| DiBur | Дата: Wednesday, 24.01.2018, 20:41 | Сообщение # 1 |
|
Группа: Administrators
Сообщений: 114
Репутация: 0
Статус: Offline
| Конкурентные преимущества.
· благодаря применению жаропрочных керамическихконструкционных материалов ГТД не требуется охлаждать, узлы двигателя и ГТД в целом по массе и размерам меньше, чем у металлических ГТД в 3-5 раз;
· более высокий КПД, чем у металлических аналогов,и достигает 52%, а также керамические ГТД имеют предельно низкую эмиссию токсичных выхлопных газов, на порядок ниже современных нормативных требований;
· разработанные новые конструкции основных узлов ГТД, который состоит только из 8 отдельных узлов, изготавливаемых по аддитивной технологии из керамическихпорошков селективным лазерным сплавлением, что позволяет организовать производство ГТД на современных принципах «цифровых» (безлюдных) технологий;
· на опытных керамических ГТД показана возможность длительной работоспособности (более 1000 час) керамических материалов при температуре 13500 С бездеградации материалов и конструкции узлов, что уже не достижимо для
металлических ГТД;
(при работе керамические ГТД устойчиво работали при режимах от 60 тыс об/мин до 840 тыс. об/мин.);
· керамический ГТД имеет конструкцию, совмещеннуюс эффективным электрогенератором и электромагнитной муфтой, что обеспечивает электрогенерацию и полное исключение механических редукторов в приводе;
· керамические ГТД могут работать на жидком, газообразном и твердом топливе и, поскольку имеют безлопаточную конструкцию турбины, сохраняют работоспособность при морском солевом загрязнении и в пылевых условиях.
|
| |
| |
| DiBur | Дата: Wednesday, 24.01.2018, 20:42 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Administrators
Сообщений: 114
Репутация: 0
Статус: Offline
| Новые материалы, технологии и оборудование, годные для промышленного производства керамических ГТД:
За период 2004-2007 гг была разработана серия конструкционных керамических материалов (ККМ) системы карбид кремния - оксид алюминия-нитрид бора (Сиал-М, Сибал-М, Сибал-Э, Алсиал-М), которые являются базовыми при температуре эксплуатации до 1623 К деталей и узлов ГТД, не нуждаясь в принудительном охлаждении, без чего жаропрочные металлические сплавы уже нельзя использовать из-за потери прочности.
ККМ марки Сиал-М содержит Si, Al, BN и активирующие добавки Ga, In. Материал имеет плотность 2,02 г/см3.Допустимый темп нагрева дляматериала - 5000 С/ мин. Предельная температураэксплуатации – 13700С. Прочность на сжатие > 500 МПа.
ККМ марки Сибал-М содержит Si, Al, BN, B и активирующие добавки Ga, In. Материал имеет плотность 2,04 г/см3 Допустимый темп нагрева дляматериала – 2000 С/ мин. Предельная температураэксплуатации 14500 С, испытан 1000 ч. Прочность на сжатие > 400 МПа, на изгиб- 100-130 МПа, модуль Вейбулла- 6,0.
ККМ марки Сибал-Э содержит Si, Al, BN, B с активирующими добавками Ga, In. Материал имеет плотность 2,11 г/ см3. Допустимый темп нагрева для материала – 2500 С/ мин. Предельная температураэксплуатации – 14000 С, испытан 1000ч. Прочность на сжатие > 400 МПа, на изгиб- 100-115 МПа, модуль Вейбулла- 5,9.
ККМ марки Алсиал-М содержитSi, Al, BN, AlN с добавкой базальтового волокна. Материал имеет плотность 2,08 г/ см3. Допустимый темп нагрева для материала – 5000 С /мин. Предельная температура эксплуатации- 14000 С, испытан 1000 ч. Прочность на сжатие > 400 МПа,на изгиб- 90-110 МПа, модуль Вейбулла- 6,2.Разработан также порошковый материал и технология для реализации аддитивного изготовления всех основных узлов (компрессор, турбина, камера сгорания, воздухоподогреватель, горячие тракты) неохлаждаемых керамических ГТД с начальной температурой до 1350℃ (1623К). При испытаниях материалы указанных марок сохраняли высокий уровень прочности как при температуре 200С в диапазоне от 110 до130 МПа, так и притемпературе 13000С - от 91 до 114МПа.
Все марки ККМ имеют усадку от 0,1до 1,0% и технологическими приемами могут доведены до безусадочного состояния. Все эти керамические композиты были примененыдля изготовления из них деталей, узлов и агрегатов ГТД разной мощности, в том числе микро-ГТД мощностью 2000 Вт с числом оборотов 230000 об/мин; максимальная. температура в камере сгорания микро- ГТД составляла 1450-15000С, температура на входе в турбину- 13500С; диаметр рабочего колеса- 30,2 мм, окружная скорость рабочего колеса – 363,7 м/сек.
|
| |
| |
| DiBur | Дата: Wednesday, 24.01.2018, 20:43 | Сообщение # 3 |
|
Группа: Administrators
Сообщений: 114
Репутация: 0
Статус: Offline
| Из керамических композитовразработаны и изготовлены, прошли стендовые и натурные испытания главные узлы и агрегаты ГТД:
· созданы оригинальные конструкции неохлаждаемыхкамер сгорания сокращенных габаритов с вертикально-горизонтальным перемешиванием топливной смеси при увеличенных до 900 углах закрутки газового потока, при этом формируется «холодный» факел горения (с температурой ниже 15000С), что обеспечивало низкое образование при горении окислов азота ( NO х≤5-7 млг/нм3 );
· оригинальные безлопаточные туннельные турбомашины ( патент РФ № 2227850 от 17.01.2002), конструкция которых к настоящему времени авторами усовершенствована с повышением их эффективности;
· турбоэлектрокомпрессоры (патенты РФ № 2418957 от16.06.2009, 2427714 от 20.11.2009);
· новые матричные керамокомпозитные воздухоподогреватели с температурой воздуха на выходе более 10000С (патенты РФ № 2453786 от 03.08.2009, 2464514от 28.06.2010).
Составы указанных выше марок ККМзащищены патентами РФ № 2399601от 19.11.2008 и 2450998 от 29.04.2010. Разработчиками данных керамических композиционных материалов, конструкций узлов и ГТД в целом, также технологии и оборудования для их изготовления являются проф., д.т.н. Сударев А.В. и проф., д.х.н. Конаков В.Г. — руководители (соответственно) НЦ «Керамические двигатели» и НТЦ «Стекло и керамика» (г.Санкт-Петербург).Разработан ряд ГТД мощностью 2, 5, 10, 50, 100, 500 кВт и в многомодульной сборке - на мегаваттные мощности; выполнены эскизные проекты применительно к авиационной, судостроительной и энергетической отраслям техники;
|
| |
| |
