Введение
Авиационные силовые установки предназначены для создания
силы тяги необходимой для преодоление силы лобового
сопротивления, силы тяжести и ускоренного перемещения ЛА в
пространстве.
Силовая установка состоит из 3 частей:
- двигатели
- капоты,
-
Двигатели делятся на две большие группы: реактивные и
двигатели внутреннего сгорания.
Реактивные двигатели являются тепловыми машинами
преобразующие химическую энергию топлива в кинетическую энергию
вытекающего из двигателя газа или в механическую работу, которая
используется для создания тяги по средствам воздушного винта.
Реактивные двигатели подразделяются на ракетные и
воздушнореактивные. К ВРД относятся безкомпрессорные и ГТД.
Исходя из формулировки билета остановимся на газотурбинных
двигателях. К ним относятся:
двигатели прямой реакции
- турбореактивные: ТРД, ТРДД, ТРДФ, ТРДДФ(Д-36 на Як-42, 55
изделие на Миг-23)
двигатели непрямой реакции
- турбовинтовые: ТВД (Аи-20 на Ан- 12)
- турбовальные: ТВаД (ТВ2-117 на Ми-8)
- турбовинтовентеляторные: ТВВД (Нк-93 в перспективе на Ил-96)
Особенности конструкции и эксплуатации
-рассмотрим на базе двигателя Д-36 от самолета Як-42 .
Данный двигатель является двухконтурным (со степенью
двухконтурности - 6) трехвальным предназначен для установки на
самолеты:
- по три на Як - 42
- по два на Ан-72 и Ан-74.
Состоит из 3х каскадов:
Первый каскад состоит из 7-и ступеней компрессора ВД и
одноступенчатой турбины ВД.
Второй каскад - из 7-и ступеней компрессора НД и одноступенчатой
турбины НД.
Третий каскад - из одной ступени вентилятора и трех ступеней
турбины вентилятора.
Связь между каскадами только газодинамическая.
Выполнение двигателя по трехвальной схеме позволило:
- применять в компрессоре ступени, имеющие высокий КПД;
- обеспечить необходимые запасы газодинамической устойчивости
компрессора;
- использовать для запуска двигателя пусковое устройство малой
мощности(т.к. при запуске стартер раскручивает только ротор
высокого давления).
Удачное у данного двигателя является расположение опор. На
каждый вал приходится по одному шариковому радиально- упорному и
роликовому родиальному подшипнику. Система вал-опоры -
статически определима. А это значит, что исключается возможность
появления не расчетных нагрузок вызванных статической
неопределимостью.
Недостаток - увеличение массы.
Большая степень двухконтурности двигателя и высокие
параметры газодинамического цикла обеспечили его высокую
экономичность.
Конструкция двигателя выполнена с учетом обеспечения
принципа модульности сборки. Двигатель разделен на 12 основных
модулей, каждый из которых является законченным конструктивно -
техническим узлом. Модульность конструкции двигателя
обеспечивает возможность восстановления его эксплуатационной
пригодности заменой модулей, а также отдельных деталей и узлов в
условиях эксплуатации, а высокая контроле пригодность
способствует от планово-предупредительного обслуживания к
обслуживанию по техническому состоянию.
Переход к обслуживанию по техническому состоянию возможен
только на базе выполнения комплекса диагностических проверок и в
первую очередь работоспособности двигателя.(Работоспособность
состояние, при котором двигатель способен выполнять заданные
функции на всех эксплуатационных режимах при различных внешних
условиях. Пока основные функциональные параметры двигателя
находятся в области, оговоренной нормативно технической
документацией, двигатель считается работоспособным.)
Методика оценки работоспособности заключается в изменении
основных функциональных параметров двигателя в процессе запуска
и работы на режимах, оговоренных в технической документации,
приведение параметров к условиям стандартной атмосферы и режиму
и сравнении приведенных параметров или их отклонений с нормой.
Основным параметром, определяющим функциональным назначения
двигателя, является тяга. Для данного двигателя параметром
регулирования, с помощью которого осуществляется воздействие на
тягу, является суммарная степень сжатия воздуха в компрессоре .
Регулирующим фактором, посредством которого обеспечивается
изменение , является расход топлива G. На всех режимах работы
соблюдается строгое соответствие между расходом топлива и
суммарной степенью сжатия.
Характерные отказы и неисправностию
входное устройство
- деформация
- выподание заклепок
проточная часть компрессора
- забоины(нормируется место, размеры, форма)
- разрушение лопаток - осн. дефекты
- деформация
- трещины на пере лопатки
- эррозионный износ лопаток
камера сгорания
- прогары
- коробление
(закоксванность форсунок, не равномерное поле температур)
проточная часть турбины
- перегрев рабочих лопаток - коробление, оплавление лопаток,
вытяжка лопаток
- износ лоберинтных употнений
- разрушения диков турбины
другие
- разрушение или износ подшипников качения
- трещины сварных швов в корпусных деталях
- внитренние разрушение шлицевых соединений
- разрушение герметичности масленных трубопровадов (наличие
масла в воздухе отбераемом на самолетные нужды)
- отказ отдельных агрегатов
Контроль технического состояния двигателей
Методы контроля:
- визуальный
- органолептический
- параметрический
- функциональный.
смотрят:
- механические повреждения
- подтекание топлива, масла
- целостность конструкции
- взаимное положение элементов
дефекты выявляемые при визуальном контроле ГТД
- механические повреждения проточной части компрессора
- оплавление, коробление 1 ступени СА
- прогары, королбление конструкции КС
Параметрический контроль
- основан на оценке величины и характера снижения по времени
физических величин характеризующих рабочий процесс и
функционирования систем.
методы контроля
1. по параметрам настроечной характеристики (Дросельная
характеристика).
2. по уровню вибрации
3. по скольжению роторов
4. по количеству продуктов износа в масле
5. по термагазодинамическим параметрам
Контроль по скольжению роторов в ТРДД
особенность: роторы кинематически не связаны, отсюда имеется
разница между изменениями оборотов валов dn/dt, то есть
скольжение.
S=nнд/nвд
-
-
-
-
-
-
-
Смещение эталона линии как правило вверх, говарит о разном
влиянии неисправностеи.
Смещение в сторону зоны А следовательно уменьшается тяга, в зону
В - уменьшение газодинамической устойчтвасти.