Характеристика видов ресурсов двигателя.

Вступление

Основная часть

Характеристика видов ресурсов двигателя.

Ресурс ГТД – наработка двигателя, при которой обеспечивается заданный уровень его надежности при соблюдении установленных правил эксплуатации, ремонта и хранения.

Технический ресурс двигателя (долговечность) представляет собой наработку от начала эксплуатации (или ее возобновления после ремонта) до наступления предельного состояния, т. е. до такой степени износа, при которой дальнейшее применение двигателя на ВС недопустимо или экономически нецелесообразно. По характеру предельного состояния и способу отсчета наработки различают полный ресурс и ресурсы, связанные с ремонтами: доремонтный, межремонтный и послеремонтный ресурсы.

Полный ресурс (назначенный до списания) включает в себя несколько ремонтных (обычно до трех) и для современных ГТД достигает 20–30 тыс. ч. Ремонтные ресурсы часто называют гарантийными, т. к. в их пределах предприятие-изготовитель или ремонтное предприятие гарантирует обусловленный уровень безопасности двигателя.

По способу установления различают фиксированный и дифференцированный ресурсы. Фиксированный ресурс принимается для парка двигателей равным ресурсу наиболее слабого в прочностном отношении элемента конструкции. Ремонт двигателя выполняют при этом через фиксированные значения наработки независимо от его фактического состояния. Такой способ используется на ранних этапах эксплуатации при небольшой суммарной наработке парка ГТД, когда многие характерные для них неисправности еще не успевают проявляться, но при ремонте могут быть легко обнаружены. В экономическом отношении фиксированный ресурс не является оптимальным, однако этой ценой позволяет сохранять приемлемую безотказность новых двигателей.

Дифференцированный ресурс назначают различным для отдельных наиболее ответственных элементов двигателя (диски, рабочие лопатки, жаровые трубы и др.) в зависимости от их фактических запасов работоспособности, определяемых для некоторых типичных условий эксплуатации. При модульной конструкции ГТД такой способ позволяет достаточно полно использовать ресурсные возможности деталей и узлов. Дифференцирование ресурса целесообразно выполнять не только по элементам двигателя, но и по условиям эксплуатации, оказывающих влияние на надежность ГТД.

Выгодной формой использования двигателей является установление ресурса основным узлам и элементам по их фактическому состоянию. Эта форма может быть достигнута при эксплуатации ГТД по состоянию с индивидуальными сроками ремонтов каждого конкретного двигателя и его модулей, обоснованными с помощью достоверных методов технической диагностики. Назначение ресурса по состоянию обеспечивает максимально возможное использование заложенных в конструкцию ГТД запасов работоспособности, наибольший экономический эффект при сохранении высокой безотказности двигателей в эксплуатации.

Для первых этапов эксплуатации двигателям назначается фиксированный ресурс, составляющий несколько сотен часов. Проверка их надежности в пределах этого ресурса выполняется путем длительных стендовых испытаний по программе, воспроизводящей в натуральном масштабе времени эксплуатационные режимы работы и нагрузки на элементы конструкции. Окончательное решение о назначении первоначального ресурса принимается на основании летных испытаний двигателей, которые проводятся с превышением наработки по отношению к ресурсу на

200–300 ч. После отработки двигателями в серийной эксплуатации заданного первоначального ресурса производится последовательное ступенчатое его увеличение (по 200–300 ч), опираясь на опыт эксплуатации. При больших наработках в эксплуатации возможен переход к дифференцированному ресурсу, а для ГТД, обладающих достаточной контролепригодностью – к ресурсу по состоянию.

По современным требованиям величины ресурса ГТД должны достигать многих тысяч и даже десятков тысяч часов, при которых ресурсные испытания в натуральном масштабе времени теряют практический смысл, т. к. требуют больших затрат времени и будут задерживать ввод двигателей в эксплуатацию. Для проверки надежности высокоресурсных двигателей применяются ускоренные эквивалентные испытания, обеспечивающие такое же расходование запасов работоспособности деталей и узлов, как и в эксплуатационных условиях за предполагаемый ресурс, но при существенном сокращении времени (в 5–10 раз) по сравнению с длительными ресурсными испытаниями. В практике английской и американской авиапромышленности широко распространены циклические испытания ГТД. В отечественном авиадвигателестроении получили применение ускоренные эквивалентно-циклические испытания, основное отличие которых от циклических состоит в том, что количество наиболее жестких нестационарных режимов назначают для них, исходя из равенства малоцикловых повреждений дисков при испытаниях эксплуатационным малоцикловым повреждениям за проверяемый ресурс.

Выполняемые в настоящее время ускоренные испытания позволяют к моменту передачи опытного двигателя в серийное производство с гарантийным ресурсом, равным 300–500 ч, проверить его надежность на ресурс, равный 5–10 тыс. ч.