Технология студентки аэрокосмического факультета ПНИПУ Ольги Соколовой поможет заранее определить динамику работы двигателей на предприятиях. Разработка позволит предупредить аварии на производстве еще на стадии проектирования. В этом студентке помогла «облегченная» модель ротора.
– Ротор – это вращающаяся часть двигателей и рабочих машин, которые сейчас присутствуют почти во всех сферах жизни человека – от бытовой техники и до авиа- и ракетостроения. Их используют для проверки работы двигателей на производстве и в промышленности. Наша разработка позволит проводить анализ работы вращательной системы любых моторов на начальной стадии с помощью вычислений и упрощенной модели. Благодаря этому владельцы предприятий смогут заранее узнать, корректно ли работает их производственная техника, – рассказывает студентка 4-го курса аэрокосмического факультета ПНИПУ Ольга Соколова.
Суть разработки студентки состоит в изучении того, как работают основные части двигателя. На стадии проектирования системы необходимо понимать, как будет вести себя роторная система на той или иной скорости вращения. Для этого реальная конструкция заменяется более простой моделью: крупный многоступенчатый ротор с большим количеством различных насаженных на него дисков меняют на облегченную модель с невесомым валом и всего 3-6 сосредоточенными массами. Студентка исследовала влияние жесткости подшипников на выбор расположения и способа расчета этих масс.
Она также определила «поведение» детали на дальнейших стадиях с помощью математического моделирования и вычислений. Ранее российские и зарубежные ученые изучали динамику ротора, используя дифференциальные уравнения в обратной форме. Пермская разработчица впервые использовала для этой технологии более простую формулу расчета. Она помогла сократить количество уравнений и тем самым облегчить исследование. Сейчас студентка работает над равномерным распределением весов на изделии и их влиянием на точность расчетов.
По словам разработчицы, строение и функционирование двигателей еще долго будут актуальны, поэтому важно знать, как минимизировать сбои в работе определенных деталей, и выявлять все неполадки на ранних стадиях. Она предполагает, что технология найдет применение в сферах авиа-, ракето- и машиностроения, робототехники, электроэнергетики, металлообработки, в нефтехимической, медицинской и деревообрабатывающей промышленности. Чем более дорогое производство на предприятии, считает исследователь, тем больше средств можно сэкономить, применяя новую технологию. Чтобы внедрить ее, разработчица планирует создавать индивидуальные макеты роторов для предприятий.