1. Потеря газодинамической устойчивости компрессора (помпаж)

Причина:

• Срыв потока с лопаток вследствие значительного изменения расхода воздуха от расчетного значения α(см. рис. 2.3).

Последствия помпажа:

• самовыключение двигателя вследствие срыва пламени в КС;

• разрушение элементов компрессора и силовой установки вследствие вибраций корпуса;

• обгорание и разрушение турбинных лопаток вследвтвие повышение t_г.

Конструктивные методы борьбы с помпажом:

• установка за VII ступенью компрессора 2клапана перепуска воздуха в атмосферу (от момента запуска до n_ТК=84…87%), что увеличивает расход воздуха через первые ступени;

• изменение углов установки регулируемых лопаток ВНА и НА I…IV ступеней 2 гидроцилиндрами, установленными в насосе-регуляторе (верхний) и в нижней части корпуса компрессора (нижний, см. поз. 20 рис. 1.1);

Поворот лопаток производится по программе α_НА=f(n_ТК, t_н). Диапазон углов поворота α=27+1,5…-3 (при n_ТК=0…103%).

Эксплуатационные причины помпажа:

• запуск двигателя при нарушении допусков по скорости и направлению ветра;

• запуск двигателя при недостаточном давлении воздуха подаваемого на стартер;

• попадание посторонних предметов на вход в двигатель;

• повышенный износ лопаток компрессора;

• попадание вертолета в зону сильной турбулентности, спутной струи другого самолета (вертолета), ливневые осадки, снежный заряд;

• ошибка экипажа в управлении.

Признаки помпажа:

• изменение тона работы двигателя;

• колебание t_г перед турбиной с тенденцией увеличения;

• увеличение вибрации конструкции;

• значительное уменьшение мощности двигателя.

Fig. 2.3. Diagram of airflow around the operating vanes:

1. rated power;

2. if air consumption is decreasing;

3. if air consumption is increasing.

2.3. PROBABLE TROUBLES

1. Loss of compressor gas-dynamic stability (engine stall)

The reason:

• Compressor vanes stall due to considerable change of air supply and which differs a lot from the volume required for rated power (see fig. 2.3).

The consequences of engine stall:

• engine failure due to the flame out in the combustion chamber;

• compressor and power plant components destruction due to casing vibration;

• burning and damage of the turbine blades due to the PTIT limit exceed.

Anti-stall devices:

• the installation of the 2 air discharge valves behind the VII compressor stage (operate from the beginning of start up and till n_ТC=84…87%), which increase airflow through compressor initial stages;

• the change inlet guide vanes and of variable geometry vanes of the I…IV stages (VGV) pitch by two hydraulic cylinders, located inside FCU (top one) and at the lower part of the compressor casing.(bottom one) (lower, see № 20 fig. 1.1);

VGV pitch depends on turbo compressor RPM and OAT – α_VGV=f(n_ТC, OAT). Pitch angle range is α=27+1,5…-3 (for n_ТC = 0…103%).

Stall reasons in operation:

• violation of wind speed and wind direction limitations during engine start up;

• engine start up if air pressure created by APU and supplied to the main engine air starter is lower, than required;

• the contamination of engine by foreign objects;

• excessive wear of the compressor blades;

• severe turbulence, another aircraft wake, shower rain, snow flurry;

• crew members’ operational mistake.

Stall attributes:

• pitch change of engine’s sounds;

• PTIT fluctuation with the tendency for increase;

• vibration increase;

• considerable increase of engine power.

Действия экипажа при обнаружении признаков помпажа:

• при обнаружении признаков помпажа на земле двигатель необходимо немедленно остановить;

• при обнаружении признаков помпажа в полете необходимо изменить режим работы двигателей или режим полета. Если признаки помпажа не исчезают, двигатель необходимо остановить.

2. Износ и разрушение подшипников опор.

Причина:

• масляное голодание (нагрев и заклинивание шариков).

Признаки:

• увеличение вибрации, шума, t_м, t_г, расхода масла и выброс масла;

• уменьшение времени выбега ротора;

• наличие стружки в маслофильтре;

• срабатывание стружкосигнализатора.

3. Вытяжка и разрушение лопаток.

Причины:

• превышение времени работы на N_взл;

• помпаж компрессора;

• сброс льда из входного устройства;

• примерзание лопаток на стоянке;

• попадание посторонних предметов.

Признаки:

• увеличение шума, вибрации, t_г;

• уменьшение n_тк;

• тугое вращение ротора;

• помпаж;

• уменьшение выбега ротора;

• резкий хлопок и удар.

4. Абразивный износ лопаток (допускается не более 2 мм).

Причина:

• попадание песка и пыли во входное устройство.

Признаки (последствия):

• уменьшение N_взл., n_НВ;

• увеличение t_г, G_т;

• возможно появление признаков помпажа;

5. Износ и разрушение маслоуплотнений опор.

Признаки (последствия):

• повышенный расход масла;

• дымление (белый дым на выхлопе);

• выброс масла (из КПВ и трубок суфлирования).

6. Забоины и вмятины на лопатках ВНА и РК I ступени.

Причины:

• попадание посторонних предметов, сброс льда.

Crewmembers actions in case any stall attribute is detected:

• if stall attributes are detected when helicopter is still on the ground, engine must be immediately shut down;

• if stall attributes are detected in flight, it is necessary to change engine power setting or regime of flight. If stall attributes persist, engine must be shut down.

2. Wear and damage of the support bearings.

Reason:

• lack of oil (overheating and jamming of the ball bearings).

Symptoms:

• vibration, noise, oil temperature t_o, gas temperature t_g and oil consumption increase, oil leaks;

• decrease of turbo compressor RPM and run-down time;

• chips in oil filter;

• chip detector activation.

2. Vanes expansion and break-up.

Reason:

• excess of permissible operation time at take-off rating N_.takeoff;

• compressor stall;

• ice ingestion from the inlet assembly;

• vanes freezing during the time, helicopter is parked;

• foreign objects ingestion.

Symptoms:

• noise, vibration, gas temperature t_г increase;

• turbo compressor RPM n_тc decrease;

• stiff rotor rotation;

• stall;

• rotor run-down time decrease;

• sharp noise and impact.

2. Vanes abrasive damage (2 mm tolerance).

Reason:

• sand and dust ingestion into the inlet.

Symptoms:

• turbo compressor RPM n_тк and main rotor n_НВ decrease;

• gas temperature t_g and G_т increase;

• stall possibility;

• engine service life fails to be completed.

2. Support bearings oil seals wear and damage.

Symptoms (results):

• excessive oil consumption;

• engine smoking (white smoke coming out of the exhaust duct);

• oil leak (in air bypass valves and vent lines).

2. Dents on the vanes of the inlet guide vane assembly and operating ring of the I stage.

Reason:

• foreign objects or ice ingestion.

2.4. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Подогревать двигатель перед запуском при t_нв ≤ –30С до

t°_м (ред) = –15°С, но не менее 20 минут.

2. Учитывать направление и скорость ветра при запуске двигателя.

3. Контролировать ВПП на отсутствие легких предметов, которые могут быть подняты НВ, принимать меры по предотвращению попадания посторонних предметов на вход в двигатель в полете.

4. Выполнять предполетный осмотр и ручную прокрутку перед запуском.

5. Выполнять инструментальный замер износа лопаток РК І ступени – не более 2 мм.

6. Контролировать и выдерживать Р_м и t°_м на земле и в полете.

7. Исключить попадание в двигатель песка и пыли.

8. Согласовывать темп перемещения РОШ с приемистостью двигателей при изменении режима.

9. Выдерживать временные ограничения максимальных режимов.

10. Контролировать выбег ротора после каждого выключения – не менее

50 секунд.

11. Контролировать расход масла в конце летного дня – не более 0,3 ^л/_ч.

12. Осматривать маслофильтры на наличие стружки, кокса при ТО или по замечаниям экипажа.

13. Соблюдать инструкцию РЛЭ по эксплуатации ПОС.

2.4. OPERATION PECULIARITIES.)

1. I t is necessary to warm up engines before start up. If ambient air temperature t°<30°C until the oil temperature t°_o C in the gearbox becomes -15°C or during not less than 20sec.

2. To check and maintain oil temperature t°_o and oil pressure P_o on the ground and in flight.

3. To check run-down time of the rotor after every shut down of the engine. It should be not less than 50 sec.

4. To check oil consumption at the end of the flight day. It should not exceed

0,3 lit/h.

5. To inspect oil filters. They should be free of chips and coke. This inspection should be done during technical maintenance or in the case of crew remarks.

6. To carry out preflight inspection and manual cranking before start up.

7. To follow strictly the instruction concerning de-icing system operation.

8. In according with the scheduled maintenance operation to check the wear of 12 vanes of the operating ring of the I stage by means of special tools.

9. To avoid sand and dust entering the engine.

10. To pay special attention to the wind speed and direction during start up.

11. To coordinate rate of movement of the collective pitch control lever with the engine acceleration time during change of the rating.

12. Not to exceed the limited time of the max power ratings.

13. To inspect the runway condition. It should be free of the light objects, which can be lifted by the main rotor, and to take measures in order to prevent foreign object ingestion into the engine inlet device in flight.