Композитная защита картера – это деталь, которая служит для предотвращения повреждения масляного картера и других конструкций, которые расположены в нижней части подкапотного пространства, а также не дает попадать грязи, камням и воде под капот автомобиля при передвижении по неровным дорогам или в плохую погоду.
Лишь на первый взгляд может показаться, что выбор этой детали не представляет особых трудностей, но на практике необходимо учитывать множество факторов: конструктивные особенности, материал, способы крепления и т. д. На некоторых моделях современных автомобилей заводом-изготовителем предусматривается небольшая штатная защита двигателя и подкапотного пространства из пластика, которая при необходимости глушит энергию небольшого удара посредством своей механической деформации. Чаще всего она изготавливается из карбона или АБС-пластика.
Защита картера из карбона
Защитят ходовую и сэкономят вам деньги, увеличат дорожный просвет на 3 см.Читать далее >>
Поэтому при выборе защиты масляного картера двигателя важно учитывать наличие заводской детали и выбирать такую, которая не будет препятствовать характеристикам пластика на деформацию, предусмотренного производителем авто. Наиболее частые материалы для защиты двигателя:
Самыми распространенными видами таких деталей является стальная защита картера, которая изготавливается из прочной 2-миллиметровой стали. Такой материал успешно защищает картер двигателя при столкновении с препятствиями на дорогах и предотвращает попадание грязи и влаги. Среди плюсов подобного варианта можно выделить невысокую стоимость, простоту в изготовлении своими руками и ремонтопригодность (возможность быстрой рихтовки), однако стальная защита подвержена коррозии и не прослужит долго без должного ухода или покраски. Изделия из стали и других видов металла используются теми, кто часто передвигается по бездорожью, а на некоторые внедорожники устанавливается стальная защита шириной 3 миллиметра из усиленной стали.
В последние годы все чаще выбор автолюбителей падает на модели из композитных материалов. Такие детали обладают высокой прочностью, еще более низкой стоимостью, чем стальные и алюминиевые, и достаточной долговечностью при использовании как в городских условиях, так и в условиях бездорожья.
Модель из композитных материалов
При изготовлении композитной защиты картера используется специальная технология с изменениями и дополнениями (в зависимости от конкретного материала), при которой несколько слоев (обычно 5–6) из волокна армируются между собой при помощи специальной смолы (полимеров). Такая технология позволяет получать на выходе очень прочный материал, недаром именно композитные детали используются при производстве болидов Формулы 1, а также в космической промышленности.
Среди основных преимуществ композитной защиты двигателя:
Таким образом, при выборе защиты для картера мы рекомендуем обращать внимание именно на модели из композитных материалов, при правильном подходе можно подобрать оптимальную модель с хорошим соотношением цена-качество. Далее рассмотрим основные отличия композитных материалов, из которых изготавливается защита картера для современных автомобилей.
Стеклопластик – самый распространенный и доступный вариант защиты картера. При производстве ткань (кварц) служит армирующим материалом, который прочно соединяется с различными полимерами. Такие детали самые тяжелые среди других из композитных материалов. Стеклопластик обладает влагостойкостью, низкой теплопроводностью и относительно высокой прочностью (для сравнения, прочность 2-миллиметровой стали в 3 раза выше).
Защитная деталь из стеклопластика
Композитная защита картера из карбона (углепластика) стоит довольно дорого за счет высокой технологичности и стоимости самого материала. При изготовлении требуется более сложное оборудование, при этом их отличительной особенностью можно назвать высокую эластичность и стойкость к вибрациям, легкий вес (в несколько раз легче стали) и высокую прочность.
Карбон из-за высокой стоимости чаще всего применяют при изготовлении корпусов и защит для гоночных автомобилей или при дорогостоящем аэродинамическом тюнинге.
Но самый главный недостаток карбона – это невозможность восстановления. Если деталь из карбона пробита в какой-либо точке, ее придется полностью заменить. Выбирая защиту из карбона, ни в коем случае не покупайте дешевые варианты неизвестных производителей, при несоблюдении технологичности производства она будет не прочнее обычного пластика и быстро деформируется и выйдет из строя.
Изделия из кевлара (пара-армида) обладают высокой механической прочностью за счет особенностей материала. По сравнению с другими видами композитных материалов для защиты двигателя, кевларовые детали обладают самой высокой химической и термической стойкостью; прочностью, которая превышает прочность карбона в 2,5 раза и высокими амортизирующими свойствами. Защита двигателя из кевлара на данный момент самая дорогостоящая из всех представленных видов, однако повредить ее, передвигаясь по обычному бездорожью, практически невозможно. Производством защит двигателя из кевлара занимается американская компания DuPont и южнокорейская фирма Heracron.
tuningkod.ru
Если вы найдете ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо.
Появление первых оппозитных двигателей с горизонтальным расположением поршневой системы в свое время решило многие проблемы.
После появления первых двигателей внутреннего сгорания великие умы человечества не оставляли затею усовершенствовать имеющуюся конструкцию.
Основной задачей было уменьшение размеров, более компактное расположение и повышение устойчивости автомобиля.
Оппозитный двигатель решил многие из перечисленных выше проблем, но не до конца.
Первоначально оппозитные двигатели использовались исключительно на военной технике и в гражданском автомобилестроении большим спросом не пользовались.
Единственные, кто заинтересовались данным типом мотора – разработчики Фольцваген, которые с 1938 года начали устанавливать его на автомобили «Жук».
Почти за 65 лет было выпущено около 22 миллионов таких автомобилей.
Со временем установкой таких моторов занялись и разработчики компании Порше. Так, оппозитные моторы появились на Porsche 987 Boxster и сериях GT.
С 1963 года к «клубу любителей» подключился японский бренд Субару, для которых данный вид двигателей стал приоритетным.
На фото оппозитный двигатель субару.
Сегодня существует два основных типа оппозитных двигателей.
ОРОС.
ОРОС – уникальный в своем роде мотор. Его особенность заключается в том, что поршни не просто горизонтально расположены – они двигаются асинхронно друг другу.
Благодаря этому конструкция существенно упрощается – отпадает необходимость использовать систему клапанов и ГБЦ.
В итоге двигатель теряет в массе и общем объеме вредных выбросов. Что касается типа «ОРОС» на бензине и дизельном топливе, то в первом случае топливная смесь попадает в мотор с помощью карбюратора, а ВТО втором – напрямую в камеру.
Особенность такого мотора – синхронное перемещение поршневых групп через каждые 1/2 оборота коленвала.
Число цилиндров может различаться – от 4 до 12. Наибольшей популярностью пользуются 6-ти цилиндровые оппозитные моторы, которые отличаются минимальным уровнем вибрации.
После краткого рассмотрения конструктивных особенностей оппозитника, хотелось бы подвести итого по поводу его плюсов.
Их несколько:
Если бы в данном виде у двигателя были одни преимущества, то он бы устанавливался на всех автомобилях.
К сожалению, есть ряд минусов, которые добавляют "ложку дегтя":
Как мы уже упоминали, с 1963 года такой двигателей устанавливают на Субару Бокстер.
Четырехцилиндровые моторы имеют три поколения:
Оппозитные четырехцилиндровые моторы ЕА от Subaru.
Нельзя не отметить путь 6-ти цилиндровых двигателей, которые в течение четырех лет с 1987 года выпускались под серией ER, с 1992 по 1997 год появилась серия EG, а с 1999 года – EZ.
Как показала практика эксплуатации, четерехцилиндровые моторы оказались более компактными, безвредными и экономичными.
Это стало возможным за счет целого ряда уникальных решений – увеличения степени сжатия (камера сгорания уменьшена, а ход поршня – увеличен), использования уникальной системы газораспределения, уменьшения массы движущихся элементов, установки насоса, обеспечивающего высокий уровень смазки, а также применения новой системы охлаждения.
В 2008 году компанией Субару был представлен совершенно новый дизельный оппозитник с четырьмя цилиндрами и рабочим объемом два литра.
На современных автомобилях Порше все больше устанавливаются бензиновые моторы, имеющие восемь и двенадцать цилиндров.
Возможно, уже через несколько лет оппозитные двигатели появятся на машинах и других марок. Но для этого необходимо решить целый ряд ключевых недостатков, которые отпугивают производителей и покупателей.
Как работает оппозитный двигатель Субару - видео.
Но мы уверены, что данные решения будут найдены. Удачи.
Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите "ОТПРАВИТЬ". Спасибо.
ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫМ:
ПОДЕЛИТЬСЯ НОВОСТЬЮ С ДРУЗЬЯМИ:
autotopik.ru
Оппозитный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, где ряды цилиндров располагаются оппозитно (друг напротив друга) и вращают расположенный между ними коленчатый вал. Если говорить проще, это тот же V образный двигатель только с углом развала 180°.
Такое расположение элементов двигателя выбрано не случайно. В первую очередь автомобили с двигателями такой компоновки имеют низкий центр тяжести, который достигается благодаря тому, что оппозитный плоский двигатель как нельзя лучше располагается внизу моторного отсека. Более легкое навесное оборудование размещается уже над ним. Подобная характеристика позволяет автомобили быть более устойчивым на дороге, что немаловажно на больших скоростях.
Вторым основным плюсом такого двигателя является равномерность его работы и уравновешенность. Это достигается благодаря оппозитному расположению цилиндров, где вибрационные силы одной стороны гасятся вибрационными силами с другой.
Наибольшую популярность эти двигатели получили на автомобилях такой марки, как Subaru. Оппозитный двигатель сегодня стал практически олицетворением этой марки, хотя помимо Subaru он используется (хотя и значительно реже) на автомобилях других марок, например Porsche. Кстати, знатоки советской мото-классики, наверняка, помнят такие мотоциклы с оппозитным расположением двигателя как «Днепр» и «Урал», с их характерным звуком работающего двигателя. Между прочим, звук работы оппозитного двигателя является еще одной его особенностью и маркетинговым преимуществом у производителей автомобилей. Так, Subaru преподносит это звучание и свои гоночные достижения как некую «изюминку» своих автомобилей и их отличие от всех остальных, что, в свою очередь, положительно отражается на продажах данной марки.
Однако основные плюсы оппозитного двигателя, как и он сам, с легкой уравновешиваются его минусами, в сравнении с массовой компоновкой двигателей внутреннего сгорания.
В первую очередь это сложность ремонта оппозитных двигателей. Некоторые модификации этих двигателей и вовсе невозможно отремонтировать без извлечения его из моторного отсека. Хотя помимо этого проблемы может вызвать и более сложный механизм газораспределения, да и другие элементы двигателя.
Кроме того давайте не будем забывать о силе притяжения, от которой во время своей эксплуатации больше всего и страдают оппозитные двигатели. Ведь при таком расположении цилиндра, когда поршень движется в нем в горизонтально плоскости, износ гильзы под действием силы тяжести на поршни происходит неравномерно – эллипсоидно. Как следствие, со временем двигатель станет все больше и больше поедать масло.
Следующим моментом, который стоит учитывать, является то, что оппозитный двигатель располагается в моторном отсеке продольно. Поэтому при полном или переднем приводе колес требуется его расположение перед передней осью автомобиля, что, соответственно, увеличивает размер переднего свеса. Последнее не всегда является весьма хорошей характеристикой в развесовке автомобиля и, как следствие, в его устойчивости. Вот все плюсы и уравновесились минусами.
Но реклама и дилеры в салонах вам будут «петь» совсем другое: что оппозитный двигатель — это верх эволюции строения двигателей, а продавцы Subaru помимо этого будут еще ссылаться на то, что именно двигатели такой конструкции ставятся на самолеты, где надежность является элементом выживаемости всей конструкции. Вдобавок ко всему вы также услышите, что автомобили именно этой марки были не однократными призёрами различный ралли.
Да, все это хорошо, но столь ли вам необходимо авиационное и раллийное прошлое в повседневной езде. Авиационное прошлое — это просто маркетинговый ход. Ведь, как известно, к двигателям в авиации предъявляются совершено другие требования, ориентированные на совсем другую нагрузку и условия эксплуатации. Поэтому нельзя сравнивать два этих понятия, так как то, что, возможно, идеально в небе, может плохо работать на земле и наоборот. Ну, а то утверждение, что повседневный автомобиль можно использовать в гонках, тоже весьма спорный аргумент. Двигатели для гонок, проектируются для достижения максимальных показателей, но расплата этому их небольшой срок службы. Излишняя мощность в повседневных поездках по загруженному городу никак не будет проявляться, но сам факт ее присутствия приведет двигатель к более скорому капитальному ремонту, чем стандартная «тяговая лошадка» обычного городского автомобиля.
Ну, а в заключение, хочу сказать, что перед тем, как сделать свой выбор в пользу автомобиля с оппозитным двигателем, ещё раз взвесьте все «за» и «против». Да, если вы в душе прирожденный гонщик и любите индивидуальность во всем, то, несомненно, автомобиль с раллийным корнями и с особым (не таким как у всех) двигателем — это ваше. Ну, а если автомобиль для вас просто средство передвижение из точки А в точку Б, то, пожалуй, стоит обратить внимание на автомобили с классическим двигателем. Так как с их ремонтом будет поменьше проблем, да и при поездках в глубинку, случись что, будет проще найти сервис, который возьмется за ремонт вашего авто, чего не скажешь об автомобилях с оппозитным двигателем, где их особенность в таких ситуациях создает лишь лишние трудности.
Видео
autoepoch.ru
Kомпозиционные материалы привносят в авиацию много полезного - они увеличивают прочность деталей, снижают их вес и подверженность коррозии, а также позволяют сократить количество деталей. В авиационных двигателях композиты тоже снижают вес, что влечет за собой экономию топлива.
По сравнению с титановыми композитные лопатки вентилятора не только легче - им можно придать более сложную аэродинамическую форму и обойтись меньшим количеством деталей. Это достигается благодаря компьютерному 3D-моделированию аэродинамических процессов, развитие которого идет с 1990-х гг.
Kомпозиционные материалы привносят в авиацию много полезного - они увеличивают прочность деталей, снижают их вес и подверженность коррозии, а также позволяют сократить количество деталей. В авиационных двигателях композиты тоже снижают вес, что влечет за собой экономию топлива. По сравнению с титановыми композитные лопатки вентилятора не только легче - им можно придать более сложную аэродинамическую форму и обойтись меньшим количеством деталей. Это достигается благодаря компьютерному 3D-моделированию аэродинамических процессов, развитие которого идет с 1990-х гг.
По данным компании General Electric, впервые применившей широкохордовые композитные лопатки на вентиляторе двигателя GE90 для Boeing 777, они весят на 10% меньше, чем пустотелые титановые лопатки. Впоследствии композитные лопатки были использованы на GEnx для Boeing 787 и 747-8; эти работы привели к созданию масштабируемой архитектуры eCore, которую можно применить как для перспективной программы Boeing 777-9X, так и - через совместное предприятие CFM International с участием Snecma - для семейства двигателей LEAP-1, предназначаемых для узкофюзеляжных Airbus A320NEO, Boeing 737MAX и Comac C919.
В классической технологии General Electric лопатки изготавливаются из армирующих слоев волокна, пропитанных связующим веществом. Такой подход годится для больших лопаток мощных двигателей с вентиляторами диаметром 123-128 дюймов (3,00-3,25 м), но его нельзя масштабировать для относительно небольших лопаток вентиляторов диаметром 60-75 дюймов (1,5-1,9 м). Длинные лопатки получаются достаточно гибкими, чтобы выдержать попадание птицы, а короткие лопатки оказываются слишком жесткими и от попадания, скажем, гуся могут рассыпаться.
На предприятии CFM International компания Snecma традиционно отвечает за системы низкого давления, поэтому она взялась за задачу изготовления лопаток вентилятора для двигателя LEAP. Ответ Snecma на проблему избыточной жесткости - ткать лопатки из нитей углеволокна, а не из слоев. Сотканная трехмерная структура лопатки скрепляется с помощью технологии, называемой формованием с переносом смолы. В результате получается лопатка, способная выдержать попадание птицы или других посторонних предметов в сертификационных испытаниях FAA.
Партнером для организации производства Snecma выбрала Albany Engineered Composites (AEC), дочернее предприятие компании Albany International, знаменитой производством приводных ремней для бумагоделательных машин (по словам президента компании Джозефа Мороуна, ее оборот в прошлом году составил 720 млн долл., на 18 заводах по всему миру работают 4300 сотрудников).
AEC применила технологический процесс, восходящий к одному из чудес промышленной революции XIX в. Это жаккардовое переплетение, широко используемое в многослойных тканях, таких как парча или матлассе. Жаккардова вязальная машина позволяет ткать сложные узоры в едином процессе. Сейчас, конечно, машины управляются компьютерами, но процесс изготовления композитной лопатки турбовентилятора все равно похож на вязку стеганого одеяла.
После десятилетия исследовательских работ Snecma и AEC смогли продемонстрировать успех выбранной технологии, сейчас идет подготовка к организации серийного производства лопаток и других композитных деталей. Должны быть построены две фабрики - одна в Рочестере (шт. Нью-Гемпшир), другая на востоке Франции около Нанси.
AEC имеет большой опыт работы с композиционными материалами, среди прочего она выпускает композитные подкосы для шасси Boeing 787, которое поставляет компания Messier-Dowty, входящая вместе со Snecma в группу Safran.
По мнению Джозефа Мороуна, технология, разработанная для тканья лопаток, найдет и другие применения - например, для изготовления фюзеляжей - так что ее распространение может принципиально изменить «правила игры». Впрочем, одно только изготовление лопаток для двигателей LEAP может увеличить доходы компании на 300- 500 млн долл. в год.
По словам гендиректора AEC Жан-Жака Орсини, изготовление лопаток началось в прошлом ноябре, первоначально в работе было занято 24 сотрудника, сейчас 60. На опытном производстве сегодня выпускается только 40 лопаток в месяц, но к 2020 г. при работе в три смены каждые полчаса будет производиться новая лопатка. Это потребует 400 сотрудников, распределенных поровну между AEC и Snecma.
По прогнозам CFM International, к 2020 г. спрос на ее двигатели составит 1500 в год, что превышает нынешний уже рекордный уровень производства 1350 двигателей в год.
Большинство двигателей будут семейства LEAP, а не CFM56, поскольку совместное предприятие, которое собирает двигатели и во Франции, и в США, учитывает планируемый переход Arbus и Boeing на программы выпуска ремоторизованных узкофюзеляжных самолетов семейств A320NEO и 737MAX.
Строительство фабрики AEC в США уже началось, стоимость проекта составляет 100 млн долл. Стройка завершится в середине 2013 г., завод будет готов выпускать лопатки в начале 2014 г. Аналогичная фабрика во Франции под Нанси (в местечке Коммерси) будет введена в строй годом позже.
Лопатки ткутся как цельный кусок материи, более толстый у основания, заостренный по сторонам и тонкий на вершине. Для изготовления 18 лопаток вентилятора LEAP требуется почти 322 км волокна. Сотканная структура заполняется смолой под давлением почти 9 атм, и этим завершается процесс формования. Затем лопатка проходит термообработку в печи при температуре 175°С в течение 5 ч.
Контроль качества осуществляется с использованием рентгеновских и ультразвуковых установок. Поверхность лопаток подвергается дополнительной обработке для повышения ее стойкости. По словам представителей AEC, вес готовой лопатки составляет около 4 кг, примерно в 8 раз меньше, чем у аналогичной титановой лопатки.
По мнению Snecma и AEC, разработанную технологию можно применять для лопаток вентиляторов диаметром до 120 дюймов (3 м). Тем не менее процесс изготовления еще должен быть сертифицирован, поэтому пока нет планов распространить новую технологию на изготовление лопаток для двигателей семейства GE90/GEnx.
Майкл Мекхэм
Источник: "Авиатранспортное обозрение"
www.hccomposite.com
…Ведь ВАСО поставляет компоненты для ССЖ и делает мотогондолы для Д-436…
Передача мотогондолы «на сторону» маловероятна, т.к. во-первых - это зона ответственности мотористов, а во-вторых - этот агрегат не только не российский, но и не французский. Изначально, в контракте прописано, что Power Jet отвечает за разработку и поставку всей маршевой силовой установки (МСУ) в сборе, т.е. двигателя + мотогондолы.
При этом, проектирование и изготовление мотогондолы, выполнялись фирмой «Aircelle» на средства «Снекмы».
Гондола состоит из воздухозаборника (обогреваемая обечайка с воздушно-тепловой ПОС и шумопоглощающие панели), левого и правого капотов вентилятора (открываются вверх для обслуживания двигателя), левой и правой частей реверсивного устройства (образуют собой канал внешнего контура) и сопла смешения. Металлической выполнена только обогреваемая обечайка ВЗ, а все остальные части мотогондолы являются композитными, с прокладкой из металлизированной сетки (молниезащита+HIRF).
В реверсивном устройстве скомпонованы все агрегаты механизма реверса тяги: электро-гидро клапаны, первичные и третичный замки реверса, гидроприводы и наконец - сами створки реверса. Почти всю мотогондолу, кроме гидроагрегатов реверса, изготавливает «Aircelle», а композитные перфорированные шумопоглощающие панели делают в Рыбинске. Т.е. в случае с SaM-146, фирма «PJ» является интегратором МСУ, а поставщиков её составляющих частей, не говоря уже о мелких ПКИ, великое множество и из разных стран. Так уж сейчас принято делать во всём просвещённом мире. За всё время общения с французскими коллегами не заметил, чтобы они комплексовали по поводу соотношения французских, российских, испанских и прочих процентов в МСУ. Нам, самолётчикам, двигателисты поставляют МСУ, которую окончательно собирают на так называемом «поддинге» (рабочем месте «PJ» в ЦОСе), и уже затем, в полностью готовом и закапотированном виде, подкатывают к самолёту для монтажа.
…Силовые элементы гондолы титан конечно?
Честно говоря не знаю, но скорее всего нет. А вот пилон навески двигателя (наша разработка) представляет собой титановую коробку. Западники когда увидели пилон сильно восхищались конструктивным исполнением и долго ахали по его поводу - чувствуется, что ваши конструктора проектировали истребители, пилон компактный, лёгкий и с минимумом деталей.
Про мотогондолу - попробую вечером почитать ЭД, и может быть, тогда смогу ответить на Ваш вопрос.
Посмотрел в AMM в мотогондоле используются следующие материалы:Внешняя и внутренняя обшивки: несколько слоев углепластика, бронзовая сетка, сотовая конструкция NOMEX в качестве заполнителя, один слой тедлара (для внутренней обшивки).Силовые элементы, замки, петли, патрубки ПОС: алюминий, титан, нержавеющая сталь (ПОС).
Сопло композитное, но так как в нём происходит смешение газов за турбиной с потоком от вентилятора, то общая температура значительно меньше, чем у боевых двгателей. Привожу выписку из РЭ (без марки материалов):- Внешняя обшивка - 4 углепластиковых слоя и слой бронзовой сетки- Заполнитель - Алюминиевая сотовая конструкция- Внутренняя обшивка - 3 слоя углепластика- Обработанная обшивка - 5 слоев углепластика- Верхняя и нижняя секции кольца - Титан- Левая и правая секции кольца - Алюминий
Мотогондола для авиадвигателя SaM-146 (SuperJet-100) разрабатывается и изготавливается компанией Aircelle на заводе в Гавре в рамках проекта по созданию российского регионального самолета SuperJet-100.
Первые изготовленные компоненты мотогондолы для двигателя SaM-146 Мотогондола – это система компонентов, интегрирующая двигатель и включающая реверс тяги, одна из ключевых систем самолета. Мотогондола обеспечивает аэродинамические, тепловые, акустические, конструктивные функции и функцию тормоза (реверс тяги). Основными задачами при разработке следующего поколения мотогондол являются: уменьшение шума и веса, увеличение надежности и ремонтноспособности, увеличение рабочего К.П.Д. и проч. К высокотехнологичным направлениям относятся использование композитных материалов, системы и обвязка двигателя, акустическое сопло.
Aircelle разрабатывает и изготавливает мотогондолы для любых авиадвигателей и принимает участие в авиационных программах всех диапазонов: бизнес-джеты, региональные самолеты, узкофюзеляжные пассажирские самолеты, широкофюзеляжные самолеты, в т.ч. A380.
Завод в Гавре – единственный в компании Aircelle, обладающий площадками по всем направлениям производства мотогондол, вскоре там планируется открыть новый цех высокой чистоты для композитов и новую лабораторию композитов.
Мотогондола для двигателя SaM-146 является новой «звездой» Гавра. Aircelle осуществляет разработку и полную интеграцию мотогондолы, в т.ч. обвязку двигателя и окончательную интеграцию мотогондолы (поддинг).
При производстве мотогондолы используются новые технологии: двухстворчатый реверс тяги типа papillon (“бабочка”), повышенный процент углеродных композитов, цельная акустическая панель воздухозаборника (2 DDL). Конструирование и разработка ведется в тесном взаимодействии между Aircelle и разработчиками двигателя – СП PowerJet (Snecma и НПО «Сатурн»).
(снимки предоставлены группой компаний SAFRAN)
10 Jun 2012 11:56 (опубликовано: Anonymous)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"
Читайте далее
Случайные статьи
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
ПАО «ОДК — Сатурн» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) проводит испытания опытных образцов деталей полимерных композиционных материалов (ПКМ) в составе российско-французского двигателя SaM146, которым оснащаются авиалайнеры Sukhoi Superjet 100 (SSJ100).
Многокомпонентные композиционные материалы состоят из пластичной основы (матрицы) и армирующих наполнителей, обладающих высокой жесткостью и прочностью. Их сочетание обеспечивает создание новых материалов, а ориентация наполнителя (углеродного волокна) в материале - необходимые прочностные свойства.
SaM146 — интегрированная силовая установка, включающая двигатель и мотогондолу с реверсивным устройством. Поставки SaM146 и все услуги по послепродажному обслуживанию осуществляет компания PowerJet (совместное предприятие, основанное на принципах равноправного партнерства Safran Aircraft Engines и «ОДК — Сатурн»).
Рыбинское предприятие «ОДК — Сатурн» отвечает за разработку и производство вентилятора и компрессора низкого давления, турбины низкого давления, общую сборку двигателя SaM146 и его испытания, а Safran Aircraft Engines — за компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, коробку агрегатов, САУ и интеграцию силовой установки.
«ОДК — Сатурн» работает над улучшением ресурсных и технических характеристик двигателя. Одним из направлений данных улучшений является замена существующих металлических деталей двигателя на конструкции, изготовленные из полимерных композиционных материалов.
«Мы активно работаем над созданием и внедрением деталей из полимерных композиционных материалов в состав авиационных двигателей, поскольку это позволяет существенно улучшить основные характеристики изделия, — говорит заместитель генерального конструктора «ОДК — Сатурн» по научно-исследовательской работе Дмитрий Карелин. — В частности, одной из задач является снижение веса двигателя SaM146 и других ГТД, выпускаемых предприятиями ОДК, а также создание научно-технического задела в области внедрения ПКМ. Целевыми показателями при этом являются снижение массы детали на 20-40% и стоимости изготовления на 10-50%".
В настоящее время первые опытные образцы, произведенные на «ОДК — Сатурн», проходят комплекс испытаний в составе двигателя SaM146. Разработанные технологии будут внедрены и в другие силовые установки ОДК.
Для успешного внедрения ПКМ специалистами предприятия была выбрана концепция «от простого к сложному», когда последовательность шагов начинается от замены материала в неответственных статорных деталях до ключевой задачи — разработки и создания модуля вентилятора из ПКМ.
Ключевые технологические направления, по которым ведется освоение данной технологии, — это ПКМ для статорных деталей на основе термопластичной (суперплатики типа ПЭЭК) матрицы и ПКМ для нагруженных деталей ГТД (в том числе рабочая лопатка вентилятора) с 3D-тканой армирующей структурой. Разработка технологий проводится в широкой кооперации с российскими и иностранными институтами и компаниями.
«Анализ мировых тенденций показал, что зарубежные компании-лидеры уже осуществляют переход от традиционных слоистых полимерных композитов к материалам нового поколения, — отмечает заместитель генерального конструктора «ОДК — Сатурн» по научно-исследовательской работе Дмитрий Карелин. — Это связано с повышением надежности деталей из новых материалов в сравнении со слоистыми ПКМ. Простое повторение опыта мировых компаний не позволит осуществить технологический скачок и, тем более, опередить их, поэтому внимание было сфокусировано на новых современных технологиях, имеющих максимальные перспективы применения. Серьезный прорыв можно осуществить с началом промышленного освоения и эксплуатации деталей из термопластичных ПКМ. Использование данных материалов позволяет проводить повторный расплав-отверждение, а, значит, существенно расширяет технологические возможности создания деталей из ПКМ, делает возможным использование технологий сварки, штамповки, литья, гибридных технологий формования, позволяет ремонтировать детали в условиях эксплуатации при появлении повреждений».
Технология создания сложных пространственно-армирующих структур из непрерывного углеволокна, которую осваивают в «ОДК — Сатурн», позволяет управлять и контролировать распределение механических свойств внутри детали за счёт 3D-армирования и нивелирует самый главный недостаток традиционных ПКМ — склонность к межслойному расслоению.
sdelanounas.ru
П
ервую попытку поставить композитные лопатки Rolls Royce предпринял еще во второй половине 1960-х. Тогда на фирме шли работы по RB211, предназначавшемуся для заокеанского Lockheed L-1011 TriStar, и лопатки ротора были сделаны из углеволоконного материала под названием Hyfil. И всем вроде был хорош материал, но увы – прочность его при равных со стальными изделиями толщине оказалась заметно хуже. В результате лопатки не прошли тест на птицестойкость, это потянуло за собой аннулирование работ по соответствующему корпусу вентилятора и прочим элементам, подогнанным под характеристики лопаток.
Надо сказать, что англичане в принципе были готовы к чему-то подобному, и как запасной вариант параллельно разрабатывали RB211-22, лопатки которого были выполнены из менее авангардного титана. Но это все же был запасной вариант, поэтому худший как в плане весовой экономии, так и в сроках разработки. Вдобавок тестовые RB211 недодавали тяги, были перетяжелены и чересчур прожорливы. Все это можно было вылечить, но требовались деньги. А тут еще общемировая экономическая обстановка как назло ухудшилась, и в 1971 компания была объявлена банкротом.
Потом, конечно, Rolls-Royce перешла под контроль государства, давшего деньги и на доводку двигателя, который в конце концов получился. RB211 разных модификаций до сих пор летают не только на немногочисленных ныне TriStar, но и на «Боингах» 747, 757 и 767, а также на некоторых Ту-204. Этот двигатель по сути сделал Rolls-Royce одним из ведущих игроков в секторе двигателей для пассажирских самолетов, но уроки, полученные в ходе его разработки, были выучены очень хорошо.
Например, долгие годы компания, как черт от ладана вздрагивала от упоминания о композитных лопатках вентиляторов, и выполняла эти детали исключительно из титана. Это, надо сказать, тоже хитрая задача: из-за технологических особенностей получения заготовок получается, что разные поверхности одной и той же заготовки имеют разные физические свойства, и нужных можно добиться только на одной стороне. Фирме пришлось разработать особый процесс, при котором две заготовки, обращенные наружу «правильными» сторонами, сваривались по краю, потом отправлялись в матрицу, где в атмосфере инертного газа подвергались нагреву, доводившему металл до пластичности. Далее газ под давлением нагнетался между титановыми листами, распирал их и вжимал в форму. Потом изнутри наваривался титановый же усиливающий каркас, и на выходе получается достаточно тонкостенная полая лопатка с нужными механическими свойствами.
Итак, освоив производство пустотелых лопаток, компания не уставала заявлять, что композиты – это в данном применении ерунда, и никаких преимуществ от них нет.Правда, за океаном так не считали, и композитные лопатки вентиляторов появились на GE90 от General Electric еще в 1995 году. Двигатель оказался удачным, композитные лопатки работали как надо, и эта же технология применяется теперь при разработке двигателей семейства GEnx. Но англичане утверждали, что никакого выигрыша все равно в композитах нет: для придания изделиям из них необходимой прочности приходится делать их толще, и экономия на весе лопаток нивелируется худшими их аэродинамическими характеристиками. Так что титан – это лучшее решение по параметрам веса, сопротивления и прочности (как в отношении вибраций, так и в плане воздействия посторонних объектов – от птиц до частиц вулканического пепла.
Но, как водится, в рекламных буклетах писали одно, а в тиши лабораторий работали над другим. Там понимали, что со времен разработки RB211 изготовление композитных деталей вышло на новый уровень, и углепластики реально способны заменить в лопатках титан. И в конце 2011 года объявили, что в 2013 году начнутся летные испытания двигателя с новыми композитными лопатками, разработанными совместно с британской GKN Aerospace. И что такие лопатки будут стоять на перспективном двигателе, работа над которым начнется после доводки Trent XWB.
С
оздание композитных лопаток, превосходящих титановые, стало возможно только в самое последнее время с появлением новых материалов, и такие лопатки от Rolls-Royce уже прошли испытания на прочность, включая отрыв от вала и удар птицы. Летные испытания начнутся ориентировочно во втором квартале 2013 года на модифицированном Trent1000. Этот двигатель, который сейчас ставится на Боинг 787, выбран потому, что при его испытаниях накоплен огромный опыт по снятию большого количества данных с двигателя (давления, температуры, характер воздушного потока), что на испытаниях поможет более четко представить, что изменится при внедрении новых лопаток.
В настоящее время на фирме точно не могут сказать, насколько уменьшит вес двигателя применение новых лопаток, но там ожидают дополнительного уменьшения массы за счет разработки нового корпуса вентилятора, который также будет выполняться из композитов и выйдет на испытания одновременно с лопатками, до этого пройдя сходные тесты на прочность.
Это и неудивительно, поскольку корпус вентилятора и он сам представляют собой взаимосвязанные элементы, тесно подогнанные друг к другу. В буквальном смысле – зазор между лопатками и внутренней поверхностью корпуса должен быть минимальным, чтобы максимально использовать весть поток воздуха, проходящий через двигатель: не секрет, что до 90% тяги создает именно вентилятор. Правда, при вибрациях и в условиях турбулентности двигатель трясет так, что лопасти все же могут коснуться поверхности корпуса, и для уменьшения возможных повреждений приходится делать внутреннюю поверхность корпуса мягкой, так что лопасти ротора в крайнем случае поцарапали бы ее, но сами остались целы.
Корпус вентилятора похож на слоеный пирог: за мягким покрытием лежит «броня», предназначенная для удержания внутри корпуса лопаток двигателя в случае их отрыва и защиты от их ударов проводки и прочего. Наружный же слой обеспечивает дополнительную механическую прочность и используется для навески разнообразного оборудования и проводки.
Новые корпус и ротор станут частью ALPS – advanced low-pressure system, которая, при удачном исходе, появится на строевых двигателях к концу нынешнего десятилетия. И двигатели эти будут полностью новыми, поскольку адаптировать ALPS к, скажем, Trent XWB, невозможно, поскольку их ядра подогнаны именно под существующие вентиляторы. Что касается класса двигателей, в которых могут быть использованы новые лопатки, то их разработчики уверяют, что технология применима и для больших, и для узкофюзеляжных лайнеров класса A320 и B737, в то время как для бизнес-джетов продолжают быть актуальными титановые лопатки, поскольку они получаются при заданных размерах легче, чем композитные аналоги. Да и для двигателей узкофюзеляжных самолетов придется совершенствовать технологию. Например, пойти по пути Snecma.
Хотя это нигде не указано, Rolls-Royce, вероятно, при изготовлении лопаток использует сходный процесс, что и General Electric. При этом лопатка формируется из нескольких предварительно пропитанных «полотен» волокна. А вот французы в Laep-X начали использовать технологию 3D resintransfer moulding, которая подразумевает создание трехмерной единой структуры из волокна, которая позже пропитывается наполнителем и отправляется «дозревать» в автоклав. Объемная структура позволяет добиться большей прочности, нежели обычный «бутерброд».
Такая метода подразумевается и при дальнейшей работе на Rolls-Royce, компания в 2010 году инвестировала совместно с South of England Development Agency порядка 15 миллионов фунтов в создание опытного производства композитов на мощностях GKN в Коувс, остров Уайт. Основной упор здесь будет делаться на организацию и совершенствование производственных процессов – собственно для этого и была привлечена GKN. Предполагается, что в итоге удастся повысить автоматизацию процесса изготовления лопаток вентиляторов, который в настоящее время является во многом ручной работой.
О композитных лопатках в отечественных двигателях говорить не приходится, более того – с их внедрением заметно снизится потребление российского титана. Но будет это еще не скоро – договора на поставку уже заключены вплоть до 2015 года. Но технологическое отставание России в области двигателестроения продолжается.Обновление: 24.10.2012
aviaglobus.ru
