- •Испытания и обеспечение надежности газотурбинных двигателей
- •Оглавление
- •1.1. Испытания как средство обеспечения надежности гтд.
- •1.2. Виды работ и программы по созданию надежных гтд.
- •1.3. Структура работ по обеспечению надежности гтд.
- •1.4. Испытания на надежность.
- •3. Объект испытания на надежность.
- •2.1. Режимы работы гтд
- •Реверсивные режимы работы
- •Неустановившиеся режимы работы гтд
- •2.2. Категории и виды испытаний гтд Категории испытаний Предварительные испытания гтд
- •Приемочные испытания гтд
- •Ведомственные испытания
- •Сертификационные испытания
- •Приемо-сдаточные испытания
- •Периодические испытания
- •Типовые испытания
- •Эксплуатационные испытания
- •По месту и условиям проведения испытаний
- •По определяемым характеристикам объекта
- •2.3.Этапы и виды работ при создании двигателей
- •Производство
- •2.4. Испытания проводимые на этапе нир
- •2.5. Испытания гтд проводимые на этапе окр
- •2.6. Испытания проводимые на этапе серийного производства
- •3.1. Правила испытаний и приемки гтд Общие положения
- •3.2. Испытания по определению параметров и характеристик гтд
- •3.3.Основные положения методики обработки резуль-татов испытаний и определения характеристик гтд
- •- Полное давление воздуха на входе в рмк, абсолютное
- •- Температура воздуха на входе в рмк
- •Применение методики обработки результатов испытаний для гтд
- •Значения функции давления насыщенного водяного пара по температуре
- •3.4. Основные положения методики приведения основных параметров гтд к стандартным атмосферным условиям
- •3.5. Испытания по определению и проверке прочност-ных характеристик гтд.
- •3.6. Испытания по определению ресурсных характеристик гтд
- •3.7. Специальные испытания гтд
- •Типы задач, решаемых при испытаниях двигателей.
- •4.1. Структура испытательной станции
- •4.2. Испытательные стенды, основные требования, схемы
- •Двигатель для испытаний
- •4.3. Летные испытания, типовые летные испытания, особенности и основные требования, летающие лаборатории
- •Типовые летные испытания гтд
- •4.4. Общие сведения и требования к летающим лабораториям.
- •5.1. Принципы подхода к подготовке программы испытаний гтд.
- •5.2. Особенности испытаний дтрд
- •5.3. Особенности испытаний трдф
- •5.4. Особенности испытаний гтд с реверсом тяги
- •5.5. Особенности испытаний гтд с отклоняемым векто- ром прямой тяги.
- •5.6. Особенности испытаний турбовальных и турбовинтовых гтд, эквивалентная мощность, требования к стендам.
- •5.7. Особенности испытаний пврд
- •6.1. Испытания компрессора (вентилятора)
- •6.2. Испытания основной камеры сгорания
- •6.3. Испытания турбины
- •6.4. Испытания систем автоматического управления (сау)
- •6.5. Исследования шума, генерируемого компрессором и соплом двигателя.
- •6.6. Испытания редукторов
- •6.7. Испытания стартеров
- •6.8. Испытания насосов и форсунок
- •6.9. Испытания топливорегулирующей аппаратуры
- •7.2. Обработка параметров, измеренных в процессе испытаний.
- •7.3. Общие сведения об измерениях и приборах для измерений
- •7.4. Измерение давлений
- •7.5. Приборы для измерения давлений
- •7.6. Измерение температур
- •7.7. Приборы для измерения температур
- •7.8. Измерение расхода топлива
- •7.9. Приборы для измерения расхода топлива
- •7.10. Измерение расхода воздуха
- •7.11. Измерение скорости потока жидкости и газа Определение величины скорости потока
- •7.12. Измерение крутящего момента.
- •7.13. Измерение частоты вращения
- •7.14. Измерение вибраций
- •7.15. Измерение напряжений в элементах гтд
- •7.16. Методы контроля состояния и обнаружения дефектов в ходе испытаний гтд
- •8.2. Измерительно-вычислительный комплекс (ивк)
Типы задач, решаемых при испытаниях двигателей.
Авиационное двигателестроение развивается быстрыми темпами. Постоянно усложняются схемы и конструкция двигателей, вносятся существенные изменения в технологию, расширяется диапазон эксплуатационных режимов, увеличивается число регулируемых органов, значительно повышаются параметры цикла двигателя, увеличивается напряженность элементов конструкции при одновременном повышении надежности и ресурса. Выполнение растущих требований к надежности и ресурсу может быть достигнуто за счет разработки оптимальных конструкций, устранения избыточных запасов прочности, максимального использования возможностей материала и технологии, применения современных методов диагностики. В связи с этим на стадии создания двигателей существенно увеличиваются объемы опытных доводочных и других видов испытаний, расширяется их номенклатура, усложняются методики. В общем процессе создания новых ГТД доводочные испытания занимают 75-80% времени и достигают пять-восемь лет.
Задачи решаемые при всем многообразии испытаний по конечной цели можно условно разделить на четыре типа задач:
1.Задачи определения различных характеристик двигателя и его узлов – получения математической модели, адекватно описывающей исследуемый процесс в заданной части факторного пространства. Получение таких характеристик как высотно-скоростные, дроссельные, характеристики компрессора, турбины, камеры сгорания и др.
2. Задачи оптимизации систем двигателя, его регулирования, конструкции узлов, технологических процессов и различных свойств двигателя (запуск, приемистость, запасы по помпажу и т.п.), определения оптимальных условий протекания различных процессов. К этим задачам относятся: определение оптимальной программы регулирования двигателя, выбор программы регулирования поворотных направляющих лопаток компрессора, доводочные работы по узлам или на двигателе в целом для достижения наилучших параметров и др.
3. Задачи определения существенных факторов и количественной оценки их влияния на какой-либо выходной параметр. Факторы могут быть как количественные, так и качественные.
4. Задачи нахождения наивыгоднейших сочетаний конструктивных параметров, элементов настройки или положения органов регулирования, которые обеспечивают оптимизацию исследуемой системы, определения оптимальных условий для рабочего процесса в любом узле двигателя, оптимизации технологических процессов при испытаниях и т.п. Во всех случаях необходимо следить за функциональными ограничениями, чтобы не выйти за пределы допустимых режимов работы двигателя.
Лекция 4. Испытательные станции и стенды для испытаний ГТД
Для испытаний ГТД на моторостроительных предприятиях создаются испытательные станции, оснащенные специальными стендами для испытания ГТД и его систем. В состав испытательной станции входят стенды, содержащие в своем составе: боксы, в которых устанавливаются объекты испытания и оборудование, необходимое для проведения испытаний; примыкающие к боксам вспомогательные технологические помещения, где размещены часть измерительного оборудования, кабина управления, системы обеспечения топливом, маслом, сжатым воздухом, электроэнергией и некоторые другие. Основной производственной единицей испытательной станции является испытательный стенд.
Основными критериями в формировании испытательной базы предприятия (испытательной станции), как единственного инструмента для обеспечения контроля качества выполненной разработки и расчетов, изгото-вленной продукции, для проведения исследований в подтверждение или опровержение идеи, обеспечения проведения поисковых исследований, в целях познания или формирования научно-технического задела, являются: достаточность, исходя из программы производства или разработок, совершенство и диапазон возможностей, разумность из соображений затрат и отдачи, универсальность и систематичность использования в том числе и в прогнозируемой перспективе ( закрытые стенды, открытый стенд, термобаро-камеры, климатические стенды, лаборатории горения, стенды полунатурного моделирования, разгонные стенды и др.).
Все испытательные стенды должны быть оснащены автоматизирован-ными информационно-вычислительными системами, обеспечивающими измерение, сбор и обработку параметров в ходе испытаний двигателя, узла или системы, а также передачу собранной и зарегистрированной информации в инженерные службы для анализа. Кроме того, стенды для испытаний двига-телей должны быть оснащены системами измерений и контроля динамичес-ких параметров и характеристик.
Кроме испытательных стендов в состав испытательной станции долж-ны входить системы для хранения и снабжения испытательных стендов топ-ливом, электрическая подстанция, резервная электростанция, компрессорная станция, насосная станция снабжения технической водой, метеостанция, участок ремонта и обслуживания технологического оборудования и прибо-ров и др.