Результаты экспериментального исследования влияния электростатических полей на процесс осадкообразования в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции в кольцевом канале
Опубликовано: 16.10.2025
Авторы: Алтунин В.А., Львов М.В., Алтунин К.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Яновская М.Л.
Опубликовано в выпуске: #10(166)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-10-2486
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Предотвращение и уменьшение углеродистых осадков в двигателях и энергетических установках летательных аппаратов — одна из актуальных задач. На примере моторного авиационного масла марки МС-20 экспериментально исследовано влияние электростатических полей на процесс осадкообразования в условиях его вынужденной конвекции в узком кольцевом канале. При этом использована система рабочих электродов типа «игла–игла», расположенных перпендикулярно потоку масла. В результате обнаружено, что твердый углеродистый осадок не образуется в зоне прохождения силовых линий электростатического поля. Раскрыты сложные термодинамические условия, в которых находятся моторные авиационные масла в системах смазки двигателей и энергоустановок летательных аппаратов. Проанализировано негативное влияние осадкообразования на работу систем смазки двигателей и энергоустановок летательных аппаратов. Показаны возможности электростатических полей при их использовании для борьбы с осадкообразованием в моторных авиационных маслах в условиях их вынужденной конвекции в узком кольцевом канале: при их одновременном включении с экспериментальной установкой; при их позднем включении; при их импульсном включении без смены и со сменой полярностей на рабочих соосных иглах. Проведена полная классификация существующих и перспективных (новых) способов и методов борьбы с осадкообразованием в системах смазки двигателей и энергоустановок летательных аппаратов. Создана экспериментальная база данных о возможностях электростатических полей по предотвращению, ограничению и замедлению роста твердых углеродистых отложений на нагреваемых деталях в условиях вынужденной конвекции моторных авиационных масел в системах смазки отечественных двигателей и энергоустановок летательных аппаратов. Применение материалов данной статьи будет способствовать расширению и углублению знаний об осадкообразовании и способах борьбы с ним в новых и перспективных системах смазки отечественных двигателей и энергоустановок летательных аппаратов повышенных характеристик.
EDN MPJGDM
Литература
[1] Бабкин В.И., Алексашин А.А., Яновский Л.С., Дунаев С.В., Хурумова А.Ф. Отечественные смазочные масла для авиационных газотурбинных двигателей: проблемы и перспективы. Двигатель, 2012, № 5 (83), с. 8–11.
[2] Яновский Л.С., Харин А.А., Бабкин В.И. Основы химмотологии. Москва, Берлин, Директ-Медиа, 2016, 482 с.
[3] Яновский Л.С., Ежов В.М., Молоканов А.А. Методология допуска авиационных масел к применению на авиатехнике в России и за рубежом. Двигатель, 2012, № 2 (80), с. 22–24.
[4] Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. Москва, Изд-во стандартов, 1981, 232 с.
[5] Боев А.А., Петрухин А.Г., Шкловец А.О. О перспективном подводе масла к подшипниковому узлу ГТД. Изв. Самарского научного центра российской академии наук. Механика и машиностроение, 2013, т. 15, № 6 (4), с. 1022–1026.
[6] Туктамышева Ю.А. Анализ существующих и перспективных способов очистки масляной системы авиационного ГТД. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, 2012, № 33, с. 124–138.
[7] Трянов А.Е. Конструкция масляных систем авиационных двигателей. Самара, Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007, с. 81.
[8] Болога М.К., Бабой Н.Ф. Влияние электрического поля на теплообмен при кипении органических жидкостей. Электронная обработка материалов, 1967, № 3, с. 30–40.
[9] Бабой Р.Ф., Болога М.К. Некоторые особенности процесса кипения в электрическом поле. Электронная обработка материалов, 1968, № 2, с. 57–70.
[10] Федоненко А.И., Жакин А.И. Экспериментальные исследования электроконвективного движения в трансформаторном масле. Магнитная гидродинамика, 1982, № 3, с. 74–78.
[11] Болога М.К., Гросу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев, Изд-во «Штиинца»,1977, 320 с.
[12] Апфельбаум М.С., Янтовский Е.И. 0 силе, действующей от игольчатого электрода на слабопроводящий жидкий диэлектрик, и вызываемых ею течениях. Магнитная гидродинамика, 1977, № 4, с. 73–80.
[13] Миролюбов Н.Н., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев Н.Н. Методы расчета электростатических полей. Москва, Высшая школа, 1963, 416 с.
[14] Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. Москва, Наука, 1979, 320 с.
[15] Алтунин В.А. Исследование влияния электростатических и магнитных полей на особенности теплоотдачи к углеводородным горючим и охладителям. Книга вторая. Казань, Изд-во Казанского гос. ун-та им. В.И. Ульянова — Ленина», 2006, 230 с.
[16] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Гортышов Ю.Ф., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Яновская М.Л. Влияние магнитных и электростатических полей на тепловые процессы в авиационных моторных маслах двигателей и энергоустановок летательных аппаратов. Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, 2016, № 1, с. 21–31.
[17] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Щиголев А.А., Платонов Е.Н. Разработка способов увеличения ресурса и надежности систем смазки двигателей внутреннего сгорания наземного транспорта. Известия вузов. Машиностроение, 2015, № 10 (667), с. 47–57.
[18] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Щиголев А.А., Юсупов А.А. Исследование возможности применения магнитных и электростатических полей для борьбы с осадкообразованием в авиационных моторных маслах двигателей, энергоустановок и техносистем наземного, воздушного и аэрокосмического базирования. Известия вузов. Машиностроение, 2017, № 3 (684), с. 76–88.
[19] Алтунин В.А., Львов М.В., Зырянов С.П., Яновская М.Л. Разработка экспериментальной базы для исследования тепловых процессов в авиационных моторных маслах. Авиакосмические технологии (АКТ-2019): Тезисы ХХ Международной научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж, Изд-во ООО Фирма «Элист», 2019, с. 11–12.
[20] Львов М.В., Каськов А.С., Щиголев А.А., Мухаметшин А.А., Яновская М.Л., Алтунин В.А. Проблемы осадкообразования в системах смазки двигателей летательных аппаратов. 16-е Королевские чтения: Сборник материалов Международной молодежной научной конференции, посвященной 60-летию полета в космос Ю.А. Гагарина (5–7 октября 2021 г.). Самара, Изд-во Самарского ун-та, 2021, т. 1, с. 240–241.
[21] Алтунин В.А., Львов М.В., Каськов А.С., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Проблемы осадкообразования в системах смазки двигателей летательных аппаратов. Материалы докладов 56-х Научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского: «Циолковский и прогресс науки и техники в 21 веке». Калуга, Изд-во «Эйдос», 2021, ч. 1, с. 220–224.
[22] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Львов М.В., Щиголев А.А., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Проблемы систем смазки авиационных двигателей. Тепловые процессы в технике, 2021, т. 13, № 8, с. 357–384.
[23] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Разработка и создание экспериментальной установки для исследования особенностей тепловых процессов в условиях вынужденной конвекции моторных авиационных масел. Авиация и космонавтика: Тезисы докладов 20-й Международной конференции (Москва, МАИ 22–26 ноября 2021 г.). Москва, Изд-во «Перо», 2021, с. 124–125.
[24] Львов М.В., Алтунин В.А. Разработка экспериментальной установки для исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторных авиационных маслах в условиях вынужденной конвекции. 46-е Академические чтения по космонавтике. Секция № 7: «Развитие космонавтики. Фундаментальные проблемы газодинамики, горения и теплообмена». Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022, т. 1, с. 458–460.
[25] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Яновская М.Л. Экспериментальная установка для исследования влияния электростатических полей на теплообмен и процесс осадкообразования в моторном авиационном масле при его вынужденной конвекции. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 7, с. 113–123, https://doi.org/10.18698/0536-1044-2023-7-113-123
[26] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Экспериментальные исследования тепловых процессов в моторных авиационных маслах в условиях их вынужденной конвекции. Сборник материалов 2-го Всероссийского научно-технического форума по двигателям и энергетическим установкам имени Н.Д. Кузнецова (Самара, 10-11 октября 2024 г.). Самара, Изд-во Самарского университета, 2024, с. 92–94.
[27] Львов М.В., Юсупов А.А., Алтунин В.А. Результаты экспериментального исследования тепловых процессов в моторных авиационных маслах при их естественной и вынужденной конвекции. Материалы Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «17 Королевские чтения», посвященной 35-летию со дня первого полета МКТС «Энергия — Буран» (3–5 октября 2023 г., г. Самара). Самара, Изд-во Самарского университета, 2023, т. 1, с. 203–204.
[28] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Пукачев И.Р., Яновская М.Л. Результаты экспериментальных исследований тепловых процессов в условиях вынужденной конвекции моторного авиационного масла марки МС-20. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 6. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-6-2285
[29] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Результаты экспериментального исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции. Часть 1. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 11. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-11-2317
[30] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Результаты экспериментального исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции. Часть 2. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 12. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-12-2324
[31] Алтунин В.А., Львов М., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Методики расчета влияния электростатических полей на теплоотдачу к моторному авиационному маслу марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2024, вып. 7. EDN KVVODU
[32] Алтунин В.А., Демиденко В.П., Львов М.В., Каськов А.С., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Применение результатов экспериментальных исследований для создания новых конструктивных схем систем смазки двигателей летательных аппаратов воздушного и аэрокосмического базирования. Труды 53 Научных чтений, посвященных памяти К.Э. Циолковского. Секция № 2: «Проблемы ракетной и космической техники». (Калуга, 18–19 сентября 2018 г.). Казань, Изд-во Казанского университета, 2019, с. 160–176.
[33] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Каськов А.С. Разработка новых конструктивных схем систем смазки двигателей летательных аппаратов воздушного и аэрокосмического применения Инновационные технологии и технические средства специального назначения: труды двенадцатой общерос. науч.-практ. конф. В 3 т. Т. 1. Санкт-Петербург, Балт. гос. техн. ун-т, 2020, с. 312–313. (Библиотека журнала «Военмех. Вестник БГТУ», № 62).
[34] Алтунин В.А., Львов М.В., Гинятуллин И.А., Каськов А.С., Платонов Е.Н., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Разработка топливно-масляных теплообменных аппаратов для двигателей воздушных и аэрокосмических летательных аппаратов. Труды 55 чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (г. Калуга, 15–16 сентября 2020 г.). Казань, Изд-во Казанского университета, 2021, с. 86–94.
[35] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Львов М.Л., Щиголев А.А., Платонов Е.Н., Юсупов А.А., Алиев И.Н., Яновский Л.С., Яновская М.Л. Некоторые пути совершенствования двигателей и энергоустановок марки «НК». Чаcть II. Тепловые процессы в технике, 2022, т. 14, № 1, с. 9–21. DOI: 10.34759/tpt-2022-14-1-9–21
[36] Алтунин ВА., Львов М.В., Юсупов А.А., Кореев Е.П., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Совершенствование масляных форсунок воздушно-реактивных двигателей. Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сборник тезисов докладов. Москва, ИД Академии Жуковского, 2023, с. 53–54.
[37] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Селянин К.А., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Экспериментальные исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторных авиационных маслах в условиях их вынужденной конвекции. Перспективы развития двигателестроения: Материалы международной научно-технической конференции имени Н.Д. Кузнецова, 18–20 июня 2025 г. Самара, Изд-во Самарского университета, 2025, с. 122–124.
[38] Алтунин В.А., Юсупов А.А., Львов М.В., Кореев Е.П., Жилякова А.Е., Яновская М.Л. Исследование возможности применения электростатических полей для борьбы с осадкообразованием на топливных и масляных металлических фильтрах двигателей летательных аппаратов и наземных энергоустановок. Перспективы развития двигателестроения: материалы международной научно- технической конференции имени Н.Д. Кузнецова, 18–20 июня 2025 г. Самара, Изд-во Самарского университета, 2025, с. 125–127.