CC BY
177
УДК 629.735.015
ВОССТАНОВЛЕНИЕ АВИАДВИГАТЕЛЯ Д-36 ПУТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ МОДУЛЬНОГО РЕМОНТА
Р.А. ЕПИФАНОВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Пивоваровым В.А.
В статье обоснованы возможности модульного ремонта Д-36, получены результаты измерения основных параметров ГТД после проведения в условиях АТБ модульного ремонта. На примерах показано улучшение ряда параметров работы двигателя.
Ключевые слова: двигатель Д-36, модульный ремонт.
Функционирование ГТД по назначению приводит к ухудшениям ряда их важнейших газодинамических характеристик. Одним из основных показателей работы ГТД является его реактивная тяга, которая с выработкой ресурса может заметно снижаться.
В ДТРД Д-36 с большой степенью двухконтурности основным элементом конструкции двигателя является сверхзвуковой вентилятор, который играет существенную роль в формировании тяги.
Сохранение к.п.д. вентилятора во многом обеспечивает сохранение общей тяги двигателя. Это можно осуществить при модульном ремонте двигателя, который проводят в условиях минимальной разборки и затрат на восстановление.
Предложен метод восстановления двигателя Д-36 в условиях эксплуатирующего предприятия с целью обеспечения летной годности, т.е. сохранения требуемого уровня его газодинамических показателей и, как следствие, его общей надежности.
Высокая ремонтопригодность модулей двигателя Д-36 обеспечивает проведение восстановления в предельно короткий срок. Хорошая контролепригодность Д-36 позволяет производить осмотр и проверку всей его проточной части.
После проведения модульного ремонта частично восстанавливается снизившийся за предыдущую наработку уровень надежности конкретного изделия Р0)1. Однако восстановленный уровень надежности во многих случаях не достигает исходного (например, такого, который достигнут при проведении капитального ремонта двигателя на заводе). Очевидно, что при восстановлении двигателя в эксплуатации не могут быть устранены такие дефекты, как износ трущихся поверхностей, малоцикловое старение дисков, валов, теплоизолирующих, герметизирующих, защитных и других материалов. Эти неисправности могут быть устранены только при капитальном ремонте двигателя.
Данный процесс может быть представлен графиком (рис. 1). Заметим, что представленную зависимость можно рассматривать лишь условно гладкой, так как с учетом работ по восстановлению уровень безотказной работы после незначительного снижения восстанавливается.
Из анализа графика следует, что в эксплуатации уровень надежности отдельных модулей двигателя постепенно снижается от начальной величины Ро до минимально допустимой Рш;п. Когда текущий уровень надежности превышает параметр Рш;п, и межремонтный срок модуля становится равным 11, эксплуатация изделия прекращается. Такой модуль восстанавливается или происходит его полная замена [2].
Как пример можно привести восстановление двигателя в эксплуатации методом модульного ремонта с заменой уплотнительных секторов ТНД и ТВД двигателя Д-36.
Из результатов гонки двигателя Д-36 на ВС (до проведения модульного ремонта) было
обнаружено расхождение фактических и нормированных значений работы двигателя. В частности, была выявлена значительная разница между нормированными и фактическими параметрами №, Ттнд, Пке.
Рис. 1. Зависимость вероятности безотказной работы Р ремонтируемого изделия от времени эксплуатации X (К-количество замененных узлов при ремонте)
В ходе ремонта в так называемой зоне регулирования двигателя по каналу ЭСУ (электронная система управления) при температуре выходящего газа за турбиной Ттнд=760 °С был устранен эффект преждевременной «срезки» топлива в зоне регулирования по каналу ЭСУ. Это приводило к преждевременной газовой эрозии сопловых и рабочих лопаток турбины высокого давления.
По формулам, приведенным в [1], произведен расчет и сравнение нормированных параметров работы двигателя Д-36 серии 1 №2253604101080 (2СУ) с фактическими.
Таблица 1
Характеристики взлетного режима двигателя до ремонта
Режим работы №,% % о4 н £ % о4 в £ н т Н 2 о "Її и т Р Пкх Виб- рация Настройка ЭСУ Работа ЭСУ Условия
Норм % ШІП Факт % Норма шіп а е м а го .СО Е < .СО Е > С ° н т н Норм % ст и 2 н Р С ° о .в .н 2 д л о Е
Взлет ав =(115°) 00 ОО 00 00 00 9 Г'' 5 7 00 00 к 00 00 о о ю 7 сч 9 + 00 5 7 о о
где №,% - обороты вентилятора на взлетном режиме; ав - 115° по лимбу соответствуют взлетному режиму двигателя; Кнд - обороты компрессора низкого давления; №д - обороты компрессора высокого давления; Ттнд - температура газов за турбиной, с настройкой ЭСУ; Рт - давление топлива на форсунках; Пкі - суммарная степень повышения давления в компрессоре; А и В - вибрация турбокомпрессора и турбовентилятора; №% - предельные обороты вентилятора; Рн - атмосферное давление; Ї - температура окружающего воздуха; Мп - мах полета. Измеренная величина нормальных оборотов вентилятора находится по формуле (1)
Nв(норма) = [Nв(табл)±ДNв)] ±Д% (1)
где Кв(табл) - табличное значение норм вращения вентилятора с 2-х - минутным прогревом на режиме находится из таблицы [1]; №(табл)=94.2; Д№ - расчетный коэффициент находится по
формуле (2); Д% - в зоне регулирования Ттнд (ЭСУ +) для средней СУ - 5%, для боковой СУ - 1.5%, в зоне регулирования Пкі (ЭСУ -) для средней СУ - 3%, для боковой СУ - 1.5%; №(норма) = 88.48.
Вычитаем 1.3% при отборе воздуха на самолетные нужды.
Д№ = [№(огр.ЭСУ)-95%]. (2)
Д№ = [№(огр.ЭСУ)-95%] = - 1.42.
Обороты вентилятора, ограничеваемые ЭСУ, вычисляются по формуле (3)
№(огр.ЭСУ) = (Х/5650)*100% = 93.57, (3)
где Х=5287 об/мин. - максимальные обороты вентилятора (индивидуальные).
Дополнительно увеличилась и Пкі, замеренное значение на взлетном режиме с 16 до 18.4, при расчетной норме 17,88
Пк^норма = (Пк форм - А Пк) - 0,5=17,88, (4)
где Пкінорма - нормальное значение при заданных условиях; Пк форм - формулярное значение при сдаточном испытании на заводе; А Пк - значение из графика зависимости Пкі от Рн [1]; 0,5 - постоянное значение.
Таблица 2
Характеристики взлетного режима двигателя после модульного ремонта
Режим работы №,% % о4 н £ % о4 в £ н т Н % /с "С; и т Р Пкх Вибра ция Настройка ЭСУ Работа ЭСУ У словия
Норм % ШІП Факт % Є а 2 р о К р и ем а го .СО Е .СО /п > С о н т н ,в £ & /м 2 н Р С о О .в .н 2 Я л о с
Взлет а, =(115°) 8 ОО 8 ОО 8 8 9 17 6 8 ОО К ОО ОО /4 ОО 3 7 сч 9 - 5 7 т 0 0
Сравнив полученные данные табл. 1 и 2 очевидно, что до восстановления двигатель работал в режиме регулирования зоны Ттнд, что особо сказывалось на преждевременной газовой эрозии СА ТВД и РЛ ТВД вследствие их перегрева в зоне повышенных температур (около 760°С). После проведения модульного ремонта двигателю была снижена настройка ЭСУ по каналу Ттнд с 760°С до 738° С, что на 22° С меньше. Дополнительно произошло увеличение степени повышения давления Пк! на 2,4 единицы, что в комплексе с другими мероприятиями дало весомый эффект по надежности.
Вывод
Восстановление двигателя Д-36 модульным ремонтом повышает надежность, улучшает рабочие параметры при минимальных затратах времени и средств. Создает колоссальный задел для поиска разнообразных скрытых дефектов. Эти факты предопределяют дальнейшее развитие модульного ремонта в эксплуатирующих предприятиях как перспективное направление.
ЛИТЕРАТУРА
1. Руководство по технической эксплуатации Д-36. ОКБ Яковлева, 1985.
2. Елисеев Ю.А. Диагностика и восстановление работоспособности авиационных ГТД. - М.: Высшая школа, 2002.
3. Бюллетень № Н6-175БЭ. Изделие: Двигатель Д-36 (серии 1). По вопросу продления назначенного и межремонтного ресурса. - М.: 2004.
4. Александров В.Г. Справочник по текущему и среднему ремонту авиационной техники. - М.: Воениздат, 1975.
RESTORATION AIRENGINE D-36 BY REALIZATION OF MODULAR REPAIR
Yepifanov R.A.
In clause the opportunities of modular repair D-36 are proved, the results of measurement of the basic parameters DTE after realization in conditions of modular repair are received. On examples the improvement of a number (line) of parameters of job of the engine is shown.
Key words: jet engine D-36, modular repair.
Сведения об авторе
Епифанов Роман Александрович, 1980 г.р., окончил МГТУ ГА (2003), аспирант кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, область научных интересов - диагностика ГТД, ремонт авиадвигателей в условиях эксплуатации.
