ВИДЫ И ЗАДАЧИ ИСПЫТАНИЙ АВИАЦИОННЫХ ГТД Вертолетный ГТД

ВИДЫ И ЗАДАЧИ ИСПЫТАНИЙ АВИАЦИОННЫХ ГТД Вертолетный ГТД ТВ 7 -117 В

Испытания – это экспериментальное определение (оценивание) и контроль количественных и качественных характеристик свойств объекта испытаний, как результат воздействия на него при его функционировании. Результаты испытаний зависят от условий – совокупности воздействующих факторов и режимов функционирования объекта при испытаниях. Испытание авиационного двигателя преследует три цели: • проверка соответствия основных технических данных двигателя (ОТД) параметрам заданным в технических условиях (ТУ). • определение ресурса, проверка работоспособности и надежности двигателя. • определение фактического состояния рабочего процесса и напряжений в конструкции двигателя.

Виды испытаний научно-исследовательские испытания (научно-исследовательский эксперимент); испытания отдельных узлов создаваемого двигателя; доводочные и специальные испытания опытного двигателя; государственные испытания двигателя; сертификационные испытания; испытания серийных двигателей.

Научно-исследовательские испытания • Главная задача – изучение и анализ происходящих в двигателе процессов, определение характеристик элементов и возможных средств их улучшения. Конечная цель НИР – разработка рациональных методов расчета, конструирования и производства двигателя, накопление справочного материала применительно к условиям использования в будущих проектах и конструкциях. • Среди различных исследовательских экспериментов по ГТД обычно выделяют следующие: • продувки элементов лопаточных машин; • изучение рабочего процесса основных и форсажных камер; • изучение свойств новых конструкционных материалов, покрытий, шумоглушащих конструкций, контактных уплотнений, конструкций опор, демпферных устройств и других элементов.

Узловые испытания Испытания отдельных узлов двигателя на автономных стендах являются эффективным средством опережающей отработки новых технических решений, позволяющим сократить объем, стоимость и общие сроки работ по созданию нового ВРД. Опыт создания современных двигателей свидетельствует о том, что большая часть экспериментальных работ переносится на поузловые испытания и их доводку. Поузловые испытания имеют большую эффективность не только на ранней стадии работы, но и в период доводки полноразмерного двигателя с целью поиска и реализации в узлах резервов по повышению КПД, улучшению протекания характеристик и снижению массы. Значительную роль при разработке ГТД играют испытания газогенератора, который собирается из узлов создаваемого двигателя. Газогенератор является наиболее напряженным комплексом узлов, требующим наибольшей экспериментальной отработки. Он может быть создан и испытан на начальной стадии работы, когда еще окончательно не определены многие основные параметры двигателя. На базе одного и того же разработанного газогенератора впоследствии может быть создано семейство различных двигателей. Это позволяет рассматривать такой процесс не только как рациональный этап создания конкретного двигателя, но и как одно из направлений обеспечения опережающего научно-технического задела.

Доводочные и специальные испытания опытных ГТД В процессе доводки решаются вопросы, связанные главным образом с газодинамическими и прочностными факторами. • отработка запуска двигателя; • обеспечение выхода элементов двигателя при их совместной работе на расчетные или оптимальные режимы; • отработка взаимодействия элементов и систем при переменных режимах – приемистости, дросселировании, включении и выключении форсажа; • определение фактических запасов газодинамической устойчивости; • уточнение выбранных законов управления и ограничения режимов. • Эффективность всех вводимых мероприятий по улучшению параметров определяется, в первую очередь, контролем его дроссельной стендовой характеристики. • Ряд доводочных работ требует проведения испытаний опытного двигателя на высотных стендах, где имитируются условия работы двигателя в высотноскоростных условиях. • Прочностная доводка включает в себя следующие испытания: • определение уровня переменных напряжений в лопатках, дисках, валах компрессора и турбины; • проверка отсутствия автоколебаний лопаток компрессора (вентилятора); • термометрирование деталей горячей части с целью проверки возможности работы при требуемой температуре газа; • определение осевых сил в подшипниках, определение их температурного состояния; • определение уровня вибраций на корпусе двигателя и на установленных агрегатах; • тензометрирование трубопроводов внешней обвязки двигателя; • ресурсные испытания. Для того чтобы двигатель мог быть предъявлен для прохождения государственных испытаний (ГИ) и сертифицирован, он должен успешно пройти также целый ряд специальных испытаний. •

Лекция 3

Государственные испытания В задачу государственных испытаний входят: 1. Установление соответствия параметров двигателя параметрам заданным в ТЗ. 2. Проверка двигателя по 150 -часовой программе испытаний. 3. Оценка уровня внедрения на двигателе унифицированных и стандартизованных изделий и конструкций. 4. Оценка эксплуатационного совершенства двигателя, контролепригодности, ремонтопригодности, обслуживаемости; 5. Установление эталона двигателя для серийного производства.

Испытание серийных ГТД Цель – всесторонняя проверка качества выпускаемой заводом серийной продукции. Кратковременные испытания. Каждый двигатель, изготовленный на серийном заводе, проходит кратковременные стендовые испытания. Испытания серийных ГТД принято разделять на предъявительские и приемо-сдаточные, контрольные, длительные и высотно-скоростные. 1. Предъявительские (сдаточные) испытания проходят все двигатели выпускаемые серийным заводом, а также прошедшие ремонт после выработки межремонтного ресурса. Назначение предъявительских (сдаточных) испытаний состоит в приработке деталей двигателя (обкатка), в проверке качества сборки, качества работы агрегатов двигателя и оценке соответствия параметров двигателя заданным ТУ. 2. Целью приемо-сдаточных (контрольных) испытаний двигателя являются: проверка соответствия техническим условиям качества повторной (после предъявительских испытаний) сборки двигателя; проведение приработки деталей и агрегатов, комплектующих двигатель; отладка и проверка регулировки двигателя и проверка соответствия параметров и характеристик заданным ТУ; приемка двигателя представителем заказчика по акту сдачи.

3. Квалификационные испытания. Целью квалификационных испытаний являются: проверка соответствия двигателей требованиям конструкторской документации; оценка проведенных мероприятий по устранению недостатков, выявленных на Государственных испытаниях; проверка разработанного технологического процесса, обеспечивающего стабильность качества выпускаемой продукции; определение готовности производства к выпуску двигателей в заданном объеме. Периодические испытания. Общая наработка двигателя в процессе предъявительских и приемо-сдаточных испытаний обычно не превышает 4. . . 5 часов. Этой наработки естественно недостаточно для проверки надежности работы ГТД в течение гарантируемого срока службы. Для полноценной проверки качества серийного производства ГТД проводятся периодические испытания на выборочных двигателях, определяемых представителем заказчика. Эта группа испытаний делится на три вида. Заводские периодические испытания по проверке ресурса и данных (комиссионные, квартальные или полугодовые) Их обычная длительность 150. . . 300 часов. Технологические испытания проходят по аналогичной программе, цель – проверка допустимости изменений, вводимых серийным заводом за прошедший период. Специальные (например, высотно-скоростные) испытания.

Основная техническая документация при испытаниях ГТД 1. Программа испытаний. Это основной документ, регламентирующий проведение испытания и его подготовку. В программе указывается цель испытания, объект, параметры, подлежащие измерению, и необходимое препарирование, методика проведения эксперимента, режимы, ограничения, перечень зависимостей, которые необходимо получить, и порядок обработки измеренных величин. 2. Технологическая карта испытания (сокращенная программа для механика, управляющего двигателем). Порядок и последовательность установки режимов, время наработки и время измерений на каждом режиме, детальный перечень измерений и т. п. 3. Протокол испытаний. В протоколе фиксируют: № двигателя, время и дату поступления двигателя на испытание, № стенда, № программы, вид испытания, наработка двигателя до и во время испытания, анализ масла и топлива. Результаты всех измерений, а также осмотров двигателя до и после испытания.