Книга Григорьева, Морозова
Ресурсные испытания авиационных ГТД
жүктеу/скачать 1.63 Mb. Pdf көрінісі
|
| 3.2. Ресурсные испытания авиационных ГТД
Назначенным ресурсом двигателя (или его детали – напр. лопатки, диска) называют ожидаемую (расчетную) величину суммарной наработки до некоторого его предельного состояния, при достижении которого эксплуатация должна быть прекращена независимо от состояния ГТД. Такое понятие ресурса может быть удо- влетворительно описано физическими или статистическими моделями только для отдельных деталей ГТД. Такие модели отражают исчерпание долговечности эле- мента с учетом его нагружения. Когда же переходят от элемента двигателя к такой сложной системе как ГТД, включающей в себя многие элементы с разнообразными процессами их нагружений, то понятие назначенного ресурса становится менее определенным. Поэтому его принимают равным минимальному значению назна- ченного ресурса у тех основных деталей ГТД, которые не подлежат замене. В НЛГС «основными деталями» ГТД называют детали, разрушение, или по- следствия разрушения, которых могут привести к катастрофическим последствиям. К таким отказам относятся: разрушение элементов ротора, обломки которых не удерживаются внутри корпуса; нелокализованные пожары; невозможность выключения двигателя. К основным деталям, лимитирующим ресурс, чаще всего относятся рабочая лопатка турбины ВД и диск последней ступени турбины НД. В связи с необходимостью ремонтировать часть (подлежащих замене) деталей двигателя в пределах назначенного ресурса, возникает необходимость в понятии 69 так называемого межремонтного ресурса. Межремонтный ресурс – это ресурс определяемый временем наработки, в течение которого целесообразно (экономиче- ски) и допустимо (по надежности) использовать двигатель в данных условиях экс- плуатации. Обычно межремонтные ресурсы ГТД подразделяют на «ресурс до 1 ка- питального ремонта (или 1-ый межремонтный) и другие «межремонтные ресурсы». Во многих случаях за жизненный цикл двигателя в эксплуатации делают 2 ремонта, т.е. существуют 3 межремонтных ресурса. При назначении ресурса ГТД важнейшим моментом является правильный учет взаимосвязи между величиной ресурса и надежностью [2]. Критерии, характе- ризующие выполнение двигателем основных функций и эксплуатационные затраты будут определять эффективность системы установления ресурса. То есть должна существовать оптимальная величина ресурса. В общем виде модель оптимизации ресурса ГТД с учетом такого свойства как надежность может быть сформулирована следующим образом: «экономическая эффективность ресурса должна быть макси- мально возможной: S( ) max при Ф 1 ( ) Ф 0 , где S( ) – экономическая эффективность использования данного ресурса (ко- торую следует максимизировать); Ф 1 – критерий характеризующий выполнение ГТД своих функций с требуемой надежностью; Ф 0 – предельно-допустимый уровень критерия Ф 1 ; – величина ресурса, являющаяся в данном случае зависимой переменной. Однако аналитическое установление оптимального ресурса является чрезвы- чайно трудной задачей. На практике для того, чтобы достигнуть оптимального ресурса используют различные виды испытаний ГТД. На ранних этапах доводки ГТД при небольших его ресурсах, когда суммарная наработка газочасов невелика (что, как показывает опыт, соответствует и невысокой надежности двигателя), испытания ГТД ведут на первоначальный типовой ресурс: 0 = 125...500 часов. У нас в РФ обычно это 150 часов – для гражданских двигателей и 50...100 часов – для двигателей ВВС. |