RU2544632C1 - Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method - Google Patents
Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544632C1 RU2544632C1 RU2013149929/06A RU2013149929A RU2544632C1 RU 2544632 C1 RU2544632 C1 RU 2544632C1 RU 2013149929/06 A RU2013149929/06 A RU 2013149929/06A RU 2013149929 A RU2013149929 A RU 2013149929A RU 2544632 C1 RU2544632 C1 RU 2544632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- gas
- interceptor
- gas turbine
- turbine engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения а именно, к авиационным газотурбинным двигателям.The invention relates to the field of aircraft engine production, namely, to aircraft gas turbine engines.
Известен двухконтурный, двухвальный газотурбинный двигатель (ГТД), включающий турбокомпрессорные комплексы, один из которых содержит установленные на одном валу компрессор и турбину низкого давления, а другой содержит аналогично объединенные на другом валу, соосном с первым, компрессор и турбину высокого давления, промежуточный разделительный корпус между упомянутыми компрессорами, наружный и внутренние контуры, основную и форсажную камеры сгорания, камеру смешения газовоздушных потоков рабочего тела и регулируемое сопло (Н.Н. Сиротин и др. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва, изд. «Наука», 2011 г., стр.41-46, рис.1.24).Known double-circuit, twin-shaft gas turbine engine (GTE), including turbocompressor complexes, one of which contains a compressor and a low pressure turbine mounted on one shaft, and the other contains a compressor and a high pressure turbine, an intermediate separation housing, similarly combined on the other shaft, coaxial with the first between the aforementioned compressors, the external and internal circuits, the main and afterburner combustion chambers, a chamber for mixing gas-air flows of the working fluid and an adjustable nozzle (N.N. Siroti and others. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system.
Известен турбореактивный двигатель, который выполнен двухконтурным, содержит корпус, опертые на него компрессоры и турбины, охлаждаемую камеру сгорания, топливно-насосную группу, реактивные сопла, а также систему управления с командными и исполнительными органами (Шульгин В.А., Гайсинский С.Я. Двухконтурные турбореактивные двигатели малошумных самолетов. М., изд. Машиностроение, 1984, стр.17-120).A well-known turbojet engine, which is double-circuit, contains a housing supported by compressors and turbines, a cooled combustion chamber, a fuel-pump group, jet nozzles, and a control system with command and executive bodies (Shulgin V.A., Gaysinsky S.Ya Double-circuit turbojet engines of low-noise aircraft. M., ed. Mashinostroenie, 1984, pp. 17-120).
Известен способ разработки и испытаний авиационных двигателей типа турбореактивных, включающий отработку заданных режимов, контроль параметров и оценку по ним ресурса и надежности работы двигателя. С целью сокращения времени испытаний при доводке двигателей 10-20% испытания проводят с температурой газа перед турбиной, превышающей максимальную рабочую температуру на 45-65°C (SU 1151075 А1, опубл. 10.08.2004).A known method for the development and testing of aircraft engines such as turbojet, including the development of specified modes, parameter monitoring and evaluation of resource and reliability of the engine. In order to reduce the test time during engine refinement of 10-20%, tests are carried out with the gas temperature in front of the turbine exceeding the maximum operating temperature by 45-65 ° C (SU 1151075 A1, publ. 10.08.2004).
Известен способ испытаний турбореактивного двигателя, заключающийся в создании на входе в двигатель неравномерности потока воздуха путем установления сеток во входном канале для определения границы устойчивой работы компрессора. Для введения компрессора двигателя в помпаж требуется набор сеток, которые устанавливаются во входной канал, поочередно плавно увеличивая неравномерность, что приводит к увеличению количества запусков и времени для установки сеток во входной канал (Ю.А. Литвинов, В.О. Боровик. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. Москва: Машиностроение, 1979, 288 с, стр.13-15).A known method of testing a turbojet engine, which consists in creating at the entrance to the engine uneven air flow by setting grids in the inlet channel to determine the boundary of the stable operation of the compressor. To introduce an engine compressor into the surge, a set of grids is required that are installed in the input channel, gradually increasing unevenness, which leads to an increase in the number of starts and time for installing grids in the input channel (Yu.A. Litvinov, VO Borovik. Characteristics and operational properties of aircraft turbojet engines. Moscow: Engineering, 1979, 288 s, pp. 13-15).
Известен стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, который дополнительно оборудован регулируемым нагревателем, вторым рекуперативным теплообменником, теплообменником-охладителем и регулируемым интерцептором, выполненным в виде корпуса с центральным каналом для прохода газа и расположенными по образующей корпуса сквозными отверстиями, соединенными с атмосферой через управляемые клапаны. Регулируемый интерцептор установлен на входе в компрессор испытуемого турбокомпрессора (RU 2199727 С1, 27.12.2004).A known bench for testing a turbocharger of an internal combustion engine, which is additionally equipped with an adjustable heater, a second recuperative heat exchanger, a heat exchanger-cooler and an adjustable interceptor, made in the form of a housing with a central channel for gas passage and through holes located along the generatrix of the housing, connected to the atmosphere through controlled valves . An adjustable interceptor is installed at the compressor inlet of the turbocharger under test (RU 2199727 C1, 12/27/2004).
Известен способ эксплуатации и ремонта газотурбинного двигателя по техническому состоянию. В основу эксплуатации двигателя по техническому состоянию положено техническое диагностирование как средство получения объективной информации о состоянии конкретного двигателя. Это означает, что реальное техническое состояние практически всех узлов, агрегатов и систем двигателя с определенной периодичностью и точностью можно оценить по изменению их параметров. (Н.Н. Сиротин и др. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва, изд. «Наука», 2011 г., стр.44-50).A known method of operation and repair of a gas turbine engine in technical condition. The operation of the engine according to its technical condition is based on technical diagnostics as a means of obtaining objective information about the state of a particular engine. This means that the actual technical condition of almost all components, assemblies and engine systems with a certain frequency and accuracy can be estimated by changing their parameters. (NN Sirotin et al. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system.
Недостатками указанных известных технических решений являются повышенная трудо- и энергоемкость испытаний, выполняемых известными способами, и, как следствие, недостаточно высокая надежность оценки важнейших параметров двигателя в широком диапазоне режимов и условий эксплуатации. Наиболее существенным из указанных недостатков является необходимость многократного останова двигателя в процессе испытаний и многократной замены интерцепторов с различной аэродинамической прозрачностью, создающих ту или иную степень аэродинамических помех и снижения или увеличения потока воздуха, поступающего в испытуемый двигатель. Известная технология испытаний приводит к необходимости многократных запусков двигателя в процессе испытания и связана с пережогом топлива и непроизводительными затратами времени и труда испытателей.The disadvantages of these known technical solutions are the increased labor and energy intensity of tests performed by known methods, and, as a result, the reliability of the assessment of the most important engine parameters in a wide range of operating conditions and conditions is not high enough. The most significant of these drawbacks is the need for multiple engine shutdown during testing and multiple replacement of interceptors with different aerodynamic transparency, creating one degree or another of aerodynamic interference and reducing or increasing the flow of air entering the test engine. Known test technology leads to the need for multiple engine starts during the test and is associated with burnout of fuel and unproductive time and labor of testers.
Задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, заключается в разработке способа эксплуатации газотурбинного двигателя и выполненного заявляемым способом ГТД, совокупность технических решений которых обеспечивает возможность оптимального регулирования допустимой тяги в полном диапазоне газодинамической устойчивости работы компрессора без вхождения двигателя в помпаж, а также в упрощении технологии и сокращении трудозатрат и энергоемкости процесса испытания ГТД на этапе эксплуатации при повышении достоверности определения границ допустимого диапазона варьирования тяги.The task of the group of inventions related by a single creative concept is to develop a method of operating a gas turbine engine and a gas turbine engine performed by the claimed method, the combination of technical solutions of which ensures the optimal regulation of permissible thrust in the full range of gas-dynamic stability of the compressor without the engine entering the surge, and also in simplifying the technology and reducing labor costs and energy consumption of the gas turbine engine test process at the operational stage with increasing reliability determining the boundaries of the permissible range of variation of thrust.
Поставленная задача решается тем, что в способе эксплуатации газотурбинного двигателя, согласно изобретению, перед каждым запуском двигателя, выполненного двухконтурным, двухвальным, осуществляют проверку готовности двигателя к работе, производят запуск, прогрев и вывод двигателя на рабочие режимы, предусмотренные регламентом, останов двигателя, периодически производят профилактические осмотры и обслуживание модулей, узлов и коммуникационных систем, включая компрессор низкого давления (КНД) с входным направляющим аппаратом (ВНА), промежуточные направляющие и выходной спрямляющий аппараты; узлы газогенераторора - компрессор высокого давления (КВД); соединяющий указанные компрессоры промежуточный корпус (ПК); производят осмотр корпуса основной камеры сгорания (ОКС) и при необходимости осмотр корпуса и системы форсунок жаровой трубы ОКС; а также осмотр состоящего, предпочтительно, из шестидесяти четырех трубчатых блок-модулей кольцевого воздухо-воздушного теплообменника (ВВТ); периодически осматривают турбину высокого давления (ТВД), имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо; производят осмотр опор двигателя, осмотр турбины низкого давления (ТНД), а также осматривают смеситель, фронтовое устройство (ФУ) и корпус форсажной камеры сгорания (ФК), реактивное сопло (PC); коробку приводов сервисных двигательных агрегатов (КДА); осматривают и при необходимости тестируют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы, кроме того периодически проверяют состояние командных блоков, исполнительных механизмов и кабелей систем мониторинга и автоматического управления двигателем; периодически выполняют предусмотренные регламентом текущие, а также, по меньшей мере, один капитальный ремонт, в процессе которого производят внешний осмотр и установку двигателя на испытательный стенд, проверку наличия дефектов и перемещение двигателя в сборочный цех, в котором производят демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы; разборку, промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направление на механосборочные/механические посты с выполнением восстановительного ремонта, констуктивно-технологической доработки или постдефектационной замены деталей на новые; комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя; на завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, при необходимости производят послеремонтную доводку, в процессе которой выполняют испытания отремонтированного двигателя, по меньшей мере, на газодинамическую устойчивость, для этого испытуемый двигатель размещают на стенде с входным аэродинамическим устройством, которое снабжено регулируемо пересекающим воздушный поток, преимущественно, дистанционно управляемым выдвижным интерцептором с отградуированной шкалой положений интерцептора в потоке воздуха, подаваемого в двигатель, имеющей фиксированную критическую точку, отделяющую двигатель на 2-5% от перехода в помпаж; повторяют испытания на определенном по регламенту наборе режимов, соответствующих режимам, характерным для последующей реальной работы ТРД в полетных условиях; экспериментально подтверждают область газодинамической устойчивости работы и, по меньшей мере, в режиме с наименьшим запасом газодинамической устойчивости выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ», и при достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы газодинамической устойчивости компрессора двигателя.The problem is solved in that in the method of operation of a gas turbine engine, according to the invention, before each start of the engine, made double-circuit, two-shaft, check the readiness of the engine for work, start, warm up and bring the engine to operating modes specified in the regulations, engine shutdown, periodically perform routine inspections and maintenance of modules, components and communication systems, including a low-pressure compressor (LPC) with an input guide vane (VNA), etc. interstitial guides and an outlet of the flow straightener; gas generator units - high pressure compressor (HPC); connecting an intermediate case (PC) connecting said compressors; inspect the body of the main combustion chamber (ACS) and, if necessary, inspect the body and nozzle system of the ACS heat pipe; as well as inspection of a ring-shaped air-to-air heat exchanger (IWT) consisting preferably of sixty-four tubular block modules; periodically inspect a high-pressure turbine (HPT) having a nozzle apparatus, a rotor with a shaft and at least one impeller; inspect the engine mounts, inspect the low pressure turbine (LP), and also inspect the mixer, front-end device (FU) and the afterburner combustion chamber (FC), jet nozzle (PC); a box of drives of service propulsion units (KDA); inspect and, if necessary, test the electric, air, hydraulic fuel and oil systems, in addition, periodically check the status of command blocks, actuators and cables of monitoring and automatic engine control systems; periodically carry out the current and at least one major repairs provided for by the regulations, during which they conduct an external inspection and install the engine on the test bench, check for defects and move the engine to the assembly shop, in which the external communications are dismantled and the engine is disassembled at functional modules, units and assembly units; disassembly, washing, condition monitoring and fault detection of modules, assemblies and parts, referral to mechanical assembly / mechanical posts with the implementation of restoration repair, structural and technological refinement or post-defective replacement of parts with new ones; acquisition of newly-repaired and new parts and assembly units, assembly and workshop testing of units, modules and engine assembly; at the final stage of overhaul after assembly, the engine is subjected to bench tests, if necessary, post-repair tuning is carried out, during which the repaired engine is tested for at least gas dynamic stability, for this purpose the test engine is placed on a bench with an aerodynamic inlet device, which is equipped with a variable intersection airflow, mainly remotely controlled retractable interceptor with graduated scale torus in a stream of air supplied to the engine, having a fixed critical point that separates the engine at 2-5% in transition from surging; repeat the tests on a set of modes defined by the regulations corresponding to the modes characteristic of the subsequent real work of the turbojet engine in flight conditions; experimentally confirm the area of gas-dynamic stability of operation and, at least in the mode with the least margin of gas-dynamic stability, perform counter-throttle response according to the regulations: holding at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position, and when the frequency value is reached rotation corresponding to the value of the developed unevenness, perform engine throttle response to maximum mode by translating the engine control lever into Proposition "maximum speed" and define reserves dynamic stability of the engine compressor.
При запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры и определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.When starting the engine for repair and preparing parts for applying restoration coatings, chemical, ultrasonic washing and / or sandblasting of the parts, micrometric measurements and determination of strength by non-destructive testing and rejection of defective parts are performed.
В процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали восстановительных покрытий выполняют при необходимости вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.In the process of engine overhaul, the application of reconditioning coatings to parts is optionally performed by chromium plating, galvanizing, cadmium plating, copper plating, oxidizing, aluminizing, oxide phosphating, silver plating, chemical nickel plating, passivation and / or applying coatings.
Нанесение на детали восстановительных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей восстанавливаемых деталей при необходимости вариантно выполняют электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.The application of reconditioning coatings to parts during the overhaul process to increase the wear resistance of surfaces of reconditioned parts, if necessary, is optionally carried out by electrospark alloying of surfaces, detonation or plasma spraying of powder composites.
После капитального ремонта испытания ГТД на газодинамическую устойчивость (ГДУ) производят на стенде, имеющем входное аэродинамическое устройство, снабженное выдвижным, преимущественно, дистанционно управляемым интерцептором, регулируемо пересекающим воздушный поток, подводят к двигателю и создают на входе неравномерность воздушного потока, затрудняющую подачу воздуха, и доводят двигатель до помпажа, фиксируют границу устойчивой работы двигателя, засекая при появлении признаков помпажа отметку критического положения интерцептора, при этом не доводят двигатель до останова; градуируют шкалу положений интерцептора, соответствующих росту неравномерностей в аэродинамическом потоке и снижению поступления потока в двигатель в долях от критического помпажного значения, затем по результатам определения границы устойчивой работы компрессора испытуемого двигателя определяют для одного, а при необходимости последовательно для выбранного объема репрезентативных режимов пограничную и промежуточные неравномерности, которые задают путем последовательного установления выдвижного интерцептора в положения, соответствующие определенной неравномерности потока, и при положениях, последовательно приближенных к критическому, выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ», и при достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость отремонтированного двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы по газодинамической устойчивости компрессора двигателя.After a major overhaul, gas-dynamic stability tests of gas turbine engines are carried out on a test bench with an aerodynamic inlet equipped with a retractable, predominantly, remotely controlled interceptor that crosses the air flow in a controlled manner, and is fed to the engine and creates an air flow unevenness that impedes air supply, and bring the engine to surge, fix the boundary of stable engine operation, detecting a critical position of the interceptor when signs of surge appear they do not bring the engine to a stop; calibrate the scale of the position of the interceptor, corresponding to the growth of irregularities in the aerodynamic flow and a decrease in the flow to the engine in fractions of the critical surge value, then, according to the results of determining the boundary of the stable operation of the compressor of the test engine, determine for one, and if necessary sequentially for the selected volume of representative modes, boundary and intermediate irregularities that are set by sequentially setting the retractable interceptor in position, respectively those with a certain flow irregularity, and at positions that are successively close to critical, they perform counter-throttle response according to the following rules: shutter speed at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position, and when the speed value corresponding to the value worked out irregularities, perform the throttle response of the repaired engine to maximum mode by moving the engine control lever to the “maximum Orochi "and define reserves for dynamic stability of the engine compressor.
При необходимости выполнения повторных статистических испытаний на ГДУ после капитального ремонта проверку газодинамической устойчивости работы двигателя вариантно производят в ускоренном цикле испытаний на режиме или режимах с заданием уровня неравномерности и общего снижения поступления воздушного потока в двигатель, максимально приближенных к критическому помпажному уровню с сокращением или исключением промежуточных режимов.If it is necessary to perform repeated statistical tests at the gas turbine engine after overhaul, the gas-dynamic stability of the engine is checked in an accelerated test cycle in the mode or modes with the level of unevenness and a general decrease in the air flow into the engine, as close as possible to the critical surge level with a reduction or exclusion of intermediate modes.
Поставленная задача в части газотурбинного двигателя решается тем, что газотурбинный двигатель, согласно изобретению, выполнен описанным выше способом.The problem in part of the gas turbine engine is solved by the fact that the gas turbine engine according to the invention is made as described above.
Технический результат, обеспечиваемый группой изобретений, связанных единым творческим замыслом, состоит в разработке способа эксплуатации газотурбинного двигателя с улучшенными эксплуатационными характеристиками и более надежным определением границ возможного варьирования тяги в пределах допустимого диапазона газодинамической устойчивости работы компрессора.The technical result provided by the group of inventions related by a single creative idea is to develop a method of operating a gas turbine engine with improved performance and more reliable determination of the boundaries of possible variation in thrust within the allowable range of gas-dynamic stability of compressor operation.
Это достигается за счет применения в двигателе разработанной в изобретении совокупности основных процессов с техническими решениями регулирования подачи воздуха без введения двигателя в помпаж, которые проверены предложенной в изобретении системой испытаний на газодинамическую устойчивость компрессора с упрощенной технологией и сокращением трудо- и энергоемкости испытаний. Предложенная система построена на применении выдвижного интерцептора с регулированием подачи воздуха без останова процесса испытания, а также разработанной градуированной шкалы выдвижения интерцептора в воздушный поток, поступающий в двигатель. Выдвижной интерцептор обеспечивает создание процентно выверенного снижения поступления воздуха и создаваемой неравномерности потока до граничного значения, при котором сохраняется газодинамическая устойчивость. Технология испытания на этапе эксплуатации по настоящему изобретению обеспечивает возможность надежного определения экспериментально подтверждаемого запаса газодинамической устойчивости. Применение изобретения открывает возможность обеспечить по предложенной системе работу двигателя в допустимом диапазоне ГДУ на новом, более высоком уровне надежности и эксплуатации с лучшим качеством.This is achieved due to the use in the engine of the set of basic processes developed in the invention with technical solutions for regulating air supply without introducing the engine into the surge, which are verified by the compressor gas dynamic stability test system proposed in the invention with simplified technology and reduction of labor and energy consumption of tests. The proposed system is based on the use of a retractable interceptor with air supply regulation without stopping the test process, as well as the developed graduated scale for extending the interceptor into the air flow entering the engine. A retractable interceptor provides the creation of a percentage-adjusted reduction in air intake and created uneven flow to a boundary value at which gas-dynamic stability is maintained. The test technology at the operational stage of the present invention provides the ability to reliably determine the experimentally confirmed margin of gas-dynamic stability. The application of the invention opens up the possibility of ensuring the engine operation according to the proposed system in the permissible range of the GDU at a new, higher level of reliability and operation with better quality.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображен газотурбинный двигатель, продольный разрез;figure 1 shows a gas turbine engine, a longitudinal section;
на фиг.2 - входное устройство аэродинамической установки для испытаний двигателя, снабженной интерцептором, вид сбоку;figure 2 - input device of an aerodynamic installation for testing an engine equipped with an interceptor, side view;
на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2, где Ни - высота интерцептора, Dкан - диаметр канала входного устройства.Figure 3 - a section along A-A in Figure 2, where H and - the height of the spoiler, D kan - the diameter of the channel of the input device.
Способ эксплуатации газотурбинного двигателя осуществляется следующим образом.A method of operating a gas turbine engine is as follows.
Перед каждым запуском газотурбинного двигателя (ГТД), выполненного двухконтурным, двухвальным, осуществляют проверку готовности двигателя к работе. Производят запуск, прогрев и вывод двигателя на рабочие режимы, предусмотренные регламентом, и затем останов двигателя. Периодически производят профилактические осмотры и обслуживание модулей, узлов и коммуникационных систем, включая компрессор низкого давления (КНД) с входным направляющим аппаратом (ВНА) 2, промежуточные направляющие 3 и выходной спрямляющий аппараты 4; узлы газогенераторора - компрессор высокого давления (КВД) 5; соединяющий указанные компрессоры промежуточный корпус (ПК); производят осмотр корпуса основной камеры сгорания (ОКС) 6 и при необходимости осмотр корпуса и системы форсунок жаровой трубы ОКС; а также осмотр состоящего, предпочтительно, из шестидесяти четырех трубчатых блок-модулей кольцевого воздухо-воздушного теплообменника (ВВТ) 7; периодически осматривают турбину высокого давления (ТВД) 8, имеющую сопловый аппарат, ротор 9 с валом и не менее чем одно рабочее колесо; производят осмотр опор двигателя, осмотр турбины низкого давления (ТНД) 10, а также осматривают смеситель, фронтовое устройство (ФУ) и корпус форсажной камеры сгорания (ФК), реактивное сопло (PC) 11; коробку приводов сервисных двигательных агрегатов (КДА); осматривают и при необходимости тестируют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы.Before each start of the gas turbine engine (GTE), performed by double-circuit, two-shaft, check the readiness of the engine for work. Start, warm up and output the engine to the operating modes stipulated by the regulations, and then stop the engine. Periodically perform preventive examinations and maintenance of modules, components and communication systems, including a low pressure compressor (LPC) with an input guide apparatus (VNA) 2,
Кроме того периодически проверяют состояние командных блоков, исполнительных механизмов и кабелей систем мониторинга и автоматического управления двигателем. Периодически выполняют предусмотренные регламентом текущие, а также, по меньшей мере, один капитальный ремонт, в процессе которого производят внешний осмотр и установку двигателя на испытательный стенд, проверку наличия дефектов и перемещение двигателя в сборочный цех, в котором производят демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы; разборку, промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направление на механосборочные/механические посты с выполнением восстановительного ремонта, конструктивно-технологической доработки или постдефектационной замены деталей на новые; комплектование, прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя.In addition, periodically check the condition of command blocks, actuators and cables of monitoring systems and automatic engine control. Periodically carry out the current and at least one overhaul provided for by the regulations, during which they conduct an external inspection and install the engine on the test bench, check for defects and move the engine to the assembly shop, in which the external communications are dismantled and the engine is disassembled at functional modules, units and assembly units; disassembly, washing, condition monitoring and fault detection of modules, assemblies and parts, referral to mechanical assembly / mechanical posts with the implementation of restoration repair, structural and technological refinement or post-defective replacement of parts with new ones; completing, repaired and new parts and assembly units, assembly and workshop testing of units, modules and engine assembly.
На завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, при необходимости производят послеремонтную доводку, в процессе которой выполняют испытания отремонтированного двигателя, по меньшей мере, на газодинамическую устойчивость. Для этого испытуемый двигатель размещают на стенде с входным аэродинамическим устройством 12, которое снабжено регулируемо пересекающим воздушный поток, преимущественно, дистанционно управляемым выдвижным интерцептором 13 с отградуированной шкалой положений интерцептора в потоке воздуха, подаваемого в двигатель, имеющей фиксированную критическую точку, отделяющую двигатель на 2-5% от перехода в помпаж. Подводят к двигателю и создают на входе неравномерность воздушного потока, затрудняющую подачу воздуха, и доводят двигатель до помпажа, фиксируют границу устойчивой работы двигателя, засекая при появлении признаков помпажа отметку критического положения интерцептора 13, при этом не доводят двигатель до останова; градуируют шкалу положений интерцептора 13, соответствующих росту неравномерностей в аэродинамическом потоке и снижению поступления потока в двигатель в долях от критического помпажного значения, затем по результатам определения границы устойчивой работы компрессора испытуемого двигателя определяют для одного, а при необходимости последовательно для выбранного объема репрезентативных режимов пограничную и промежуточные неравномерности, которые задают путем последовательного установления выдвижного интерцептора 13 в положения, соответствующие определенной неравномерности потока, и при положениях, последовательно приближенных к критическому, выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ», и при достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость отремонтированного двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы по газодинамической устойчивости компрессора двигателя.At the final stage of overhaul after assembly, the engine is subjected to bench tests, if necessary, post-repair tuning is carried out, during which the repaired engine is tested for at least gas dynamic stability. To do this, the test engine is placed on a stand with an inlet
При необходимости выполнения повторных статистических испытаний на ГДУ после капитального ремонта проверку газодинамической устойчивости работы двигателя вариантно производят в ускоренном цикле испытаний на режиме или режимах с заданием уровня неравномерности и общего снижения поступления воздушного потока в двигатель, максимально приближенных к критическому помпажному уровню с сокращением или исключением промежуточных режимов.If it is necessary to perform repeated statistical tests at the gas turbine engine after overhaul, the gas-dynamic stability of the engine is checked in an accelerated test cycle in the mode or modes with the level of unevenness and a general decrease in the air flow into the engine, as close as possible to the critical surge level with a reduction or exclusion of intermediate modes.
При запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры и определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.When starting the engine for repair and preparing parts for applying restoration coatings, chemical, ultrasonic washing and / or sandblasting of the parts, micrometric measurements and determination of strength by non-destructive testing and rejection of defective parts are performed.
В процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали восстановительных покрытий выполняют при необходимости вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.In the process of engine overhaul, the application of reconditioning coatings to parts is optionally performed by chromium plating, galvanizing, cadmium plating, copper plating, oxidizing, aluminizing, oxide phosphating, silver plating, chemical nickel plating, passivation and / or applying coatings.
Нанесение на детали восстановительных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей восстанавливаемых деталей при необходимости вариантно выполняют электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.The application of reconditioning coatings to parts during the overhaul process to increase the wear resistance of surfaces of reconditioned parts, if necessary, is optionally carried out by electrospark alloying of surfaces, detonation or plasma spraying of powder composites.
Газотурбинный двигатель выполнен описанным выше способом.The gas turbine engine is made as described above.
Пример реализации испытания газотурбинного двигателя.An example of a gas turbine engine test.
На стадии эксплуатации после сборки испытанию подвергают газотурбинный двигатель с минимальной проектной газодинамической устойчивостью на частоте вращения ротора 0,8 Макс, где Макс - максимальные допустимые обороты ротора данного двигателя.At the operation stage, after assembly, a gas turbine engine with a minimum design gas-dynamic stability at a rotor speed of 0.8 Max is tested, where Max is the maximum allowable rotor speed of a given engine.
Устанавливают двигатель на испытательном стенде и сообщают с входным аэродинамическим устройством 12 через фланец 14. Устройство 12 снабжено регулируемо-управляемым выдвижным интерцептором 13, установленным с возможностью пересечения подаваемого в двигатель воздушного потока. Интерцептор 13 выполнен с возможностью создания неравномерности и регулирования количества поступающего в двигатель воздуха в интервале от 0 до 100% путем нулевого, промежуточного или полного перекрытия площади рабочего сечения входного аэродинамического устройства 12. Для этого интерцептор 13 снабжен электроприводом, содержащим приводной шток 16 с гидроцилиндром, и шкалой выдвижения интерцептора, отградуированной с шагом в 1% от площади входного сечения воздушного потока, подаваемого в двигатель.The engine is mounted on a test bench and is communicated with the
Выводят испытуемый ГТД на режимы вращения ротора от «малого газа» (МГ) до Макс с шагом изменения оборотов от режима к режиму 0,05 Макс и с последовательной итерацией к границе потери газодинамической устойчивости. Для этого на каждом из режимов последовательно выдвигают интерцептор 13 в сечение воздушного потока с шагом (1-5)% от площади указанного сечения, доводя до признаков появления помпажа. В результате данного этапа испытания определяют граничное значение частоты вращения ротора с минимальным запасом газодинамической устойчивости, составляющее 0,8 Макс при выдвижении интерцептора 13 на 73%.The tested gas turbine engine is brought to the rotor rotation modes from “small gas” (MG) to Max with a step of changing revolutions from mode to 0.05 Max mode and with a sequential iteration to the boundary of loss of gas-dynamic stability. To do this, on each of the modes, the
Затем путем обратного перемещения интерцептора 13 в интервале до 7% от максимального положения, при котором произошел срыв в помпаж с потерей газодинамической устойчивости, устанавливают, что при смещении интерцептора 13 на 5% признаки помпажа отсутствуют, двигатель работает устойчиво.Then, by backward movement of the
Проводят анализ результатов испытаний, принимая во внимание, что результирующие испытания выполнены без срыва в помпаж при максимальном введении интерцептора 13 на оборотах ротора, создающих минимальный запас устойчивости, устанавливают границу газодинамической устойчивости работы данного типа ГТД в полном диапазоне рабочих оборотов ротора двигателя.An analysis of the test results is carried out, taking into account that the resulting tests were performed without disruption to surge with the maximum introduction of the
Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и обеспечить более надежное определение границ возможного варьирования тяги в пределах допустимого диапазона газодинамической устойчивости работы газотурбинного двигателя.The invention allows to improve operational characteristics and to provide a more reliable determination of the boundaries of the possible variation of thrust within the acceptable range of gas-dynamic stability of a gas turbine engine.
Claims (6)
кроме того периодически проверяют состояние командных блоков, исполнительных механизмов и кабелей систем мониторинга и автоматического управления двигателем; периодически выполняют предусмотренные регламентом текущие, а также один капитальный ремонт, в процессе которого производят внешний осмотр и установку двигателя на испытательный стенд, проверку наличия дефектов и перемещение двигателя в сборочный цех, в котором производят демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы; разборку, промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направление на механосборочные/механические посты с выполнением восстановительного ремонта, конструктивно-технологической доработки или постдефектационной замены деталей на новые; комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя;
на завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, производят послеремонтную доводку, в процессе которой выполняют испытания отремонтированного двигателя на газодинамическую устойчивость, для этого испытуемый двигатель размещают на стенде с входным аэродинамическим устройством, которое снабжено регулируемо пересекающим воздушный поток дистанционно управляемым выдвижным интерцептором с отградуированной шкалой положений интерцептора в потоке воздуха, подаваемого в двигатель, имеющей фиксированную критическую точку, отделяющую двигатель на 2-5% от перехода в помпаж; повторяют испытания на определенном по регламенту наборе режимов, соответствующих режимам, характерным для последующей реальной работы ГТД в полетных условиях; экспериментально подтверждают область газодинамической устойчивости работы и в режиме с наименьшим запасом газодинамической устойчивости выполняют встречную приемистость по регламенту: выдержка на максимальном режиме, сброс частоты вращения путем установки рычага управления двигателем в положение «малый газ», и при достижении значения частоты вращения, соответствующего значению отрабатываемой неравномерности, выполняют приемистость двигателя на максимальный режим путем перевода рычага управления двигателем в положение «максимальные обороты» и определяют запасы газодинамической устойчивости компрессора двигателя, а при выполнении повторных статистических испытаний на ГДУ после капитального ремонта проверку газодинамической устойчивости работы двигателя вариантно производят в ускоренном цикле испытаний на режиме или режимах с заданием уровня неравномерности и общего снижения поступления воздушного потока в двигатель, максимально приближенных к критическому помпажному уровню с сокращением или исключением промежуточных режимов.1. The method of operation of a gas turbine engine (turbojet engine), characterized in that before each start of the engine, double-circuit, twin-shaft, check the readiness of the engine for work, start, warm up and bring the engine to operating modes specified in the regulations, the engine is stopped, periodically produced routine inspections and maintenance of modules, components and communication systems, including low-pressure compressor (LPC) with an input guide vane (VNA), intermediate guides and you traveling straightening apparatus; gas generator units - high pressure compressor (HPC); connecting an intermediate case (PC) connecting said compressors; inspect the body of the main combustion chamber (ACS) and inspect the body and nozzle system of the combustion tube ACS; as well as inspection of a ring-shaped air-to-air heat exchanger (IWT) consisting of sixty-four tubular block modules; periodically inspect a high-pressure turbine (HPT) having a nozzle apparatus, a rotor with a shaft and at least one impeller; inspect the engine mounts, inspect the low pressure turbine (LP), and also inspect the mixer, front-end device (FU) and the afterburner combustion chamber (FC), jet nozzle (PC); a box of drives of service propulsion units (KDA); inspect and test electrical, air, hydraulic fuel and oil systems,
in addition, periodically check the status of command blocks, actuators and cables of monitoring systems and automatic engine control; periodically carry out current and one major repairs, as provided for in the regulations, during which an external inspection and installation of the engine on the test bench is carried out, defects are checked and the engine is moved to the assembly shop, where external communications are dismantled and the engine is disassembled into functional modules, units and Assembly units; disassembly, washing, condition monitoring and fault detection of modules, components and parts, referral to mechanical assembly / mechanical posts with the implementation of restoration repair, structural and technological refinement or post-defective replacement of parts with new ones; acquisition of newly-repaired and new parts and assembly units, assembly and workshop testing of units, modules and engine assembly;
at the final stage of overhaul after assembly, the engine is subjected to bench tests, post-repair tuning is carried out, during which the repaired engine is tested for gas-dynamic stability, for this the test engine is placed on a bench with an aerodynamic inlet device, which is equipped with a remotely controlled retractable retractable interceptor with a graduated scale of the positions of the interceptor in the flow of air supplied to the engine, having a fixed critical point separating the engine by 2-5% from the transition to surge; repeat the tests on a set of modes defined by the regulations corresponding to the modes characteristic of the subsequent real work of the gas turbine engine in flight conditions; experimentally confirm the area of gas-dynamic stability of operation and, in the mode with the least margin of gas-dynamic stability, perform counter throttle response according to the following rules: holding at maximum speed, resetting the speed by setting the engine control lever to the "low gas" position, and when the speed value corresponding to the value of the worked out irregularities, perform engine throttle to maximum mode by moving the engine control lever to the "max "and determine the reserves of gas-dynamic stability of the engine compressor, and when performing repeated statistical tests at the GDU after major repairs, the gas-dynamic stability of the engine is checked in an accelerated test cycle in the mode or modes with the task of the level of unevenness and a general decrease in the flow of air into the engine, as close to the critical surge level with the reduction or exclusion of intermediate modes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149929/06A RU2544632C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149929/06A RU2544632C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2544632C1 true RU2544632C1 (en) | 2015-03-20 |
Family
ID=53290716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013149929/06A RU2544632C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2544632C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641187C1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-01-16 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО НПЦ газотурбостроения "Салют") | Method for preparation of stand for testing aircraft engine to determine sufficiency of gas-dynamic stability reserves |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2192797C2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-11-20 | Нижегородский государственный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Method for treating prolonged unhealing wounds |
| RU2210066C1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-08-10 | Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия Российской самолётостроительной корпорации "МиГ" | Method of testing gas turbine engines with due account of season when tests are carried out |
| SU1151075A1 (en) * | 1983-05-24 | 2004-08-10 | В.О. Боровик | METHOD OF TESTING A GAS TURBINE ENGINE |
| GB2436366A (en) * | 2006-03-24 | 2007-09-26 | Rolls Royce Plc | Monitoring Gas Turbine Engines |
| EP1619489B1 (en) * | 2004-07-19 | 2008-03-19 | Techspace Aero | Test equipment for the development of an aircraft gas turbine engine |
| RU2393451C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method of operating aircraft engine based on technical state thereof |
-
2013
- 2013-11-08 RU RU2013149929/06A patent/RU2544632C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1151075A1 (en) * | 1983-05-24 | 2004-08-10 | В.О. Боровик | METHOD OF TESTING A GAS TURBINE ENGINE |
| RU2192797C2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-11-20 | Нижегородский государственный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Method for treating prolonged unhealing wounds |
| RU2210066C1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-08-10 | Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия Российской самолётостроительной корпорации "МиГ" | Method of testing gas turbine engines with due account of season when tests are carried out |
| EP1619489B1 (en) * | 2004-07-19 | 2008-03-19 | Techspace Aero | Test equipment for the development of an aircraft gas turbine engine |
| GB2436366A (en) * | 2006-03-24 | 2007-09-26 | Rolls Royce Plc | Monitoring Gas Turbine Engines |
| RU2393451C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method of operating aircraft engine based on technical state thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СИРОТИН Н.Н. и др. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателейи энергетических установок в системе CALS технологий, Книга 1, Москва, Наука, 2011, с.44-5о. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641187C1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-01-16 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО НПЦ газотурбостроения "Салют") | Method for preparation of stand for testing aircraft engine to determine sufficiency of gas-dynamic stability reserves |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2487334C1 (en) | Turbojet, method of turbojet testing (versions) and method of turbojet production, method of turbojet industrial production, method of turbojet overhaul, and method of turbojet operation | |
| RU2551249C1 (en) | Method of operational development of experimental jet turbine engine | |
| RU2555928C2 (en) | Jet turbine engine | |
| RU2544632C1 (en) | Operating method of gas-turbine engine and gas-turbine engine operated by means of this method | |
| RU2544686C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2544410C1 (en) | Method of turbojet batch manufacturing and turbojet manufactured according to this method | |
| RU2544415C1 (en) | Method of turbojet operation, turbojet thus operated | |
| RU2555939C2 (en) | Jet turbine engine | |
| RU2544412C1 (en) | Method of operational development of experimental turbojet engine | |
| RU142807U1 (en) | TURBOJET | |
| RU2544634C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2555944C2 (en) | Overhaul method of jet turbine engine, and jet turbine engine repaired by means of this method (versions); overhaul method of batch that completes groups of jet turbine engines, and jet turbine engine repaired by means of this method (versions) | |
| RU142812U1 (en) | Turbojet engine test bench for turbojet AT dynamic stability, aerodynamic devices INPUT stands for testing of turbojet AT dynamic stability and aerodynamic devices spoilers INPUT stands for testing of turbojet AT dynamic stability | |
| RU2555926C2 (en) | Jet turbine engine overhaul method (versions) and jet turbine engine repaired according to this method (versions), overhaul of batch, resupplied group of jet turbine engines and jet turbine engine repaired by this method | |
| RU2544416C1 (en) | Turbojet overhaul (versions) and turbojet thus repaired (versions), overhaul of lot turbojet filled-up group and turbojet thus repaired | |
| RU2545110C1 (en) | Gas-turbine engine | |
| RU144425U1 (en) | TURBOJET | |
| RU2555935C2 (en) | Method of mass production of gas turbine engine and gas turbine engine made using this method | |
| RU144419U1 (en) | TURBOJET | |
| RU2481565C1 (en) | Gas turbine engine, test method of gas turbine engine (versions), production method of gas turbine engine, adjustment method of gas turbine engine, industrial production method of gas turbine engines, and operating method of gas turbine engine | |
| RU2551245C1 (en) | Turbojet engine operation method and turbojet engine operated using this method | |
| RU2555940C2 (en) | Method of mass production of gas turbine engine and gas turbine engine made using this method | |
| RU2544638C1 (en) | Gas turbine engine | |
| RU2551246C1 (en) | Adjustment method of test gas-turbine engine | |
| RU2551247C1 (en) | Jet turbine engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |