Сегодня мы познакомимся с Максимом Каченюком, руководителем отдела теплозащитных покрытий (ТЗП) Молодежного проектно-технологического бюро ПИШ ВШАД. В интервью он рассказал о тонкостях работы над исследованиями в области взаимодействия ТЗП с коррозионными агентами, процессе взаимодействия с партнером — АО «ОДК-Пермские моторы», достигнутых успехах и планах на будущее.
В 2023 году в Передовой инженерной школе «Высшая школа авиационного двигателестроения» было организовано Молодежное проектно-технологическое бюро (МПТБ) для разработки и внедрения новых прогрессивных подходов. Основная цель подразделения — создание единой опытно-конструкторской и научно-технологической баз, направленных на решение прикладных и фундаментальных задач в области газотурбинного двигателестроения. При этом учитываются критически важные технологии, которые определяют развитие Объединенной двигателестроительной корпорации.
В МПТБ созданы профильные отделы, работающие в приоритетных областях исследований для ОДК. Среди основных из них — передовые производственные технологии и функциональные материалы, искусственный интеллект и математическое моделирование, проектирование газотурбинных и электрических установок.
Отдел теплозащитных покрытий (ТЗП) анализирует эволюцию структуры и фазового состава ТЗП при высокотемпературном воздействии коррозионно-активных силикатных отложений CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS — расплав смеси оксидов кальция, магния, алюминия и кремния) и компонентов прирабатываемых покрытий АНБ и 20Б, влияющих на ресурс работы теплозащитный покрытий лопаток газотурбинного двигателя.
Максим Каченюк, руководитель отдела, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ПНИПУ, подробнее рассказал о направлениях работы подразделения.
Какие задачи выполняет отдел?
— Мы занимаемся исследованиями в области взаимодействия существующих ТЗП с коррозионными агентами и повышения коррозионной стойкости керамических теплозащитных покрытий в условиях воздействия коррозионных агентов искусственного и естественного происхождения. Цель проекта — изучение эволюции структуры и фазового состава металлокерамических теплозащитных покрытий при высокотемпературном воздействии алюмосиликатного расплава стекла и компонентов прирабатываемых покрытий, которые влияют на ресурс работы лопаток газотурбинного двигателя. На основе полученных данных мы сформулировали рекомендации для повышения стойкости лопаток к вышеуказанным факторам. В процессе был установлен механизм взаимодействия между алюмосиликатными отложениями и керамическими покрытиями, проанализированы структурные и фазовые изменения в покрытиях с увеличением температуры, определены характер и интенсивность взаимодействия от строения и морфологии частиц керамики, определены самые уязвимые участки лопатки.
Как организована работа в отделе?
— В отделе восемь сотрудников. Это ученые университета и сотрудники предприятия АО «ОДК-Пермские моторы». В проекте задействованы профессор, три кандидата технических наук и 4 магистранта. Политехники встречаются ежедневно и часть рабочего времени посвящают тематике проекта. Студенты, основным местом трудоустройства которых является завод, приезжают в лабораторию МПТБ три раза в неделю для проведения исследований на оборудовании ПИШ и обсуждения результатов исследований. Представление итогов работы перед заказчиком происходит на регулярных научно-технических советах.
Какие успехи достигнуты в ходе реализации проекта?
— Исследовано взаимодействие существующих составов ТЗП с CMAS-агрессивными средами в условиях высокотемпературной коррозии и предложена новая структура внешнего слоя ТЗП, позволяющая повысить коррозионную стойкость.
Какие цели ставит перед собой команда на ближайшее будущее?
— В дальнейшем планируется расширить ассортимент коррозионных агентов и исследовать взаимодействие внешнего слоя ТЗП с компонентами керамических покрытий, используемых в других узлах двигателя, поскольку именно они являются основным источником ржавления лопаток в современном двигателе. Конечным результатом настоящего этапа проекта будут технологические рекомендации для получения ТЗП методом APS со структурой, устойчивой к такому воздействию силикатных отложений.
О своем опыте участия в проекте также рассказал Александр Малышев, студент 2 курса магистратуры ПИШ ВШАД по направлению «Материаловедение и технологии материалов».
Как вы узнали о возможности участия в проекте?
— О том, что можно присоединиться к проекту МПТБ, нам рассказала профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», руководитель образовательной программы ПИШ ВШАД Оглезнева Светлана Аркадьевна.
Как вам удается совмещать работу в МПТБ с учебой?
— На данный момент совмещать с учебой получается достаточно легко, так как тематика этого проекта пересекается с моей основной деятельностью на предприятии АО «ОДК-Пермские моторы». Результаты моего участия в работе отдела станут основой магистерской диссертации.
Почему выбрали именно МПТБ ПИШ, а не другие проекты кафедры?
— Исследования проекта для меня интересны, как и повышение профессиональных компетенций.
Как вы оцениваете свой вклад в проект?
— Я принимал активное участие в подготовке модельных образцов с различными видами керамических порошков, создал в центре теплозащитных покрытий на АО «ОДК-Пермские моторы» экземпляры с покрытиями, полученными методом атмосферного плазменного напыления, определил гранулометрический состав порошков методом лазерной дифракции. Кроме того, я был вовлечен в исследование материалов с помощью сканирующего электронного микроскопа, изучал взаимодействие керамического покрытия с частицами прирабатываемых покрытий на отработавшей лопатке, а также провел полный факторный эксперимент для двух серийных керамических порошков с целью получения уравнений регрессии для определения температуры частиц. Помогал с оформлением итогового отчета.
Поделитесь вашими впечатлениями от участия в проекте.
— Впечатления от взаимодействия в коллективе исключительно положительные. Совместно с коллегами мы слаженно проработали структуру исследований, изучали научную литературу, проводили все необходимые эксперименты, обсуждали полученные результаты. Очень хотелось бы продолжить заниматься данным вопросом. У нас с коллегами есть хорошее понимание, в какую сторону необходимо продолжить исследование!