Проверка работоспособности двигателя при различных видах внешних воздействий

К этой группе испытаний относятся испытания по проверке двигателя на достаточность запаса газодинамической устойчивости, проверке работоспособности двигателя при попадании в воздухозаборник посторонних предметов, а также работы двигателя имитацией режима авторотации и при обдуве воздушным потоком.

Сюда могут быть отнесены также испытания по определению высотно-скоростных характеристик двигателя, подробно рассмотренные в гл. 5

Проверка достаточности запаса газодинамической устойчивости двигателя осуществляется на установившихся и переходных режимах (приемистость, сброс газа и т.д.). Как правило, испытания проводятся в стендовых условиях. В случае необходимости может быть использована компоновка двигателя с натурным воздухозаборником и прилегающими элементами самолета. В отдельных случаях испытания проводятся на высотном стенде с имитацией высотно-скоростных условий.

Настройка автоматики двигателя и проходные сечения сопловых аппаратов должны быть подобраны таким образом (в пределах допусков), чтобы обеспечивался минимально допустимый коэффициент запаса газодинамической устойчивости DК_у. Проверка осуществляется путем создания на входе в двигатель неоднородностей потока (поле скоростей, пульсации), характерных для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации, с одновременным воздействием на регулируемые элементы двигателя (площадь критического сечения сопла, углы установки поворотных аппаратов и др.).

В результате испытаний должна быть подтверждена газодинамическая устойчивость двигателя при возможных уровнях возмущений, а также показана его работоспособность при возникновении неустойчивой работы.

Наиболее часто попадающими во входное устройство предметами являются птицы и атмосферные осадки (дождь, град).

При испытании забрасывание посторонних предметов во входное устройство осуществляется пневматической пушкой. Скорость забрасывания птиц и града должна соответствовать максимальной скорости самолета при взлете или наборе высоты. Режим работы двигателя, как правило, взлетный или максимальный продолжительный. При попадании крупной птицы (масса не менее 1,8 кг) допускается, что двигатель потеряет работоспособность, однако при этом не должно произойти разрушений с опасными последствиями, так как достоверно известно, что крупная птица может попасть только в один двигатель. Мелкие птицы, град, дождь могут попасть сразу во все двигатели самолета, и поэтому необходимым требованием является сохранение двигателем при этом работоспособности. В частности, при попадании в двигатель дождевой воды, кусков льда и града не должно произойти заклинивания ротора, выключения двигателя, чрезмерного повышения температуры газа перед турбиной или ухудшения тяговых характеристик двигателя. Нормами устанавливается число градин, средних и мелких птиц, которые при испытаниях следует одновременно забрасывать в двигатель в зависимости от площади его входного сечения. Например, число мелких птиц массой до 115 г определяется из условия, что одна птица должна приходиться на каждые 0,032 м² площади поперечного сечения входа, но не более 16 шт. Число градин определяется из расчета попадания 10 градин диаметром 50 мм и 10 градин диаметром 25 мм на каждый 1 м² площади входа. При этом допускается потеря 25 % взлетной тяги в течение установленного программой времени (обычно порядка 5 мин).

Испытания двигателя в условиях авторотации проводятся для имитации вынужденного отключения его в эксплуатации. При этом отсутствует подача масла в двигатель (имитация повреждения масляной системы). Испытания проводятся в течение времени, необходимого для завершения полета с одним включенным двигателем с половины типичного маршрута или до момента заклинивания ротора. Испытания считаются успешными, если не произошло отказов с опасными последствиями (заклинивание роторов не относится к таким отказам).

Проводятся также испытания, которые должны показать, что параметры, двигателя и уровень вибраций лопаток вентилятора или компрессора не выходят за пределы допустимых значений при обдуве его боковым или попутным ветром. Испытания проводятся на открытом стенде или в самолетной компоновке на всех рабочих режимах. Скорость обдува определяется, исходя из возможных условий эксплуатации (максимальная скорость при порывах ветра).

Вопросы для самоконтроля

1. Какие отказы двигателя вызывают опасные последствия?

2. Какие испытания проводятся для проверки ресурса и надежности двигателя?

3. Что представляет собой осредненный полетный цикл?

4. Изложите основные принципы составления программы эквивалентно-циклических испытаний.

5. Как проверяется непробиваемость корпуса двигателя при обрывах лопаток компрессора или турбины?

6. Какие элементы двигателя подлежат обязательному термометрированию и как оно проводится?

7. Как оценивается работоспособность противообледенительной системы?

8. Какие показатели контролируются при проверке масляной системы двигателя?

Глава 7.
ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Современные воздушно-реактивные двигатели в силу особенностей организации рабочего процесса - потребления больших количеств воздуха, сжигания топлива, выброса продуктов сгорания с большой скоростью в атмосферу - непосредственно воздействует на окружающую среду.

Это воздействие в основном концентрируется на сравнительно небольших территориях вблизи аэропортов и испытательных станций и проявляется в виде загрязнения воздуха вредными компонентами, образующимися в процессе сжигания топлива, и в виде шума.

Разработан ряд международных и внутрисоюзных стандартов, ограничивающих воздействие авиации на окружающую среду. Требования по ее защите учитываются уже при проектировании двигателей, а затем на стадии экспериментальных исследований и доводки производится тщательный контроль выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и уровня шума.