Требования эксплуатационной технологичности

Основные качественные характеристики ЭТ

Качество ЭТ двигателя определяется его при­способленностью к техническому обслуживанию и ремонту (ТО и Р) с минимальными затратами. К основным качественным характеристикам ЭТ относятся:

1) модульность — возможность простой за­мены некоторых основных секций двигателя в эк­сплуатации без отправки двигателя в ремонт (на­пример, рабочее колесо вентилятора, коробка приводов), возможность разборки на модули при ремонте двигателя;

2) ремонтопригодность — приспособленность конструкции двигателя к восстановлению работос­пособности двигателя, его характеристик и пара­метров с помощью ремонтных технологий и заме­ны деталей, агрегатов и модулей;

3) контролепригодность — приспособлен­ность конструкции двигателя для контроля меха­нического состояния, характеристик и параметров двигателя, достаточных для обнаружения ранних признаков неисправности или разрушения, а так­же для проведения наземного анализа и контроля текущего технического состояния;

4) доступность — свободный доступ к систе­мам, узлам, агрегатам, контрольным элементам и деталям двигателя, требующим регламентного обслуживания, проверки, регулировки или частой замены, без снятия других деталей или узлов и без разборки двигателя;

5) легкосъемность — приспособленность кон­струкции к снятию и установке узлов, агрегатов и деталей с минимальными трудозатратами;

6) взаимозаменяемость — свойство конструк­ции, обеспечивающее возможность замены без подгонки одноименных деталей, узлов, агрегатов и модулей с сохранением заданных характеристик двигателя;

Требования к надежности ГТД определяются показателями безотказности, основными из кото­рых являются следующие:

- показатели, непосредственно влияющие на безопасность работы двигателя,

- показатели, характеризующие технико–эко­номическое совершенство двигателя.

Надежность двигателя обеспечивается целым комплексом работ на всех этапах жизненного цик­ла (ЖЦ) двигателя.

Этап производства серий­ного двигателя, его эксплуатации и ремонта

На данном этапе выполняются работы по обеспечению, поддержанию заданных уровней надежности:

- обеспечение информирования конструктор­ских подразделений о дефектах изделий;

- обеспечение своевременной разработки ме­роприятий по устранению, предотвращению де­фектов двигателя;

- обеспечение анализа и оценки показателей безотказности серийных изделий;

14. Эффективные показатели трд

Под эффективными показателями любого дзигателя понимают данные, характеризующие его рабочий процесс как источник полезной механической работы.

Рабочий процесс турбореактивного двигателя служит для увеличения кинетической энергии газов и, следовательно, требуемую для этого работу можно считать полезней. Поэтому работоспособность процесса характеризуется эффективной удельной работой L_CJ т. е. работой, полученной от 1 кг воздуха и могущей быть использованной на повышение кинетической энергии газов при их движении относительно двигателя.

При определении величины L_e можно считать, что G_B - G_r и р_с = р_н. При этих допущениях работа L_e (Дж/кг) представляет собой приращение кинетической энергии 1 кг газов при увеличении скорости их движения относительно двигателя от начальной, равной скорости полета v_n до скорости истечения с_со т. е.

(6.1)

Развиваемая двигателем эффективная мощность N_е (кВт), характеризующая всю его работоспособность, будет:

(6.2)

Тепловая экономичность рабочего процесса оценивается эффективным к.п.д. т]_е, показывающим, какая доля затраченного тепла преобразуется в эффективную работу. Следовательно:

(6.3)

При этом под затраченным теплом q_s подразумевают количество тепла, которое может выделиться при полном сгорании использованного топлива. Поскольку L_e относится к 1 кг поступающего в двигатель воздуха, то (пренебрегая отбором воздуха из компрессора) и

(6.4)

Преобразуя уравнения (6. 3) и (6. 4), можно написать, что

из этого уравнения видно, что работоспособность рабочего процесса, характеризуемая работой L_e, как и в идеальных условиях, обусловлена удельным количеством подведенного тепла (g_m - Ни) и степенью превращения этого тепла в работу (η_е). Вместе с тем работа L_e определяет величину скорости истечения при данной скорости полета, так как по уравнению (6. 1)

(6.5)

Уравнение (6.4) характеризует важную особенность рабочего процесса турбореактивного двигателя. Поскольку в этом двигателе получаемая работа от газа не отводится, а идет на увеличение его же кинетической энергии, то величина L_e однозначно определяет и скорость истечения при данной скорости полета.

При этом повышение работоспособности процесса, т. е. увеличение L_e, неизбежно приводит и к росту скорости с_со.

Практическое значение имеет не тепловая, а топливная эко­номичность рабочего процесса. Она при прочих равных условиях обусловливает то количество топлива, которое необходимо иметь на борту летательного аппарата.

Топливная экономичность характеризуется эффективным удельным расходом топлива С_е (кг/кВтч), которая представляет собой количество топлива, расходуемое за 1 л на 1 кВт эффективной мощности т.е.

(6.6)

где G_т.час- часовой расход топлива в кг/ч.

Если эффективный к. п. д. η_е определить для 1 кВт’ ч работы (3,6·10⁶Дж),то

где С_е Н_и - количество тепла, затраченного на 1 кВт’ ч работы, тогда

(6.7)

Как видно, снижение С_е может достигаться не только увеличением тепловой экономичности рабочего процесса, но и применением более теплоценных топлив, т. е. топлив с более высокой теплотворностью Н_и.

Для современных двигателей в стендовых условиях (при v_n=0) с_со = 600...700 м/с, соответственно L_e= 180000...250000 Дж/кг; при этом η_е= 0,25...0,35, а С_е= 0,26...0,36кт/кВт-ч.