Условия работы и факторы, влияющие на техническое состояние двигателя

Несмотря на большие успехи в создании высоконадёжных ГТД в эксплуатации возможны случаи изменения их технического состояния под действием различных повреждающих факторов [7] до уровня, способствующего снижению безопасности полётов и эффективности применения этих двигателей. Под повреждающими понимаются факторы, воздействие которых механическим, термическим, химическим, электромагнитным и др. путём на конструкцию ГТД приводит к изменению уровня его работоспособности, качества функционирования, внешнего вида, конфигурации, состояния поверхности, физико-механических свойств, целостности. Результатом подобного воздействия на элементы конструкции ГТД является повреждение двигателя. В этих условиях обеспечение требуемого уровня безопасности полётов и эффективности применения ГТД возможно на основе определения (контроля и диагностирования) уровня повреждения двигателя в процессе эксплуатации.

Все виды повреждений и разрушений элементов конструкции ГТД определяются действием следующих повреждающих факторов:

- конструктивных;

- производственных;

- эксплуатационных.

Конструктивные повреждающие факторы связаны с несовершенством конструкции. Их действие проявляется в виде механических разрушений, работы деталей в нерасчётных условиях.

Производственные повреждающие факторы связаны с несовершенством производства. Возникновение этих факторов происходит при механической и термической обработке, при сварке, пайке и других технологических процессов. Производственные факторы влияют на усталостную прочность материала детали и проявляют с себя в виде концентраторов напряжений, особенно в наиболее напряжённых местах и местах нерациональной формы сопряжений участков детали разных размеров, то есть в случае выбора неоптимального значения радиуса галтели. Недостаточное совершенство технологии контроля технического состояния деталей в процессе их изготовления способствует поступлению в эксплуатацию ГТД с повреждающими факторами.

Условиями возникновения повреждающих факторов при сборке являются:

- завышение или занижение натягов (зазоров);

- сборка с нарушением соосности;

- создание монтажных напряжений;

- сборка узла без одной из его деталей;

- затяжка гаек, болтов и контровка не в ТУ;

- перезатяжка ниппелей трубопроводов;

- установка повреждённых деталей и так далее.

Эксплуатационные повреждающие факторы связаны с условиями эксплуатации ГТД. В процессе эксплуатации авиационный двигатель подвергается влиянию большого числа разнообразных факторов, связанных как с внешними параметрами, характеризующими состояние атмосферы, так и с параметрами, обусловленными особенностями использования двигателя в системе силовой установки самолета [8]. Основными из них являются:

- невыдерживание эксплуатационных ограничений;

- создание нерасчётных нагрузок;

- несоответствие состояния аэродромов требованиям условий применения;

- повышенная агрессивность окружающей среды (запылённость, загрязнённость воздуха промышленными отходами и природными катаклизмами, повышенная влажность, водность, температура и давление);

- неправильная регулировка параметров системы, создающая повышенные нагрузки на детали;

- механические повреждения деталей, связанные с попаданием посторонних предметов;

- перезатяжка или недозатяжка болтовых соединений;

- монтажные напряжения в трубопроводах, создаваемые при подгибке трубопровода при монтаже;

- неправильная сборка узлов;

- недозаправка или заправка некондиционной рабочей жидкостью (топливо, масло);

- заброс температуры газов T^*_пр;

Несмотря на то, что влияние каждого в отдельности эксплуатационного фактора на характеристики и эксплуатационные свойства ГТД в ряде случаев может быть небольшим по величине, при неблагоприятном стечении обстоятельств, когда влияние отдельных факторов действует в одном направлении, приходится сталкиваться с существенным ухудшением данных двигателя и соответственно летно-технических свойств самолета.