. Пластинки и оболочки из ориентированных стеклопластиков //Прочность, устойчивость, колебания: Справочник в 3-х томах. Т.2. -М.: Машиностроение, 1968.

25. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. М.: Химия, 1974.

26. Композиционные материалы в авиадвигателесгроении. М.: ЦИАМ,1982.

27. Работнов Ю.Н., Туполев А.А. и др. Применение углепластиков в конструкции летательных аппаратов // Механика композитных материалов. -1981. № 4. - С.657. 667.

28. Аверичкин П. А., Переславцев АВ. Композиционные материалы. Их роль и место в авиации // Деп. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в УПИМ (Вып. 43, серия В, № В 3669,1998 г.).

29. Портной КИ. Современные тенденции развития композиционных материалов // Композиционные материалы. М.: Наука, 1981. - С. 18. 24.

30. Каримбаев Т.Д. Проблемы использования композиционных материалов в двигателях будущего // Техника воздушного флота. 1991. - № 2. -С.17.21.

31. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988.

32. Композиционные материалы. М.: Наука, 1981.

33. Авиационные материалы. Справочник Т. 1. Конструкционные стали /Под ред. АТ.Туманова -М.: ОНТИ, 1975.

34. Авиационные материалы. Справочник Т.4. Алюминиевые и берил-лиевые сплавы / Под ред. А.Т.Туманова. М.: ОНТИ, 1974.

35. Авиационные материалы. Справочник Т.5. Магниевые и титановые сплавы / Под ред. АТ.Туманова М.: ОНТИ, 1973.

36. Авиационные материалы. Справочник Т.7. Полимерные композиционные материалы /Под ред. АТ.Туманова М.: ОНТИ, 1976.

37. Композиционные материалы в конструкции летательных аппаратов / Пер. с англ. Под ред. А.Л.Абибова М.: Машиностроение, 1975.

38. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. ДзкЛюбина; Пер. с англ. А.Б.Геллера и др. / Под ред. Б.Э.Геллера М.: Машиностроение, 1988.

39. Футзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов/Пер. сяпон. С.Л.Масленникова / Под ред. В.И.Бурлаева -М.: Мир, 1982.

40. Новицкий В.В. Прочность и проектирование конструкций из композиционных материалов. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1988.

41. Шестаков А.С. Конструкция летательных аппаратов. Теория авиационных двигателей. Эффективность применения композиционных материалов в конструкции летательных аппаратов: Учебное пособие. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А, 1996.

42. Лепеев А.Ф., Аверичкин П. А Оценка влияния новых материалов на боевую живучесть двигателя // Тез. докл. предстоящей 16-й научн.-техн. конф. ВНО курсантов училища Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А, 1994.-С.29.

43. Шестаков АС., Аверичкин П.А. Анализ повреждаемости деталей из композиционных материалов при высокоскоростном ударе // Проблемы удара, разрушения и технологий. Рига, 1990. - Т. 10. - № 4. - С.34.

44. Дудка КК, Преображенский И.К, Шестаков АС. Один из подходов к оценке ударной стойкости углепластика // Механика композитных материалов, 1983. № 4. - С.624.628.

45. Пармли Ф.А. Военные самолеты // Композиционные материалы. Т.З «Применение композиционных материалов в технике» / Пер. с англ. Под ред. И.Л.Светлова М.: Машиностроение, 1978. - С.130. 172.

46. Мышкин Л.В. Прогнозирование развития авиационной техники. Учебное пособие. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1998.

47. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. -М.: Энергоиздат,1982.

48. Виноградов В.И., Пономарев АН. Развитие самолетов мира М.: Машиностроение, 1991.

49. Пономарев Б. А. Настоящее и будущее авиационных двигателей. М.: Воениздат, 1982.

50. Новиков АС., Воеводин В.И., Михайлов АЛ. Композиционные материалы в деталях ГТД // Авиационная промышленность, 1987. № 11. -С.37.39.

51. Тезисы докладов УП-й межотраслевой конференции «Опыт и перспективы применения композиционных материалов в машиностроении», 13-15 сентября 1990 г. Куйбышев: НИИД, 1990.

52. Шестаков А.С., Аверичкин П.А Теория авиационных двигателей. Особенности боевой живучести силовой установки с применением композиционных материалов: Учебное пособие. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации СудцаВ.А, 1996.

53. Композиционные материалы: В 8-ми т. / Пер. с англ. Под ред. Л.Браутмана, Р.Крока. Т.З. Применение композиционных материалов в технике; Под ред. Б.Нотона. М.: Машиностроение, 1978.

54. Флейшман Б.С. Основы системологии. М.: Радио и связь, 1982.

55. Пономарев В. А Основы системного проектирования, применительно к авиационным ГТД. Ярославль: ЯПИ, 1989.

56. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. -М.: Наука, 1980.

57. Голубев И.С. Соизмерение технического уровня и эффективности при проектировании конструкций летательных аппаратов: Учебное пособие. М.: МАИ, 1986.

58. Голубев И. С. Эффективность воздушного транспорта. М.: Транспорт, 1982.

59. Ильичев А.В., Волков В. Д., Грущанский В. А Эффективность проектируемых элементов сложных систем. М.: Высшая школа, 1982.

60. Новицкий В.В. Прочность слоистых композиционных материалов. -М.: ВВИАим. Н.Е.Жуковского, 1988.

61. Болховигинов О.В., Иванов В.В., Новожилов А. А. и др. Боевые авиационные комплексы и их эффективность / Под ред. О.В.Болховитинова. М.: ВВИАим. Н.ЕЖуковского, 1990.

62. Боевая живучесть летательных аппаратов / Под ред. В.Ф.Леонтьева. М.: Военное издательство, 1983.

63. Матвеевский С.Ф. Основы системного проектирования комплексов летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1987.

64. Лебедев А.А, Баранов В.Н., Бобронников В.Т. и др. Основы синтеза летательных аппаратов: Учебное пособие дня студентов втузов / Под ред. ААЛебедева. М.: Машиностроение, 1987.

65. Саркисян СА, Ахундов В.М, Минаев Э.С. Анализ и прогноз больших технических систем. М.: Наука, 1983.

66. Худяков Л.Ю. Исследовательское проектирование кораблей. М.: Судостроение, 1980.

67. Беляков И.Т., Борисов Ю.Д. Технологические проблемы проектирования летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978.

68. Ударная стойкость композиционного материала с металлической матрицей // Экспресс-информация. Авиастроение, 1977. № 16. - С.18.38.

69. Аверичкин П. А, Храпач НА Экспериментальная оценка повреждаемости рабочих лопаток компрессора // Материалы научн.-практич. конф., посвященной 75-летию со дня основания ВВИА им. Н.Е.Жуковского. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1995.

70. Аверичкин П. А, Переславцев АВ. Прогнозирование работоспособности рабочих лопаток турбомашин со сквозным повреждением // Контроль. Диагностика. № 9. - М.: Машиностроение, 1999. - С.26.30.

71. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1974.

72. Разрушение элементов авиационных конструкций из композиционных материалов (по материалам иностранной печати) // Обзоры ЦАГИ. № 562. -М.: ОНЩ 1979.

73. Композиционные материалы в авиадвигателесгроении. -М.: ЦИАМ,1979.

74. Аверичкин П. А, Бибаев С. А Место композиционных материалов в прогрессе авиационной техники // Тез. докл. предстоящей 20-й научн.-техн. конф. ВНК курсантов училища Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации СудцаВА., 1998. -С.З. 4.

75. Шестаков АС., Аверичкин П.А, Беломестнов И.И., Дроздов М.А. Работоспособность рабочих лопаток с повреждением // Тез докл. 13-й научн.-техн. конф. ВНО слушателей и курсантов училища Даугавпилс: ДВВАИУ ПВО им. Я.Фабрициуса, 1991. - С.96.

76. Кристансен Р. Введение в механику композитов / Пер. с англ. Под ред. Ю.М.Тарнопольского. -М.: Мир, 1982.

77. Тарнопольский Ю.М., Розе АВ. Особенности расчета деталей из армированных пластиков. Рига: Зинатне, 1969.

78. Андриенко В.М., СухобоковаГ.П. Особенности расчета на прочность конструкций из композиционных материалов // Проектирование, расчет и испытание конструкций из композиционных материалов. М.: ЦАГИ, 1982. -Вып. 9. -С.9.20.

79. Крашаков Ю.Ф., Шесгаков АС. Композиционные материалы в авиационных конструкциях: применение и особенности расчета // Проблемы механики удара и разрушения. Вып.1. - Даугавпилс: ДВВАИУ ПВО им. Я.Фабрициуса, 1982. - С.51. 55.

80. Аверичкин П. А, Дроздов М.А., Шесгаков АС. Экспериментальная установка для исследования стойкости к удару лопаток турбомашин // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В 1775,1990 г.).

81. Аверичкин ПА, Дроздов М.А., Шляхов В.И. Установка для исследования защитных свойств бронемагериалов от воздействия стрелкового оружия // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В1777, 1990 г.).

82. Аверичкин П.А, Зайнулин И.Г., Переславцев А.В. Установка для ударного нагружения и оценки защитных свойств авиационных конструкций

83. Деп. в ЦСИФ МО РФ, опубл. в сб. реф. деп. рук (Вып. 46, серия В, № В 3892). М.: ЦВНИ МО РФ, 1999.

84. Ас. № 1774205. Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе / ПААверичкин, М А Дроздов, АЯЛантевич, И.И.Беломесгнов (СССР). Заявка № 4903692/23; Заявлено 21 января 1991 года.

85. Патент 1007589 РФ. Устройство для захвата криволинейного образца при растяжении / ПААверичкин, Н.АХрапач, АН.Ухгинский, АС.Шесгаков (РФ). № 95110178/28; Заявлено 15 июня 1995 года.

86. Румшинский Л 3. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971.

87. Зайдель АН. Элементарные оценки ошибок измерений. М.: Наука,1970.

88. Степанов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. -М.: Машиностроение, 1972.

89. Аверичкин П. А, Храпач НА Сравнительная оценка повреждаемости рабочих лопаток компрессора// Тематический научн.-техн. сб. № 19 «Авиационные комплексы и их эксплуатация». Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации СудцаВ.А, 1997. - С.35.37.

90. Преображенский И.Н. Устойчивость и колебание пластинок и оболочек с отверстиями. .М.: Машиностроение, 1981.

91. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979.

92. Кононов Е.П., Шестаков А.С. Характер повреждений и несущей способности панелей авиационных конструкций. Научно-методические материалы по восстановлению авиационной техники. М: ВВИА им. Жуковского,1983. -С.111.116.

93. Разработка методики и программы для ЭВМ по расчетам устойчивости трехслойных композиционных оболочечных конструкций, имеющих отверстия и стопперы, при комбинированном нагружении. Техн. отчет № 1071-1-89. М.: ММЗ им. А.И.Микояна, 1989.

94. Крашаков Ю.Ф. Несвязная задача термоупругости и устойчивости оболочек из композиционных материалов II Труды ЦАГИ. М.: ЦАГИ, 1980. -Вып. 2041.

95. Крашаков Ю.Ф., Рубина А.Л., Сухобокова Г.П. Проектирование цилиндрических оболочек из композиционных материалов при ограничениях по прочности и устойчивости // Ученые записки ЦАГИ. М.: ЦАГИ, 1978. -Т.1.

96. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение,1984.

97. Расчет характеристик жесткости и прочности однонапрвленного слоя и многослойного материала с перекрестным армированием // Проектирование, расчет и испытание конструкций из композиционных материалов. М: ЦАГИ, 1973. - Вып. 1.

98. ПО. Аверичкин П. А. Методика оценки боевой живучести летательного аппарата с композиционными материалами в конструкции его силовой установки // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в сб. реф. деп. рук. (Вып. 19, серия Б, № В 2029, 1992 г.).

99. Картавый А.П., Аверичкин П. А. Аэрокосмическое применение композитов II Тез. докл. предстоящей 20-й научн.-техн. конф. ВНК курсантов училища. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В.А., 1998. -С.4.5.

100. Доработка методики оценки боевой живучести силовой установки с боевыми повреждениями. Отчет о НИР № 09618/1П, шифр «Поле». Авт.: Аверичкин П. А, Шестаков АС., Ухтинский АН. и др. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А., 1996.

101. Аверичкин П.А, Храпач H.A. Особенности оценки боевой живучести силовой установки с применением композиционных материалов // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в сб. реф. деп. рук (Вып. 36, серия Б, № Б 2866,1996 г.).

102. Мышкин Л.В., Шесгаков A.C. К расчету массы модифицированного летательного аппарата с применением композиционных материалов // Научн.-методич. материалы по конструкции летательных аппаратов. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1982. -С.56.63.

103. Повышение эффективности конструкций перспективных истребителей // Техническая информация ЦАГИ, 1982. № 12. - С.8. 15.

104. Применение композиционных материалов на основе углеродных волокон в конструкции военных самолетов // Экспресс-информация. Авиастроение, 1981.-№ И.-С.26.35.

105. Проектные исследования перспективного самолета из композиционных материалов // Экспресс-информация. Авиастроение, 1979. № 1. -С.34.59.

106. Сертификация самолетных конструкций из композиционных материалов //Техническая информация ЦАГИ, 1982. № 12. - С.15.25.

107. Смирнов H.H. Техническое обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию / Воздушный транспорт. T.l 1. М.: ВИНИТИ, 1983.

108. Гришин В.И., Попов И.С. Боевое применение и боевая эффективность комплексов авиационного вооружения. М.: ВВИА им. НЕ Жуковского, 1977.

109. Авиационные неуправляемые средства поражения / Под ред. АИ. Дорофеева М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1985.

110. Авиационные управляемые ракеты. 4.2 / Под ред. И.Е.Казакова -М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1985.

111. Дорофеев А.И. и др. Авиационные боеприпасы. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1978.

112. Паленок АИ., Аверичкин П.А., Подвальный С. А К вопросу оценки боевой живучести летательного аппарата// Тез. докл. предстоящей 18-й научн.-техн. конф. ВНК курсантов училища Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В.А., 1996. - С.19.

113. Беломестнов К И., Болховитинов О.В., Аверичкин П. А Вклад силовой установки в боевую живучесть истребителя // Тез. докл. предстоящей 14-й научн.-техн. конф. ВНО слушателей и курсантов училища Даугавпилс: ДВВАИУ ПВО им. Я.Фабрициуса, 1992. - С.36.

114. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок. М.: Машиностроение, 1986.

115. Нечаев Ю.Н. Исследование путей снижения потерь эффективной тяги силовой установки сверхзвукового самолета// Научные проблемы авиации и космонавтики. История и современность. М.: Наука, 1985. - С.81. 94.

116. Ухтинский АН., Аверичкин П. А. Экспериментальная оценка «при-компрессорной» зоны // Тез. докл. предстоящей 17-й научн.-техн. конф. ВНО курсантов училища. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А., 1995. - С.29.

117. Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей. М.: ВВИА им. Н.ЕЖуковского, 1990.

118. Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Янко АК. Теория авиационных двигателей. Теория лопаточных машин: Учебник для студентов, обучающихся по специальности «Эксплуатация летательных аппаратов и двигателей» / Под ред. П.ККазанджана. М.: Машиностроение, 1983.

119. Белоцерковский С.М., НиштМ.И. Отрывное и безотрывное обтекание тонких крыльев идеальной жидкостью / Под ред. С.М.Белоцерковского. -М.: Наука, 1978.

120. Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей. Вып.З. Рабочий процесс и совместная работа элементов ТРД. М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1971.

121. Аверичкин П.А, Буга А.Л., Шесгаков А.С. Теория авиационных двигателей. Расчет эксплуатационных характеристик ТРДДФ со смешением потоков: Методические рекомендации. Ставрополь: СВАИУ ПВО им. маршала авиации Судца В. А., 1995.

122. Аверичкин П. А Оценка живучести рабочих лопаток компрессора со сквозным повреждением при действии растягивающих напряжений от центробежных сил // Деп. в ЦСИФ МО, опубл. в УПИМ (Вып. 15, серия Б, № В1776, 1990 г.).

123. Крестьянинов Е.Ф., Лисицкий П.Е., Мышкин Л.В. и др. Конструкция летательных аппаратов / Под ред. КДТуркина М.: ВВИА им. .Е.Жуковского, 1972.

124. ГОЛОВНОЙ СОьЕТ «МАШИНОСТРОЕНИЕ»

125. Председатель совета, , /г л академик РАН -—.1. Ученый секретарь5. ¿^о реализации в ОКБ МиГ результатов научной работы представителя филиала военного авиационного технического университета Аверичкина Павла Алексеевича

126. Комиссия в составе: начальника бригады к.ф.-м.н. Тетюхина В.В., главного специалиста Жмурова В.А.-, ведущего инженера Гаврилова В.Д. установила, что в ОКБ реализованы:

127. Председатель комиссии: к.ф.-м.н.1. Члены комиссии:& » сб1999г.1. Гаврилов В. Д.

128. УТВЕРЖДАЮ ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИ^СГОР ОАО НИИМТД1999 г.1. Д.Т.Н.,1. АКТо реализации в ОАО НИИМТД результатов научной работы представителя филиала военного авиационного технического университета Аверичкина Павла Алексеевича

129. ГЬлученные автором результаты экспериментальных исслздованшт повреждаемости рабочих лопаток осевого компрессора, изготовленных из различных конструкционных материалов при разработке тактико-технических требований к авиационной силовой установке;

130. Доработанная автором методика оценки живучести силовой установки летательного аппарата с элементами конструкции го композиционных материалов при выполнении программы испытаний опытных образцов перспективной авиационной техники.

131. По результатам научной работы подготовлен и представлен в организацию отчет о НИР № 08750, шифр «Лопатка -ПКМ», ДВВАИУ ПВО имени Яна Фабрициуса, 1989 г.1. Члены комиссии:6 » «ар*а 1999 г.и

132. Комиссия в составе: начальника учебного отдела к т.н., доцента Глушкова В.Г., начальника кафедры № 15 д.т.н., доцента ИЬстакова АС., старшего преподавателя кафедры № 15 кт.н., с.н.с. Пахольченко АА установила, что в учебном процессе филиала реализованы

133. ПРЕДСЕДАТЕЛЬ КОМИССИИ кт.н, доцен лушков ВГ.д т.н., доцен Шлжов А С.кт.н., с.н.с.- Пахольченко А А№ » мфта 1999 г.