Двигатели
Двигатели
Введение
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 :
- 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
каскадсостоит 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
(закоксованность
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 устойчивости.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайтаhttp://www.
bolshe.ru/