CC BY
19
УДК 621.7.024.2
КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ РАБОЧИХ ПОЛОСТЕЙ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
А. А. Романов, Е. С. Фимушин, В. В. Короленко, В. Б. Кровяков
Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» Российская Федерация, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а
E-mail: vlkrov@rambler.ru
Представлены применяемые и перспективные методы и средства контроля уровня загрязненности рабочих полостей жидкостных систем и агрегатов летательных аппаратов, а также направления повышения достоверности контроля.
Контроль, промышленная чистота, очистка, промывка, жидкостная система, агрегат, летательный аппарат.
CONTAMINATION CONTROL OF THE WORKING CAVITIES OF FLUID SYSTEMS
OF AIRCRAFT
A. A. Romanov, E. S. Fimushin, V. V. Korolenko, V. B. Krovyakov
Military Educational-Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin»
54a, Starih Bolshevikov str., Voronezh, 394064, Russian Federation E-mail: vlkrov@rambler.ru
The article presents applied and perspective methods and means of control the contamination level of the working liquid cavities of units and systems of aircraft, and also the directions of increase of reliability of control.
Control, industrial cleanliness, cleaning, washing, fluid system, aggregate, aircraft.
Контроль уровня промышленной чистоты (ПЧ) рабочих полостей жидкостных систем и агрегатов (ЖСА) летательных аппаратов (ЛА) является одной из важнейших технологических операций, определяющей с одной стороны допуск ЛА к эксплуатации по показателям ПЧ, с другой стороны при производстве и ремонте ЛА определяющей момент прекращения выполнения технологической операции очистки ЖСА, занимающей существенную часть в общей продолжительности работ по их обслуживанию [1; 2].
ГОСТами, ОСТами, руководящими техническими материалами [3] контроль ПЧ рабочих полостей ЖСА допускается проводить как прямыми методами, основанными на непосредственном измерении загрязнений на очищаемых поверхностях рабочих (внутренних) полостей, так и методами косвенного контроля, когда за показатель уровня чистоты полостей ЖСА условно принимают некий показатель функционирующей системы, так или иначе связанный с уровнем загрязненности. Таким косвенным показателем может быть, например, перепад давления на входе и выходе из загрязненной системы в сравнении с перепадом давления в заведомо чистой системе (метод применяется для сильно загрязняющихся неответственных ЖСА, или как промежуточный метод для ответственных жидкостных устройств).
Современные авиационные ЖСА представляют собой сложнейшие технические системы, применить к которым прямые методы контроля не только затруднительно, но и, особенно в отношении собранных систем, практически невозможно.
Учитывая практические трудности измерения загрязненности внутренних поверхностей рабочих полостей таких систем методами прямого контроля для ЛА, в подавляющем большинстве случа-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
ев применяется метод косвенного контроля, когда за показатели загрязненности рабочих полостей принимают показатели загрязненности жидкости, прокачиваемой через эти полости. Чистота поверхностей при этом оценивается по измерению концентрации (массовой, объемной, или той и другой) или счетной концентрации (гранулометрического, дисперсного состава) загрязнений в вытекающей из контролируемых ЖСА жидкости.
Таким образом, косвенный контроль предполагает отбор пробы жидкости заданного соответствующими нормативными документами объема для его последующего анализа в лабораторных условиях или с использованием приборов автоматического контроля состояния загрязненности.
Соответственно, методика отбора пробы, как совокупность операций с применением средств отбора проб, должна обеспечивать представительность этой самой пробы, которая зависит от соблюдения ряда условий:
- пробы, взятые из сливного трубопровода, должны иметь такой же состав загрязнений, как и усредненный состав по сечению трубопровода в месте отбора этих проб, для чего необходимо обеспечить равномерное распределение загрязнений по площади сечения трубопровода и применение пробоотборных устройств, конструкция и параметры которых вносят минимальную погрешность в отбор проб;
- в связи с тем, что в течение установленного временем процесса контроля (или очистки) содержание загрязнений по площади сечения в точке отбора проб может по разным причинам меняться случайным образом в широких пределах, для сохранения представительности пробы частота отбора дискретных проб должна быть обоснованной, что в большинстве случаев определяется экспериментально и зависит от состава и свойств загрязнителя, особенностей очищаемой (контролируемой) системы, особенностей промывочного оборудования и самих устройств отбора проб.
- поскольку проба отбирается для последующего анализа, необходимо обеспечение сохранения ее достоверности при транспортировке до места лабораторного анализа или до соответствующих приборов автоматического контроля загрязненности.
Перечисленные выше условия являются при отборе проб критичными, невыполнение любого из них влечет нарушение представительности пробы и, соответственно, приводит к ошибочной оценке состояния ПЧ контролируемых ЖСА. Обеспечить соблюдение этих условий в совокупности чрезвычайно затруднительно. Подтверждением этому являются исследования с использованием экспериментального пробоотборного устройства, позволяющего зондировать заборочным соплом всю площадь поперечного сечения потока жидкости в точке отбора проб жидкости. Определено, что в сложных жидкостных системах изделий АТ обеспечить выполнение этих условий практически невозможно. Поэтому основным источником погрешностей при определении степени загрязненности рабочих полостей ЖСА при косвенном методе контроля становиться процедура отбора проб жидкости.
Анализ существующих методов и средств отбора проб жидкости показывает, что одно из направлений увеличения достоверности пробы жидкости лежит в осуществлении так называемого изо-кинетического метода отбора, при котором скорость и направление отбора проб жидкости соответствующими устройствами равна скорости потока жидкости в точке отбора проб. Если скорость жидкости в пробоотборнике не совпадает со скоростью в основном потоке, то линии тока жидкости искривляются. Так как частицы загрязнений имеют конечные массу и объем, они не могут полностью следовать искривленным линиям тока, обусловленным неравенством скоростей, вследствие этого появляются ошибки при отборе проб. Для отбора проб при изокинетических условиях требуется тщательно выбирать объемную скорость потока в пробоотборнике и диаметр сопла пробоотборника, что требует целенаправленного конструирование пробоотборных устройств под характеристики конкретных контролируемых ЖСА.
Целесообразным для повышения достоверности результатов измерений загрязненности представляется применение полнопоточных устройств отбора проб (примеры разработки ОАО НИИ-АСПК и ООО РИИТ представлены на рисунке), когда полость пробоотборника требуемого нормативного объема в процессе функционирования контролируемой системы является ее частью в точке отбора, а на момент отбора пробы отсекается от потока (жидкость одновременно перенаправляется через байпасный участок трубопровода), извлекается из пробоотборника и направляется на анализ. При этом сам пробоотборник может использоваться в качестве контейнера для транспортировки пробы.
Типовые конструкции полнопоточных пробоотборников (экспериментальные образцы)
Таким образом, при невозможности прямой оценки загрязненности поверхностей внутренних полостей ЖСА ЛА и СТО и возникающей при этом необходимости применения косвенного метода контроля ПЧ по чистоте вытекающей жидкости, направление повышения достоверности результатов измерений лежит в области совершенствования пробоотборных устройств полнопоточного типа и определения объективных точек забора проб жидкости.
Библиографические ссылки
1. Белянин П. Н., Данилов В. М. Промышленная чистота машин. М. : Машинострение, 1982.
224 с.
2. Сапожников В. М. Монтаж и испытание гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1979. 256 с.
3. Производство гидрогазовых и топливных систем. Ч. 2. Монтаж, контроль и испытание гидрогазовых и топливных систем. Руководящие технические материалы РТМ-1.4.535-89. М. : НИАТ, 1991. 243 с.
© Романов А. А., Фимушин Е. С., Короленко В. В., Кровяков В. Б., 2016
