Авиационные силовые установки

Авиационные силовые установки предназначены для создания силы тяги

необходимой для  преодоление силы лобового сопротивления, силы тяжести и

ускоренного перемещения  ЛА в пространстве.

Силовая установка  состоит из 3 частей:

- двигатели

- капоты,

-

Двигатели делятся  на две большие группы: реактивные и двигатели внутреннего

сгорания.

Реактивные двигатели являются тепловыми машинами преобразующие

химическую энергию  топлива в кинетическую энергию  вытекающего из двигателя газа

или в механическую работу, которая используется для  создания тяги по средствам

воздушного винта.

Реактивные двигатели  подразделяются на ракетные и воздушнореактивные. К ВРД

относятся безкомпрессорные и ГТД. Исходя из формулировки билета остановимся

на газотурбинных  двигателях. К ним относятся:

двигатели прямой реакции

- турбореактивные:  ТРД, ТРДД, ТРДФ, ТРДДФ(Д-36 на Як-42, 55 изделие на Миг-23)

двигатели непрямой реакции

- турбовинтовые:  ТВД (Аи-20 на Ан- 12)

- турбовальные: ТВаД (ТВ2-117 на Ми-8)

- турбовинтовентеляторные:  ТВВД (Нк-93 в перспективе на Ил-96)

Особенности конструкции и эксплуатации

-рассмотрим на  базе двигателя Д-36 от самолета  Як-42 .

Данный двигатель  является двухконтурным (со степенью двухконтурности - 6

) трехвальным предназначен  для установки на самолеты:

- по три на  Як - 42

- по два на  Ан-72 и Ан-74.

Состоит из 3х каскадов:

Первый  каскад состоит из 7-и ступеней компрессора ВД и одноступенчатой

турбины ВД.

Второй  каскад - из 7-и ступеней компрессора НД и одноступенчатой турбины НД.

Третий  каскад - из одной ступени вентилятора и трех ступеней турбины

вентилятора.

Связь между каскадами  только газодинамическая.

Выполнение двигателя  по трехвальной схеме позволило:

- применять в  компрессоре ступени, имеющие  высокий КПД;

- обеспечить необходимые  запасы газодинамической устойчивости  компрессора;

- использовать для  запуска двигателя пусковое устройство  малой мощности(т.к.

при запуске  стартер раскручивает только ротор  высокого давления).

Удачное у данного  двигателя является расположение опор. На каждый вал

приходится по одному шариковому радиально- упорному и роликовому родиальному

подшипнику. Система  вал-опоры - статически определима. А  это значит, что

исключается возможность  появления не расчетных нагрузок вызванных статической

неопределимостью.

Недостаток - увеличение массы.

Большая степень  двухконтурности двигателя и  высокие параметры

газодинамического цикла обеспечили его высокую  экономичность.

Конструкция двигателя  выполнена с учетом обеспечения  принципа модульности

сборки. Двигатель  разделен на 12 основных модулей, каждый из которых является

законченным конструктивно - техническим узлом. Модульность  конструкции

двигателя обеспечивает возможность восстановления его  эксплуатационной

пригодности заменой  модулей, а также отдельных деталей  и узлов в условиях

эксплуатации, а  высокая контроле пригодность способствует от планово-

предупредительного  обслуживания к обслуживанию по техническому состоянию.

Переход к обслуживанию по техническому состоянию возможен только на базе

выполнения комплекса  диагностических проверок и в  первую очередь

работоспособности двигателя.(Работоспособность состояние, при котором

двигатель способен выполнять заданные функции  на всех эксплуатационных режимах

при различных внешних условиях. Пока основные функциональные параметры

двигателя находятся в области, оговоренной  нормативно технической

документацией, двигатель считается работоспособным.)

Методика оценки работоспособности заключается  в изменении основных

функциональных  параметров двигателя в процессе запуска и работы на режимах,

оговоренных в технической  документации, приведение параметров к условиям

стандартной атмосферы  и режиму и сравнении приведенных  параметров или их

отклонений с  нормой.

Основным параметром, определяющим функциональным назначения двигателя,

является тяга. Для  данного двигателя параметром регулирования, с помощью

которого осуществляется воздействие на тягу, является суммарная  степень

сжатия воздуха  в компрессоре pк. Регулирующим фактором, посредством которого

обеспечивается  изменение pк, является расход топлива G. На всех режимах

работы соблюдается  строгое соответствие между расходом топлива и суммарной

степенью сжатия.

Характерные отказы и неисправностию

входное устройство

- деформация

- выподание заклепок

проточная часть компрессора

- забоины(нормируется  место, размеры, форма)

- разрушение лопаток  - осн. дефекты

- деформация

- трещины на пере  лопатки

- эррозионный износ  лопаток

камера  сгорания

- прогары

- коробление

(закоксванность  форсунок, не равномерное поле  температур)

проточная часть турбины

- перегрев рабочих  лопаток - коробление, оплавление  лопаток, вытяжка лопаток

- износ лоберинтных  употнений

- разрушения диков  турбины

другие

- разрушение или  износ подшипников качения

- трещины сварных  швов в корпусных деталях

- внитренние разрушение  шлицевых соединений

- разрушение герметичности  масленных трубопровадов (наличие масла в воздухе

отбераемом  на самолетные нужды)

- отказ отдельных  агрегатов

Контроль  технического состояния двигателей

Методы  контроля:

- визуальный

- органолептический

- параметрический

- функциональный.

смотрят:

- механические повреждения

- подтекание топлива,  масла

- целостность конструкции

- взаимное положение  элементов

дефекты выявляемые при визуальном контроле ГТД

- механические повреждения  проточной части компрессора

- оплавление, коробление 1 ступени СА

- прогары, королбление  конструкции КС

Параметрический контроль

- основан на оценке  величины и характера снижения  по времени физических

величин характеризующих  рабочий процесс и функционирования

систем.

методы  контроля

1. по параметрам  настроечной характеристики (Дросельная  характеристика).

2. по уровню вибрации

3. по скольжению  роторов

4. по количеству  продуктов износа в масле

5. по термагазодинамическим  параметрам

Контроль  по скольжению роторов в ТРДД

особенность: роторы кинематически не связаны, отсюда имеется  разница между

изменениями оборотов валов dn/dt, то есть скольжение.

S=nнд/nвд

-

-

-

-

-

-

-

Смещение эталона  линии как правило вверх, говарит  о разном влиянии

неисправностеи.

Смещение в сторону  зоны А следовательно уменьшается тяга, в зону В

- уменьшение газодинамической  устойчтвасти.