2. Методы технической диагностики по физико –механическим параметрам

2.1. Метод параметров переходных процессов

Метод основан на анализе информации характеризующей переходные процессы, нестационарные режимы работы двигателя, позволяет распознавать определенный класс состояний ГТД и локализовать место повреждения в его системах. В процессе диагностирования используются только те переходные процессы и нестационарные режимы работы двигателя, которые несут необходимую и достаточную диагностическую информацию для решения конкретной диагностической задачи.

Вектор состояния переходных процессов-режимов формируется на основании данных, характеризующих эти процессы-режимы. Размерность векторов определяется диапа­зоном изменения диагностических параметров и заданной про­должительностью переходных процессов-режимов. Дополнительно в процессе диагностирования используются данные о границах предельно допустимых значений диагностических параметров в соответствии с эксплуатационной документацией, а именно:

• максимально допустимая частота вращения ротора;

• границы настройки регулятора частоты вращения ротора;

• границы настройки напряжения на аварийной шине системы электроснабжения постоянного тока на запуске.

• другие границы, определяемые особенностями силовой установки ЛА.

2.2. Вибрационные метод выявления поврежденных рабочих лопаток гтд в условиях эксплуатации

Распространенными повреждениями рабочих лопаток компрессора и турбины авиационных ГТД и ЭУ являются:

• усталостные трещины;

• забоины на входных и выходных кромках пера. Забоины на входных и выходных кромках пера в зонах с максимальными напряжениями и концентрации напряжений способствуют раз­витию усталостных трещин;

• обрыв верхнего уголка пера лопатки;

• пластические деформации пера лопаток.

Такие повреждения могут составлять 50% от всех видов повреждений ГТД. Недоработка ресурса газотурбинных двига­телей на газокомпрессорных станциях может достигать 10...20%. В условиях эксплуатации такие повреждения выявляются ви­зуально-оптическими методами путем осмотра каждой лопатки с помощью эндоскопов, вихретоковых и других датчиков, но после завершения полета и некоторой наработки поврежденных ло­паток.

3. Диагностирование технического состояния деталей гтд, омываемых маслом

3.1. Эксплуатационный износ трущихся деталей гтд, омываемых маслом

Интенсивность износа трущихся поверхностей деталей ГТД, омываемых маслом, неодинакова по времени их работы. На рис. 3.1 показана схема типовой зависимости износа сопряженных деталей 1 и 2 под воздействием трения в условиях достаточной смазки.

Разру­шение деталей, омываемых маслом, в процессе эксплуатации ГТД происходит, как правило, вследствие недостаточности смазки, пре­вышения температурных режимов, ухудшения смазочных свойств масла. Применяемые для смазки ГТД минеральные и синтетические масла резко ухудшают свои противоизносные свойства при обвод­нении и насыщении топливом.

Рис.3.1. Схема увеличения износа сопряжённых деталей под воздействием трения

S1-номинальный зазор в сопряжении, предусмотренный конструктором

S2- зазор в сопряжении,соответствующий наработке

S3-предельно допустимый зазор в сопряжении,соответствующий наработке

Наличие воды в масле приводит к значительному увеличению кинематической вязкости при отрицательных температурах. Это, в свою очередь, уменьшает циркуляцию и прокачку масла в маслосистеме. При этом нарушается отвод тепла от трущихся деталей и смазочная пленка оказывается недостаточно прочной, что приводит к появлению граничного трения.

Насыщение масла топливом приводит к значительному уменьше­нию его кинематической вязкости, уменьшению прочности смазоч­ной пленки и как следствие к появлению граничного трения и раз­рушению трущихся деталей. Поэтому одним из важных факторов, определяющих надежность работы деталей ГТД, омываемых мас­лом, является применение качественных смазочных материалов.

В последние годы в процессе эксплуатации авиационных ГТД широкое применение находит метод диагностики технического со­стояния сопрягаемых деталей, омываемых маслом, основанный на принципе обнаружения, улавливания и удержания металлических частиц износа. Для этой цели используются: магнитные пробки для улавливания частиц; электрические детекторы, вырабатываю­щие сигнал при замыкании электродов частицами; спектральный анализ масла; анализ изменения формы частиц, их поверхности; рассеивание и ослабление пучка света при прохождении через по­ток масла; анализ изменения вязкости масла.