Исследование выполнено в рамках программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
Как защищают лопатки от экстремальных температур
В газотурбинных двигателях лопатки турбин испытывают нагрузки свыше 1100°C. Для их защиты используют многослойные покрытия: внешний керамический слой и металлический подслой на основе жаростойких сплавов. Эти элементы критически важны для передачи энергии сгорания топлива в тягу, поднимающую самолеты не небо.
Эволюция технологии плазменного напыления
Метод атмосферного плазменного напыления остается ключевым в отрасли благодаря балансу эффективности и экономичности. Технология использует ионизированный газовый поток для распыления частиц материала, формируя защитный слой на поверхности лопаток. Однако традиционные подходы часто приводят к образованию пор и окислению, снижая долговечность покрытий.
Прорывные исследования ПНИПУ
Специалисты Пермского Политеха провели серию экспериментов с порошковым сплавом NiCoCrAlY. Ученые анализировали влияние расхода газов, силы тока и дистанции напыления на качество защитного слоя. «Мы установили, что комбинация аргона и водорода позволяет контролировать температуру частиц, а увеличение силы тока повышает скорость их подачи», — отмечает Андрей Сметкин, кандидат технических наук ПНИПУ.
Идеальные параметры для максимальной эффективности
Эксперименты выявили оптимальный режим: температура 2410-2435°C при скорости частиц 145 м/с. «Дистанция в 100 мм обеспечивает равномерное покрытие без перегрева основы. Отклонение всего на 20 мм снижает эффективность на 15-20%», — делится результатами Александр Малышев, магистрант Высшей школы авиадвигателестроения.
Будущее авиации с пермскими технологиями
Разработанные уравнения прогнозирования параметров упрощают настройку оборудования, сокращая время на испытания. Новые покрытия повышают устойчивость лопаток к коррозии и температурным перегрузкам, что значительно увеличивает ресурс авиадвигателей. Это открытие укрепляет позиции отечественного авиастроения на мировом рынке высоких технологий.
