Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0237

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0237
Тематическое направление
Транспортные и космические системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Название доклада
Создание основы масел с повышенной термостойкостью для теплонапряжённых газотурбинных авиационных двигателей
Докладчик
Ивлева Елена Александровна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Создание базовой основы масел с повышенной термостойкостью, а также технологии получения ключевого компонента базовой основы масла на основе наноразмерных эфиров каркасной структуры для применения в газотурбинных двигателях современной авиации в предельных условиях эксплуатации
Актуальность и новизна исследования
По мере развития авиации непрерывно повышаются требования к качеству масел. Это связано с повышением механических, температурных нагрузок в агрегатах и увеличением сроков замены масел. В связи с этим все большее значение приобретают высокоиндексные масла, имеющие высокую термостабильность, хорошую приемистость к пакетам многофункциональных присадок, хорошие пусковые свойства при низких температурах и необходимую вязкость в пределах рабочих температурах. Из всех требований к качеству масел для авиационных газотурбинных двигателей наиболее важным является требование его высокой термостабильности, характеризующей способность масла сохранять на необходимом уровне физико-химические и эксплуатационные свойства при длительной работе в двигателе. Перспективными структурами, повышающими термоокислительную стабильность основы масла, представляются каркасные структуры, а именно производные адамантана и его гомологи. Введение наноразмерного адамантильного радикала повышает термическую стабильность вещества и его стойкость к окислению и радиационному облучению, что важно при получении функциональных производных и конструкционных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Вклад числа поверхностных атомов нанообъектовв свойства самой наномолекулы становится определяющим и растет с дальнейшим уменьшением размера объекта. Именно это и является одной из причин проявления новых свойств разрабатываемых функциональных наноматериалов на основе адамантана на наноуровне. Поэтому полифункциональные производные адамантана решают проблему получения основ масел, удовлетворяющих новым качественным показателям газотурбинных двигателей.
Описание исследования

Основной задачей, решаемой в рамках реализации ПНИЭР, является разработка методов получения новых наноразмерных эфиров каркасной структуры с требуемыми показателями физико-химических и эксплуатационных свойств и создание новой рецептуры высокотемпературной основы масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей авиации пятого поколения на их основе. 

В ходе выполнения проекта будут разработаны методы синтеза многоатомных спиртов адамантанового ряда, которые далее будут использованы в качестве исходных субстратов в получении сложных эфиров - потенциальных компонентов основ масел для теплонапряженных ГТД. Наработка сложных эфиров на основе многоатомных спиртов адамантанового ряда будет проводиться с вариацией размерных характеристик молекулярной структуры. Далее будут изучены определяющие комплекс эксплуатационных свойств физико-химические характеристики полученных эфиров многоатомных спиртов адамантанового ряда и выбраны структуры с оптимальными параметрами.

Исследуемыми показателями, определяющими возможность применения соединений в качестве компонента основы масла для теплонапряженных ГТД и целесообразности его дальнейшего исследования, являются вязкость при положительных и отрицательных температурах, температура застывания, температура вспышки, термоокислительная стабильность, плотность, показатель преломления.

На основании изучения физико-химических и эксплуатационных свойств будут выбраны оптимальные образцы для их наработки в необходимом количестве и изучения в качестве высокотемпературной основы масел для теплонапряженных ГТД, обладающих благодаря наличию трициклической структуры повышенной термостойкостью, и использования их в качестве добавок, повышающих окислительную стабильность уже известных базовых основ авиационных масел.

На основании полученных данных будут отработаны оптимальные с точки зрения технологической реализации параметры синтеза, выделения и очистки перспективного эфира и многоатомного спирта адамантанового ряда для его получения. Будет наработана укрупненная партия соответствующего эфира, определены ее физико-химические характеристики. Далее будет разработан лабораторный технологический регламент производства сложного эфира на основе многоатомного спирта адамантанового ряда и рецептура основы масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей, включающая в составе перспективный полиэфир адамантанового ряда.

Новизна заключается в направленном получении индивидуальных производных адамантана в виде сложных полиэфиров или их смеси с требуемыми физико-химическими свойствами, которые могут быть успешно использованы в качестве высокотемпературной основы масел для теплонапряженных ГТД, обладающих повышенной термостойкостью и в качестве добавок, повышающих окислительную стабильность уже известных базовых основ авиационных масел.

Результаты исследования

На текущий момент получены следующие результаты:

1. Разработаны методы получения и наработаны исходные соединения адамантанового ряда, необходимые для синтеза многоатомных спиртов. Проведена наработка замещенных 1-гидроксиадамантанов, 1,3-дикарбоновых кислот адамантанового ряда, ди-, три- и тетразамещенных бромидов адамантанового ряда. Определены качественные показатели и подтверждена структура синтезированных соединений. 

2. Наработаны образцы многоатомных спиртов адамантанового ряда и сложных эфиров на их основе, а также образцы идентифицируемых примесей, образующихся при синтезе многоатомных спиртов адамантанового ряда и сложных эфиров на их основе для разработки методик определения качественных показателей. 

3. Разработаны подходы к синтезу многоатомных спиртов адамантанового ряда с использованием наработанных исходных субстратов.

4. Проведены теоретические исследования по прогнозированию физико-химических свойств сложных эфиров на основе многоатомных спиртов адамантанового ряда, определяющих эксплуатационные характеристики основ масел.

 

 

Практическая значимость исследования
Результатом исследований является создание новой технологии получения компонента синтетической основы масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей пятого поколения, которой достигается гарантированное качество продукции, соответствующее запросам химической промышленности. Полученные результаты и создаваемая технология должны обеспечить решение задач химической промышленности и авиации РФ.
Полученные результаты приведут к созданию новых горюче-смазочных материалов для нужд ВС РФ и заинтересованных предприятий России и стран СНГ, что позволит повысить безопасность полетов, отказаться от закупок импортных горюче-смазочных материалов.
Результаты проекта могут быть использованы в научно-исследовательских институтах и учреждениях образования авиационного, химического и нефтехимического профиля. Результаты научно-исследовательской работы могут быть внедрены в образовательный процесс для подготовки квалифицированных специалистов в области органического синтеза, химических технологий, нефтехимического производства, владеющих современными методами анализа и контроля качества горюче-смазочных материалов; методами органического синтеза, идентификации и выделения органических соединений.