36. Возможные неисправности турбины. Причины, признаки, последствия. Меры предупреждения.

Турбина является наиболее ответственным узлом двигателя, никаких повреждений на лопатках турбины (оплавлений, трещин, забоин, рисок, царапин, деформации) не допускается. Ни в коем случае не допускается заброс ТМТ выше значений, указанных в первой главе, т. к. это приводит к обгоранию или перегреву лопаток. Перегретые лопатки через некоторое время работы двигателя могут оборваться и вызвать аварию двигателя. Дефекты появляются в следующих случаях: 1. Вытяжка рабочих лопаток и задевание их за корпус при повышении температуры газов выше допустимой из-за неисправности топливной автоматики, чрезмерной подачи топлива при запуске, помпаже, превышении допустимого времени работы на форсированных режимах. На форсированных режимах не только температура газа, максимальна или близка к максимальной, но и механические нагрузки (особенно от центробежных сил) достигают наибольших значений. Поэтому время работы на взлетном и чрезвычайном режимах ограничивается. Вытяжку лопаток экипаж может определить по уменьшению времени «выбега» ротора при остановке двигателя. При сильной вытяжке лопаток происходит торможение вращения ротора и для сохранения заданной частоты вращения топливный регулятор увеличивает подачу топлива, что приводит к росту температуры газов. Заедание лопаток можно определить по появлению постороннего звука в роторе двигателя и появлению металлических частиц в выходной системе. 2. Коробление и обгорание сопловых лопаток и лопаток рабочего колеса из-за нарушения процесса сгорания в камере сгорания, неравномерности поля температур перед турбиной и значительного увеличения температуры газа. Этот дефект ведет к изменению сопротивления проточной части, уменьшению мощности и, поэтому увеличивается температура газа. Это еще больше усложняет работу лопаток и может привести к их разрушению. Обгорание лопаток обнаруживается по росту ТМТ, выбрасыванию пучков искр из выхлопных патрубков, а при техническом обслуживании—путем визуального осмотра. 3. Обрыв или разрушение рабочих лопаток является одним из самых опасных дефектов двигателя. Основными причинами обрыва лопаток является: —превышение максимально допустимой температуры при запуске двигателя или выводе непрогретого двигателя на повышенный режим, остановка двигателя без предварительного охлаждения на малом газе, особенно при низкой температуре наружного воздуха. При этом неравномерный нагрев (охлаждение) лопатки вызывает появление температурных напряжений и появление микротрещин, которые снижают запас прочности лопаток. —повышенная вибрация двигателя из-за частичного разрушения лопаток компрессора, помпажа, обгорания или разрушений лопаток турбины. Обрыв происходит у ножки, профильной или замковой части. Микротрещины от температурных деформаций и вибрации развиваются постепенно, поэтому могут быть определены инструментальной проверкой при техническом обслуживании. —забоины от попадания посторонних предметов. —вытяжка рабочих лопаток. Причины разобраны в пункте I. При обрыве лопатки турбины в полете наблюдается хлопок в двигателе. Дальнейшее поведение двигателя зависит от последствий повреждения. Обычно обрыв лопатки вызывает повреждение или изгиб остальных лопаток. Если двигатель продолжает работать, то из-за уменьшения частоты вращения увеличивается подача топлива и рост температуры газов. При значительном уменьшении оборотов происходит срыв пламени з-за переобогащения смеси и останов двигателя. Может произойти заклинивание ротора и тогда двигатель выключается сразу. При обрыве турбинной лопатки на высоких режимах работы двигателя сила удара настолько велика, что она пробивает корпус и может вызвать разрушение элементов силовой установки и самолета. В этом случае не исключена возможность пожара в гандоле двигателя в местах расположения топливных и масляных трубопроводов. Для исключения этого свободная турбина имеет защитное оборудование, выполненное в виде 5-ти трубчатых стальных колец. При обрыве турбинной лопатки двигатель необходимо выключить. 4. Заклинение ротора турбины при выключении двигателя без предварительного охлаждения из-за выбирания зазора между торцами рабочих лопаток и корпусом турбины. Для предупреждения дефектов турбины и своевременного их выявления необходимо вручную прокручивать ротора и визуально осматривать проточную часть перед запуском для обнаружения посторонних предметов, строго соблюдать правила запуска, прогрева и охлаждения двигателя, закрывать проточную часть после останова для уменьшения вентиляции и более равномерного охлаждения двигателя, строго соблюдать температурный режим двигателя и максимально-допустимую частоту вращения ротора на всех этапах полета, тщательно контролировать параметры, характеризующие работу двигателя и своевременно обнаруживать предпосылки к отказам.