Испытательная станция турбовинтовых двигателей ТВ3–117 ВМА–СБМ1 серийного производства

- 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

устройство стенда и минимальное влияние аэродинамики стенда на основные параметры испытуемого ГТД;

- управление технологическим процессом испытания и измерение предусмотренных параметров и сигналов испытываемого ГТД как в автоматическом, так и в режиме с погрешностями, не превышающими допустимых значений;

- надежную работу и функционирования всех систем и оборудования испытательного стенда в соответствии с их назначением;

- свободный подход к испытываемому ГТЛ и оборудованию испытательного стенда для проведения необходимых технологических операций, технического обслуживания и замены агрегатов;

- возможность подогрева воздуха на входе в ГТД в соответствии с программой испытаний;

- возможность подогрева топлива и масла на входе в ГТД в соответствии с программой испытаний;

- выполнение требований ТБ, санитарных норм и защиты окружающей среды в процессе подготовки, проведения испытаний и технического обслуживания ГТД.

Испытательные стенды, выполненные по схеме с открытой площадкой для установки испытываемого ГТД, должны удовлетворять следующим требованиям, обусловленной спецификой их компоновки:

- испытательный стенд должен быть оборудован газоотводящим устройством, обеспечивающим безопасный отвод газовой струи от работающего на площадке ГТД для исключения прямого воздействия на окружающие постройки, растительность и почвенный покров, а также попадание газов на вход работающего ГТД;

- должно быть обеспечено экранирование работающего на площадке ГТД для исключения разлета обломков конструкции в случае его разрушения при испытаниях;

- размещение испытательной площадки на территории испытательной станции должно обеспечить уровень шума от работающего ГТД, не превышающий допустимых значений;

- испытательная площадка с установленным ГТД должна быть оборудована навесом и легко съемными устройствами для защиты обслуживающего персонала от ветра и атмосферных осадков при техническом обслуживании испытываемого ГТД;

- испытательная площадка должна иметь круговое ограждение для исключения случайного попадания в зону работающего ГТД людей, животных, средств транспорта и т. д.

Стенды для испытаний вертолетных, вспомогательных и других типов ГТД должны быть оборудованы загрузочными устройствами в соответствия с назначением и использованием конкретного типа ГТД на ЛА, для которого предназначен двигатель.

Аэродинамические характеристики испытательного стенда должны соответствовать следующим основным требованиям:

- затенение проточной части испытательного бокса не должно быть более 10% от его поперечного сечения. Не допускается хранение в испытательном боксе вспомогательного оборудования и агрегатов, затеняющих его проточную часть;

- потеря любого давления в боксе не должна превышать 1,330кПа (10мм.рт.ст.), а для вновь строящихся и реконструируемых испытательных стендов с закрытыми боксами при первичной аттестации - более 1,064кПа (8мм.рт.ст.)

- средняя скорость массы воздушного потока в проточной части испытательного бокса перед ГТД не должна превышать 15м/с;

- средняя скорость массы воздушного потока в живом сечении системы шумоглушения в зоне всасывания с закрытым боксом не должна превышать 25м/с;

- расстояние от среза сопла ГТД до цилиндрической части эжекторной части трубы должно быть не менее 1,50 диаметра среза сопла; для ранее построенных стендов, находящихся в эксплуатации, - не менее 1,25 диаметра среза сопла ГТД (на стендах для испытания вертолетных и вспомогательных ГТД - не регламентируется);

- неравномерность распределения давления перед входным устройством ГТД не должна превышать 10% от потери полного давления в боксе в сечении не ближе трех калибров ГТД и не более 2% от замеряемых перепадов давления в мерном сечении входного устройства.

4. Боксы

По требованиям техники безопасности все испытательные установки, при работе которых возникает опасность для обслуживающего персонала или высокого уровня, должны размещаться в отдельных изолированных помещениях, называемых боксами. Этому требованию должны практически удовлетворять все установки по испытанию двигателя и его агрегатов: компрессоров, турбин, камер сгорания, турбостартеров и других агрегатов.

4.1 Требования к боксам

- размеры бокса должны быть достаточными для размещения двигателя, испытательного оборудования, обеспечения удобного подхода к ним и хорошего обзора с места управления двигателем;

- оборудование и приспособления должны обеспечивать высокую производительность труда;

- прочность стен должна быть достаточной, чтобы препятствовать разлету осколков в случае разрыва вращающихся частей и выдерживать статические нагрузки от разности давлений воздуха внутри и снаружи помещения;

- должно быть предусмотрено шумоглушение, ограничивающее распространение шума за пределами бокса;

- обеспечены противопожарные нормы, требования промсанитарии и техники безопасности.

4.2 Типы боксов

Испытательный бокс состоит из входной шахты с оборудованием для шумоглушения, центральной части, включающей в себя испытательную кабину, стенд и шахты выхлопа в которую входит эжектор, щиты шумоглушения и жалюзи, предохраняющие от попадания атмосферных осадков внутрь канала.

Боксы отличаются друг от друга различным расположением входной и выходной частей.

Нашли применение боксы 4-х типов:

1. С горизонтальной входной и выходной частями;

2. С вертикальной входной частью и горизонтальной выходной;

3. С горизонтальным входом и вертикальной выходной частью;

4. С вертикальными входной и выходной частями.

Каждый из выше перечисленных вариантов имеет достоинства и недостатки, основными из которых являются:

1. С горизонтальной входной и выходной частями или прямоточный бокс.

Достоинства:

- обеспечение равномерного потока воздуха на входе;

- более простая и дешевая конструкция;

- простой доступ для проведения регламентных работ.

Недостатки:

- необходимость организации защитной зоны перед шахтой всасывания;

- поддержание защитной зоны перед шахтой всасывания;

- поддержание защитной зоны в соответствующем порядке для недопущения нападения посторонних предметов в ГВТ ГТД;

- нерациональное использование производственных площадей, шумоглушение менее эффективно;

- мощная струя выхлопа предполагает наличие защитной зоны и отбойника;

- токсичные продукты выхлопа плохо рассеиваются и создают угрозу здоровью людей;

- требуется наличие значительной санитарной зоны за выхлопом, что не позволяет размещать другие производственные объекты и приводит к нерациональному использованию производственных площадей.

2. С горизонтальной входной и вертикальной выходной частями или Г-образный стенд.

Достоинства:

- экономия производственных площадей;

- струя выхлопа направлена вверх;

- токсичные продукты сгорания топлива рассеиваются более интенсивно на высоте, что снижает уровень ПДК;

- основной шумовой фон направлен вверх и представляет меньшую угрозу здоровью персонала;

- допустима санитарная зона с общепромышленными параметрами.

Недостатки:

- конструктивно более сложный и дорогостоящий;

- затруднено регламентное обслуживание бокса.

3. С вертикальной входной и горизонтальной выходной частями или Г-образный стенд.

Достоинства:

- воздушный поток менее загрязнен, т.к. забор его осуществляется на высоте от земли;

- меньшая вероятность попадания посторонних предметов в ГВТ ГГ;

- экономия производственных площадей;

- основной шумовой фонд отражен вверх и не создает угрозы здоровью людей.

Недостатки:

- конструктивно более сложный и дорогостоящий;

- необходимо оборудование для разворота воздушного потока или специальное строительное решение этого вопроса;

- затруднено регламентное обслуживание.

4. С вертикальной входной и выходной частями или П-образный стенд.

Достоинства:

- воздушный поток менее загрязнен, т.к. забор его осуществляется на высоте от земли;

- меньшая вероятность попадания посторонних предметов в ГВТ ГГ;

- экономия производственных площадей;

- основной шумовой фон отражен вверх и не создает угрозы здоровью людей;

- токсичные продукты сгорания топлива рассеиваются на высоте, что снижает уровень ПРД;

- допустима санитарная зона с общепромышленными параметрами.

Недостатки:

- конструктивно более сложный и дорогостоящий;

- затруднено регламентное обслуживание бокса.

а) С горизонтальной входной и выходной частями (прямоточный стенд).

б) С горизонтальной входной и вертикальной выходной частями

(Г-образный стенд).

1. Шторные ворота.

2. Щиты шумоглушения на входе.

3. Бокс.

4. Испытуемый двигатель.

5. Вертикальная шахта выхлопа.

6. Щиты шумоглушения с адсорбирующими веществами.

) С вертикальной входной и горизонтальной выходной частями

(Г-образный стенд).

1. Щиты шумоглушения на входе.

2. Жалюзи.

3. Направляющие лопатки.

4. Бокс.

5. Испытуемый двигатель.

6. Щиты шумоглушения на выходе.

7. Отбойная сетка

г) С вертикальной входной и выходной частями (П-образный стенд).

1. Щиты шумоглушения на входе.

2. Жалюзи.

3. Направляющие лопатки

4. Бокс.

5. Испытуемый двигатель.

6. Вертикальная шахта выхлопа.

7. Щиты шумоглушения с адсорбирующими веществами.

Для выхлопной части бокса следует считать лучшим горизонтальное расположение, так как оно позволят осуществить шумоглушение с меньшими строительными затратами, а отсутствие поворотов на пути движения газа снижает противодавление выхлопа. Однако бокс при этом требует большой строительной площади, а отработанные газы хуже рассеиваются. Поэтому, несмотря на удорожание строительства, выхлопную часть нередко делают вертикальной.

Для всасывающей шахты лучше вертикальное расположение, обеспечивающее подачу более чистого воздуха (без песка и пыли) особенно при ветре. Г-образные боксы облегчают строительную компоновку нескольких боксов с помещениями вспомогательных служб.

Шумоглушение во всасывающей и выхлопной частях бокса осуществляются с помощью пористых материалов. Во всасывающей части применяются мягкие (часто органические) материалы частицы которых в случае попадания в двигатель не повреждают его проточную часть. На выхлопе, где газы имеют высокую температуру, используют пористую керамическую крошку, стекловолокно и минеральную шерсть.

Проходные площади частей бокса определяются исходя из допустимых потерь давления на входе (до 100-150 мм. вод. ст.) и выходе (до 200-300 мм.вод.ст.) и скорости обдува двигателя (до 10 м/с). Большие скорости воздуха в центральной части бокса могут вызвать ощутимую неравномерность распределения статических давлений по внешнему контуру двигателя, что приведет к появлению дополнительных аэродинамических сил и, как следствие, к ошибкам измерения силы тяги.

Если размеры бокса оказываются малы и не позволяют создать требуемые скорости обдува двигателя, то определяются поправки на измерение силы тяги. У одного и того же экземпляра двигателя снимается дроссельная характеристика в боксах малого и нормального размеров, где заведомо пренебречь влиянием обдува на силу тяги двигателя, полученные в разных боксах, при одинаковых приведенных частотах вращения.

Расход воздуха через помещение складывается из расхода через двигатель и расхода, эжектируемого реактивной струей. Для обеспечения оптимального расхода эжектируемого воздуха, достаточного для снижения температуры выхлопных газов и не вызывающего в измерении силы тяги, выхлопную струю заключают в эжекторную трубу, размеры которой определяются из теории турбулентных струй так, чтобы на высокотемпературных режимах работы двигателя температура газов в районе глушителей не превосходила максимально допустимую по жаропрочности конструкционных шумоглушащих материалов 300-350 град\цельс.

Испытуемый двигатель монтируется на силоизмерительном устройстве, установленном на железобетонном фундаменте, чтобы колебания, вызванные работой двигателя, не передавались стенам бокса, фундамент станка устанавливают на вибропоглощающую подушку, от строительных конструкций, а его глубина залегания выбирается большей, чем стен.

Расположение двигателя в боксе над уровнем пола обычно делают приподнятым (приблизительно на 2м). Это устраняет попадание в двигатель пыли с пола и облегчает обслуживание испытательного оборудования.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9