creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327-2026-3-27creexp-377Research ArticleЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ И МЕТОДЫ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИТепловое состояние подшипников газотурбинного двигателяThermal state of gas turbine engine bearingshttps://orcid.org/0000-0003-3066-082XХодацкийС. А.KhodatskyS. A.

Ходацкий Сергей Альбертович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры летательных аппаратов и двигателей

ул. Коммунаров, 3, Иркутск, 664047

Sergey A. Khodatsky, Cand. Sci. (Technology), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Aircraft and Engines

3 Kommunarov Street, Irkutsk, 664047

sergeixodatski.kafedra@mail.ruМосковский государственный технический университет гражданской авиации (Иркутский филиал)РоссияIrkutsk Branch of Moscow State Technical University of Civil AviationRussian Federation2026150920261332741Copyright © Ходацкий С.А., 20262026Ходацкий С.А.Khodatsky S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/377

Подшипники авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) работают в сложных условиях, обусловленных высокими эксплуатационными нагрузками. Расчетно-теоретическое исследование характеристик подшипников затруднено ввиду сложности моделирования и учета всех факторов. В работе представлены результаты расчетно-экспериментального исследования теплового состояния подшипников ГТД. Дано описание экспериментальной установки, включающей объект исследования – роликоподшипник, систему передачи крутящего момента на внутреннюю обойму подшипника, систему измерений и регистрации. Методика проведения экспериментов и методов обработки экспериментальных данных основана на применении системы измерений ZetLab. Проведен анализ причин повышения температуры подшипников в эксплуатационных условиях, влияния уровня вибрации на характеристики потока масла к подшипнику. 

Aircraft gas turbine engine bearings operate under challenging conditions due to high operating loads. Computational and theoretical studies of bearing characteristics are challenging due to the complexity of modeling and accounting for all these factors. This paper presents the results of a computational and experimental study of the thermal state of gas turbine engine bearings. A description of the experimental setup is provided, including the test object – a roller bearing – a system for transmitting torque to the bearing’s inner race, and a measurement and recording system. The experimental methodology and data processing methods are based on the ZetLab measurement system. An analysis of the causes of increased bearing temperature under operating conditions and the influence of vibration levels on the characteristics of oil flow to the bearing is provided.

двигательопораподшипниквибрацияпоток маслапрокачкатемпературароторenginesupportbearingvibrationoil flowpumpingtemperaturerotorReferencesЖильников Е. П. Системный подход к оценке работоспособности авиационных подшипников качения / Е. П. Жильников, В. В. Макарчук, В. В. Мурашкин // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2008. № 6. С. 39-41. EDN JTISDR.Chuvilina E. V., Gryzlova T. P. (2013). A method for diagnosing the state of bearings based on a complex of algorithms for detecting local inhomogeneities. Bulletin of RSATU named after P.A. Solovyov. 4(27): 27-35. (In Russian).Караваев Ю. А. Совершенствование методики оценки остаточного ресурса ТРДД / Ю. А. Караваев, С. А. Ходацкий // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2019. № 2. С. 10-24. EDN LVWSUT.DellaCorte C., Valco M. J. (2000). Load Capacity Estimation of Foil Air Journal Bearings for Oil-Free Turbomachinery Applications. Tribology Transactions. 43(4): 795-801. DOI: 10.1080/10402000008982410.Кикоть Н. В. Исследование и разработка метода анализа теплового состояния межроторных роликовых подшипников ГТД / Н. В. Кикоть, Е. Ю. Марчуков // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16, № 4. С. 6. EDN KZWQRJ.Drokov V. G., Drokov V. V., Kazmirov A. D., Muryshchenko V. V., El’kes A. A. (2024). Assessment of the state of lubricated friction units of D-30KP/KP-2 aircraft engines during acceptance tests. Scientific Bulletin of the State Scientific Research Institute of Civil Aviation. 46: 20–31. (In Russian).Мониторинг прецессии роторных систем газотурбинных двигателей и оценка состояния межроторных подшипников / М. Ю. Охтилев, В. И. Хименко, В. Н. Коромысличенко [и др.] // Проблемы региональной энергетики. 2018. № 1(36). С. 12-25. EDN YWIJPP.Kai Xu. (2024). Research on Temperature Rise Characteristics Prediction of Main Shaft Dual-Rotor Rolling Bearings in Aircraft Engines/ Kai Xu, Hao Hu, Nan Guo, Xiqiang Ma, Xiaoping Li // Lubricants, Vol 12, Issue 6: 210. DOI: 10.3390/lubricants12060210.Оглобличев М. А. Влияние радиальных зазоров подшипников опор ротора на вибрацию газотурбинного двигателя / М. А. Оглобличев, А. С. Гишваров // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2020. № 1(22). С. 112-115. EDN ECGBPF.Karavaev Yu. A., Khodatskiy S. A. (2019). Improving the methodology for estimating the residual life of a bypass turbofan engine. Crede Experto: transport, obshchestvo, obrazovanie, yazyk. 2019. 2: 10-24. DOI 10.35267/2312-4601-2019-2-10-24. (In Russian).Оглобличев М. А. Влияние радиальных зазоров подшипников опор ротора, дисбаланса турбокомпрессора, температуры и давления окружающей среды на вибрацию газотурбинного двигателя / М. А. Оглобличев, А. С. Гишваров // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2021. № 1(24). С. 38-42. EDN BZSQGF.Kanike N. (2023) Thermal Analysis of Gas Turbine Bearing Compartment During Normal Operation Period/ Taluru D., Nelanti K., Gujar K. G. // Proceedings of the ASME 2012 Gas Turbine India Conference (GTINDIA2012). Paper No. GTINDIA2012-9620: 505-511. DOI: 10.1115/GTINDIA2012-9620.Оценка состояния смазываемых узлов трения авиационных двигателей Д-30КП/КП-2 при приёмосдаточных испытаниях / В. Г. Дроков, В. В. Дроков, А. Д. Казмиров [и др.] // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2024. № 46. С. 20-31. EDN TQMAAE.Khodatskiy S. A., Karavaev Yu. A. (2018). Effect of GTE rotor vibrations on the technical condition of the inter-shaft bearing. Crede Experto: transport, obshchestvo, obrazovanie, yazyk. 4: 31-41. (In Russian).Серафимов П. П. Анализ причин основных отказов роторных подшипников авиационных ГТД // XXV Туполевские чтения (школа молодых ученых): Международная молодёжная научная конференция, посвященная 60-летию со дня осуществления Первого полета человека в космическое пространство и 90-летию Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. Материалы конференции. Сборник докладов. В 6-ти томах, Казань, 10–11 ноября 2021 года. Том II. Казань: Индивидуальный предприниматель Сагиева А.Р., 2021. С. 104-108. EDN IBDXPT.Khodatsky S. A. (2023). Estimating the Operability of the Gas Turbine Engine Inter-Shaft Bearing. In: Gorbachev, O.A., Gao, X., Li, B. (eds) Proceedings of 10th International Conference on Recent Advances in Civil Aviation. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. 2023. P. 51-64. DOI: 10.1007/978-981-19-3788-0_5.Ходацкий С. А. Влияние вибраций ротора ГТД на техническое состояние межвального подшипника / С. А. Ходацкий, Ю. А. Караваев // Сrede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2018. № 4. С. 31-41. EDN VRPITO.Kikot’ N. V., Marchukov E. Yu. (2009). Research and development of a method for analyzing the thermal state of inter-rotor roller bearings of a gas turbine engine. Aerospace MAI Journal. 16(4): 32-36. (In Russian).Чувилина Е. В. Метод диагностики состояния подшипников на основе комплекса алгоритмов обнаружения локальных неоднородностей / Е. В. Чувилина, Т. П. Грызлова // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. 2013. № 4(27). С. 27-35. EDN SZCKSL.Li L. (2023). Dynamic stiffness characteristics of aero-engine elastic support structure and its effects on rotor systems: mechanism and numerical and experimental studies/ Luo Z., Liu K., Zhou J. // Applied Mathematics and Mechanics (English Edition). Vol. 44. No. 4: 527-546. DOI: 10.1007/s10483-023-2973-9.DellaCorte C. Load Capacity Estimation of Foil Air Journal Bearings for Oil-Free Turbomachinery Applications / C. DellaCorte, M. J. Valco // Tribology Transactions. 2000. Vol. 43, iss. 4. P. 795-801. DOI: 10.1080/10402000008982410.Ogloblichev M. A., Gishvarov A. S. (2020). Influence of radial clearances of rotor support bearings on the vibration of a gas turbine engine. Youth Bulletin of USATU. 1(22): 112-115. (In Russian).Kai Xu. Research on Temperature Rise Characteristics Prediction of Main Shaft Dual-Rotor Rolling Bearings in Aircraft Engines/ Kai Xu, Hao Hu, Nan Guo, Xiqiang Ma, Xiaoping Li // 2024.Lubricants, Vol 12, Issue 6: 210. DOI:10.3390/lubricants12060210.Ogloblichev M. A., Gishvarov A. S. (2021). Influence of radial clearances of rotor support bearings, turbocompressor imbalance, ambient temperature and pressure on the vibration of a gas turbine engine. Youth Bulletin of USATU. 1(24): 38-42. (In Russian).Kanike N. Thermal Analysis of Gas Turbine Bearing Compartment During Normal Operation Period / N. Kanike, D. Taluru, K. Nelanti, K. G. Gujar // Proceedings of the ASME 2012 Gas Turbine India Conference (GTINDIA2012). 2013. Paper No. GTINDIA2012-9620. P. 505-511. DOI: 10.1115/GTINDIA2012-9620.Okhtilev M. Yu., Khimenko V. I., Koromyslichenko V. N., Klyucharev A. A., Zubko A. I. (2018). Monitoring the precession of rotor systems of gas turbine engines and assessing the state of inter-rotor bearings. Problems of the Regional Energetics. 1(36): 12-25. DOI 10.5281/zenodo.1213123 (In Russian).Khodatsky S. A. Estimating the Operability of the Gas Turbine Engine Inter-Shaft Bearing. In: Gorbachev, O.A., Gao, X., Li, B. (eds) Proceedings of 10th International Conference on Recent Advances in Civil Aviation. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. 2023. P. 51-64. DOI: 10.1007/978-981-19-3788-0_5.San Andrés L., Ryu T., Kim T. (2010) Thermal Management and Rotordynamic Performance of a Hot Rotor-Gas Foil Bearings System-Part I: Measurements // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. № 133(6): 062501-1-062501-9. DOI 10.1115/GT2010-22981.Li L. Dynamic stiffness characteristics of aero-engine elastic support structure and its effects on rotor systems: mechanism and numerical and experimental studies / Luo Z., Liu K., Zhou J. // Applied Mathematics and Mechanics (English Edition). 2023. Vol. 44. No. 4. P. 527-546. DOI: 10.1007/s10483-023-2973-9.Serafimov P. P. (2021). Analysis of the causes of the main failures of rotor bearings of aircraft gas turbine engines. Proc. 25th Tupolev Readings (School of Young Scientists). 2: 104-108. (In Russian).San Andrés L. Thermal Management and Rotordynamic Performance of a Hot Rotor-Gas Foil Bearings System-Part I: Measurements / San Andrés L., Ryu T., Kim T. // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2010. № 133(6). P. 062501-1-062501-9. DOI: 10.1115/GT2010-22981.Zhil’nikov E. P., Makarchuk V. V., Murashkin V. V. (2008). A systematic approach to assessing the operability of aircraft rolling bearings. Friction and Lubrication in Machines and Mechanisms. 6: 39-41. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.