2.3. Распределение причин отказов между основными узлами и системами гтд

Для правильной организации работ по повышению надежности двигателей, их рационального технического обслуживания и ремонта необходимо знать, как распределяются отказы двигателей между их основными узлами и системами. При этом целесообразно использовать следующую классификацию отказов:

- отказы, обуславливающие необходимость досрочного съема двигателя с эксплуатации, отправку его на ремонтный завод или списание - д.с.д.;

- отказы, устраняемые в эксплуатации - о.у.э.;

- отказы, приводящие к невыполнению задачи, т.е. к аварии - о.н.з.

Представленная классификация отказов условна. По мере совершенствования обслуживания двигателя замена его элементов, ранее выполнявшаяся лишь на ремонтном заводе, может осуществляться и в эксплуатации. В этом случае отказы типа д.с.д. перейдут в категорию о.у.э. Ниже представлены результаты анализа распределения о.н.з. (таблица 1) и д.с.д. (таблица 2) для нескольких типов ТРДД и ТРДФ. Большой объем и сложность функций, выполняемых системой регулирования, определяет наибольшее число отказов этой системы.

Значительный процент отказов, связанный с работой компрессора, во многом объясняется большим числом лопаток в современных многоступенчатых компрессорах, то определяет повышенную вероятность поломки, хотя бы одной из них в процессе эксплуатации. В качестве примера на рис.6. и рис.7. представлены распределения суммарного числа отказов всех типов по узлам и системам одного из ТРДД; в таблице 3 приведены наиболее часто встречающиеся неисправности.

2.4. Изменчивость причин отказов гтд

Причины отказов, даже двигателей одного типа, могут сильно изменяться под действием ряда факторов. Поэтому, говоря об отказах, свойственных ГТД, надо учитывать, что рассматриваемые отказы характерны:

а) в конкретных условиях;

б) в определенный период ресурсной наработки;

в) на определенном этапе освоения двигателя в производстве и эксплуатации.

а) Условия применения двигателя являются одним из факторов, наиболее сильно воздействующих на характер причин отказов. Так, например, увеличение в 3 раза полетного цикла при одновременном снижении в такое же количество раз времени работы ГТД на максимальном и форсажном режимах приводит к росту отказов агрегатов регулирования и топливопитания в 2 раза, а приводов в 5 раз. Однако при этом наблюдается резкое снижение вероятности прогара и разрушения основной (в 3 раза) и форсажной (в 15 раз) камер сгорания, уменьшается количество отказов элементов маслосистемы и трансмиссии (в 2.5 раза), а также износ про­точной части компрессора ( в 1.5 раза). Причины отказов могут изменяться даже при условии эксплуатации в одинаковых режимах, но при изменении климатических зон. Эксплуатация ГТД в условиях пустынь приводит к интенсивной пылевой эрозии проточной части двигателя, особенно лопаток компрессора и, как следствие, к его помпажу или поломке. Использование авиационного ГТД в условиях контакта с брызгами морской воды определяет интенсивную коррозию материала лопаток компрессора (нержавеющая сталь), что уменьшает предел выносливости лопаток в 2.7 раза.

(таблица 1 и таблица 2)

(рис. 6)

(рис. 7)

(Таблица 3)

б) Период ресурсной наработки. Очевидно, что отказы износового характера, связанные с накоплением повреждений элементов конструкции, проявляются главным образом при большой ресурсной наработке. На рис.8. представлена диаграмма, характеризующая в процентах количество двигателей (N) от общего числа отказавших ГТД, досрочно снятых из-за износовых отказов редуктора (1) и турбины (2) в разные периоды ресурсной наработки.

Схема возникновения износового отказа приведена на рис.9. По мере износа детали допустимая нагрузка (кривая 1) падает. При достижении некоторого ее предельно возможного значения (кривая 2) наступает отказ.

в) Период эксплуатации двигателя определенного типа также является фактором, влияющим на причины отказов. По мере накопления опыта эксплуатации с ростом ресурса происходит постоянное совершенствование двигателя, обеспечиваемое различными мероприятиями конструктивного, технологического и эксплуатационного характеров. В результате указанных мероприятий изменяются и причины отказов.

(рис. 8 и рис. 9)