CALCULATION AND EXPERIMENTAL METHOD OF STUDYING THE STRESS-STRAIN STATE OF A FAN BLADE WHEN SIMULATING AN IMPACT WITH A BIRD

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Background. Damage to aircraft components due to bird strikes significantly reduces the level of flight safety in civil aviation. The most dangerous is when a bird hits an aircraft engine, so the study of bird strikes on engine parts is a pressing issue. Materials and methods. A computational and experimental method for studying the stress-strain state of a fan blade during a simulated impact with a bird is proposed. The developed method allows one to study impact processes and phenomena in engine fan blades during a simulated impact with a bird using a device with a special striker and registration systems on a special installation. Results and conclusions. The developed method allowed us to record the time sequence of events (interferogram patterns, displacements and stresses) at any time after the start of the impact using a bird simulator (special striker) and, accordingly, to obtain the results of the stress-strain state of the blade and the parameters of the impact process. Analysis of the research results using the developed method allows us to obtain a change in stresses and displacements during the impact with the bird simulator and to determine the blade sections in which maximum stresses and displacements are observed. The developed calculation and experimental method and the obtained recommendations can be used to study the non-stationary stress-strain state of fan blades and other engine parts and aircraft elements during the imitation of an impact with a bird.

Sobre autores

Aleksandr Lepeshkin

Moscow Aviation Institute

Autor responsável pela correspondência
Email: lepeshkin.ar@gmail.com

Doctor of technical sciences, associate professor, professor of the sub-department of aviation equipment design and certification

(4 Volokolamskoe highway, Moscow, Russia)

Khain Aung

Moscow Aviation Institute

Email: aungkhinemyint22@gmail.com

Postgraduate student

(4 Volokolamskoe highway, Moscow, Russia)

Bibliografia

  1. Lepeshkin A.R., Il′inskaya O.I., Malikov S.B. Dinamika i prochnost′ aviatsionnykh gazoturbinnykh dvigateley: ucheb. posobiye = Dynamics and strength of aviation gas turbine engines : a textbook. Moscow: Izd-vo MAI, 2020:100. (In Russ.)
  2. Dmitriyev S.A., Simonova E.S. Analysis of failures and damages of aircraft engines for the period 2007–2020. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2023;(1):81–90. (In Russ.). doi: 10.21685/2307-4205-2023-1-10
  3. Boloznev V.V., Zastela M.Yu., Mirsaitov F.N. On the problem of functional diagnostics of a gas turbine engine based on 3D vibration spectra. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2016;(1):79–85. (In Russ.)
  4. Barzov A.A., Grigor′yev A.S., Seina Ya.D. et al. A model for predicting the resource parameters of products by mesodiagnosing their functional damage during operation. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2025;(1):109–116. (In Russ.). doi: 10.21685/2307-4205-2025-1-14
  5. Sadykhov G.S., Kudryavtseva S.S. The lower confidence limit of the average residual resource of non-recoverable objects. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2023;(1):38–45. (In Russ.). doi: 10.21685/2307-4205-2023-1-5
  6. Severtsev N.A., Dar′ina A.N. Application of similarity criteria in resource testing of complex technical systems and products. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2020;(4): 5–14. (In Russ.). doi: 10.21685/2307-4205-2020-4-1
  7. Lepeshkin A.R., Aung K.M. Methodology of special tests of aircraft elements. Nauchnyye chteniya po aviatsii, posvyashchennyye pamyati professora N.E. Zhukovskogo: sb. tr. XXI Vseros. nauch.-tekhn. konf. = Scientific readings on aviation dedicated to the memory of Professor N. E. Zhukovsky : proceedings of the XXI All-Russian scientific and technical conference. Moscow: Eksperimental′naya masterskaya NaukaSoft, 2024;(12):35–50. (In Russ.)
  8. Lepeshkin A.R. Poperechnyy S.S., Il′inskaya O.I. Testing of aircraft elements and GTD assemblies for bird resistance. V otraslevaya konferentsiya po izmeritel′noy tekhnike i metrologii dlya issledovaniy letatel′nykh apparatov – KIMILA: sb. tr. = V Branch Conference on Measuring technology and Metrology for aircraft research – KIMILA : proceedings. Zhukovskiy: TSAGI, 2023:313–323. (In Russ.)
  9. Morgachev K.V. Bench tests of aviation equipment for collision with foreign objects (bird resistance). Avtomatizatsiya v promyshlennosti = Automation in industry. 2015;(10):32–35. (In Russ.)
  10. Shorr B.F., Gladkiy I.L., Mel′nikova G.V. et al. Bench tests for casting birds onto a non-rotating fan blade. Aviatsionnyye dvigateli = Aircraft engines. 2020;(1):31–38. (In Russ.). doi: 10.54349/26586061-2020-1-31
  11. Badshah S., Naeem A., Rafique A. F. et al. Numerical study on the critical frequency response of jet engine rotors for blade of conditions against bird strike. Applied Sciences. 2019;9(24):5568. doi: 10.3390/app9245568
  12. Wu B., Hedayati R., Li Z. et al. Effect of impact and bearing parameters on bird strike with aero-engine fan blades. Applied Sciences. 2022;12:7. doi: 10.3390/app12010007
  13. Yella G., Jadhav P., Lande C. Bird-strike analysis on hybrid composite fan blade: blade-level validation. Aerospace. 2023;10:435. doi: 10.3390/aerospace10050435
  14. Jadhaf P. Wavy trailing Edge Feasibility for Aircraft Engine Composite Fan Blade. Materials Science Forum. 2022;1060:51–56. doi: 10.4028/p-4ubl99
  15. Sharis-Shazzali S., Azam A.N., Meftah H. et al. Numerical modelling of bird strike on rotating engine blades based on variation of porosity density. IIUM Engineering Journal. 2022;23(1):412–423. doi: 10.31436/iiumej.v23i1.2146
  16. Shorr B.F., Serebriakov N.N., Melnikova G.V. et al. Computational and experimental study of bird failure at different speeds of collision with a flexible plate. The International Conference on Aviation Motors (ICAM 2020). Journal of Physics: Conference Series. 2021;1891:012050. doi: 10.1088/1742-6596/1891/1/012050
  17. Zhabin V.S., Murtazov A.K. Reliability of registration of fast-flying objects by the CCD system in meteoric astronomy. Nadezhnost′ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2025;(1): 103–108. (In Russ.). doi: 10.21685/2307-4205-2025-1-13
  18. Petrov V., Pogoda A., Sementin V. et al. Advances in digital holographic interferometry. Journal of Imaging. 2022;8(7):196. doi: 10.3390/jimaging8070196
  19. Seleznev V.G., Golovchenko I.Yu., Il′inskaya O.I. Determination of oscillation decrement compressor and turbine blades by holographic interferometry. Aviatsionnaya promyshlennost′ = Aviation Industry. 2016;(4):17–20. (In Russ.)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».