1.5 Режимы работы двигателя

Режимом малого газа называется режим, при котором двигатель устойчиво и надежно работает на минимальной частоте вращения без тенденции падения частоты вращения и без срыва пламени в камере сгорания. Режим малого газа не является рабочим режимом. Он используется для прогрева двигателя после его запуска и при полете вертолета в режиме авторотации без выключения двигателей. Максимально допустимый заброс температуры газа перед турбиной компрессора при выходе двигателя на режим малого газа не должен превышать 600°С(по прибору). Ограничение температуры газа определяется необходимостью постепенного нагрева деталей двигателя для уменьшения температурных напряжений. Ограничение времени работы определяется тем, что двигатель работает на малой частоте вращения неэкономично, кроме того, детали турбокомпрессора подвергаются повышенным вибрационным нагрузкам и недостаточно эффективно работает система охлаждения.

Крейсерским режимом называется режим, при котором гарантируется соответствующая мощность при непрерывной работе двигателя в течение всего установленного ресурса. Этот режим применяют для горизонтального полета на продолжительность, т.е. ему соответствует минимальный часовой расход топлива.

Номинальным режимом называется основной расчетный режим работы двигателя. Время работы на этом режиме по условиям прочности деталей двигателя ограничено. Номинальный режим работы двигателя применяется в основном для набора высоты. Кроме того, при работе двигателя на номинальном режиме по сравнению с крейсерским уменьшается удельный расход топлива. Поэтому номинальный режим можно использовать для получения минимального километрового расхода топлива при полете вертолета на дальность.

Максимальным режимом называется режим, при котором двигатель развивает максимальную мощность при непрерывной работе в течение ограниченного времени по условиям прочности деталей.

Каждому режиму работы двигателя соответствует определенное сочетание параметров силовой установки вертолета.

1.6 Контроль работоспособности двигателя

Безопасность полета вертолета в значительной мере зависит от своевременного обнаружения экипажем неисправностей, которые могут привести к отказам двигателей и оборудования вертолета. Существует несколько способов контроля исправности двигателей в полете: по показаниям приборов, по звуку, по вибрации, по приемистости и по цвету выходящих газов. Так, например, возникновение помпажа компрессора определяется по росту температуры газа перед турбиной, резкому изменению и падению частоты вращения турбокомпрессора. При длительном, слабо выраженном помпаже обгорают турбинные лопатки, что приводит к разбалансировке ротора и появлению вибрации и тряски. Кроме того, разрушение газовоздушного тракта приводит к выбрасыванию из выходного устройства черного дыма с длинными языками пламени и искрением, хорошо видимым, особенно ночью.

Основным видом контроля работы двигателей на вертолете Ми-8 является инструментальный контроль по приборам. Так, по указателю оборотов турбокомпрессора судят о развиваемой мощности, о протекании теплового процесса в двигателе, об исправности подшипников и проточной части двигателя. Для удобства контроля частоты вращения турбокомпрессоров применяются двухстрелочные указатели, где одна показывает частоту вращения турбокомпрессора левого двигателя, а другая – правого. Разность этих показании на установившихся режимах от крейсерского и выше обычно не должно превышать 2,5%. При правильной регулировке системы «ШАГ-ГАЗ» и системы синхронизации мощности двигателей эта разность в основном определяется ошибкой системы измерения частоты вращения турбокомпрессора которого больше, а двигатель, имеющий меньшую частоту вращения, практически не загружен. Такая работа силовой установки оказывает неблагоприятное влияние на работу нагруженного двигателя и вертолетного редуктора. Разнорежимность работы двигателей при применеии системы синхронизации мощности по давлению за компрессорами может возникнуть из-за нарушения нормальной работы этой системы (например, скопление конденсатов в соединительных шлангах синхронизаторов, частичная разгерметизация воздухопроводов и т.п.), а так же из-за частичного отказа (уменьшения мощности) одного из двигателей.

Тепловые режимы двигателей оценивают по указателю температуры газа перед турбиной и температуры масла.

Температура газа определяет процесс сгорания топлива и со­стояние деталей газовоздушного тракта Каждому режиму работы двигателя строго соответствует установленная для летной эксплуа­тации температура газа. Нормальная температура газа указывает, что тепловой режим двигателя соответствует расчетному. Повыше­ние температуры газа обычно является признаком обрыва турбин­ных или компрессорных лопаток, помнажа компрессора, разрушения подшипников роторов, обледенения входной части двигателя. При­знаком неисправности топливных форсунок и самовыключения дви­гателя является уменьшение температуры газа Особенно опасным является заброс температуры газа выше допустимой при запуске дви­гателя и при работе на максимальном режиме, так как это сопровож­дается перегревом деталей камеры сгорания, гурбин и може: привести к их разрушению. При равномерной загрузке обоих двигателей вертолета разность показаний приборов измерения температуры га­за определяется ошибкой измерительной системы и несовершенством работы системы синхронизации мощности; обычно она постоянна. При правил!.пой регулировке сопротивления цепи термопар и сис­темы синхронизации мощности двигателей разность показаний приборов измерения температуры газа не превышает 20 "С. Увели­чение leMiiepaтури газа перед iyp6nnoii одного из двигателей при сохранении постоянной частоты вращения может свидетельствовать о неисправности проточной части этого двигателя и увеличении по­дачи юплива в него системой синхронизации для сохранения мощ­ности, одинаковой с другим двигателем.

Температура масла определяет исправность системы смазки п тепловое состояние основных деталей и узлов двигателя. Поэтому, несмотря на хорошую вязкостно температурную характеристику применяемого синтетического масла, его температура не должна превышать заданное значение. 11овышение температуры масла выше этого значения свидетельствует о недостаточном количестве масла в системе или о разрушении трущихся деталей двигателя. Рез­кое повышение температуры масла может являться также резуль­татом прорыва газа из газового тракта в масляные полости двига­теля.

Приборы, установленные в кабине вертолета, контролируют также давление масла в маслосистеме и давление топлива перед форрсунками. Падение давления масла свидетельствует о недостаточном его количестве в системе смазки, засорении маслофильт­ров, внешних утечках масла в газовоздушный тракт и об образова­нии воздушной пробки на входе в нагнетающий маслонасос. Работа двигателя с давлением масла ниже допустимого может привести к разрушению подшипников роторов.

Давление топлива перед форсунками отражает исправность топ­ливной системы двигателя. Рост давления топлива выше допустимо­го с одновременным «зависанием» температуры газа перед турбиной обычно означает засорение топливных форсунок. Это явление чрез­вычайно опасное, так как форсунки засоряются неравномерно, что вызывает значительную неравномерность по окружности тем­пературы газа перед турбиной. Турбинные лопатки с большой час­тотой попадают в зоны с различной температурой и могут разрушается. Работу отдельных агрегатов, систем, а следовательно, и са­мого двигателя контролируют также по загоранию на приборной доске сигнализирующих лампочек и световых табло. Исправность работы двигателей определяют также по звуку, т. е. по изменению тона шума, создаваемого двигателем. В вертолет­ной силовой установке несущий винт, газовая турбина, компрессор и струя выхлопных газов являются источниками шума, характер­ного для каждого из них. Звуки в виде стука, скрежета, скрипа являются посторонними и не допускаются. В практике эксплуатации двигателей встречаются и такие неис­правности, которые можно определить только по вибрации. Так, при частичном обрыве компрессорной или турбинной лопатки нару­шается балансировка ротора, что вызывает сильную вибрацию кон­струкции. В отдельных случаях неисправность двигателя и его сис­тем экипаж может определить по запаху. Так, по запаху керосина и масла можно установить разгерметизацию топливной и масляной систем; по запаху дыма — возникновение скрытого очага пожара. Одним из важных способов контроля исправности проточной части двигателя является определение выбега (времени инерцион­ного вращения роторов после выключения двигателя). По времени выбега находят разрушение подшипников, вытяжку и задевание за металлокерамические вставки корпуса турбинных и компрес­сорных лопаток, попадание в двигатель посторонних предметов. Выбег турбокомпрессорной части двигателей определяютобычно начиная от частоты вращения малого газа до полной остановки, а выбег свободной турбины — косвенно по несущему винту. Если несущий винт после выключения двигателей в безветренную погоду еще долго вращается (20...30 с), то считается, что детали транс­миссии исправны и хорошо приработаны. Одновременно с проверкой выбега прослушивают двигатель, чтобы определить посторонние шумы. На новых двигателях, когда еще происходит приработка трущихся пар, время выбега минимальное, а с увеличением на­работки оно увеличивается. Каждый тип двигателя имеет свое минимально допустимое время выбега. Экипаж должен хорошо знать это время и при выключении двигателя проверять его. Двигатель, у которого выбег меньше допустимого, к эксплуатации не допус­кается до выяснения и устранения причины неисправного состо­яния.