- •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)
6.7. Испытания стартеров
В отличие от двигателя основной режим работы стартера – неустановившийся как по температурному состоянию, так и по нагрузке и частоте вращения. Поэтому установка для испытания стартеров должна обеспечивать переменную нагрузку в процессе разгона и мгновенное определение крутящего момента и частоты вращения.
Турбостартер крепится на неподвижном станке и соединяется валом с загрузочным устройством, которое при разгоне создает сопротивление, такое же, как двигатель при запуске. Измерение крутящего момента осуществляется специальным измерителем крутящего момента. Во время эксперимента измеряют: частоту вращения и крутящий момент; давление топлива перед форсунками; заброс температуры газов перед (за) турбиной;
расход топлива; время работы турбостартера, пусковой панели; время выбега ротора турбокомпрессора; частоту вращения, на которой происходит отключение турбостартера, и определяют атмосферные условия.
Турбостартеры проходят кратковременные и длительные заводские испытания. Каждое испытание начинается с «ложного» запуска, с помощью которого производится расконсервация. Затем несколько рабочих запусков для проверки и отладки основных параметров. Общее количество запусков за время сдаточных и контрольных испытаний не входит в ресурс и поэтому не должно превышать установленного количества.
Ресурс турбостартера определяется количеством запусков. Перед длительными испытаниями снимается нагрузочная характеристика – зависимость крутящего момента от частоты вращения. Длительные испытания проводятся циклами по четыре – пять запусков с кратковременными перерывами (3-5 мин) между запусками и продолжительными между циклами (для более глубокого охлаждения).
Одним из важных испытаний в процессе доводочных работ является проверка гарантийных свойств турбостартера при различных наружных температурах. Эти испытания и испытания в условиях высокогорных аэродромов проводятся в ТБК.
У электростартеров в дополнение к нагрузочной характеристике определяются величина начального вращающего момента (при неподвижном роторе) при номинальном и пониженном напряжении, гидравлическое сопротивление тракта охлаждающего воздуха; проводят испытания на перегрузку, чтобы потребляемый ток в полтора и два раза превышал номинальное значение в течение 10-60 с на определенной частоте вращения с заданным напором охлаждающего воздуха.
У пороховых стартеров проверяется надежность сбрасывания давления газов перед турбиной на частотах отключения, так как горение пороховой шашки прекратить до полного сгорания невозможно и частота вращения турбины может недопустимо увеличиться.
6.8. Испытания насосов и форсунок
При испытании насосов измеряют и определяют расходные характеристики (зависимости объемной производительности от частоты вращения при постоянных температуре топлива и его давлении на входе и выходе) и кавитационные характеристики (зависимости объемной производительности от давления на входе при постоянных: частоте вращения, давлении на выходе и температуре топлива на входе), а также проверяют герметичность.
В состав универсальной установки для испытания насосов входят бак, из которого забирается насосом подкачки и направляется к подогревателю или холодильнику. Температура топлива регулируется соответственно расходом хладагента или пара, а также краном перепуска топлива. Давление топлива на входе в испытуемый насос и на выходе из насоса регулируется
кранами. В схеме такой установки должен быть предусмотрен концевой холодильник, который позволял бы поддерживать в баке нормальную температуру топлива, для того, чтобы не происходило изменения фракционного состава топлива во время эксперимента, и уменьшалась пожарная опасность установки. Испытуемый насос закрывается теплоизолирующим кожухом, под который можно подавать холодный или горячий воздух, создавая тем самым необходимый внешний температурный режим.
Испытания форсунок проводят для определения расходной характеристики, угла распыливания и окружной неравномерности распыливания топлива при различных его давлениях. Указанные характеристики форсунки могут быть получены на специальной установке, в которой топливо из бака забирается насосом подкачки и направляется в расходомер. Необходимое для испытания давление топлива создается насосом высокого давления и регулируется на каждом канале форсунки кранами, если в схеме топливоподачи двигателя не предусмотрено специальное устройство. Угол распыливания измеряется визуально по транспортиру.
При снятии расходной характеристики форсунки для разных давлений на входе в нее измеряют расход по расходомеру.
Определение окружной неравномерности распыливания производится с помощью секторной камеры. До измерения топливо, улавливаемое секторами камеры, через качающиеся патрубки стекает в малый поддон и оттуда на слив. На время измерения качающиеся патрубки направляются механизмом перекладки в воронки, через которые топливо из каждого сектора сливается в свою мерную колбу.
По окончании измерения с помощью механизма перекладки вновь поворачивают качающиеся патрубки так, чтобы направить топливо на слив в малый поддон. После определения количества топлива в каждой мерной колбе их переворачивают механизмом опрокидывания и сливают топливо в большой поддон. По результатам опыта строят окружные расходные диаграммы (расход через каждый сектор в процентах от общего расхода) и определяют максимальную неравномерность (обычно лимитированную техническими условиями).
Для определения равномерности расхода топлива через форсунки форсажных коллекторов коллекторы укрепляют на аналогичной установке и организуют улавливание топлива в мерные колбы от каждой форсунки.