Дата публикации:  08/09/2019

Как сообщает пресс-службы Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ), в стенах института завершились испытания ротора-демонстратора «сухого» малоразмерного газотурбинного двигателя (МГТД). Цель испытаний – оценка работоспособности газодинамических подшипников в системе ротора-демонстратора. Работа является продолжением комплекса расчетно-экспериментальных исследований, проводимых в ЦИАМ в обеспечение создания двигателей будущего – перспективных МГТД с газовыми опорами, которые могут применять как в летательных аппаратах двойного назначения – БПЛА (беспилотные летательные аппараты), так и в гражданской технике – малой энергетике.

Источник: Методика создания демонстратора малоразмерного газотурбинного двигателя с ротором на газовых опорах на базе существующей конструкции (Темис М.Ю., Гаврилов В.В., Егоров А.М.)

Внешний вид демонстратора МГТД с гибридным подвесом ротора на испытательном стенде

Особенность конструкции МГТД – применение газодинамических лепестковых подшипников, для которых используется не масло, а воздух. Это позволит в перспективе полностью отказаться от маслосистемы и создать «сухой» двигатель, в котором заинтересованы эксплуатанты из-за снижения стоимости двигателя и сокращения расходов на его содержание. Кроме того, благодаря газовым подшипникам в отдельных случаях двигатель имеет облегченную упрощенную конструкцию и высокую частоту вращения ротора турбокомпрессора – 100-200 тысяч об/ мин. Традиционные шариковые и роликовые подшипники качения не рассчитаны на такие скорости вращения.

Источник: Методика создания демонстратора малоразмерного газотурбинного двигателя с ротором на газовых опорах на базе существующей конструкции (Темис М.Ю., Гаврилов В.В., Егоров А.М.)

Элементы радиального подшипника (слева – лепестки подшипника, справа – подшипник в сборе)

"В работе есть и свои особенности, – сообщил руководитель проекта Валентин Гаврилов. – Например, технология изготовления элементов газовых подшипников. Обеспечение их работоспособности при высоких температурах в условиях «сухого» трения – нетривиальная задача".

Испытаниям демонстрационной системы газового подвеса ротора предшествовал большой объем исследований по определению оптимальной конфигурации радиальных и осевых газовых подшипников, выбору их параметров, материалов элементов, включая выдерживающие «сухое» трение высокотемпературные износостойкие покрытия.

В ходе исследований была решена задача осевой неуравновешенности ротора турбомашины. Чтобы он не смещался, предложено установить в «горячей» зоне двигателя осевой газовый подшипник с лепестками из жаропрочных сплавов, обеспечивающий стабильную безрезонансную работу ротора. Для противостояния колебаниям вала решено применить разрезные лепестки радиальных подшипников – демпферы, – позволяющие работать при перекосе.

При определении динамических свойств роторной системы в ходе испытаний применялись высокоточные датчики, фиксировавшие перемещения ротора в радиальном и осевом направлениях.

Проведенное экспериментальное исследование роторного узла с радиальными и осевым подшипниками подтвердило работоспособность выбранной конструкции. В дальнейшем конструкция ротора будет испытана в составе натурного демонстратора на базе серийного малоразмерного вспомогательного газотурбинного двигателя.

Использованы материалы пресс-службы ЦИАМ и публикаций руководителя проекта Гаврилова В.В.

Российский металлокерамический подшипник получил “серебро”