CC BY
425
Нельзя не отметить и тот факт, что замена узлов и аг- наступление предельного состояния, по причине старе-регатов двигателя, имеющих рост интенсивности отказов, ния элементов конструкции, снижает /_(;) для всего двигателя в целом, но не отдаляет
A. A. Preis
D-30F6 AIRCRAFT ENGINE DETERIORATION PROCESSES ANALYSIS IN OPERATION
The deterioration process of D-30F6 aircraft engine and its units and aggregates in operation by break down intensity X(t) is viewed.
Keywords: systems exhaust, breakdown intensity engine, units, aggregates, resources.
УДК629.7.017
Л. Г. Шаймарданов, И. А. Толманов
ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ АВИАДВИГАТЕЛЕЙ
Рассмотрено обоснованные необходимости оптимизации ремонтов современных авиадвигателей применительно к маршрутной сети полетов самолетов авиакомпании.
Ключевые слова: блоки, агрегаты, относительные отработки ресурсов.
Совершенствование авиадвигателей для самолетов гражданской авиации не ограничивается уменьшением их массы на единицу силы тяги и расхода топлива на килограмм тяги в час. Существенная доля эксплуатационных расходов затрачивается на поддержание надежности двигателей. Современные двигатели выполняются по блочно-модульной схеме, когда возможна замена деталей и узлов двигателя в условиях эксплуатации. Ряд крупных блоков может быть заменен без съема двигателя с самолета. Например, вентилятор, лопатки вентилятора и др. Эго замена «на крыле».
Модули и агрегаты двигателя делятся на два класса. Одним назначаются ресурсы в летных часах, другим - в циклах. Число циклов чаще всего определяется по числу взлет-посадок. Поскольку число посадок должно быть равно числу взлетов, циклы определяют по посадкам. Заменой модулей, деталей и агрегатов поддерживается надежность и, следовательно, летная годность двигателей.
Поскольку степенью отработки ресурсов агрегатами и блоками двигателя в определенной мере характеризуется и выработка запасов по их надежности, для косвенной оценки надежности может быть использован параметр в виде средней относительной отработки ресурсов агрегатами и блоками двигателя, определенный в виде
где п - число блоков и агрегатов двигателя; /, - относительная отработка ресурса г'-м блоком (деталью, агрегатом), которые определяется как
где л - наработка /'-го блока (агрегата), час либо цикл; Т. - ресурс этого блока (агрегата), час (цикл).
Современный авиадвигатель содержит более 200 блоков и агрегатов, заменяемых в процессе ремонта на новые либо восстановленные в заводских условиях. Для постановки проблемы ремонта нет необходимости рассматривать полную комплектацию восстанавливаемых элементов, т. е. многие из них являются внешними навесными агрегатами, замена которых допускается в условиях эксплуатанта. Эго приводимые от вала двигателя насосы, генераторы, агрегаты внешней обвязки, такие как электроклапаны, краны, обратные клапаны и т. п.
В работе рассматриваются блоки и детали вентилятора и турбокомпрессора двигателя, такие как колесо вентилятора, его спрямляющий аппарат, форсунки, валы роторов двигателя и их подшипники, диски компрессора и турбины и т. п. (всего 46 блоков и деталей). В целях упрощения расчетов и более наглядного представления результатов они объединены в группы с близкими значениями чисел ресурсов по налету и циклам. Так по налету часов рассматриваются три группы изделий: с ресурсом 10 ООО ч 3 изделия в группе, 12 ООО ч - 6 изделий и с 20 ООО ч -1 изделие.
По ресурсу в циклах:
9 изделий с ресурсом - 3 500 циклов;
7 изделий с ресурсом - 5 500 циклов;
4 изделий с ресурсом - 8 500 циклов;
15 изделий с ресурсом - 10 000 циклов;
8 изделий с ресурсом - 12 000 циклов.
Графически значения средней отработки ресурсов
изделиями, эксплуатирующимися по ресурсу в летных
часах изображены на рис. 1. Наклонные, возрастающие по времени I участки ступенчатого процесса, оценивают увеличение средней отработки ресурсов, т. е. старение изделий по налету часов. Вертикальные ниспадающие ступени являются следствием того, что при соответствующей ступени наработки выполнена замена /-й группы изделий по отработке ресурса на новые либо отремонтированные.
Рис. 1. Диаграмма процесса средней отработки ресурсов группы изделий с ресурсами по налету часов
В этот момент I скачком изменило значение равное 1 наО.
На рис. 2 показан процесс отработки ресурсов изделиями с ресурсами, определяемыми числом циклов (посадок).
Рис. 2. Диаграмма процесса средней отработки ресурсов группы изделий с ресурсами по циклам
В обоих случаях необходимо помнить, что замена изделий двигателя при /, = 1 определяется выработкой ресурса и за его пределами надежность на нем не гарантируется. В связи с этим, чем меньше , тем лучше.
Авиадвигатель одного и того же типа может устанавливаться на различных типах самолетов и это оказывает самое серьезное влияние на экономические показатели его использования.
В настоящее время самолеты гражданской авиации создаются как местных воздушных линий, так магистральных. Среди последних различают ближнемагистральные, среднемагистральные и дальнемагистральные.
Ближнемагистральный самолет вполне может иметь налет на посадку (цикл) равный 1 ч. На рис. 2 верхняя ось абсцисс относится именно к этому случаю, т. е. по ней налет в циклах равен налету в часах.
Для дальнемагистрального самолета с максимальной дальностью беспосадочный полет может продолжаться 14 ч. А продолжительность полета с полной коммерческой загрузкой составляет 8 ч. Нижняя ось абсцисс выражена в часах при налете на посадку (цикл) равном 6 ч. Тогда на двигателях самолета, имеющего налет на посадку, равный 1 ч, в процессе полета 12 ООО ч необходимо заменить все 5 групп, 43 типа рассматриваемых изделий, эксплуатирующихся по выработке циклов. В это же время у двигателей самолета, налетывающего 6 часов на посадку при налете 12 ООО ч замен изделий, эксплуатирующихся по циклам, не будет вовсе. Первая замена изделий с ресурсом 3 500 циклов состоится только при налете в 21 ООО ч. Естественно, что изделия с ресурсами в летных часах придется заменять в соответствии с процессом, изображенном на рис. 1.
Следует отметить, что у рассматриваемого двигателя с ресурсами по часам используются изделия со сравнительно низкой стоимостью. Эго форсунки и подшипники роторов турбокомпрессора и вентилятора. По циклам же эксплуатируются дорогостоящие изделия, валы и диски роторов, жаровая труба и диффузор камеры, лопаточные аппараты и т. п. В связи с изложенным актуальной, для последующих исследований, представляется разработка метода оптимизации замен блоков, агрегатов и деталей двигателей при ремонтах, в зависимости от реализуемых в авиакомпаниях маршрутах полетов по расписанию.
L. G. Shaimardanov, A. I. Tolmanov
Hll PROBLEMS OF MODERN AIRCRAFT ENGINES RELIABILITY MAINTENANCE
The necessity basis ofmodern craft engines repair optimization according to the rout net aircrafts flights of the airline company.
Keywords: blocks, units, relative refining of resources.
