- •Авиационные двигатели Конспект лекций
- •Раздел 1. Авиационные газотурбинные двигатели
- •Тема 1. Этапы развития авиационных двигателей
- •Тема 2. Конструктивные и силовые схемы гтд
- •2.1. Конструктивные схемы гтд различных типов
- •2.2. Силовые схемы роторов гтд
- •2.3. Силовые схемы корпусов гтд
- •Тема 3. Входные устройства авиационных гтд
- •3.1. Назначение и основные параметры входных устройств
- •3.2. Дозвуковые входные устройства
- •3.3. Сверхзвуковые входные устройства
- •3.4. Работа сву внешнего сжатия на расчетном режиме
- •3.5. Работа сву внешнего сжатия на нерасчетных режимах
- •3.6. Регулирование сву
- •Тема 4. Компрессоры авиационных гтд
- •4.1. Типы и схемы компрессоров гтд
- •4.2. Анализ рабочего процесса ступени ок
- •4.3. Многоступенчатые осевые компрессоры
- •4.4. Особенности работы сверхзвуковой ступени ок
- •4.5. Неустойчивая работа ок (помпаж)
- •4.6. Задачи и способы регулирования ок
- •4.7. Конструктивные компоновки осевых компрессоров
- •4.8. Роторы ок
- •4.9. Статоры ок
- •4.10. Уплотнения проточной части ок
- •4.11. Вспомогательные системы и устройства ок
- •4.12. Центробежные компрессоры
- •4.13. Особенности комбинированных компрессоров
- •4.14. Влияние условий эксплуатации на работу ок
- •4.15. Характерные неисправности компрессоров
- •Тема 5. Камеры сгорания авиационных гтд
- •5.1. Требования к камерам сгорания авиационных гтд и их основные параметры
- •5.2. Конструктивные схемы основных камер сгорания
- •5.3. Рабочий процесс в кс
- •5.4. Организация процесса горения в основных кс гтд
- •5.5. Организация процесса горения в форсажных камерах
- •5.6. Эксплуатационные характеристики кс
- •5.7. Зависимость работы кс от высоты и скорости полета
- •5.8. Меры снижения эмиссии вредных веществ
- •5.9. Характерные неисправности кс
- •5.10. Действия экипажа при неустойчивой работе кс
- •Тема 6. Газовые турбины
- •6.1. Требования к газовым турбинам. Типы и схемы гт
- •6.2. Схема и принцип действия ступени осевой гт
- •6.3. Многоступенчатые газовые турбины.
- •6.5. Конструктивные компоновки осевых гт
- •6.6. Роторы осевых турбин
- •6.7. Статоры осевых гт
- •6.8. Уплотнения проточной части гт
- •6.9. Охлаждение турбин
- •6.10. Характерные неисправности гт
- •Тема 7. Выходные устройства авиационных гтд
- •7.2. Дозвуковые реактивные сопла
- •7.3. Сверхзвуковые выходные устройства
- •7.4. Регулирование геометрии рс
- •7.5. Реверсивные устройства и девиаторы тяги
- •7.6. Устройства для глушения шума
- •Тема 8. Редукторы и воздушные винты твд
- •8.1. Общие сведения о редукторах гтд
- •8.2. Кинематические схемы редукторов твд
- •8.3. Измерители крутящего момента
- •8.4. Системы управления воздушным винтом
- •8.5. Винтовентиляторы
- •Тема 9. Силовые установки
- •9.1. Гондолы двигателей магистральных вс
- •9.2. Подвеска двигателя к вс. Нагрузки на узлы крепления
- •9.3. Система управления двигателями
- •Тема 10. Рабочий процесс и эксплуатационные характеристики трд
- •10.1. Методы форсирования трд
- •10.2. Основные режимы работы гтд
- •10.3. Эксплуатационные характеристики гтд
- •10.4. Высотные характеристики трд
- •10.5. Скоростные характеристики трд
- •10.6. Дроссельные характеристики трд
- •10.7. Климатические характеристики трд
- •10.8. Особенности эксплуатационных характеристик 2-вальных трд
- •10.9. Особенности эксплуатационных характеристик трдф
- •10.10. Особенности эксплуатационных характеристик трдд
- •Тема 11. Рабочий процесс и эксплуатационные характеристики твд
- •11.1. Особенности рабочего процесса твд, тввд, тВлД
- •11.2. Основные параметры твд
- •11.3. Зависимость удельной мощности и экономичности твд
- •11.4. Эксплуатационные характеристики твд
- •Скоростные характеристики твд
- •Высотные характеристики твд
- •Дроссельные характеристики твд
- •11.5. Зависимость основных параметров твд
- •Тема 12. Поддержание летной годности авиадвигателей в эксплуатации
- •12.1. Надежность гтд. Показатели безотказности
- •12. 2. Влияние условий эксплуатации на показатели безотказности двигателей
- •12. 3. Виды ресурса гтд и методы их установления
5.9. Характерные неисправности кс
К основным неисправностям КС, обнаруживаемым в эксплуатации, относятся прогары, коробления и трещины. Причинами появления этих неисправностей являются возникновение нерасчетных повреждающих факторов и отклонения в технологии изготовления и сборки узла.
Возникновению нерасчетных повреждений способствует нагарообразование, появление которого свидетельствует о неполном сгорании топлива и несовершенстве организации процесса горения в данной камере. Отложение нагара на торцах форсунок искажает фронт пламени и поле температур. Это приводит к прогарам или перегреву и короблению стенок жаровой трубы, что еще более искажает структуру газового потока.
Образование нагара на стенке жаровой трубы приводит к изоляции стенки от охлаждающего воздуха, местному повышению температуры и короблению (потере устойчивости) данного участка жаровой трубы.
К короблению и последующему трещинообразованию стенок жаровой трубы приводит применение нестандартного или загрязненного топлива. В этом случае частичное засорение отдельных форсунок приводит к резкому перераспределению подаваемого в КС топлива и искажению структуры газового потока. К аналогичным результатам приводит попытка повторного запуска двигателя без предварительной холодной прокрутки и продувки газовоздушного тракта. Несмотря на наличие дренажного клапана, соединяющего нижнюю полость камеры с системой дренажа, загорание остатков топлива на стенках камеры при повторном запуске может привести к перегреву и короблению камеры.
Другой распространенный дефект КС, обнаруживаемый при периодическом осмотре внутренних полостей, - трещинообразование. Основная причина появления трещин – значительный температурный градиент, например, на кромках отверстий подвода вторичного воздуха, в местах стыка горячей и относительно холодной оболочек. Появлению таких трещин способствуют отклонения в геометрии деталей или технологии их изготовления и сборки.
5.10. Действия экипажа при неустойчивой работе кс
При эксплуатации ГТД в определенных условиях может возникнуть неустойчивая работа КС (главным образом форсажной), сопровождающаяся высокочастотными или низкочастотными колебаниями параметров газа.
Процесс горения в ФК, сопровождающийся высокочастотными колебаниями давления газа, называется вибрационным горением. Оно представляет собой автоколебательный процесс, развивающийся при определенных условиях из пульсаций потока, поступающего в ФК.
Энергия колебательного движения потока в значительной степени рассеивается вследствие вязкости газа. Вместе с тем колебания положения фронта пламени из-за пульсаций потока приводят к периодическому изменению тепловыделения, усиливающему колебания давления. В том случае, когда рассеяние энергии колебательного движения оказывается меньше, чем ее увеличение за счет изменения тепловыделения, развивается вибрационное горение. Наилучшие условия для возникновения вибрационного горения будут на повышенных режимах форсажа, когда колебания тепловыделения могут быть значительными.
Признаками вибрационного горения является тряска самолета и звук высокого тона в области выходного устройства. Вибрационное горение может привести к разрушению элементов ФК и реактивного сопла, поэтому в эксплуатации недопустимо. В случае возникновения вибрационного горения необходимо понизить степень форсирования тяги двигателя.
