Міністерство освіти і науки України

Запорізький національний технічний університет

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

ВИПРОБУВАЛЬНА СТАНЦІЯ ТУРБОГВИНТОВИХ ДВИГУНІВ

ТВ3 - 117 ВМА - СБМ1 СЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА

ГКИЮ 715514-044

Розробив

Ст. гр

Керівник

професор

Консультанти:

з економіки

доцент

з охорони праці

викладач

Нормоконтролер

доцент

2008

Содержание

Реферат

Введение

1. Общие положения

1.1 Основные технические характеристики и режимы испытания двигателя.

1.2 Краткое описание конструкции. Принцип работы

2. Правила испытаний и приемки. Общие положения

2.1 Предъявительские испытания.

2.2 Приемно-сдаточные испытания.

2.3 Квалификационные испытания..

2.4 Периодические испытания.

2.5 Типовые (технологические) испытания

3. Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей

3.1 Назначение испытательных стендов

3.2 Типовой состав испытательного стенда

3.3 Функциональные требования, компоновка и аэродинамика испытательного стенда

4. Бокс

4.1 Требования к боксам

4.2 Типы боксов

5. Выбор и обоснование типа и конструкции испытательного бокса

6. Аэродинамический расчет бокса

6.1 Нахождение площади разреза бокса.

6.2 Нахождение расхода воздуха и газа в площадях разреза бокса..

6.3 Нахождение скоростей потока воздуха и газов в площадях разреза бокса

7. Тепловой расчет двигателя.

8. Выбор систем шумоглушения. Расчет эффективности шумоглушения

8.1 Расчет требуемой эффективности шумоглушащих устройств и выбор глушителей

8.2 Снижение шума газовой струи воздействием на процесс шумообразования

9. Описание технологического оборудования и конструкции стенда для испытания

10. Системы, обеспечивающие работу ТВД на испытательном стенде

10.1 Топливная система

10.2 Масляная система

10.3 Система консервации

10.4 Силоизмерительная система

10.5 Система измерения расхода воздуха

10.6 Стендовая система отбора воздуха

11. Способы и методы для сбережения энергии

12. Экономическая часть

13. Охрана труда

14. Специальная часть

Заключение

Список использованных источников

Реферат

Пояснительная записка: 119 страниц, 4 рисунков, 2 таблицы

Объект испытания: Испытательный бокс

Цель работы: Спроектировать и рассчитать испытательную станцию для испытания турбовинтового двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1 серийного производства с мощностью до 10000 кгс.

В разделе описание объекта испытания было описанные основные узлы и системы двигателя, приведенные основные параметры и работа.

В разделе выбор и обоснование типа конструкции бокса, учитывая все условия я выбрал П-образную конструкцию бокса.

В аэродинамическом расчете обозначил необходимые размеры испытательного бокса. На основе этих расчетов был начерчен чертеж.

В описании конструкции испытательного бокса описал конструкцию испытательной станции (бокса, кабины наблюдения) и сделал описание систем стенда. Привел примеры способов и методов для сбережения энергии.

Написал технику безопасности для мотористов, которую необходимо исполнять, для того, чтоб не причинить вреда здоровью и окружающей среде.

Рассчитал себестоимость одного моточаса испытания и годовую экономию за счет уменьшения производственного цикла испытания одного двигателя (Т_ц.)

Введение

Как показала практика, создание авиационных двигателей невозможно без большого объема экспериментальных работ. Более того, на расширение экспериментальной базы вкладываются большие средства, а к проведению испытаний привлекается все большее количество людей.

Практически все расчетные методы, применяемые при проектировании экспериментально-теоретические. Поэтому совершенствование методов расчета неразрывно связано с развитием и расширением экспериментальных исследований, совершенствованием средств и методов измерения.

При опытной доводке нового двигателя необходимость в испытаниях проявляется в следующих основных случаях.

Во-первых, для сбора информации, которую невозможно получить расчетным путем, например, определения форм и частот собственных колебаний лопаток компрессора и турбины, вибрационных нагрузок на элементах двигателя, демпфирующей способности замков лопаток и т. д.

Во-вторых, для проверки и уточнения характеристик и параметров, полученных расчетом. Если при проверке обнаруживается, что протекание характеристик и параметров не отвечает техническим условиям, производится корректировка элементов двигателя - доводка его.

В-третьих, для апробирования эффективности изменений, вносимых в конструкцию и технологию производства двигателя.

В-четвертых, для выяснения всестороннего влияния внешних воздействий на двигатель. Внешние воздействия при сложных взаимных связях отдельных процессов в двигателе вызывают вторичные явления, изменяющие газодинамические, прочностные и эксплуатационные свойства двигателя.

Создание испытательных установок может оказаться не менее сложной и более трудоемкой задачей, чем создание нового двигателя.

Испытания авиационных двигателей сформировалось в самостоятельную инженерную дисциплину о методах получения экспериментальных данных, характеризующих работу авиационного двигателя и его рабочие процессы. Накопленные методические приемы и разработанные теоретические основы проведения испытаний, правильность которых подтверждена опытом создания и эксплуатации авиационных двигателей, составляют его содержание.

Как и любая дисциплина, испытание авиационных двигателей развиваются. Можно отметить два основных пути развития:

- разработка методов испытаний новых свойств двигателя или исследование его свойств в новых условиях.

1. Общие положения

1.1 Основные технические характеристики и режимы испытания двигателя

Турбовинтовой двигатель ТВ3-117 ВМА-СБМ 1 предназначен для использования в маршевой установке пассажирского самолета местных воздушных авиалиний Ан-140 и его модификаций.

На двигатель устанавливается шестилопастной скоростной, малошумный воздушный винтАВ-140, разработанный Ступинским конструкторским бюро ОАО «Аэросила». Воздушный винт -с переменной частотой вращения и обратной связью по углу установки лопастей, обеспечивающей возможность реверсирования тяги и выполнения режима «тихое руление».

Для применения других воздушных винтов необходимо согласование посадочных мест и системы управления, так как в автоматическую систему управления двигателем заложено и управление воздушным винтом.

На самолете Ан-140 устанавливается два двигателя. Для перестановки двигателя с правой силовой установки на левую, никаких доработок двигателей не требуется.

Таблица 1 - Основные данные двигателя

11.1 Максимальный чрезвычайный режим, СА
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН =+37°С,л.с.	2800
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1200
1.2 Взлетный режим
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН =+30°С, л.с.	2500
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1200
Эквивалентный удельный расход топлива, кг/эл.с.Чч.	0,206
1.3 Чрезвычайный режим в полете
Высота полета, м	5170
Число Маха полета	0,3
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН = tН СА +10°С, л.с.	2000
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1202,9
1.4 Максимальный продолжительный режим, СА
Высота полета, м	0
Число Маха полета	0
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН=+35°С, л.с.	2100
Высота полета, м	6000
Число Маха полета	0,5
Винтовая мощность, л.с.	1850
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1100
1.5 Максимальный крейсерский режим, СА
Высота полета, м	6000
Число Маха полета	0,5
Винтовая мощность, л.с.	1750
Эквивалентный удельный расход топлива, кг/эл.с.Чч.	0,190
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1100
1.6 Частота вращения воздушного винта по режимам,об/мин	844 - 1202,9
1.7 Максимальные величины ресурсов, ч
Эксплуатационный	6000
Назначенный	20000…30000
1.8 Масса двигателя, кг	570

1.2 Краткое описание конструкции. Принцип работы двигателя

Атмосферный воздух поступает в двигатель через входное устройство и засасывается осевым компрессором.

Проходя воздушный тракт компрессора, воздух постепенно сжимается и затем подается в камеру сгорания , где делится на два потока: первичный и вторичный. Первичный поток воздуха поступает в полость камеры сгорания, куда непрерывно впрыскивается тонко распыленное топливо, которое , полнлстью сгорая при небольшом избытке воздуха, обеспечивает непрерывный факел и высокие температуры в зоне горения. В результате сгорания этой смеси образуется поток горячего газа.

Вторичный поток воздуха, омывая камеру сгорания снаружи и охлаждая ее, поступает во внутреннюю полость камеры сгорания, где смешивается с горячими газами от сгоревшего топлива в первичном потоке воздуха и, охлаждая их, обеспечивает заданную температуру всего потока газа на входе в турбину.

Из камеры сгорания газы с высокой температурой и давлением поступают в турбину компрессора и свободную турбину. В турбине компрессора часть энергии этого потока преобразуется в крутящий момент, который передается от компрессора. В свободной турбине - часть энергии преобразуется в крутящий момент, который через трансмиссию передается на воздушный винт.

Поток воздуха, отбрасываемый воздушным винтом, создает тягу винта. Кинетическая энергия части газов, выходящих из двигателя, создает реактивную тягу, которая вместе с тягой винта составляет суммарную (эквивалентную) тягу силовой установки.

Турбовинтовой двигатель ТВ3-117 ВМА-СБМ1 разработан на базе вертолетного двигателя ТВ3-117 ВМА. Двигатель выполнен по двухвальной схеме с вынесенной трансмиссией привода воздушного винта.

Особенность двухвальной схемы состоит в разделении ротора двигателя на ротор турбокомпрессора, установленный на трех подшипниках, и ротор свободной турбины, установленный на двух подшипниках. Ротор турбокомпрессора и свободной турбины связанны между собой тольго газодинамической связью, это позволяет использовать для запуска двигателя пусковое устройство малой мощности, так как при запуске стартер раскручивает только ротор турбокомпрессора, и обеспечивает высокую экономичность двигателя.

Двигатель состоит из двенадцатиступенчатого осевого компрессора, кольцевой прямоточной камеры сгорания, двухступенчатой турбины компрессора, двухступенчатой свободной турбины, заднего редуктора, валопровода, переднего редуктора, коробки приводов агрегатов, систем электро-, топливо- и маслопитания, выходного устройства.

Для удобства сборки и ремонта конструкция двигателя выполнена модульной.

Двигатель включает два крупных модуля: газотурбинный привод и редуктор трансмиссии. В свою очередь, эти модули делятся на более мелкие.

Газотурбинный привод крепится к трансмиссии с помощью:

- фланца подвески и четырех тяг в переднем поясе крепления;

- узла подвески газотурбинного привода в заднем поясе крепления

Газотурбинный привод имеет следующие самостоятельные модули, которые, при необходимости, могут поставляться в собранном виде:

- входное устройство;

- газогенератор;

- свободная турбина;

- выходное устройство;

- коробка приводов.

Редукторная трансмиссия состоит из следующих модулей:

- редуктор задний;

- валопровод;

- редуктор передний;

- маслобак.

Входное устройство

Входное устройство с проставкой является составной частью компрессора и предназначена для подвода воздуха с параметрами, необходимыми для устойчивой работы компрессора на всех режимах работы двигателя.

Входное устройство с проставкой крепится к переднему фланцу корпуса передней опоры компрессора служит для формирования проточной части двигателя. Входное устройство обогревается проточным маслом, откачиваемым из полости задней опоры компрессора и поступающим в полость сформированную обечайками входного устройства.

Корпус передней опоры компрессора состоит из двух кольцевых оболочек соединенных между собой четырьмя стойками, внутри который проходят коммуникации двигателя.

Газогенератор можно условно разделить на следующие основные сборочные единицы: компрессор, камера сгорания и турбина компрессора.

Компрессор

Компрессор двигателя предназначен для сжатия воздуха, поступающего в двигатель. Компрессор осевой, дозвуковой, однокаскадный, двенадцатиступенчатый. Состоит из статора, регулируемого входного направляющего аппарата (РВНА), ротора, передней и задней опор.

Статор компрессора состоит из: корпуса, лопаток поворотных направляющих аппаратов 1…4 ступеней, внутренних колец направляющих аппаратов 1и 2 ст.,

консольных паяльных направляющих аппаратов, рабочих колец 5…12ст., спрямляющего аппарата с лопатками НА 12 ст. и лопатками СА. На корпусе компрессора имеются:

- два клапана перепуска воздуха из-за 7-й ступени;

- заслонка противооблединительной системы;

- три штуцера отбора воздуха

Ротор компрессора барабанного типа состоит из: 12-ти сваренных между собой дисков, кроме диска 1-й ступени, который крепится болтами к проставке, приваренной к диску 2-й ступени.

Рабочие лопатки крепятся в дисках хвостовиками типа "ласточкин хвост".

Передняя опора ротора состоит из корпуса, кока, конуса, передней и задней крышки, корпуса подшипника с графитовым уплотнением и демпфера.

Задняя опора имеет шариковый подшипник, крепится к спрямляющему аппарату компрессора и состоит из: корпуса опоры, гнезда подшипника, корпусов с графитовыми уплотнениями, крышки лабиринта, узлов графитовых уплотнений и шарикоподшипника.

Ротор компрессора приводится в движение двухступенчатой турбиной.

Камера сгорания

Камера сгорания служит для преобразования химической энергии топлива в тепловую путем организации эффективного сгорания топлива в потоке воздуха, поступающего из компрессора. Камера сгорания должна обеспечивать запуск двигателя на земле и в полете, устойчивое горение на всех рабочих и переходных режимах работы двигателя, а также обеспечивать работоспособность горячей части двигателя.

Камера сгорания - кольцевого типа, прямоточная, состоит из корпуса камеры сгорания, внутреннего корпуса диффузора, жаровой трубы и топливного коллектора с двенадцатью двухконтурными форсунками.

Подвод топлива к форсункам осуществляется через топливный коллектор.

Воспламенение топлива при запуске обеспечивается двумя полупроводниковыми свечами зажигания.

Сжатый воздух поступает из компрессора в переднюю, полость кольцевого диффузора, в котором разделяется на два потока наружным обтекателем жаровой трубы и направляется в два кольцевых канала наружный и внутренний.

Потоки воздуха, поступающие в жаровую трубу условно делятся на первичный попадающий в зону горения и вторичный идущий на охлаждение жаровой трубы и турбины.

Распыленное форсунками топливо сгорает в завихреном потоке воздуха, и горячие газы поступают в зону смешивания. в зоне смешивания с горячим газам домешивается вторичный воздух, поступающий через отверстия, выполненные в наружной и во внутренней секциях. Эффективное охлаждение стенок секции жаровой трубы осуществляется вторичным воздухом, входящим внутрь жаровой трубы через наружные и внутренние ряды щелей, образованных гофрированными кольцами.

При ложных запусках несгоревшее топливо через штуцер дренажа сливается в дренажную систему.

Жаровая труба

Изготовлена из листовой жаропрочной стали, состоит из наружного и внутреннего обтекателей с вваренными во внутренний обтекатель 12-тью завихрителями, двух смесительных и двух опорных секций. К опорным секциям приварены опорные кольца.

Турбина

Двигатель имеет две кинематические не связанные между собой турбины: турбину компрессора, которая предназначена для привода компрессора и агрегатов двигателя, а также свободную турбину для привода винта через систему редукторов и ряда самолетных агрегатов. Турбины представляют собой лопаточные машины, в которых энергия газов преобразуется в крутящий момент. Турбины являются одним из основных узлов двигателя. определяющих его ресурс и надежность работы.

Турбина состоит:

- корпуса наружного;

- корпуса переднего;

- корпуса внутреннего секторов лопаток соплового аппарата (СА) 1-й ступени;

- соплового аппарата 2-й ступени;

- ротора

Турбина компрессора осевая, реактивная, двухступенчатая.

Состоит из статора и ротора. Статор турбины включает в себя наружный корпус, передний и внутренний корпуса.

Наружный корпус турбины компрессора и корпус передний крепятся к фланцу камеры сгорания. К заднему фланцу корпуса наружного крепится корпус 3-й опоры ротора.

Сопловой аппарат каждой ступени турбины предназначен для разгона и направления потока горячих газов с заданным углом на лопатки рабочего колеса. Сопловой аппарат 1-й ступени состоит из 13-ти секторов по три лопатки в каждом.

Корпус внутренний крепится к диффузору внутреннему камеры сгорания. Сопловой аппарат 2-й ступени литой с 55-ю полыми сопловыми лопатками.

Ротор ТК состоит из вала, дисков первой и второй ступени с рабочими лопатками. дисков уплотнительных первой и второй ступени, кольца лабиринтного переднего, смонтированного между валом и диском первой ступени, кольца лабиринтного, смонтированного между дисками первой и второй ступени и кольца лабиринтного заднего. Над гребешками рабочих лопаток 1-й и 2-й ступеней и кольцами лабиринтными турбины расположены сотовые поверхности, образующие с гребешками деталей ротора лабиринтные уплотнения.

Ротр ТК опирается на две опоры. передней опорой служит задняя цапфа ротора компрессора на которую ротор опирается центрирующим пояском вала. Задней опорой является подшипник 3-й опоры двигателя, на которую ротор опирается цапфой диска 2-й ступени.

Свободная турбина

Свободная турбина (СТ) двухступенчатая осевая служит для создания крутящего момента, необходимого для привода винта самолета. Свободная турбина состоит из следующих основных узлов:

- корпуса опоры СТ;

- статора свободной турбины;

- ротора свободной турбины.

Ротор свободной турбины передает крутящий момент к заднему редуктору через рессору.

Выходное устройство

Выходное устройство формирует проточную часть двигателя и отводит поток газов от турбины в атмосферу. На заднем фланце выхлопного устройства монтируется ресивер, обеспечивающий подвод воздуха на охлаждение корпуса опор свободной турбины, а также эжекторы дренажной системы и системы суфлирования.

Коробка проводов

Коробка приводов двигательных агрегатов - крепится фланцем к корпусу первой опоры. На коробке приводов устанавливаются агрегаты двигателя:

- турбостартер воздушный;

- маслоагрегат;

- насос-регулятор;

- подкачивающий топливный насос;

- дополнительный маслонасос с воздухоотделителем.

Трансмиссия привода воздушного винта предназначена для согласования частоты вращения свободной турбины и воздушного винта, а также, для передачи крутящего момента к воздушному винту.

Задний редуктор

Задний редуктор предназначен в основном для обеспечения заданного растояния между осями газогенератора и воздушного винта и віполнен по схеме простой цилиндрической передачи.

Валопровод

Служит для передачи крутящего момента от заднео редуктора к переднему редуктору. Состоит из корпуса, рессор и промежуточных опор.

2. Правила испытаний и приемки. Общие положения

Испытания и приемка двигателей серийного производства проводится в соответствии с требованиями ГОСТ.

Основными категориями контрольных стендовых испытаний двигателей являются:

- предъявительские;

- приемно-сдаточные;

- квалификационные;

- периодические;

- типовые;

В категории испытаний могут быть включены специальные виды испытаний (проверка отсутствия автоколебаний компрессоров, проверке газодинамической устойчивости, проверка высотно-скоростных характеристик, изменение температурного поля за турбиной, проверка на отсутствие виброгорения в форсажной камере и др.), которые должны быть указаны в ТУ на конкретный двигатель.

Стендовые испытания двигателей должны проводиться по программам, составленным разработчиком на основе программ конструкторской документации двигателя, прошедшего государственные или сертификационные испытания (совмещенные государственные и сертификационные испытания).

Программы периодических, предъявительских и приемно-сдаточных испытаний входят в состав конструкторской документации, передаваемой в серийное производство разработчиком.

При стендовых испытаниях двигателей должны определяться основные его параметры, предусмотренные программой испытаний, на режимах работы двигателя, указанных в ТУ на двигатель. Для сокращения объемов газовой наработки при замере параметров, может быть использована обобщенная характеристика данного типа двигателя по методике, разработанной изготовителем, согласованной с разработчиком, НИИ промышленности, заказчика и военным представительством у изготовителя.

В процессе испытаний параметры и характеристики двигателя должны определяться без отбора воздуха на нужды воздушного судна и без загрузки агрегатов ВС, если иное не оговорено в ТУ на двигатель.

Испытания должны проводиться с установленным для двигателя входным стендовым устройством, если нет других указаний в программе испытаний. Установка двигателя на стенд, подсоединение коммуникаций, необходимых датчиков и котрольно-измерительной аппаратуры должны производиться в соответствии с утвержденными инструкциями, технологией, монтажными чертежами, схемами на конкретный тип двигателя.

Турбовинтовые и турбовентиляторные двигатели проходять стендовые испытания с воздушным винтом (винтовентилятором), тип и конструкция которого соответствует воздушному винту (винтовентилятору), используемому на ВС с данным двигателем. Испытания могут быть проведены с другим воздушным винтом, обеспечивающим проведение испытаний (например, с винтом уменьшенного диаметра). Допускается определять характеристики двигателя на тормозном стенде.

При испытаниях на двигателе и на стенде должны быть установлены агрегаты, совместная проверка которых предусмотрена программой испытаний. Для обкатки приводов агрегатов ВС разрешается устанавливать на двигатель технологические загрузочные агрегаты. Элементы настройки агрегатов должны быть отрегулированы их изготовителем в соответствии с действующими ТУ, каждое изменение их положения от первоначального в ходе испытаний двигателя должно быть записано в протоколе испытаний. Приводы агрегатов ВС в процессе испытаний должны загружаться принятыми в эксплуатации или технологическими агрегатами в соответствии с графиком загрузки, согласованным ВС.

Испытания двигателей должны проводится на основных марках топлив и масел, указанных в ТУ на двигатель. Испытания двигателя на дублирующих марках топлив и масел проводятся в соответствии с графиком, согласованным с военным представительством. Во время испытаний двигателя периодически проводится анализ топлива и масла, взятых из двигателя, по документации разработчика.

Программы должны предусматривать проверку работы двигателя с установленным по ТУ отбором воздуха на нужды ВС и загрузкой приводов агрегатов ВС.

При испытаниях двигателя ведется протокол, в котором фиксируются результаты и ход испытаний. Все выявленные при испытаниях дефекты и работы, проведенные для их устранения, фиксируются в протоколе испытания. При автоматизированном процессе испытаний ведется машинопечатный протокол испытаний с приложением к нему карты по выявлению и устранению дефектов.

2.1 Предъявительские испытания

Предъявительским испытаниям подвергается каждый вновь собранный двигатель, принятый ОТК, кроме случаев одноразовой сборки.

Целью проведения предъявительских испытаний двигателя является:

- проверка качества изготовления и сборки двигателя;

- проведение приработки деталей и агрегатов с загрузкой приводов агрегатов ВС;

- оценка соответствия параметров и технических характеристик двигателя заданным ТУ;

- определения возможности предъявления двигателя на приемно-сдаточные испытания.

Приемка предъявительских испытаний производится ОТК, за исключением проверок, проводимых с участием военного представительства согласно ведомости операций, принимаемых военным представительством.

Наработка двигателя при проведении испытаний не менее значения, указанного в программе испытаний двигателя.

Результаты предъявительских испытаний считаются положительными, а двигатель выдержавшим испытания, если он испытан в полном объеме, установленном программой и соответствует всем требованиям этой программы.

В случае выявления какого-либо дефекта двигателя, препятствующего ведению испытаний, или при отклонении основных параметров от норм, оговоренных для предъявительских испытаний, они аннулируются ОТК. При выявлении в процессе предъявительских испытаний дефектов, устраненных в ходе испытаний или не препятствующих дальнейшему проведению испытаний и устранимых при переборке двигателя, предъявительские испытания засчитываются.

Двигатель, прошедший предъявительские испытания, подвергается разборке и дефектации ОТК по действующей документации. После дефектации разобранного двигателя ОТК изготовителя составляет ведомость дефектации, с заключениями по недостаткам и вместе с разобранным двигателем предъявляет ее военному представительству.

Военное представительство совместно с ОТК дает заключение по дефектам, выявленным в процессе предъявительских испытаний, с указанием о необходимости устранения их по действующей документации перед последующей сборкой двигателя на приемно-сдаточные испытания. Ведомость подписывается представителями изготовителя, ОТК и военным представительством.

Работы, предусмотренные в согласованной с военным представительством ведомости осмотра и дефектации двигателя, возлагаются на изготовителя, а контроль на ОТК. Результаты работ по устранению дефектов, отмеченных в ведомости, предъявляются военному представительству при сборке сборочных единиц и двигателя в целом. С военным представительством согласовываются также все изменения в ведомости, вводимых в ходе устранения дефектов. Замена забракованных деталей, узлов (сборочных единиц) и агрегатов производится в соответствии с инструкцией по замене деталей, сборочных единиц, агрегатов, при устранении дефектов после предъявительских испытаний.

Износы, наклепы, прижеги и другие изменения в состоянии деталей и сборочных единиц после предъявительских испытаний должны соответствовать нормам повреждаемости и контрольным образцам, установленным для данного типа двигателя.

2.2 Приемно-сдаточные испытания

Целью проведения приемно-сдаточных испытаний двигателя является:

- проверка соответствия техническим условиям качества сборки двигателя;

- проведение приработки деталей и агрегатов, комплектующих двигатель;

- отладка и проверка регулировки двигателя и проверка соответствия его параметров и характеристик заданным ТУ

- приемка двигателя военным представительством.

Приемно-сдаточные испытания состоят из двух этапов:

- приработки, отладки двигателя и проверки соответствия его параметров и характеристик заданным ТУ;

- "Акта сдачи", приемка двигателя военным представительством.

Приемно-сдаточным испытаниям подвергается каждый двигатель, прошедший с положительными результатами предъявительские испытания и переборку с учетом мероприятий по устранению выявленных дефектов и отклонений от норм ТУ, а также двигатели одноразовой сборки.

Приемно-сдаточные испытания двигателей проводят в объеме и последовательности, предусмотренными программой приемно-сдаточных испытаний. Если в процессе испытаний оказывается необходимой замена какого-либо агрегата, узла или детали, то такая замена производится по согласованию с военным представительством.

Приемно-сдаточные испытания двигателя до его предъявления военному представительству проводятся под контролем ОТК и военного представительства или только ОТК предприятия. Перед предъявлением на "Акт сдачи" двигатель в процессе испытаний проверяет ОТК на всех предусмотренных программой режимах и на отсутствие дефектов, после чего предъявляется военному представительству. Приемку испытаний по "Акту сдачи" проводит военное представительство.

Если в "Акте сдачи" предъявляются параметры и характеристики, зафиксированные с помощью АИИС стенда в 1-ом этапе, в том числе предусмотренные перечнем операций, принимаемых военным представительством, их замер и отработка соответствующих режимов по согласованию с венным представительством может, не проводится.

Во время "Акта сдачи" двигатель не должен иметь отклонений от требований ТУ. Не являются основанием для отклонения двигателя от испытаний и аннулирования военным представительством выполненного объема испытаний: отказы агрегатов для обслуживания ВС, отказы стендового и технологического оборудования, не влияющие на надежность. Агрегаты ВС и стендовое оборудование, используемые при испытаниях, должны быть кондиционированными для стендовых испытаний в пределах установленного срока эксплуатации (ведется учет их наработки). Если из-за работ по выявлению причин и устранению дефектов двигателя, его наработка или число запусков на приемно-сдаточных испытаниях превысят предельно допустимые величины, которые должны быть оговорены технической документацией, то принимается решение о возможности и порядке продолжения испытаний согласованное с военным представительством.

При получении положительных результатов испытаний двигателя военное представительство ставит пломбы (клейма) в соответствии с технической документацией, а в протоколе испытаний дает заключение о приемке.

Двигатель, не выдержавший приемно-сдаточных испытаний, после изложения причин отклонений в протоколе испытаний или в извещении военного представительства, возвращается ОТК для выявления причин несоответствия ТУ, проведения мероприятий по их устранению и повторного предъявления на "Акт сдачи". Причины несоответствия двигателя ТУ и принятые меры отражаются в протоколе или в карте дефекта. Двигатель, возвращенный военным представительством после устранения отклонений от ТУ, может быть повторно предъявлен извещением с надписью "вторичное". Если возвращенный военным представительством двигатель повторно не предъявляется, то протокол приемо-сдаточного испытания этого двигателя предъявляют военному представительству вместе с извещением о предъявлении на "Акт сдачи" очередного двигателя данного типа.

В зависимости от характера дефектов, в отдельных технически обоснованных случаях, по согласованию с военным представительством могут проводится повторные испытания только по пунктам программы, оп которым испытания не проводились, а также по пунктам программы, по которым выявлены несоответствия двигателя ТУ.

Отправку в эксплуатацию двигателей, изготовленных по той же технологической и нормативной документации, что и двигатель, снятый с испытаний после повторного "Акта сдачи", производят после заключения изготовителя и разработчика, согласованного с военным представительством о том, что дефект, приведший к повторному съему, отсутствует на раннее изготовленных и подготовленных к отправке двигателях.

Основанием для временного прекращения испытаний, приемки двигателя военным представительством о том, что дефект, приведший к повторному съему, отсутствует на раннее изготовленных и подготовленных к отправке двигателях. Решение по этим вопросам принимает руководитель военного представительства с письменным уведомлением изготовителя. В этом случае изготовитель совместно с разработчиком и военным представительством при изготовителе обязаны:

- провести исследование причин выявленных дефектов;

- разработать мероприятия по устранению дефектов;

- подтвердить эффективность мероприятий испытаниями объем и виды, которых определяются разработчиком, изготовителем и согласовываются с военным представительством и, при необходимости, с НИИ промышленности и заказчика;

- разработать рекомендации по эксплуатации двигателей, направленные на

устранение возможности возникновения дефекта или на предотвращение

опасных последствий при его возникновении.

При выявлении дефектов, присущих партии двигателей, принятые и не отгруженные двигатели возвращаются изготовителю на доработку (замену), а принятые и отгруженные двигатели этой партии, на которых могут проявится обнаруженные дефекты, должны быть доработаны или заменены годными в порядке и в сроки определенные совместным решением в соответствии с НД.

Уменьшение объемов и трудоемкости предъявительских и приемно-сдаточных испытаний без снижения их информативности и качества проводится в следующих направлениях:

- более полное использование возможностей автоматизированных информативно-измерительных систем стендов, совершенствование их программного обеспечения и методик обработки результатов испытаний, что позволяет получать необходимую информацию при меньшем количестве режимов;

- выполнение контрольных операций в ходе испытаний с минимальным число режимов, используемых только для контроля, в том числе и совмещение 1 и 2 этапов приемно-сдаточных испытаний;

- компенсирование операций и совершенствование методик их выполнения, в том числе проведение их на режимах с меньшим расходом топлива, исключение повторов из программы испытаний;

- постепенное уменьшение количества процентов двигателей, проходящих специальные испытания, включенные в программу приемно-сдаточных испытаний (проведение приработки приводов агрегатов ВС под загрузкой, проверка границ запуска и др.), в плоть до полного прекращения таких испытаний;

- сокращение объема разборки двигателей после предъявительских испытаний за счет перехода на частичную (поузловую, модульную) разборку;

- переход на одноразовую сборку и проведение приемно-сдаточных испытаний при одновременном совмещении отдельных видов проверок, проводимых, при предъявительских испытаниях.

2.3 Квалификационные испытания

Квалификационные испытания проводят с целью:

- проверки соответствия двигателей требованиям КД;

- оценки проведенных мероприятий по устранению недостатков, выявленных на государственных стендовых испытаниях или сертификационных испытаниях;

- проверки разработанных технологических процессов;

- определения готовности производства к выпуску двигателей, соответствующих типовой конструкции (требованиям КД) в заданном объеме.

Квалификационные испытания для всех типов двигателей проводятся за установочную серию (определенного количества двигателей, изготовленных в процессе освоения производства). Квалификационные испытания проводят в соответствии с программой, разработанной разработчиком на основании программы государственных стендовых или сертификационных испытаний (совмещенных государственных стендовых и сертификационных испытаний) и согласованной НИИ промышленности и заказчика.

Двигатель для квалификационных испытаний выбирается военным представительством в присутствии представителя ОТК из 2-5 двигателей прошедших приемно-сдаточные испытания. Результат квалификационных испытаний оформляются актом, который подписывают представители разработчика, изготовителя ОТК и военного представительства, утверждают руководители разработчика, изготовителя и военного представительства.

Результаты квалификационных испытаний оформляются актом, который подписывают представители разработчика, изготовителя, ОТК и военного представительства, утверждают руководители разработчика, изготовителя и военного представительства.

Если двигатель прошел квалификационные испытания, то качество партии, за которое проводились испытания (установочной серии), а также возможность дальнейшего изготовления и приемки двигателей по той же технической, документации по которой изготовлен испытанный двигатель, считаются подтвержденным.

Результаты квалификационных испытаний считают положительными на основании удовлетворительных результатов испытаний на всех этапах дефектации сборочных единиц, деталей, агрегатов и покупных комплектующих единиц.

Квалификационные испытания считаются неудовлетворительными в случаях:

- несоответствия основных параметров двигателя ТУ;

- выхода из строя двигателя в ходе испытаний;

- отказа агрегатов или комплектующих изделий, которые могут являться предпосылкой к аварийной ситуации;

- обнаружение при осмотре и дефектации деталей двигателя, агрегатов и других покупных комплектующих изделий, дефектов аварийного характера, влияющих на летную годность или дефектов, которые могут привести к досрочному съему двигателя.

При неудовлетворительных результатах квалификационных испытаний изготовитель и разработчик совместно с военным представительством разрабатывают и осуществляют мероприятия по устранению выявленных дефектов и предупреждению их появления.

После выполнения этих мероприятий проводятся повторные квалификационные испытания на доработанных двигателях или вновь изготовленных двигателях в полном объеме квалификационных испытаний.

2.4 Периодические испытания

Периодические испытания проводят с целю:

- контроля стабильности производства и технологического процесса;

- контроля качества двигателей;

- подтверждения возможности изготовления и приемки двигателей по действующей по действующей технической документации;

Периодические испытания для всех типов двигателей проводятся за партию двигателей, изготовленных за определенный календарный период, или партию двигателей определенного количества. В конролируемый период входят двигатели, окончательно принятые военным представительством в течении времени исчисляемого с первого числа до 24 последнего числа календарного периода.

Периодические испытания проводятся выборочно на одном экземпляре, выбранном из партии изготовленных двигателей. Количество периодических испытаний в зависимости от объема годового выпуска должно составлять: при годовом выпуске менее 50 двигателей данного типа одно периодическое испытание в два года, при годовом выпуске от 50 до 150 двигателей одно-два периодических испытаний в год, при годовом выпуске более 150 двигателей не менее двух периодических испытаний в год, если периодические испытания не отменены специальным решением. При выявлении в производстве, ремонте или эксплуатации дефектов, приводящих к снижению эксплуатационных показателей безотказности, или дефектов, снижающих безопасность полетов, изготовитель и военное представительство должны оценить целесообразность увеличения количества проводимых испытаний.

Периодические испытания, по согласованию с военным представительством, могут быть совмещены с испытаниями на подтверждение ресурса. Испытания проводятся по программе, согласованной с НИИ промышленности и заказчика.

При проведении испытаний на наработку большую, чем предусмотрено действующей программой периодических испытаний, руководитель военного представительства выдает заключение о результатах периодических испытаний после превышения наработки, установленной программой, на 10%, а для сертифицированных двигателей на 20%, и оценки технического состояния двигателя без разборки в объеме, согласованном с военным представительством.

Конкретные (календарные) сроки проведения периодических испытаний устанавливает изготовитель совместно с военным представителем в годовой графике. В графике должны быть указаны сроки проведения испытаний, оформления документации по Результатам испытаний и представления акта (отчета) по периодическим испытаниям на утверждение военному представительству.

График проведения периодических испытаний утверждают руководители изготовителя и военного представителя при изготовителе.

При одновременном изготовлении (на одном предприятии) нескольких модификаций данного типа двигателя периодическому испытанию подвергается двигатель более форсированной модификации. Конкретные (календарные) сроки проведения периодических испытаний устанавливает изготовитель совместно с военным представительством в годовом графике. В графике должны быть указаны сроки проведения испытаний и представлении акта по периодическим испытаниям на утверждение военному представительству. Двигатель для проведения периодических испытаний выбирается военным представительством в присутствии представителя ОТК (с оформлением акта) из числа 2-5 двигателей в контролируемом календарном периоде (или из контролируемого количества), прошедших приемно-сдаточные испытания и принятых военным представительством.

Периодические испытания двигателя состоят из отдельных этапов. Этап состоит из отдельных циклов. Началом периодических испытаний считается постановка двигателя на первый этап испытаний. Перерывы между этапами должны определяться временем, необходимым для проведения осмотра двигателя , выполнения регламентных работ по оборудованию стенда. В перерывах между этапами испытаний предусматривается проведение запусков в том числе и "холодных". После вынужденного перерыва в этапе испытаний двигателя по вине стендового оборудования или агрегатов, этап продолжается ,если выявленные и устраненные дефекты не привели к повреждению двигателя, а отработанная часть этапа засчитывается. До начала (до первого этапа) периодических испытаний проводятся снятие дроссельной характеристики двигателя, измерение вибраций и др. работы, предусмотренные программой испытаний. Оценка соответствия ТУ характеристик двигателя при периодических испытаниях производится в начале и в испытаний и на контрольных точках на каждом этапе. Если в этапе или после его окончания выявлено несоответствие В случае несоответствия основных данных ТУ допускается, по согласованию с военным представительством, промывка газовоздушного тракта двигателя в соответствии с инструкцией разработчика с последующей проверкой параметров двигателя.

После периодических испытаний проводятся следующие работы:

- расконсервация двигателя согласно инструкции;

- разборка двигателя, дефектация, специальные виды контроля согласно инструкции по проведению работ после периодических испытаний;

- дефектация комплектующих изделий, предусмотренная на предприятии изготовителе двигателя;

- отправка покупных агрегатов и комплектующих изделий, оценка которых по ТУ предусмотрена на предприятиях-поставщиках для получения заключений в порядке предписанном инструкцией по проведению работ после периодических испытаний.

- обработка результатов испытаний и оформление отчета.

Если двигатель выдержал периодические испытания, то качество двигателей контролируемой партии или изготовленных в контролируемый календарный период считается подтвержденным данными инстанциями.

Периодические испытания считают неудовлетворенными в случаях:

- несоответствия основных параметров двигателя ТУ;

- несоответствие нормам параметров по дроссельной характеристике после испытаний;

- выхода из строя двигателя до окончания испытаний;

- отказов агрегатов и комплектующих изделий двигателя;

- обнаружения дефектов аварийного характера при осмотре и дефектации деталей двигателя.

При неудовлетворительных результатах периодических испытаний, изготовитель совместно с разработчиком и военным представительством при изготовителе обязаны:

- провести расследование причин выявленных дефектов;

- разработать мероприятия, обеспечивающие устранение выявленных дефектов;

- произвести проверку эффективности проведенных мероприятий испытаниями;

- провести повторные периодические испытания.

Повторные испытания, как правило, проводят на удвоенном количестве двигателей. Двигатели проходившие периодические испытания, используются по совместному решению изготовителя и военного представительства у изготовителя.

2.5 Типовые (технологические) испытания

Типовые испытания проводят с целью:

- проверки конструктивных и технологических изменений, вносимых для усовершенствования серийного двигателя;

- проверки ремонтной технологии, ремонтно-монтажного инструмента и приспособлений;

- проверки эффективности мероприятий, разработанных для устранения дефектов, выявленных при серийном производстве, ремонте и эксплуатации двигателей;

- уточнения предельных износов и зазоров ремонтных двигателей;

- уточнение содержания группового комплекта для ремонта двигателя;

- проверки работоспособности двигателя при замене производителем материалов, основных узлов и деталей, а также агрегатов и покупных изделий.

Типовые испытания проводят по мере необходимости в соответствии с планом графиком, составленным изготовителем, согласованным с разработчиком и военным представительством.

Программы типовых испытаний составляются в зависимости от цели данных испытаний и должны, как правило, по длительности соответствовать периодическим испытаниям.

В каждом конкретном случае программу типовых испытаний составляет разработчик совместно с изготовителем, при необходимости согласовывает НИИ заказчика и промышленности, и военным представительством при изготовителе. Если типовые испытания проводятся с целью проверки изменений основных деталей, вводимых с целью усовершенствования конструкции или устранению дефектов, то их программа должна подтверждать установленный ресурс соответствующей детали с учетом коэффициента запаса по статической и циклической прочности (в зависимости от нагрузок, воспринимаемых измененными деталями), если такие запасы не подтверждены расчетными исследованиями или испытаниями деталей или узлов на специальных установках. В случае введения главных изменений основных деталей заключение по результатам испытаний или расчетных исследований выдает НИИ промышленности.

В случае, если конструкторские или технологические изменения требуют кроме стендовых испытаний дополнительной проверки летными или специальными стендовыми испытаниями, то эти испытания проводятся в соответствии со специальными ТУ, составленными разработчиком и согласованными с изготовителем ,военным представительством, НИИ промышленности и заказчика.

Переборка и ремонт двигателя при испытаниях по определению назначенного ресурса производится строго по ремонтной документации, разработанной изготовителем, с регистрацией в акте каждой ремонтной операции.

На двигателях и его агрегатах, предназначенных для испытаний, проводятся необходимые измерения деталей и узлов как до, так и после каждого испытания на установленный ресурс и ведется точный учет наработки оставшихся на продолжение испытаний и замененных деталей, узлов и агрегатов.

По окончании испытаний дается оценка ремонтной технологии и определяется возможность использования ее на ремонтных предприятиях. Подход к оценке типовых испытаний аналогичен подходу к оценке периодических испытаний, но с учетом конкретных целей этих испытаний.

3. Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей

3.1 Назначение испытательных стендов

В состав испытательной станции входят: боксы, в которых устанавливаются объекты испытания и оборудование, необходимое для проведения испытаний; примыкающие к боксам вспомогательные технологические помещения, где размещены часть измерительного оборудования, кабины управления, системы обеспечения топливом, маслом, сжатым воздухом, электроэнергией и некоторые другие (например: система подачи и отвода воды при гидротормозных испытаниях ТВД, система поглощения электроэнергии, вырабатываемой генераторами, гидросистема загрузки самолетных агрегатов и т. д.); обменный пункт; мастерские; отделение контрольно-измерительных приборов; центральное топливное хранилище; помещения технических и административно- хозяйственных служб.

Испытательную станцию располагают с подветренной относительно завода стороны, чтобы уменьшить попадание отработанных газов и ослабить действие шума.

Под испытательным стендом авиационного ГТД понимается единый

комплекс средств и испытательного оборудования, предназначенный для проведения испытаний авиационных ГТД в наземных или имитируемых эксплуатационных условиях.

Испытательные стенды авиационных серийных ГТД предназначены для проверки качества, определения параметров и выходных характеристик ГТД испытаниями в наземных или частично имитируемых эксплуатационных условиях и должны обеспечивать проведение всех видов и категорий контрольных и ресурсных испытаний, предусматриваемых общими техническими условиями (ОТУ) для серийного производства, а также после их ремонта.

Испытательные стенды авиационных опытных ГТД, их систем и сборочных единиц (в составе ГТД) предназначены для проведения испытаний, исследований и доводки опытных ГТД в наземных или частично имитируемых эксплуатационных условиях и должны обеспечивать проведение исследовательских, доводочных, определительных, предварительных, межведомственных, государственных, ресурсных, специальных, чистовых, а соответствующих видов и категорий контрольных испытаний.

3.2 Типовой состав испытательного стенда

В состав испытательного стенда входят:

- испытательный бокс или открытая производственная площадка (определяется принятой схемой испытательного стенда);

- кабина наблюдения и управления;

- технологические и вспомогательные помещения;

- помещения для размещения ЭВМ и комплекта измерительной апппатуры;

- основное оборудование испытательного стенда и систем для обеспечения испытаний.

В состав основного оборудования испытательного стенда и систем для обеспечения испытаний входят:

- пульт управления и контроля работы ГТД при испытаниях;

- необходимые средства шумоглушения работы ГТД при испытаниях;

- силоизмерительная (моментоизмерительная) система;

- система измерения расхода воздуха через ГТД;

- топливная система испытательного стенда;

- система измерения расхода топлива при испытаниях ГТД;

- масляная система испытательного стенда;

- система запуска ГТД на стенде;

- система консервации ГТД после окончания испытаний;

- система вне стендовой подготовки ГТД к испытаниям с монтажной рамой и

узлами крепления ГТД;

- система питания, загрузки и охлаждения агрегатов, установленных на ГТД;

- система отбора воздуха на нужды летательного аппарата, для которого предназначен ГТД;

- автоматизированная система управления технологическим процессом испытаний с комплектом аппаратуры для измерения и регистрации параметров и сигналов ГТД;

- газоотводящее устройство;

- устройство для имитации неравномерности поля температур на входе в двигатель и имитации давлений для определения и оценки газодинамической устойчивости испытательного ГТД;

- оборудование для проверки и калибровки, применяемых на стенде средств измерения (СИ)

- монтажно-обслужвающая площадка;

- подъемно-транспортные средства испытательного стенда;

- автоматическая система пожаротушения.

3.3 Функциональные требования, компоновка и аэродинамика испытательного стенда

Типовая схема испытательного стенда, размещение испытываемого ГДТ, основного оборудования и измерительных систем, аэродинамическая схема воздуха проводящих и газоотводящих устройств выбираются исходя из назначения стенда, особенностей конструкции, компоновки и характеристик ГТД, вида и назначения проводимых испытаний.

Для проведения стендовых испытаний современных ГТД могут создаваться испытательные стенды, где испытываемый ГТД размещается в испытательном боксе или на специально оборудованной открытой площадке.

Конструкция и эксплуатационные свойства испытательного стенда, компоновка и размещение основного оборудования должны обеспечивать:

- свободный подвод воздуха к входу в ГТД и в эжекторно-выхлопное