CC BY
40Решетнеескцие чтения. 2015
УДК 629.735.3
АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
А. В. Кацура, Н. В. Никушкин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: pnk-sibsau@mail.ru
Любое повреждение силовой конструкции, в том числе и коррозионное, требует оценки и определения условий безопасности дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонта конструкции.
Ключевые слова: авиация, коррозия.
ANALYSIS OF THE CHARACTERISTICS OF AIRCRAFT CORROSION DAMAGE
A. V. Katsura, N. V. Nikushkin
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: pnk-sibsau@mail.ru
Any damage to the primary structure, including corrosive, requires evaluation and security conditions for further operation or necessity to maintain a construction.
Keywords: aviation, corrosion.
Выполнен анализ характеристик коррозионных повреждений, определяющих остаточную усталостную долговечность элементов конструкции. Экспериментальными исследованиями доказано, что наиболее близка к функциональной зависимости и устойчива к изменениям конфигураций связь циклической долговечности по зарождению трещины зоны повреждения язвенной или расслаивающей коррозии с параметром (мерой) повреждения
f = F / t2, (1)
где F - площадь сечения миделя повреждения; t -толщина элемента в зоне повреждения.
Теоретически и экспериментально показана возможность применения единой характеристики сплава с КП для поверхностных и кромочных повреждений. Получены характеристики сплава В95пчТ2 для диапазона циклических максимальных напряжений от нулевого цикла 100... 180 МПа. Разработаны методы прогнозирования (оценки с учетом вероятности разрушения): циклической долговечности зоны повреждения, размеров повреждения, допускаемых по условию неснижения ресурса элемента конструкции, остаточной циклической долговечности элемента с концентраторами напряжений и КП [1].
Полученные в экспериментах данные позволяют оценивать КП, находящиеся в поле максимальных циклических напряжений 100.180 МПа. Такой уровень напряжений характерен для регулярных зон конструкции планера ЛА. Распространение методов на повреждения в зонах концентраторов напряжений типа вырезов, отверстий требует исследований усталостной долговечности зон коррозии при более высоких уровнях нагрузок и, соответственно, расширения диапазона исследуемых повреждений в сторону ма-
лых размеров. Малые размеры повреждений имеют место также в тонких элементах конструкции планера, например, обшивке гермофюзеляжа носовой секции, где ее толщина составляет порядка одного миллиметра [2].
Разработанные методы соответствуют случаю предварительной коррозии - возникновение КП предшествует последующему циклическому нагруже-нию металла. Данный случай непосредственно соответствует случаю обнаружения повреждения при осмотре после длительного простоя ЛА, что типично для неинтенсивно эксплуатируемой техники. С некоторыми допущениями условие предварительной коррозии может применяться для оценок к ряду типовых последовательностей летной эксплуатации и периодичности технического обслуживания. Случай предварительной коррозии соответствует наиболее важной для современной практики ситуации, когда при обнаружении коррозии удаляется весь поврежденный коррозией металл и восстанавливается защитное покрытие. При зачистке удаляется тонкий поверхностный слой металла, контролируется отсутствие микротрещин на поверхности - фактически усталостная наработка металла в зоне зачистки устраняется [3].
Применение модели КП вместо гладкой выемки на поверхности металла обеспечивает оценку долговечности в запас. Дальнейшее развитие разработанной расчетной модели остаточной долговечности зоны КП возможно за счет более полного учета конфигураций реальных повреждений, учитывая неровности поверхности язв. Такие неровности можно рассматривать как язвы, находящиеся в поле напряжений первичной язвы. Эта задача, как и первая, вызывает необходимость исследований сопротивления усталости зон повреждений, имеющих размеры, сравнимые
Эксплуатация и надежность авиационной техники
с размерами элементарных нерегулярностей корродированной поверхности, получения характеристик циклической долговечности зон КП при соответствующем повышении уровня нагрузки и анализа НДС повреждений соответствующих конфигураций [4].
Библиографические ссылки
1. Артамоновский В. П. Об использовании метода максимального правдоподобия для оценки параметров распределения времени безотказной работы авиационных деталей. Рига, 1967. С. 5-17.
2. Барзилович Е. Ю. Статистические методы оценки состояния авиационной техники М. : Транспорт, 1987. 240 с.
3. Пивоваров В. А. Дефектоскопия гражданской авиационной техники. М. : Транспорт, 1997. 136 с.
4. Погосян М. А. Проектирование авиационных комплексов с применением информационных технологий // Авиац. пром-сть. 2004. № 2. С. 14-24.
Reference
1. Artamonovskii V. P. Ob ispolzovanii metoda maksimalnogo pravdopodobiya dlya otsenki parametrov raspredeleniya vremeni bezotkaznoy rabotyi aviatsionnyih detaley [On the use ofthe maximum likelihood methodto estimate theparameters of the distributionuptimeaircraft parts]. Riga, 1967. P. 5-17.
2. Barzilovich E. Y. Statisticheskie metodyi otsenki sostoyaniya aviatsionnoy tehniki [Statisticalmethods for assessingthe state ofaviation technology]. M. : Transport, 1987. 240 p.
3. Brewers V. A. Defektoskopiya grazhdanskoy aviatsionnoy tehniki [Flawcivil aircraft]. M. : Transport, 1997. 136 p.
4. Pogosyan M. A. Proektirovanie aviatsionnyih kompleksov s primeneniem informatsionnyih tehnologiy [Design ofaircraft systemsusinginformation technology]. Aviation. prom-st. 2004. № 2. S. 14-24.
© Кацура А. B., HnKymKHH H. B., 2015
УДК 629.7.097.8
ОСОБЕННОСТИ ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОПОМПАЖНЫХ СИСТЕМ ГТД
Д. Д. Кудашов1, В. П. Токарев1
1 Уфимский государственный авиационный технический университет Российская Федерация, 450008, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12
E-mail: Neruman@nextmail.ru
Рассматриваются факторы, влияющие на возникновение помпажа в компрессоре ГТД. Рассмотрена проблема быстродействия диагностирования помпажа в компрессоре ГТД. Предложены варианты увеличения быстродействия систем, диагностирующих помпаж.
Ключевые слова: газотурбинный двигатель, помпаж компрессора, измерение параметров, система диагностирования, противопомпажная система.
SPECIFICS OF INCREASING SPEED OF GTE ANTISURGE SYSTEM
D. D. Kudashov1, V. P. Tokarev1
1Ufa State Aviation Technical University 12, К. Marks Str., Ufa, 450008, Republic of Bashkortostan, Russian Federation E-mail: Neruman@nextmail.ru
The research studies factors of GTE compressor stall. A problem of speed of diagnostic system of GTE compressor stall is presented. The variants to increase the speed of diagnosing systems surging are proposed.
Keywords: Gas turbo engine, compressor stall, parameters measurement, diagnostic system, antisurge system.
При помпаже возникают периодические колебания давления и расхода воздуха в продольном направлении, характеризующиеся малой частотой и большой амплитудой.
Происходит срыв потока воздуха со спинок лопаток компрессора, и возникающие неустойчивые завихрения приобретают тенденцию к самовозрастанию. В результате перепада давления на выходе компрессора и на входе камеры сгорания воздушная масса выбрасывается на вход компрессора, смывая вихревую пелену. Эта же масса воздуха вновь поглоща-
ется компрессором, вновь возникает срыв потока, и вновь происходит выброс на вход компрессора [1]. В результате многократного повторения поджатия температура воздуха в компрессоре значительно повышается за счет постоянного подвода энергии, значительно превышая допустимые значения для эксплуатации компрессора. Возникновение помпажа также сопровождается большими динамическими напряжениями всех элементов и силовой установки в целом, способными существенно повредить ГТД или разрушить его [2].
