Авиационные силовые установки
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 pк. Регулирующим фактором,
посредством которого обеспечивается изменение pк, 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.
|