- •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)
2.1. Режимы работы гтд
Режим работы ГТД – это состояние работающего ГТД, характеризуемое совокупностью определенных значений тяги (мощности), а также параметров при принятом законе регулирования, определяющих происходящие в нем процессы, тепловую и динамическую напряженность его деталей.
Наличие унифицированной номенклатуры режимов работы ГТД способствует решению задачи единообразной оценки напряженности работы двигателя при разработке, доводке, эксплуатации двигателей и летательных аппаратов, так как позволяет с одной стороны вести учет наработки двигателей на отдельных режимах имеющих различную напряженность что необходимо для планирования работ по диагностированию и прогнозированию технического состояния двигателей, с другой стороны позволяет назначать необходимые режимы и их продолжительность при разработке профилей полета летательных аппаратов исходя из необходимости обеспечения требуемой дальности, скорости и высоты полета.
Перечень режимов работы двигателей, соотношение значений основных параметров на этих режимах по мере необходимости может уточняться.
Ниже рассматриваются принятые в настоящее время установившиеся и неустановившиеся режимы работы ГТД.
Установившиеся режимы работы ГТД.
Установившиеся режимы - это такие режимы, при которых параметры двигателя не изменяются во времени. На установившихся режимах допускается изменение параметров в пределах допусков, указанных в Технических Условиях на двигатель.
К установившимся режимам относятся:
Максимальный режим (индекс «max») – это режим характеризуемый максимальной тягой (мощностью) на земле или в полете в течение ограниченного времени. Максимальным режимом пользуются на взлете, при наборе высоты, для достижения максимальной скорости полета в боевых условиях. Время непрерывной работы на этом режиме ограничивается до 5…10 мин, а суммарная наработка за ресурс 2…4% назначенного ресурса.
Взлетный режим (индекс «взл»). Максимальный режим работы ГТД на земле (Н=0. М=0) при взлете летательного аппарата. Используется для нормального взлета или ухода на второй круг при неудавшейся посадке. Взлетный режим может осуществляться с включенной форсажной камерой.
Максимальный продолжительный (индекс «max пр») - это режим характеризуемый пониженными по сравнению с максимальным режимом значениями частоты вращения ротора (роторов) и температуры газа перед турбиной, при которых двигатель может работать с ограниченной по времени
общей наработкой (для некоторых ГТД частота вращения ротора может оставаться неизменной). Как правило, на этом режиме время непрерывной работы не ограничивается. Обычно этот режим используется при наборе высоты. Основные расчеты двигателя (прочностные, газодинамические, подбор проходных сечений) проводят для максимального продолжительного режима.
Крейсерский режим (индекс «кр») – это режим характеризуемый пониженными по сравнению с максимальным продолжительным режимом значениями частоты вращения ротора (роторов) и температуры газа перед турбиной, при которых двигателя может работать в течение неограниченного времени за ресурс (для некоторых ГТД частота вращения ротора может оставаться неизменной). Крейсерский режим определяет дальность (продолжительность) полета летательного аппарата. Крейсерских режимов может быть несколько, они могут обозначаться в долях от максимального продолжительного (0,5…0,85) или порядковыми номерами (1-ый, 2-ой). К двигателям, работающим на крейсерском режиме, предъявляются требования повышенной экономичности.
Режим малого газа
а) земного (индекс «змг») – установившийся режим работы ГТД на земле при минимальной частоте вращения и тяге (мощности), при которых обеспечивается его устойчивая работа и заданная приемистость.
б) полетного (индекс «пмг») – установившийся режим работы ГТД при минимальной допустимой частоте вращения ротора, обеспечивающей требуемую приемистость и величину тяги при заходе на посадку.
Форсированные режимы работы ТРДФ (ТРДДФ) (индекс «Ф») это режимы работы ТРДФ (ТРДДФ) при включенной форсажной камере сгорания, характеризуемые повышенным по сравнению с максимальным режимом значением тяги.
Существенным преимуществом применения форсажных камер сгорания является возможность увеличения тяги двигателя без повышения температуры газа перед турбиной Т3*.
Различают полные, минимальные форсированные режимы и частичные форсированные режимы, находящиеся в пределах от минимального до полного:
а) полный форсированный (индекс «ПФ») – форсированный режим работы ТРДФ (ТРДДФ), характеризуемый максимальным расходом топлива в форсажной камере сгорания при максимальных частоте вращения ротора (роторов), двигателя и температуре газа перед турбиной. Для поддержания неизменным режима работы турбокомпрессора (Т3* = const, nmax = const) .при включении форсажной камеры сгорания служит регулируемое реактивное сопло.
б) минимальный форсированный (индекс «min Ф») – форсированный режим работы ТРДФ (ТРДДФ), характеризуемый минимальным расходом топлива в форсажной камере сгорания при максимальных или пониженных
значениях температуры газа перед турбиной и часты вращения ротора (роторов).
в) частичный форсированный (индекс «ЧФ») – форсированный режим работы ТРДФ (ТРДДФ), характеризуемый промежуточными между «ПФ» и «min Ф» значениями тяги и расхода топлива в форсажной камере сгорания при максимальных или пониженных значениях температуры газа перед турбиной и частоты вращения ротора (роторов). У некоторых ТРДФ форсированные режимы регулируются от «min Ф» до «ПФ» изменением диаметра створок регулируемого реактивного сопла при nmax = const.
Чрезвычайный режим (индекс «ЧР»)
Для особых, чрезвычайных случаев вводят чрезвычайный режим, характеризуемый повышенным по сравнению с максимальным и полным форсированным режимами значением тяги (мощности) двигателя и применяемый только в чрезвычайных условиях в течение ограниченного времени. На этом режиме двигатель в случае аварийной ситуации должен проработать 1…2 мин без поломки. После применения ЧР предусматривается съем двигателя для проведения его обследования.