Механический фрикционный демфер вибраций авиационных конструкций на основе вращательных пар трения

Авиационная и ракетно-космическая техника


Авторы

Колесников В. И.1*, Сыпало К. И.2**, Медведский А. Л.2***, Зиченков М. Ч.2****, Корякин А. Н.2*****, Политыко К. Н.1******

1. Ростовский государственный университет путей сообщения, 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2
2. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: kvi@rgups.ru
**e-mail: ksypalo@tsagi.ru
***e-mail: mdv66@mail.ru
****e-mail: stataer@tsagi.ru
*****e-mail: koryakin.50@mail.ru
******e-mail: politykokirill@yandex.ru

Аннотация

Рассматривается низкоамплитудный фрикционный демпфер вибраций авиационных конструкций на основе вращательной пары трения типа «вал–втулка». Выполнен анализ эффективности диссипации энергии вибраций с различными амплитудами и интенсивностью в зависимости от параметров демпфера, определяемых для фиксированного диаметра компонентов вращательной пары трения, значением угла поворота вала и фрикционными свойствами покрытия трущихся поверхностей. Исследованы покрытия нитридные CrAlSiN, TiAlN и высокоэнтропийные TiCrZrHfNb, получаемые по технологии вакуумного ионно-плазменного напыления, и высокоэнтропийные покрытия CuCrMnFeCoNi, полученные магнетронным методом распыления. Приводятся физико-механические и трибологические характеристики покрытий, а также математическая модель результатов экспериментального исследования демонстратора демпфера.

Ключевые слова:

фрикционный демпфер вибраций авиационных конструкций, вакуумная ионно-плазменная технология, высокоэнтропийные покрытия, механические и трибологические свойства покрытий, износостойкость, работа демпфера вибраций в составе авиационной конструкции

Библиографический список

  1. Кузнецов О.А. Динамические нагрузки на самолет. – М.: Физматлит, 2008. – 263 с.
  2. Петров Ю.В., Семакова М.В., Угрегинов В.Г. Экспериментальные исследования влияния упругодиссипативных параметров узлов крепления двигателя на динамические характеристики системы «модель крыла–упругий пилон-двигатель» // Научный вестник МГТУ ГА. 2024. Т. 27. № 2. С. 94–102. DOI: 10.26467/2079-0619-2024-27-2-94-102
  3. Чухлебов Р.В., Лошкарев А.Н., Сидоренко А.С., Дмитриев В.Г. Экспериментальное исследование вибрации конструкции авиационного изделия при действии полетных нагрузок // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 3. С. 51–59.
  4. Брагин Н.Н., Ковалев В.Е., Скоморохов С.И., Слитинская А.Ю. К оценке границы начала бафтинга стреловидного крыла большого удлинения на трансзвуковых скоростях // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 16–27.
  5. de Silva C.W. Vibration damping, control, and design. – CRC Press, 2007. - 634 p.
  6. Вермель В.Д., Зиченков М.Ч., Корякин А.Н., Парышев С.Э. Результаты исследований опытного образца механического демпфера вибраций с вращательными парами трения // Вестник Концерна ВКО «Алмаз–Антей». 2020. № 4(35). С. 77-86. DOI: 10.38013/2542-0542-2020-4-77-86
  7. Кузьмина С.И., Ишмуратов Ф.З., Поповский В.Н., Карась О.В. Анализ динамической реакции и эффективности системы подавления флаттера магистрального самолета в трансзвуковом режиме полета // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 108–121. DOI: 10.34759/vst-2020-1-108-121
  8. Фролов В.А., Белоусов А.И. Демпфирующие устройства в конструкциях лопаток компрессоров двигателей семейства НК // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2011. № 3(27). С. 242–250.
  9. Барышников O.Е., Вермель В.Д., Зиченков М.Ч. и др. Демпфер низкоамплитудных колебаний. Патент RU 181778 U1. Бюл. № 21, 26.07.2018.
  10. Мартынов В.Е., Лаврухин А.А., Капустин В.П. Фрикционный демпфер. Патент RU 2167349 С2. Бюл. № 14, 20.05.2001.
  11. Жогов В.Г. Фрикционный демпфер. Патент RU 2044662 C1. Бюл. № 27, 27.09.1995.
  12. Колесников И.В., Мотренко П.Д., Колесников В.И., Новиков Е.С. Теоретико-экспериментальные исследования закономерностей изменения структурно-фрикционных свойств поверхностных слоев металлополимерных трибосистем. Разработка методов повышения износостойкости. – М: ВИНИТИ РАН, 2022. – 135 с.
  13. Кулалаев В.В., Зюлькова М.В., Сводин П.А. Облик перспективного сегментного подшипника скольжения из керамического материала с пористой структурой для высокооборотных роторов газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 4. С. 159–166. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=177617
  14. Семенова А.С., Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Исследование влияния частоты вращения внутреннего кольца сегментного керамического подшипника ГТД на его прочность // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 101–108.
  15. Богачев В.А., Маркачев Н.А., Петров Ю.А. и др. Износостойкие и антифрикционные материалы и покрытия, применяемые в узлах трения элементов конструкций космических аппаратов производства АО «НПО Лавочкина» // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176841
  16. Sims N.D. Vibration absorbers for chatter suppression: a new analytical tuning methodology // Journal of Sound and Vibration. 2007. Vol. 301. No. 3–5, pp. 592-607. DOI: 10.1016/j.jsv.2006.10.020
  17. Колесников И.В., Мотренко П.Д., Колесников В.И., Мантуров Д.С. Повышение износостойкости металлических и металлополимерных трибосистем путем формирования структуры и свойств их поверхностного слоя. – М.: Наука, 2021. – 167 с.
  18. Балякин В.Б., Лаврин А.В., Долгих Д.Е. Оптимизация параметров и границы применения эксцентриковых втулок как средства повышения допустимого момента трения шарнирных рулевых агрегатов жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 109–116.
  19. Вермель В.Д., Зиченков М.Ч., Корякин А.Н. и др. Разработка и исследование механического демпфера с вращательными парами трения скольжения // Результаты фундаментальных исследований в прикладных задачах авиастроения: сб. статей. – М.: Наука, 2016. С. 445–460.
  20. Политыко К.Н., Мантуров Д.С. Формирование PVD покрытий для трибологического назначения // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2023. № 3(64). C. 81–93.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024