слайды к лекционному курсу основы диагностики...

БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТОВ

Пассажиров и населения в зоне трассы полетов

Высокие требования к качеству продукции

и

качеству эксплуатации авиатехники

КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

Совокупность свойств продукции,

удовлетворяющих определенным потребностям

Измерительно-

информационный комплекс

силовой установки ЛА

Надежность

Закладывается

Обеспечивается

Поддерживается

При проектировании и конструировании

В процессе производства

В процессе эксплуатации и

ремонта

Для оценки надежности в

процессе жизненного цикла необходимо

СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ

ОБЪЕКТ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

ПЕРСОНАЛ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА

Это:

Процесс определения технического состояния

объекта диагностирования с определенной точностью

ТИПЫ РЕШАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКОЙ

ДИАГНОСТИКОЙ ЗАДАЧ

Прогнозирование технического состояния – техническая прогностика

Диагностирование технического состояния - диагностика

Техническая генетика

Качество изделия – совокупность свойств изделия, удовлетворяющих определенным потребностям в соответствии с ее назначением

Характер износа повышающего удельный расход топлива по наработке при комплексном воздействии

эксплуатационных факторов

Параметры характеризующие неравномерность и нестационарность полей в сечениях тракта силовой

установки

Зависимость неравномерности поля давлений перед компрессором от числа М полета и угла

атаки самолета

Поз.

Наименование модуля Наименование модуля

12 3456789

Колесо вентилятора С А наружного контура ВНА КНДКомпрессор НДБазовый модульЖаровая труба 112 шт.Форсунка ОР-94ДС 112шт.Турбина ВДТурбина НД

Задняя опора Реверсивное устройство СоплоКоробка приводов Обтекатель ТрубаПереходник Корпус вентилятора Панель

Пример модульности двигателя

Неравномерность полей параметров рабочего тела на

входе в двигатель

Неравномерность параметров вызывается:

= Угол атаки летательного аппарата;

= Турбулентность атмосферы;

= струя впереди летящего самолета.

Факторы вызывающие неравномерность полей

параметров на входе в двигатель

- Попадание газов самолетов ВПП самолетов находящихся на ВПП;

- Попадание газов от собственных реверсивных устройств в процессе послепосадочного пробега;

- Попадание реверсивных струй от соседнего двигателя силовой установки;

- Попадание газов при неудачной конструкции решеток реверсивных устройств;

- Образование вихря при неблагоприятной аэродинамической обстановке при наземном опробовании самолета.

Техническое состояние объектов – это:

Совокупность подверженных изменению в процессе производства и эксплуатации свойств объекта, характеризующееся в определенный момент времени признаками, установленными нормативно-технической документацией на этот объект.

Чтобы определить достоверное

состояние объекта

необходимо установить

Что и каким образом следует проверять

Какие средства потребуются

ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Анализ объема и выбор методов

проверок

Построение технических средств для осуществления

проверок и использование этих

средств с учетом эксплуатации

объекта

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕРОК

Установление множеств различных

состояний

Определение условия перехода из одного

множества состояний в другое

ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВИАДВИГАТЕЛЕЙ

- Обеспечение высокой степени безопасности эксплуатации и надежности при широком диапазоне

воздействия, свойств среды, режимов работы, механических нагрузок, сроков подготовки

Эксплуатация осуществляется

(в полете)

Экипаж

Подготовка осуществляется

(на земле)

ИТР

Система управления состоянием

формируется

Из условия получения текущей информации о действительном состоянии каждого двигателя и его систем; непрерывного или дискретного анализа состояния двигателя. По данным этого контроля, принимается решение о допуске к эксплуатации и о выполнении соответствующих работ на объекте

Необходима четкая система

организации обслуживания

Система технического обслуживания представляет собой

Комплекс взаимосвязанных положений и правил, которые определяют организацию и порядок выполнения работ по техническому обслуживанию авиатехники для заданных условий эксплуатации с целью обеспечения необходимого уровня безопасности полетов, надежности и других показателей качества, предусмотренных нормативно-технической документацией

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ВКЛЮЧАЕТ

- Оценку (контроль) технического состояния авиационной техники.

- Выполнение регламентных работ.

- Выявление и устранение отказов, неисправностей.

- восстановительный ремонт и профилактическое обслуживание.

- Заправку горюче-смазочными материалами, рабочими жидкостями, газами.

- Текущий ремонт.

- Оформление технической документации.

ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

Обеспечить требуемый уровень

готовности и безопасности

полета при заданной

надежности конструкции

Решения о замене узлов и агрегатов принимаются на

основании результатов оценок инструментальным

и средствами, фактора времени, загрузки самолета

рейсами без снижения уровня

безопасности полетов

После составления оптимального

перечня регламентных

работ их необходимо

корректировать в течение всего

времени эксплуатации

Система технического

обслуживания и ремонта

По ресурсу

По состоянию

По уровню надежности

Система технического обслуживания и ремонта по

ресурсу

Система технической эксплуатации, при которой продолжительность эксплуатации до ремонта или списания, а также периодичность всех работ на летательном аппарате (двигателе) устанавливается нормативно-технической документацией и проводится независимо от фактического состояния – представляет собой планово-предупредительную систему технической эксплуатации или эксплуатации по ресурсу.

Система эксплуатации по состоянию

Система технической эксплуатации, при которой решения об объекте, времени оценки состояния и профилактических работ, а также направления в ремонт или снятия с эксплуатации принимается в зависимости от фактического состояния каждого объекта (двигателя) представляет собой – систему технической эксплуатации по состоянию.

Система технического обслуживания по состоянию основана на допущениях

- Состояние двигателя характеризуется множеством параметров, случайно меняющихся во времени;

- Надежность каждого двигателя управляется индивидуально;

- Конструкция двигателя позволяет непрерывно или периодически контролировать значения параметров, определяющих его состояние;

- Превышение значений параметров, характеризующих состояние двигателя относительно допустимых значений, определяющих недопустимые в эксплуатации состояния;

- Методы и средства контроля и диагностирования обеспечивают выявление неисправностей на ранней стадии развития;

-Затраты на замену узла или агрегата, имеющих неисправности, на ранней стадии развития значительно меньше затрат при аварийной замене

Изменение параметра Х по наработке

Изменение суммарных удельных затрат в зависимости от интервала Δt=ti+1-ti между

проверками и вероятности безотказной работы Pi

Изменение параметра потока отказов агрегатапо наработке двигателя: 1. – предельное значение ω(t); 2 – фактическое значение ω(t); 3. – изменение ω(t) после

доработки агрегата. t1 - момент введения ограничений на эксплуатацию объекта; t2 – начало эксплуатации

агрегата после его доработки.

Технические объекты

Структура объекта

Функционирование объекта

Формы; размеры узлов и

элементов; зазоры между

деталями в кинематических

парах

Объект при функционировании порождает различные процессы; функциональные параметры порождают различные по физической природе процессы: создают механическую энергию; выделяют тепло; шум; удар и т.д.

Структура

Порождаемые при функционировании

взаимосвязи

S Xi

Выходные параметры зависят от

структурных параметров

Изменяются в процессе работы и вызывают изменения выходных

параметров

Si – f (Xi)

Сопряжение

Структура элемента

Структура элемента

Структурные параметры

Выходные параметры

Параметры основных процессов

Параметры сопутствующих

процессов

В з а и м н а я с в я з ь В з а и м н а я с в я з ь

Схема взаимосвязи между структурными и выходными

параметрами объекта.

Графики изменения выходного параметра от структурного.

Для использования

выходных параметров в

качестве диагностических

параметров необходимо:

- Однозначность

- Ширина поля вариации

- Доступность и удобство измерения

Диагностическая система

Объект (авиадвигатель)

Средства диагностирования

Персонал

Системы, в которых на объект подают сигналы специально организованные называют системы тестового диагностирования

Системы, в которых используются сигналы, возникающие при работе объекта (двигателя), возникающие при работе его по назначению называют системами функционального технического диагностирования

Системы, в которых используются как тестовые, так и функциональные методы называются системами комбинированного технического диагностирования

Системы диагностирования

№ Признаки классификации средств диагностирования

Виды средств диагностирования

1Место установки

Бортовые, наземные, наземно-бортовые

2

Степень автоматизации

Неавтоматизированные, автоматизированные,

полуавтоматизированные

3Способ регистрации информации

Магнитный, оптический, механический

4Вид отработки информации

Ручные, цифровые, аналого-цифровые

5 Степень универсальности Комплексные, универсальные

6 Способ связи с объектом диагностики

Внешние, автономные, встроенные

7Способ ввода информации

Последовательно параллельно и комбинированно.

Классификация средств диагностирования

Регулирование, замена

Объект диагностирования

Проверка работоспособности

Объект работоспособен

Объект неработоспособе

н

Поиск дефектов (неисправностей)

Устранение дефектов

Объект готов к работе

Прогнозирование технического

состояния

Объект с вероятностью P>P3 будет работоспособен Объект с вероятностью 1-P>1-P3

откажет

Определение причин будущего

отказа

Проверка исправности

Проверка функционирования

Общая схема проверки работоспособности, прогнозирования и поиска дефектов.

Совокупность операций технического диагностирования можно разделить на три этапа:

1. Преобразование физических явлений, сопровождающих работу исследуемого объекта в диагностический сигнал (электрическую величину)

2. Измерение определяемых параметров диагностического сигнала

3. Сравнение этих параметров диагностического сигнала со значениями, установленными технической документацией

ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ

Совокупность технических состояний, удовлетворяющих или неудовлетворяющих требованиям, определяющим исправность, работоспособность или правильность функционирования – образуют виды технического состояния.

Определение вида технического состояния возможно если известно:

1. Техническое состояние, определяемое путем диагностирования.

2. Требования, определяющие исправность, работоспособность и функционирование объекта в виде количественных и качественных характеристик.

ДИАГНОСТИКА НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА МАШИН

Этап разработки и доводки

Этап производс

тва

Этап эксплуата

ции

Этап ремонта

Локализация

дефекта

Диагностирование на этапе

производства

Эксплуатационная

диагностика

Контроль

технологических процесс

ов

Диагностирование на этапе

проектирования

Поиск слабых узлов

Оценка качества изготовле

ния отдельных узлов и качества сборки в целом

Оценка фактическ

ого состояния

, прогнозир

ование остаточного ресурса

Автоматизация

управления

качеством технологи

ческих процессов

Оценка объема

ремонтных работ и качества ремонта

Области применения диагностики на этапах жизненного цикла ГТД

Система эксплуатационной диагностики авиационных газотурбинных двигателей

Классификация контролируемых параметров

К первой группе относятся функциональные параметры:- температура и давление воздуха на входе и выходе из компрессора;- камеры сгорания;- турбины;- форсажной камеры;- реактивного сопла- частоты вращения роторов каскадов низкого и высокого давлений;- заторможенная температура и полное давление на входе в двигатель или число Маха полета.

Вторую группу составляют параметры топливной и масляной систем: - давление и температура топлива и масла в гидромагистралях;- объемный и массовый расход топлива через основную камеру сгорания и через форсажную камеру, концентрация металлических стружек в масле вследствие износа контактных пар деталей, омываемых маслом.

В третью группу входят параметры, определяющие диагностические признаки, которые характеризуют техническое состояние отдельных узлов и деталей:

- вибрация двигателя, по которой судят о дефектах в деталях ротора.

Четвертую группу составляют параметры, характеризующие режим работы двигателя:

положение рычага управления (РУД) сектора газа; положение регулируемых лопаток

спрямляющего аппарата компрессора; положение створок реактивного сопла.

Число, номенклатура и диапазон измеряемых параметров

Оценка технического состояния возможна при измерении и анализе 30 -100 параметров при диагностировании с глубиной до узла.

При доводке необходимо измерение и анализ до 200 – 1000 параметров

Методы инструментального контроля технического состояния ГТД

1. Выявление отличия “образа” проверяемого двигателя от средне статистического “образа” исправного двигателя.

2. Детерминистский – обнаружение определенных физических явлений – объективных признаков возникновения конкретных неисправностей.

Регистрация и анализ функциональных параметров (частота вращения, давление, температура, расход, положение РУД и т. п.)

Авиационный ГТД

Трансмиссия Турбокомпрессор Форсажная камера, сопло (выходное устройство)

Фильтры сигнализаторы

стружки

Магнитные пробки

Отбор проб масла

Оптические датчики

Нуклоновые датчики

Датчики омического сопротивления

масляной пленки

Контроль масла

Встроенные вибродатчики

Наружные вибродатчики

Сигнализатор предельного износа

лопаток

Сигнализатор помпажа

Фотооптический пирометр

Анализатор горячей части

Контроль вибраций

Контроль физического состояния

Оптические трубки

Теле-фото устройства

Рентгеновские установки

Ультразвуковые и токовихревые

датчики

Осмотр Контроль газового потока

Ионизационный сигнализатор

горения

Зонд регистрации заряженных частиц

Схема возможного применения технических средств диагностирования

основных узлов ГТД

Измерение

Запись

Автоматическая

Автоматическое

Ручная

Автоматическое

Отбраковка

Обработка

Ручное

Автоматизирования Ручное

Экспресс анализ

Графостроитель

Другие методы

Анализ и выдача рекомендаций

Схема диагностирования объектов по параметрам

Методы неразрушающего

контроля

Предназначены для выявления дефектов типа нарушения сплошности материала, оценки его структуры, физико-химических свойств, контроля геометрических параметров

Подразделяются на акустические (ультразвуковые), капиллярные, магнитные, оптические, радиационные, радиоволновые, электрические, вихретоковые

Методы неразрушающего контроля нарушения состояния материала

Структурная схема и

элементная база приборов

оптического контроля

Осветитель

Приемник излучения

Устройство механического сканирования

Блок обработки сигналов и

управления (ЭВМ)

Приборы для контроля

внутренних поверхностей и обнаружения дефектов в

труднодоступных местах

Схема линзового эндоскопа

Оптическая схема гибкого эндоскопа

Требования к размещению люков для ввода эндоскопа в двигатель

При проектирование двигателя и обеспечении его контролепригодности, выбор зоны расположения контрольных лючков на поверхности корпуса должен учитывать:

- Взаимосвязь контролируемых узлов и применяемых эндоскопов, их характеристик;

- Минимизировать потери информации;

- Для криволинейных каналов использовать волоконо-оптические гибкие эндоскопы;

-Для обнаружения трещин на осматриваемой поверхности использовать эндоскопы с большим увеличением;

-Места на корпусе для лючков выбираются из условия обеспечения максимального обзора;

-Предусматривать

- При проектирование двигателя и обеспечении его контролепригодности, выбор зоны расположения контрольных лючков на поверхности корпуса должен учитывать: - Взаимосвязь контролируемых узлов и применяемых эндоскопов, их характеристик; - Минимизировать потери информации; - Для криволинейных каналов использовать волоконо-оптические гибкие эндоскопы;- Для обнаружения трещин на осматриваемой поверхности использовать эндоскопы с большим увеличением;- Места на корпусе для лючков выбираются из условия обеспечения максимального обзора;- Предусматривать возможность обзора топливных форсунок, фронтового устройства камеры сгорания, внутренних поверхностей жаровых труб;- Предусматривать использование видео-фото-компьютерной техники для обеспечения производительности процедуры контроля. И широкого использования программных и инструментальных средств получения, обработки и анализа информации.

Вихретоковые методы и средства контроля

Вихретоковые методы основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наведенных возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля

Особенность вихретокового контроля

- Можно проводить без контакта преобразователя и объекта;

- Взаимодействие происходит на расстояниях, достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметра до нескольких миллиметров);

- Характерна высокая производительность.

Вихретоковой метод применяется для контроля электропроводящих объектов:

металлов, сплавов, графита, полупроводников

Применяется для обнаружения:

Дефектов типа несплошностей, на небольшой глубине или на поверхности;

Трещин глубиной 0,1 – 0,2мм;

Контроля размеров;

Для контроля однородности химического состава;

Структуры металлов и сплавов;

Для определения механического напряжения в изделии;

Качества термической и физико-термической обработки;

Выявления усталостных трещин в узлах и деталях.

Номограмма для определения глубины проникновения вихревых токов

Отдельные самостоятельные зоны контроля лопаток компрессоров и турбин: 1 – галтели; 2 – трещины; 3 - кромки

1 2 3 4

5

6

Структурная схема дефектоскопа: 1 – датчик; 2 – генератор; 3 – АМ – детектор; 4

– мультивибратор; 5 – индикатор световой; 6 – индикатор звуковой.величины обратной связи в цепи

генератора

Вибрационная диагностика авиационных ГТД

Задачи решаемые вибрационной диагностикой

Первая группа:

- Определение технического состояния двигателя и его элементов для обеспечения требуемой надежности и уменьшения затрат от последствий неисправности

Вторая группа:

- Оценка вибрационного состояния двигателя и ег8о элементов с целью предупреждения неисправностей, вызванных колебаниями.

Преобразователи абсолютной вибрации

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Бесконтактные измерители относительной вибрации

ГЕНЕРАТОРНЫЕ

-Пьезоэлектрические;

-Индукционные;

-На основе эффекта Холла;

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ

-Резистивные;

-Пьезорезистивные;

-Индуктивные;

-Трансформаторные;

-Магнитоупругие;

-Емкостные.

-Магнитные;

-Электромагнитные;

-Акустические;

Радиационные;

-Оптические

Информационные свойства вибрационных процессов в ГТД

- Роторная вибрация;

- Вибрация аэродинамического происхождения;

- Вибрации, возбуждаемые процессами в газовоздушном тракте двигателя.

Получение информации

С датчиков вибраций С микрофонов

На корпусе

Накладные Встроенные

Встроенные на опорах

Запись на магнитную ленту

Другие методы диагностики

Указатели уровня вибрации

Сигнализация предельного

уровня

Ручная запись

Автоматическая запись

уровня вибрации

Следящий спектральный анализ на борту

Наземный спектральны

й анализ

Обработка информации

Принятие решения

Классификация методов виброакустической диагностики

Графики изменения вибраций одного из ГТД с наработкой: а – двигатель исправен; б – изнашивание; в –

развитие трещин; г - обрыв рабочих лопаток; - д - разбандажирование лопаток или забоины

Конструкции и схемы внутренних вибропреобразователей:

а - обычного пьезоэлектрического вибропреобразователя; б – тензорезисторного

преобразователя прогиба; в – дифференциального индукционного вибропреобразователя прогиба

Схема увеличения износа сопряженных деталей под воздействием трения

S0-номинальный зазор в сопряжении, предусмотренным конструктором;S1-зазор в сопряжении, соответствующей наработки τ1S2-предельно допустимая величина зазора в сопряжении, соответствующего наработки τ2.

Магнитная пробка: 1 – постоянный магнит; 2 – штуцер; 3 – окна; 4 – клапан; 5 – седло

Схема масляной системы двигателя и мест отбора масла для получения диагностической информации

1 – маслобак; 2 – система суфлирования; 3 – нагнетающий маслонасос; 4, 17 – датчик давления масла; 5, 14 – датчик температуры; 6 – фильтр; 7 – коробка агрегатов; 8 – система

суфлирования; 9 – опоры ротора двигателя; 10 – датчики температуры масла, магнитные пробки и места отбора масла для спектрального анализа; 11 – откачивающий маслонасос; 12 – магнитные пробки; 13 – воздухоотделитель; 15 – датчик давления и перепада давления на

маслофильтре; 16 – топливо - масляный радиатор.

Диагностическая номограмма изменения концентрации продуктов износа

1 – при нормальном техническом состоянии; 2 – при ухудшении свойств масла; 3 – при возникновении неисправностей.

Контроль температурного

состояния деталей в процессе работы

авиадвигателя позволяет

Предупредить разрушение от термических воздействий таких деталей, как лопатки соплового аппарата, лопатки рабочих колес ротора и т.д.

Установка пирометра на двигателе

1 – головка пирометра; 2 – подвод топлива для охлаждения; 3 – электроразъем головки; 4 – подвод воздуха для обдува линзы; 5 – корпус камеры сгорания; 6 – рабочая лопатка турбины; 7 – сопловая лопатка турбины; 8 – смотровая трубка

Изменение температуры лопаток в среднем (1, 2) и корневом (3, 4) сечениях при исправном (2, 4) и неисправном (1, 3)

состояние охлаждения в зависимости от n

Изменение температуры масла в магистрали подшипников одного из ГТД.

1-взлет, 2-набор высоты, 3-крегсераг режим, 4-начало разрушения неотрывного подшипника 5-неисправный подшипник, 6-исправный

подшипник, 7-после разрушившегося двигателя с отрывом турбины НД при разрушении подшипника

Общий анализ дефектов и неисправностей ГТД

Общие причины неисправностей

- Абразивный износ деталей проточной части;

- Эрозионный износ деталей проточной части;

- Технические повреждения деталей проточной части при попадании в них посторонних предметов;

- Деформация и разрушение деталей по конструктивным, производственным, эксплуатационным причинам;

- Износ сопряженных деталей, изменение их форм, размеров, массы;

- Разрегулирование агрегатов и систем;

- Нарушение режима работы вследствие неправильной эксплуатации.

Несвоевременно выявленные и устраненные неисправности приводят к летным происшествиям

Усталостные разрушения:

- Рабочие лопатки, диски роторов компрессоров и турбин;

- Подшипники опор роторов;

- Узлы соединения двигателей с редуктором;

- Трубопроводы;

Нарушения полей температур газов перед турбиной;

Помпаж;

Самопроизвольное выключение двигателя;

Разрушение элементов конструкций из-за коррозии материала;

Отказ агрегатов топливо-маслосистемы.

Дефекты и разрушения

могут вызывать:

-Внезапные отказы

-Постепенные отказы

Внезапные отказы и разрушения вызывают аварийные неожиданные изменения параметров работы, проявляются характерными ярко выраженными признаками нарушения работы.

Причины

-Неудовлетворительное качество материала;

-Недоработки конструкции, производства, контроля;

-Попадание посторонних предметов;

-Грубое нарушение норм эксплуатации.

На их долю приходится до 30% от всех внезапных отказов.

Постепенные отказы – сопровождаются постепенным изменением сопряжений и форм. Они контролируемы.

Особенности работы и анализ характерных неисправностей

компрессора

При работе двигателя на узлы и элементы действуют силы и моменты

-В материале лопатки возникают напряжения растяжения изгиба;

-Возникают вибранагрузки;

-Как следствие усталостные напряжения;

-Попадание пыли;

-Обледенение;

-Повреждение лопаток посторонними предметами;

Повреждение лопаток компрессора и их обнаружение

Попадание посторонних предметов

-Обнаружение – визуально-оптическая диагностика;

-Установка детектора на корпусе, работающего по эффекту Холла;

-Применение датчика вихревых токов на корпусе.

Повреждение лопаток компрессора и их обнаружение

Обледенение лопаток

Следствия:

-Увеличение входных потерь уменьшение мощности;

-Повышение Т*г;

-Повышение Суд;

-Помпаж компрессора

Контроль и предотвращение обледенения различными средствами

Особенности работы и анализ характерных

неисправностей камеры сгорания ГТД

Конструктивные элементы камеры сгорания подвергаются

воздействиям

-Газовых и инерционных сил;

-Усилиям возникающим вследствие неравномерности нагрева;

-Вибрациям;

-Избыточным давлениям приводящим к напряжениям растяжения по образующей корпуса;

-Осевым силам приводящим к напряжениям растяжения по образующей корпуса;

-Внутренние оболочки корпуса подвергаются воздействию осевых сил и крутящего момента;

-Жаровая труба подвергается действию термических воздействий от разных градиентов температур;

-Переменные силы от вибрационных процессов.

-Срыв пламени и прекращение горения вследствие помпажа компрессора, как следствие самовыключение двигателя;

-Прогар жаровой трубы и корпуса камеры сгорания из-за недостаточно подводимого воздуха в отдельные зоны;

-Нарушение режима работы;

-Закоксование и обгорание топливных форсунок;

-Деформация жаровой трубы, корпуса камеры сгорания, появление трещин.

Возможные неисправности камеры сгорания при эксплуатации

-Методы и средства визуально-оптической диагностики, в том числе фото-телеэндоскопов с использованием цифровых и информационных технологий.

-Радиографический контроль.

Применяемые методы и средства контроля

Особенности работы и анализ характерных

неисправностей газовой турбины ГТД

Газовая турбина – одна из наиболее нагруженных узлов двигателя. Она испытывает:

-Высокие температуры, давления газов, вибраций;

-На лопатки соплового аппарата действуют осевые силы от разности давлений га входе и выходе;

-Сила, возникающая от разности скоростей потока;

-Крутящий момент вызванный окружной составляющей скорости истечения газа;

На корпус турбины действуют силы и моменты сил, передаваемые от сопловых аппаратов и внутреннее давление газов. При многократном нагреве и охлаждении.

В материале корпуса возникает температурное напряжение.

В рабочих лопатках возникают высокие статические, динамические, температурные напряжения при изменении режимов работы.

Большие напряжения возникают в лопатках турбины. В том числе большие напряжения от высоких значений градиентов температур.

Особенности работы газовой турбины

Возможные неисправности газовых турбин и их обнаружение

-Вытяжка лопаток и их обнаружение

Следствие – удлинение лопаток, уменьшение радиального зазора.

Метод обнаружения:

-Измерение радиального зазора с помощью щупа;

Бесконтактное измерение величины зазора оптическим и емкостным методами – второй метод позволяет производить измерения непосредственно в полете.

При возникновении трещин в лопатках изменяется уровень вибраций в лопатках и датчики выдают соответствующий сигнал в кабину экипажа.

-Контроль времени выбега

-Обгорание сопловых и рабочих лопаток. Метод обнаружения:

-Газодинамический анализ параметров;

-Визуально-оптический контроль с помощью эндоскопов;

Организация структуры технической диагностики

в авиации

Изделие АТ

Информация о значениях параметра

Исследование объекта контроля Информация о надежности

Алгоритмы контроля

Обработка информации о параметрах

Диагностирование

Статистическая обработка информации

Нормативные материалы

Комплексная оценка ТС изделия, принятие решения о его эксплуатации

Типовая структура комплексного контроля АТ в эксплуатации

Задачи лаборатории диагностики

Оценка надежности приписного парка Диагностирование ТС изделий АТ

Сбор информации

Обработка и анализ информации

МСРП Лабораторный анализ

Ручная запись

Лабораторный анализ

Обработка и анализ ТС

«Дело ГТД» «Дело ВС»

Формулировка рекомендаций

Принятие решения об эксплуатации

Предложение по повышению надежности

Накопление и обобщение материалов

Доклады вышестоящим организациям

Предложение по совершенствованию системы диагностики

Основные задачи и функции лабораторий диагностики

Начальник АТБ

Главный инженер АТБ

Начальник ЛД

Группа надежности

Группа параметров

Группа масла

Группа НМК

Группа анализа

Решение

Предложение

Информация

Данные

Обработка

Рекомендации

Представитель промышленности

ТКБ

ПДО

ОТК

Цеха

УРАПИ

ИВЦ

Типовая структура лаборатории диагностики и взаимодействия ее с другими подразделениями эксплуатационных предприятий