Эксплуатация по ресурсу

Тема4: Особенности эксплуатации авиационных двигателей

Техническое обслуживание

Для эксплуатации авиационных ГТД характерно следующее:-обес­печение высокого уровня безопасности полетов и надежности в ши­роком диапазоне изменения физических свойств воздушной среды и при значительных механических нагрузках;-подготовка ГТД к по­лету в ограниченные сроки;-подготовка двигателя к работе и оцен­ка его технического состояния на земле проводится инженерно-тех­ническим составом, а в полете использует и контролирует двига­тель летный состав. Это требует специальной системы технического обслуживания авиационных ГТД.

Система технического обслуживания представляет собой комп­лекс взаимосвязанных положений и норм, которые определяют организацию и порядок проведения работ по техническому обслу­живанию двигателей для заданных условий эксплуатации с целью обеспечения необходимого уровня безопасности полетов, надежно­сти и других показателей качества, предусмотренных в норматив­но-технической документации.

Под контролем технического состояния понимают процесс, ко­торый позволяет оценивать соответствие состояния двигателя предъявляемым ему требованиям и обеспечивать принятые реше­ния или выдачу управляющих воздействий. Поскольку для контро­ля технического состояния (исправности, работоспособности или правильного функционирования) двигателя необходимо знание era фактического технического состояния, то контроль технического состояния всегда содержит техническое диагностирование. По виду решаемой задачи различают контроль функционирования, работо­способности, поиск неисправностей и прогнозирование техническо­го состояния.

Перечень регламентных работ и периодичность их выполнения составляют режим технического обслуживания двигателя.

Эффективность регламентных работ по восстановлению техни­ческого состояния через период на двигателе с ресурсомТ мож­но оценить по соотношению

где Р(Т) —вероятность безотказной работы за время Т без прове­дения регламентных работ; Р$(Т)—вероятность безотказной работы за время Т при проведении через период Т_р регламентных работ.

Система технического обслуживания является совершенной, если М>1, и требует пересмотра для ее улучшения, если M<1. При М=1 выполнение регламентных работ не оказывает влияния на повышение надежности двигателя. Этот случай соответствует стационарному потоку отказов, когда

К системе эксплуатации двигателей с учетом внедрения методов и средств диагностирования предъявляются следующие требования.

Техническое обслуживание двигателя должно обеспечить требуемый уровень готовности и безопасности полета при заданной надежности его конструкции.

Решения по замене узлов, агрегатов, систем двигателя или ремонта на самолете должны приниматься на основании результатов оценок их состояния инструментальными средствами, фактора времени, загрузки самолета рейсами без снижения уровня безопасности полетов.

После составления общего оптимального перечня регламентных работ для двигателей данного типа необходимо проводить регулярную его корректировку для каждого двигателя, ориентируясь на техническое состояние двигателя, определяемое методами технической диагностики, и условия эксплуатации.

Эксплуатация по ресурсу

При эксплуатации авиационных двигателей по ресурсу отдель­ные агрегаты и системы двигателя эксплуатируются только в пре­делах установленного срока службы-ресурса, чтобы вероятность безотказной работы была не меньше заданной. После выработки ресурса агрегат или двигатель снимают с эксплуатации несмотря на то, что он работоспособен. Такой подход основан на следующих допущениях:

— отказы двигателя связаны только с износом;

— надежность двигателя является случайной величиной, опре­деляемой распределением отказов в течение срока службы;

— в начальный период эксплуатации, т. е. в период приработки, возможно повышение интенсивности отказов;

— периодический контроль состояния техники, эксплуатируемой в пределах установленного ресурса, должен выявлять зарождаю­щиеся отказы (длительная практика эксплуатации не подтвердила это допущение в ряде случаев) и позволять своевременно демон­тировать и заменять неисправные агрегаты..

Данной системе эксплуатации присущи два основных недостат­ка, которые снижают ее эффективность:

— допущение определенной вероятности отказов двигателей в процессе эксплуатации;

— недоиспользование ресурса двигателя в эксплуатации (от 10 до* 40%) из-за снятия его с эксплуата­ции не по необходимости, а по вы­работке назначенного ресурса.

Уменьшение вероятности отказов двигателя при такой системе возможно за счет сокращения времени между очередными профи­лактическими работами. Однако это неизбежно приводит к увели­чению трудозатрат, снижению эффективности применения двига­теля и снижению его готовности, поэтому необходимо:

— повысить надежность узлов, агрегатов и систем двигателя;

— уменьшить разброс индивидуальных характеристик объекта, благодаря повышению стабильности качества изготовления;

— установить дифференцированные ресурсы для групп двигате­лей, работающих в разных эксплуатационных условиях;

— оптимизировать сроки и объемы профилактических работ с внедрением методов и средств диагностирования.

Если закон распределения отказов и неисправностей, приводя­щих к досрочному снятию двигателя с самолета, близок к экспонен­циальному, то вероятность безотказной работы (без отказов, при­водящих к досрочному снятию) двигателя за время t равна

Значение ресурса определяется из выражения

Анализ этих выражений показывает, что при определенных значе­ниях средней наработки на отказ; приводящий к досрочному сня­тию двигателя, Т дсд, число двигателей, которые не выработают ресурс и будут досрочно сняты с эксплуатации из-за отказов, воз­растает при увеличении ресурса [2]. При больших ресурсах это чис­ло может достигать 90% двигателей (рис. 2.3). Поэтому в такой ситуации логически правильным является ремонт двигателей по их фактическому состоянию, а не по выработке ресурса.