тирования обвязки, и в общем случае порядок работ может быть следующим:

-выбирается тип крепления (жесткое или упругодемпферное);

-определяется схема крепления (непосредственно к корпусу двигателя или через кронштейны, количество и вид кронштейнов);

-выбираются материалы крепежных деталей;

-отрабатывается конструкция узла крепления

ñвыполнением необходимых прочностных оценок (учет действия функциональных, весовых, инерционных, аэродинамических и других нагрузок);

-выпускаются чертежи деталей и сборочных единиц узла крепления и монтажный чертеж агрегата или датчика.

13.3.5 - Проектирование трубопроводных коммуникаций

Целью проектирования ТК является создание работоспособной конструкции коммуникаций, отвечающей поставленным требованиям.

К ТК предъявляются следующие требования (в дополнение к разделу 13.3.1):

-по пропускной способности. Должна обеспечиваться возможность подачи рабочих жидкостей и газов с заданными расходами при потерях давления в магистрали, не превышающих установленные величины;

-по герметичности. Разъемные соединения должны обеспечивать заданную степень герметич- ности в течение установленного ресурса без дополнительных подтяжек в эксплуатации;

-по прочности. Элементы трубопроводов должны иметь трехкратные запасы по статической

èусталостной прочности;

-по исключению механических повреждений. Должна быть исключена возможность касания элементов коммуникаций друг с другом, с деталями агрегатов, с корпусными деталями двигателя, с электрожгутами за счет обеспечения гарантированных зазоров;

-по пожаробезопасности. ТК, содержащие горючие жидкости или их пары, ТК гидросистем

èсистем пожаротушения, а также воздушные коммуникации, разрушение которых при пожаре может привести к подаче воздуха в мотогондолу, должны быть выполнены из огнестойких материалов или защищены от воздействия высоких температур. Трубопроводы, имеющие температуру стенок выше 200°С и расположенные в мотогондоле, должны быть теплоизолированы. Теплоизоляционное покрытие трубопроводов не должно впитывать

рабочие жидкости. Трубопроводы с горючими жидкостями должны по возможности располагаться таким образом, чтобы в случае утечки исключить попадание этих жидкостей на горячие поверхности корпусов двигателя.

К некоторым ТК предъявляются особые требования в силу специфических условий их работы:

-трубопроводы всасывания и откачки масла от опор двигателя, а также безнапорные дренажные трубопроводы должны выполняться с уклоном по потоку жидкости и не иметь колен и петель в вертикальной плоскости для исключения образования

âних воздушных пробок;

-ТК пневмосистем, а также датчиков измерения давления воздуха и газа должны выполняться с мероприятиями по предотвращению накапливания и замерзания в них конденсата;

-в ТК, расположенных после масляных фильтров, должны отсутствовать «карманы», в которых могут накапливаться загрязнения.

Процесс проектирования ТК содержит те же этапы, что и проектирование обвязки в целом (см. раздел 13.3.2). На этапе концептуального проектирования определяется общий конструктивный облик коммуникаций и разрабатывается техническое задание на проектирование, которое является частью технического задания на проектирование обвязки. Определение общего конструктивного облика включает предварительный выбор материалов для деталей ТК, определение разрешенной к применению номенклатуры труб (по диаметрам и толщине стенки), типов неразъемных и разъемных соединений, узлов крепления, компенсаторов и других элементов, оценку необходимости разработки новых или модификации существующих конструкций элементов ТК для улучшения их характеристик и решение других вопросов.

На этапе эскизного проектирования после разводки коммуникаций на плоской модели обвязки определяются диаметры и толщины стенок труб, уточняется выбор материалов, типов разъемных соединений и узлов крепления. Предварительно оценивается надежность, уровень эксплуатационной технологичности и масса.

Внутренний диаметр расходных ТК определяется на основании гидравлического расче- та магистрали, исходя из условия обеспечения

∆ÐÒÊ ≤ ∆ÐТКДОП при заданном значении расхода жидкости или газа (∆ÐÒÊ – фактические, а ∆ÐТКДОП

– допускаемые потери давления в магистрали). Для нерасходных ТК применяются трубы с ми-

нимальным диаметром, разрешенным к применению на данном двигателе (обычно Dmin составляет 6 или 8 мм).

Толщина стенки трубы определяется из рас- чета на прочность от внутреннего давления, исходя из условия обеспечения трехкратного запаса (n) по разрушающему давлению, т.е.

n = ÐÐÀÇÐ /ÐÐÀÁmax ≥ 3,

ãäå ÐÐÀÁ max – максимальное рабочее давление жидкости или газа в трубопроводе;

– величина разрушающего давления для трубы с данной толщиной стенки.

Если полученная толщина стенки трубы (S) меньше минимально допустимой (Smin) для данного двигателя, то принимают S = Smin (обычно Smin = 0,6…1 мм). Если полученная толщина стенки больше Smin, то принимается ближайшее большее ее значение из разрешенной к применению номенклатуры труб.

Примечание – Ограничения по Dmin è Smin устанавливаются обычно, исходя из опыта для повышения запасов усталостной прочности и уменьшения механической повреждаемости трубопроводов.

На этапе технического проектирования разрабатывается окончательная конструкция ТК в виде объемной модели, создаваемой средствами компьютерной графики или посредством натурного макетирования (см. раздел 13.3.3).

При создании объемной модели отрабатывается окончательная конфигурация трубопроводов, размещаются узлы крепления и промежуточные разъемные соединения, решаются вопросы компенсации монтажных неточностей и тепловых расширений, выполняются проверочные гидравлические и прочностные расчеты, а также проводится частотная отстройка трубопроводов. При необходимости трубопроводы рассчитываются на малоцикловую усталость.

В случае отсутствия возможности применения типовых элементов разрабатываются новые соединения, узлы крепления, компенсаторы. Оценивается масса ТК, уровень надежности и эксплуатационной технологичности.

Целью частотной отстройки является снижение вибронапряжений в трубопроводах. Полученная расчетом частота собственных колебаний любого участка трубопровода сравнивается с частотой наиболее вероятных источников возбуждения (обычно это вращающиеся роторы двигателя). Если различие между частотами меньше 25%, то предпринимаются конструктивные меры по изменению собственной частоты за счет изменения схемы крепления трубопровода, его конфигурации или устанавливаются узлы крепления с демпфированием колебаний.

При расчетах на малоцикловую усталость оценивается фактический ресурс трубопровода в циклах при наличии упруго-пластических деформаций (вызванных, например, тепловым расширением корпусов). Если ресурс меньше требуемого с уче- том установленного запаса, изменяется конструкция трубопровода или условия крепления для снижения величины возникающих напряжений.

В случае если результаты проектирования удовлетворяют поставленным требованиям, проводится выпуск конструкторской документации: чертежей деталей и сборочных единиц ТК, сборочных чертежей ТК, технических условий на изготовление и монтаж трубопроводов и других документов.

Следует отметить, что на этапе документирования проектирование ТК фактически не заканчи- вается. По результатам вибропрочностной и ресурсной доводки трубопроводов на двигателях неизбежны отдельные уточнения их конструкции. Кроме того, в процессе доводки двигателя изменяется облик его основных узлов и систем, что также неизбежно приводит к необходимости перепроектирования части ТК.

Главным критерием эффективности конструкции ТК является надежность (безотказность), поскольку отказ (поломка) даже одного трубопровода (из нескольких сотен!) может привести к выклю- чению двигателя в полете. Поэтому важнейшей задачей при проектировании ТК является обеспе- чение их надежной работы.

С точки зрения надежности ТК можно отнести к простым системам, надежность которых будет тем выше, чем меньше они содержат элементов и чем больше надежность каждого из таких элементов. С учетом этого весь комплекс мероприятий, направленных на повышение надежности коммуникаций при проектировании, можно поделить на две группы. К первой группе относятся мероприятия по упрощению компоновки ТК путем уменьшения длины и сокращения количества применяемых деталей и узлов и их типоразмеров. Вторую группу составляют мероприятия по повышению физической надежности трубопроводов.

Мероприятия первой группы реализуются как за счет внешних факторов: уменьшения числа применяемых агрегатов и датчиков, количества жидкостных и газовых связей, так и за счет рациональной трассировки коммуникаций. Конкретными шагами в этом направлении могут быть, например, объединение электронных блоков систем управления и контроля и некоторых датчиков в одном агрегате, аналогичное объединение топливных насосов низкого и высокого давления, исключение дублирующего гидромеханического контура уп-