Лаборатория механизмов генерации шума и модального анализа

Лаборатория механизмов генерации шума и модального анализа в составе Центра акустических исследований, разработки и производства композитных и звукопоглощающих авиационных конструкций ПНИПУ (далее - Лаборатория) создана по приказу ректора № 25-О от 20.03.2014 г. для реализации проекта, который получил поддержку по постановлению Правительства РФ от 9 апреля 2010 г. № 220. Научное руководство лабораторией осуществляет Копьев Виктор Феликсович, доктор физико-математических наук, профессор, начальник Аэроакустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ).

Лаборатория выполняет фундаментальные и прикладные научные исследования в области аэроакустики современных авиационных двигателей. В результате реализации проекта должны быть разработаны принципиально новые многоканальные методы измерений шума, адаптированные под исследования различных механизмов излучения звука, определен модальный состава звукового поля, излучаемого в переднюю и заднюю полусферу авиадвигателя, усовершенствованы методы проектирования высокоэффективных звукопоглощающих конструкций из полимерных композиционных материалов с отработкой технологии изготовления. Решение комплексных задач позволит сформировать высококвалифицированный научный коллектив, способный решать нестандартные прикладные задачи по авиационной акустике.

Полученные научные результаты будут использоваться в учебном процессе при подготовке бакалавров, магистров и специалистов по направлениям «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели», «Автоматизированные гидравлические, пневматические агрегаты», «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» аэрокосмического факультета университета, при подготовке лекционных, практических и лабораторных занятий по дисциплинам «Физическое и численное моделирование процессов в энергетических установках», «Современные проблемы создания двигателей летательных аппаратов», «Газовая динамика двигателей летательных аппаратов», «Акустическая неустойчивость в двигателей летательных аппаратов», «Планирование экспериментальных исследований». Научные результаты будут использованы при создании новых и модернизации действующих учебных программ по специальным курсам подготовки кадров высшей квалификации, дополнительной профессиональной подготовке и повышении квалификации специалистов. Внедрение результатов научных исследований позволит повысить качество подготовки специалистов, решать задачи создания новой конкурентоспособной продукции отечественного авиационного двигателестроения на мировом рынке; сотрудничать с ведущими авиадвигательными предприятиями России в области создания высокоэффективных систем шумоглушения.

В Лаборатории проводят исследования сотрудники Аэроакустического отдела (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), студенты, аспиранты, преподаватели и научные сотрудники ПНИПУ, специалисты ОАО «Авиадвигатель».

Лаборатория является новым исследовательским подразделением в существующей структуре научно-образовательного центра акустических исследований и композитных звукопоглощающих конструкций (далее – Центр). В течение ряда лет в Центре успешно разрабатываются технологии изготовления и проводятся акустические исследования новых авиационных композитных звукопоглощающих конструкций (ЗПК). Результаты исследований использованы при создании опытных деталей и узлов с элементами ЗПК современного авиационного двигателя ПД-14. Опытные детали и узлы изготовлены в Центре по заказу ОАО «Авиадвигатель», технологии и разработки переданы для внедрения в серийное производство на ОАО «ПЗ «Машиностроитель».

В процессе проведения работ по совершенствованию эффективности ЗПК возникла необходимость проведения более глубоких фундаментальных исследований механизмов генерации шума, разработке новых методик распознавания источников шума и формирование научных основ для совершенствования и создания новых систем акустической защиты авиационных двигателей будущих поколений. Для развития этого направления в составе Центра совместно с аэроакустическим отделом Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского была создана новая лаборатория.

Научно-образовательный центр акустических исследований и композитных звукопоглощающих конструкций имеет в своем составе:

научно-образовательный центр авиационных композитных технологий (НОЦ АКТ);
центр акустических исследований;
испытательная лаборатория длительной прочности;
лаборатория механизмов генерации шума и модального анализа;
лаборатория неразрушающего контроля и технической диагностики.

Руководитель научно-образовательного центра акустических исследований и композитных звукопоглощающих конструкций - А.Н.Аношкин, д.т.н., профессор кафедры «Механика композитных материалов и конструкций» аэрокосмического факультета, начальник управления науки и инноваций университета.

С 2011 г. лабораториями центра выполнено 18 НИОКР на общую сумму более 200 млн. руб. Основными заказчиками Центра являются ведущие российские предприятия: ОАО «Авиадвигатель», ОАО «ПЗ «Машиностроитель», ОАО «НПО «Искра».

При выполнении научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ центр сотрудничает с УрО РАН «Институт технической химии», УрО РАН «Институт механики сплошных сред», ОАО «Уральский НИИ композиционных материалов», ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», НОЦ «Новые материалы, композиты и технологии» МВТУ им.Н.Э.Баумана.

Оборудование научно-образовательного центра акустических исследований и композитных звукопоглощающих конструкций.

Центр оснащен уникальным научным оборудованием. Стоимость оборудования центра составляет 368,8 млн. руб.

В состав оборудования центра входит:

- уникальный роботизированный комплекс Coriolis Composites автоматической выкладки препрега;
- автоклавный комплекс SHOLTZ (два автоклава размерами ø3х4м и ø1х2м);
- формовочный пресс Langzauner LZT-120-SO;
- раскроечный плоттер Zund G3 L-2500;
- камера сушильная с выкатным подом КСВ - 0,4-3,4;
- RTM установки для двухкомпонентных и однокомпонентных смол;
- установка для инфузии Vacmobiles Infusion 20/2;
- оборудование неразрушающих методов контроля;
- устройство для полевого ремонта Hot Bonder;
- лазерный проектор LPT 5;
- испытательная машина Zwick Z100;
- установка шерографии Steinbichler ISIS 3100;
- ультразвуковой дефектоскоп на фазированных решетках HARFANG VEO;
- низкочастотный дефектоскоп УД2Н-ПМ;
- портативный дефектоскоп ДАМИ-С09;
- многоканальный синхронный анализатор виброакустических сигналов "Камертон";
- химическая лаборатория;
- оборудование механического участка;
- промышленные швейные машины.

Прочностные расчеты, 3D-проектирование, разработка технологических процессов выполняются с помощью программных продуктов: Unigraphics NX6, AutoCAD2000, ANSYS, FiberSim, PAM-FORM, PAM-RTM, а также собственных программных разработок.

Роботизированный комплекс Coriolis Composites для автоматической выкладки препрега Комплекс предназначен для изготовления изделий посредством выкладки 8 лент препрега шириной 6,35 мм; размер рабочей зоны Ø3,5 х 3 м; 6 степеней свободы; система подачи материала Multiwinch; горизонтальный вращающийся позиционер для установки изделия с дополнительной степенью свободы.
Раскроечный плоттер, Zund G3 L-2500 Плоттер предназначен для автоматической разрезки материала. Осевая скорость, мм/сек 1-1000 Размер рабочей зоны, мм 1800-2500 Максимальная толщина разрезаемого материала, мм 50
Автоклавный комплекс Scholz (размеры ø3х4м и ø1х2м) Автоклав Scholz, диаметром 3 м. длина загрузки, мм 4000 диаметр загрузки, мм 2900 максимальный вес загрузки, кг 6150 рабочее давление, Бар 12 рабочая температура, °С 0/+250 расчётная температура, °С 200 рабочая среда горячий воздух скорость нагрева и охлаждения, °С/мин до 2.5
Установка «канал с протоком» Установка «Канал с потоком» предназначена для определения акустической эффективности ЗПК в условиях максимально приближенных к реальным условиям их эксплуатации в составе двигательной установки самолета, позволяет проводить исследования характеристик поглощения на образцах ЗПК в условиях высокоинтенсивного звука со сложным спектральным составом и наличии высокоскоростного потока.
Формовочный пресс, Langzauner LZT-120-SO Предназначен для формования плит из композиционных материалов. максимальное усилие, кН 1200 1200 максимальная рабочая поверхность прессования, мм 1000*1000 1000 х 1000 максимальная температура нагрева, °С 200 200
Камера сушильная с выкатным подом, КСВ – 0,4-2,4 диапазон рабочих температур, °С 50 / 400 размер рабочего пространства (шир.х дл.х выс.), мм 1000х2000х1800 атмосфера в рабочем пространстве воздух масса загрузки, кг 1500 точность поддержания температуры, °С ± 3
RTM установка для однокомпонентных смол Установка предназначена для изготовления композиционных материалов методом пропитки под давлением (RTM – формованием). Автоматическая подача связующего с PLC и ПК. Резервуар для литьевого прессования смолы (RTM) предназначен для инжекции смолы в соответствии с RTM-технологией или инфузионной технологией. Установка включает: резервуар для смолы максимальное давление, Бар 5 вместимость, л 35 максимальная температура нагрева резервуара, °C 120 резервуар для отвердителя максимальное давление, Бар 5 вместимость, л 35
Установка для инфузии Vacmobiles Infusion 20/2 Установка предназначена для изготовления композиционных материалов методом вакуумной пропитки. Установка оборудована ловушкой для смолы. Уровень вакуума – 10 mbar.

Контактная информация:

Адрес: 614013, Пермь, Академика Королева, 15
Тел. +7 9194702917; факс +7 (342) 212-70-36