| Код | 225076 | ||
| Дата создания | 2017 | ||
| Страниц | 121 ( 14 шрифт, полуторный интервал ) | ||
| Источников | 10 | ||
| Изображений | 21 | ||
|
Файлы
|
|||
|
Без ожидания: файлы доступны для скачивания сразу после оплаты.
Ручная проверка: файлы открываются и полностью соответствуют описанию. Документ оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ.
|
|||
Первый опытный самолет Ту-204 с двигателями ПС-90А поднялся в воздух 2 января 1989 года, а Ил-96-300 даже чуть раньше – в сентябре 1988 года. С 1987 года наименование двигателя было изменено с конкретизацией имени его главного разработчика Павла Александровича Соловьева (ПС – Павел Соловьев).
Серийное производство двигателя было налажено на заводе №19 в Перми с 1989 года. Это бывший завод им. Я.М. Свердлова, ныне ОАО «Пермский моторный завод», входящий в «Пермский моторостроительный комплекс», как составная часть Объединенной двигателестроительной корпорации.
В 1992 году, 3 апреля, двигатель был сертифицирован в России. Ил-96-300 с этими двигателями был сертифицирован 29 декабря 1992 года, а Ту-204 получил сертификат летной годности в декабре 1994 года. ПС -90А соответствовал тогдашним нормам ИКАО по шуму и с запасом по эмиссионным выбросам. С 1997 года двигатель был переведен на более прогрессивный метод эксплуатации по техническому состоянию. То есть для него не установлены фиксированные межрегламентные ресурсы. На такой основе сейчас работает практически вся современная авиационная техника.
К сожалению, «становление» двигателя пришлось на тяжелый период в истории страны, реалии которого самым неблагоприятным образом отразились на авиационной промышленности. Так в период с 1996-го по 2001-й год не было выпущено ни одного нового двигателя ПС. Однако работы по его совершенствованию и модификации тем не менее продолжались.
На сегодняшний день существуют несколько модификаций, как живых, так и не вышедших из стадии бумажного проектирования. Головной двигатель ПС-90А. Имеет взлетную тягу 16000 кгс и удельный расход топлива 0,595 кг/кгс ч. Устанавливается на самолеты Ил-96-300, Ил-96-300ПУ (президентские самолеты), Ту-204 и Ту-214. В том числе и на самолеты этих типов, эксплуатирующиеся в зарубежных авиакомпаниях.
Успешное применение самолетов в народном хозяйстве и для обороны страны возможно лишь при обеспечении безопасности полетов. В настоящее время еще нет точного общепризнанного определения безопасности полета. В большинстве случаев под безопасностью полета понимают свойство полета (а не летательного аппарата) быть завершенным без летного происшествия. В ряде случаев под безопасностью полета понимают свойства летательного аппарата предотвращать или парировать в полете угрозу летного происшествия. Однако при такой формулировке не учитываются свойства человека-оператора, способного значительно повысить безопасность полета летательного аппарата путем вмешательства в управление и предупреждения последствий отказов авиационной техники, ошибок летного состава и воздействий неблагоприятных факторов.
Безопасность полета является важнейшим условием повышения готовности к применению и эффективности использования самолетов.
Программа обеспечения безопасности полетов летательного аппарата предусматривает такие основные направления:
1.1 Краткая характеристика двигателя и его узлов
Все модули, кроме базового, могут заменяться в условиях эксплуатации. Возможна также замена отдельных элементов и частей модулей, замена агрегатов и оборудования, установленного на двигателе.
Модульность конструкции в сочетании с развитой системой диагностики позволяет вести эксплуатацию двигателя по его техническому состоянию.
Двигатель имеет следующие узлы:
...
1.2 Схема работы двигателя на установившемся режиме
Атмосферный воздух, поступающий через самолетный воздухозаборник в осевом направлении, сжимается вентилятором и направляется по двум контурам: наружному и внутреннему. При сжатии температура и давление воздуха возрастают, а абсолютная скорость почти не изменяется.
Воздух, направляемый по наружному контуру, проходит через канал наружного контура в камеру смешения, при этом его параметры до камеры смешения почти не изменяются.
Воздух, направляемый по внутреннему контуру, пройдя подпорные ступени, поджимается и поступает в КВД на окончательное сжатие. В подпорных ступенях и КВД температура и давление воздуха повышаются, а абсолютная скорость несколько снижается. КВД подает воздух в камеру сгорания, где он подогревается за счет непрерывного сгорания топлива. Поэтому температура растет значительно, а давление по длине камеры сгорания несколько снижается за счет гидравлических сопротивлений, а также вследствие ускорения газового потока. Скорость газового потока значительно возрастает в сторону турбины.
...
1.3.7 Камера сгорания
Диффузор организует кольцевой диффузорный канал сначала с плавным, а затем с внезапным расширением воздушного потока. Он состоит из наружного и внутреннего колец. Между наружным кольцом диффузора и наружным кожухом корпуса камеры сгорания организуется кольцевая воздушная полость, из которой осуществляется отбор воздуха на самолетные нужды. Воздух в полость отбора поступает через отверстия различного диаметра, выполненные в стенке внутреннего кольца диффузора. Диффузор спереди крепится к кольцу подвески и к 8-му НА КВД, а сзади - к корпусу камеры сгорания.
Все жаровые трубы конструктивно выполнены одинаково с небольшим отличием для труб №3 и 10. Последние имеют дополнительно по отверстию для прохода свечей зажигания.
...
2.1 Анализ причин отказов двигателя ПС-90А в 2013 году
Анализ надёжности по¬казывает, что двигатель ПС-90А не соответствует нормативным требованиям по показа¬телю наработки на выключение двигателя в полёте по конструктивно-производственным недостаткам (Тпв=45800ч; Норма=50000ч) и не удовле¬творяет по показателю наработки на досрочный съём по конструктивно-производственным недостаткам двигателя рекомендуемой величине (Тсдр=5846 ч; рекомендуемая величина 8000 ч).
В 2013 году на двигателе ПС-90А, эксплуатирующемся на самолетах ИЛ-96- 300 и ТУ-204,214, произошло 6 отказов, приведших к выключению двигателя в по¬лёте по кпн. Для отправки в ремонт по конструктивно-производственным причи¬нам было снято 47 двигателей.
Отказы, приведшие к выключению двигателя в полёте по кпн произошли по следующим причинам:
...
2.2 Инженерный анализ возможных опасных отказов КВД и функциональных систем летательного аппарата
Особенности исследования силовых установок
При расследовании предпосылок к летному проис¬шествию практически всегда необходимо проводить ис¬следование технического состояния деталей и узлов силовой установки. Причем нередки случаи, когда зара¬нее известно, что происшествие не связано с отказом силовой установки. Однако даже в этих случаях следует установить режим работы двигателя, так как знание его позволяет определить траекторию полета, действия лет¬чика и т. п. Целью исследования двигателя при рассле¬довании предпосылки к летному происшествию является определение его работоспособности до удара и режим работы двигателя в момент удара о препятствие. Режим работы двигателя определяется на основании изучения и анализа результатов исследования деталей, узлов и агрегатов двигателя и данных исследования оборудо¬вания и электрооборудования самолета.
...
2.3 Нормирование повреждений лопаток вентилятора и компрессора
В связи с тем, что при эксплуатации авиационных двигателей од¬ной из основных причин досрочного съема двигателей является повре¬ждение титановых лопаток вентилятора и компрессора из-за попада¬ния в ГВТ посторонних предметов, до введения эксплуатации по тех¬ническому состоянию необходимо было выявить частоту и степень по¬вреждения лопаток вентилятора и компрессора при реальной эксплуа¬тации разработанного двигателя. Далее, используя результаты по фак¬тической вибронагруженности ступеней вентилятора и компрессора, по результатам стендовых тензометрирований, необходимо выбрать лопатки в эксплуатации с наиболее опасными повреждениями для про¬ведения работы по нормированию повреждений и внедрению зачистки допустимых забоин.
Проведение такой работы для лопатки с эксплуатационными повре-ждениями нереально из-за невозможности подбора в эксплуатации не-обходимого числа лопаток с забоинами заданной глубины и располо-женными в требуемых зонах пера лопатки.
...
2.4 Сравнительные характеристики исследуемого двигателя до и после эрозионного износа лопаток компрессора
Опыт эксплуатации ГТД в условиях запыленной атмосферы показал, что при загрязнении воздушного потока посторонними частицами размером менее 0,4 мм происходит повреждение лопаток компрессора, которое определяется как эрозионный износ. Он является одним из наиболее распространенных видов эксплуатационных повреждений и зависит от концентрации твердых посторонних частиц в воздухе (может составлять 0,2...1,9 г/м3), особенностей конструкции элементов ГТД и места его расположения на ЛА и способствует:
...
Таблица 1 - Сравнительный анализ характеристик двигателя
...
Таблица 2 - Сравнение дроссельной характеристики двигателя на взлётном режиме
...
Таблица 3 - Сравнение дроссельной характеристики двигателя на крейсерском режиме
...
2.5 Двигатель ПС–90А: отыскание и устранение неисправностей
Отыскание и устранение неисправностей, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации двигателя, производите согласно таблицам и логическим схемам, приведенным в данном разделе и разделах систем двигателя.
...
Таблица 4 - Перечень неисправностей
...
2.6 Осмотр лопаток КВД и промежуточных колец
1) Установите, по необходимости, электропривод или ключ для прокрутки ротора КВД.
2) Уложите коврик и подготовьте переносную лампу.
...
Таблица 5 - Контрольно-проверочная аппаратура
...
Глава 3. Специальная часть. Мониторинг двигателей ПС-90А, установленных на семействе самолетов Ту-204/214
Для того, чтобы контроль условий эксплуатации и нагруженности в полной мере выполнял возложенные на него функции, он должен проводиться не от случая к случаю, а носить регулярный и системный характер. На сегодняшний день наиболее полной является система мониторинга условий эксплуатации и нагруженности самолетов, функционирующая в ОАО «Туполев» в рамках общей системы поддержания летной годности самолетов разработки КБ по условиям прочности.
Разработанная система мониторинга эксплуатации в существующем виде была сориентирована прежде всего на самолеты семейства Ту-204/214 с двигателями ПС-90А.
...
Таблица 6 - Объем обработки полетной информации
...
3.1 Обоснование минимально необходимого объема данных по одному двигателю (критерий минимального налета)
Реализуемые в каждом конкретном полете значения полетных параметров (продолжительности полета, повторяемость перегрузок и, как результат, повреждаемость) представляют собой случайные величины, распределение которых характеризуется математическим ожиданием и рассеиванием (стандартным отклонением).
...
Таблица 7 - Результаты оценки коэффициентов корреляции между повреждаемостью и параметрами полетов
...
3.2 Общий анализ результатов мониторинга нагруженности двигателей парка
На основе накапливаемых по каждому двигателю данных оценивается типовая (средняя за полет) повреждаемость. Осреднение этих данных по всем двигателям парка дает типовую для парка картину эксплуатации.
Первое, что интересует при рассмотрении данных эксплуатации, это насколько достоверным оказался прогноз типового профиля полета, т.к. именно на нем базируются оценки типовой нагруженности конструкции.
...
Таблица 9 - Значения безмоментной повреждаемости
...
Таблица 10 - Средние значения относительных повреждаемостей
...
3.3 Поэкземплярный анализ условий эксплуатации и нагруженности
Таблица 11 - Характеристики эксплуатации
...
4.1 Требования к проектированию и конструкции газотурбинных двигателей
В данном разделе излагаются дополнитель¬ные требования к проектированию и конструкции газотурбин¬ных двигателей воздушных судов.
Анализ напряжений
Должен быть проведен анализ напряжений газотурбинного двигателя, показывающий, что расчетные запасы прочности каждого ротора, проставки, вала ротора и других деталей двига¬теля соответствуют действующим норматив¬ным требованиям к прочности.
...
5.1 Охрана труда при эксплуатации двигателя
К выполнению работ, связанных с ТО двигателей, допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие предварительный или периодический медосмотр, обучение и инструктаж по безопасности труда.
Весь персонал должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты согласно действующим нормам.
Хранение спецодежды должно производиться отдельно от личной одежды.
При попадании нефтепродуктов на открытые участки тела (на руки или лицо) необходимо смыть их теплой водой с мылом. При попадании масла на слизистую оболочку глаз, промыть глаза обильным количеством теплой воды и обратиться в медпункт.
В процессе проведения ТО работник подвергается воздействию ряда опасных и вредных факторов, оказывающих существенное влияние на его здоровье.
...
Таблица 13 - Коэффициент освещенности производственных помещений
...
Таблица 14 - Нормы освещенности в эксплуатационных предприятиях гражданской авиации
...
Таблица 15 - Исходные данные
...
5.2 Анализ экологических факторов
Таблица 16 - Параметры взлетно-посадочного цикла ИКАО
...
Таблица 17 - Результаты расчета выбросов ЗВ
...
Таблица 18 - Удельные показатели выбросов ЗВ для отечественных авиадвигателей, распространённых в практике отечественной ГА в соответствии с «Банком данных ИКАО по эмиссии выхлопных газов двигателей, 1995» [12]
...
Таблица 19 - Масса ЗВ, выбрасываемых отечественными воздушными судами за один стандартный ВПЦ при стандартных атмосферных условиях, по данным ГосНИИ ГА – 1991 [18], кг
...
Таблица 20 - Масса ЗВ, выбрасываемых за цикл операций опробования маршевых двигателей отечественных ВС в наземных условиях, по данным ГосНИИ ГА – 1991 [18]
...
Глава 6. Экономические расчеты
В экономической части производится расчет окупаемости модернизации оборудования для осмотра лопаток, а также затрат на обслуживание двигателей ПС90А. Затраты на техническое обслуживание являются частью затрат на эксплуатацию самолета и включают затраты на выполнение работ и затраты на приобретение запасных частей и материалов.
При эксплуатации двигателя ПС90А было выявлено, что конструкция является достаточно надежной, однако имеются некоторые технические недочеты. В частности, лопатки компрессора высокого давления.
Что касается методов неразрушающего контроля лопаток, то большое внимание уделено возможности использования такого метода как бороскопический контроль. Осмотрен может быть практически весь газовоздушный тракт. Вентилятор вплоть до входа в КНД может быть осмотрен со стороны воздухозаборника, а задние кромки рабочих лопаток последней ступени ТНД со стороны сопла даже без применения специальных оптических средств.
...
Таблица 21 - Показатели эффективности предлагаемой модернизации
...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Надежность газотурбинных двигателей в значительной степени зависит от надежности работы лопаток компрессора и турбины, поскольку они являются наиболее нагруженными деталями. Лопатки подвергаются действию статических, динамических и циклических нагрузок.
Лопатки являются наиболее ответственными деталями газотурбинного двигателя ПС-90А, так как они работают в условиях повышенных температур и значительных знакопеременных нагрузок.
...
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Вентилятор
...
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Компрессор высокого давления
...
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Осмотр рабочих лопаток КВД и промежуточных колец
...