Розробити методику визначення оптимальної змінної об`ємної мікрогеометрії робочих поверхонь лопаток авіаційних ГТД

Abstract

Вперше отримані результати дозволяють підвищити коефіцієнт корисної дії лопаткових коліс авіаційних ГТД за рахунок зменшення тертя робочого тіла (повітря, газ), підвищити еко- номічність та покращити екологічні показники на 3…7% ГТД у цілому. Вперше апаратно та методично доведена доцільність та можливість реалізації створення змінної 3D шорсткості робочих поверхонь лопаток ГТД з чутливістю по профілю до 3 нм, що підтверджено на створеному сканері-формувачі 3D поверхонь з комбінованою растрово- механічною системою сканування та позиціювання. Вперше проведені дослідження дозволили з чутливістю по профілю до 3 нм отримувати 3D інформацію про шорсткість всієї поверхні лопатки ГТД та з такою ж чутливістю створювати ефективну змінну по висоті лопатки об’ємну конфігурацію і таким чином підвищити коефіцієнт корисної дії лопаткових коліс ГТД. Вперше запропонована нова оригінальна схема сканування поверхні лопаток ГТД з під- вищеною чутливістю по профілю до 3 нм завдяки реалізації комбінованої растрово-механічної системи сканування. Вперше розроблений програмний модуль обробки даних про мікрогеометрію поверхонь лопаток, отриманих шляхом комбінованого растрово-механічного сканування всієї повнорозмі- рної лопатки ГТД з чутливістю по профілю 3 нм. Завдяки програмі для проведення порівняль- ного вимірювання мікро- та наногеометрії робочих поверхонь лопаток на лазерному скануючо- му диференційно-фазовому мікроскопі ЛСМ та ряду створених технічних удосконалень і нових технічних рішень стало можливим дослідження достатньо великої площі об`єктів, що мають малий радіус кривизни. Це суттєво розширило можливості застосування приладу ЛСМ при збереженні чутливості по профілю до 3 нм. При роботі одновимірного диференційно-фазового профілографа з дискретними відліками було визначено, що процедура диференційно-фазового вимірювання еквівалента застосуванню просторового фільтра, передаточна характеристика яко- го визначається параметрами оптичної схеми профілографа. Проведені експериментальні до- слідження і отримані 3D зображення, що ґрунтуються на вимірюванні обох часткових похідних фази світла одночасно. Вперше розроблений програмний модуль для обробки та візуалізації мікро- та наногео- метрії сканованих поверхонь і створений математичний апарат візуалізації сканованої поверхні з різною розподільчою здатністю по полю сканування та рельєфу дозволив провести оптимізацію режимів сканування та обробки інформації опису поверхні з максимальною точністю і мінімальним розміром об`єму інформації.