6.8. Питання для самоконтролю

1. Дайте характеристику експлуатаційних особливостей конструкції гідрогазових систем сучасних ПС.

2. Перерахуйте групи експлуатаційних факторів, які впливають на працездатність і технічний стан гідросистем літаків.

3. Проаналізуйте вплив елементів гідросистем на їхній технічний стан.

4. Дайте характеристику впливу наявності зазорів, люфтів, зносу елементів ГГС на герметичність і надійність систем в цілому.

5. Перерахуйте основні властивості робочих гідрорідин і проаналізуйте їхній вплив на працездатність гідросистем.

6. Як впливають кліматичні умови і навколишнє середовище на роботу ГГС?

7. Який вплив на технічний стан ГГС чинить якість їхнього технічного обслуговування і льотно-технічної експлуатації?

8. Назвіть типові групи відмов і пошкоджень ГГС за ознакою причини їхнього виникнення.

9. Перерахуйте основні правила техніки безпеки при ТО гідрогазових систем ЛА.

10. Перерахуйте характерні види робіт, що виконуються при ТО гідрогазових систем ЛА.

11. Як забезпечується і контролюється чистота робочої гідрорідини?

12. Які методи і засоби діагностування застосовуються для оцінки якості робочої гідрорідини?

13. Дайте обґрунтування необхідності очищення і перевірки герметичності фільтроелементів ГГС.

14. Перерахуйте основні способи відновлення функцій фільтроелементів ГГС.

15. Опишіть технологію перевірки якості очищення фільтрів за допомогою ПКФ.

16. У чому полягають особливості ТО трубопроводів ГГС?

17. Перерахуйте характерні пошкодження трубопроводів внаслідок неправильного їх ТО.

18. Дайте характеристику основних правил експлуатації трубопроводів.

19. Якими способами виконується перевірка правильності зарядки і герметичності гідроакумуляторів і гасителів пульсацій?

20. Коли і як роблять перевірку зовнішньої і внутрішньої герметичності ГГС?

21.Як виконується перевірка працездатності споживачів гідросистем?

22..Назвіть особливості ТО гідросистем з насосами нерегульованої продуктивності.

23.У чому полягають особливості ТО ГГС з насосами регульованої продуктивності?

24.Опишіть особливості ТЕ гідросистем з автономним приводом насоса.

7. ВПЛИВ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ФАКТОРІВ

НА ДОВГОВІЧНІСТЬ СИЛОВИХ УСТАНОВОК

ТА ЇХ ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ

1. Аналіз впливу експлуатаційних факторів на довговічність і працездатність силових установок

Силова установка сучасного повітряного судна являє собою складну машину і від її надійної роботи багато в чому залежить успіх польоту, виконання польотного завдання і навіть життя екіпажа та пасажирів.

Силова установка (СУ) повітряного судна призначена для створення сили тяги (потужності) і складається з двигуна (газотурбінного ГТД, турбогвинтового ТГД, поршневого ПД або їх різновидів), а також систем і пристроїв, що забезпечують його роботу.

До систем силової установки відносяться: паливна, масляна, охолодження, протипожежна, захисту від обмерзання, запуску, відбирання повітря, випуску газів.

До пристроїв СУ відносяться: кріплення двигуна, гондола, керування силовою установкою, контролю параметрів.

Усі системи та пристрої СУ тісно взаємоповязані між собою і розглядаються як її обладнання.

Серед експлуатаційних факторів, що істотно впливають на працездатність і довговічність СУ, слід зазначити: зовнішні умови навколишнього середовища (температура, тиск, вологість, запорошеність повітря та ін.); умови льотної експлуатації (висота, швидкість польоту, режим роботи двигунів, довжина повітряних трас і т.д.);якість застосованих паливно-мастильних матеріалів (палив і мастил); якість технічного обслуговування (своєчасність виконання всіх регламентних робіт, точність регулювання СУ, правильність виконання монтажних робіт і ін.).

Зовнішні умови навколишнього середовища впливають на експлуатаційні характеристики СУ (тягу, потужність, питому витрату палива, температурний режим і т.д.) на землі та у польоті.

1. На газотурбінних двигунах залежність тяги від температури зовнішнього повітря обумовлюється прийнятим законом регулювання системи автоматики даного типу двигуна. Наприклад, система регулювання сучасних турбореактивних двоконтурних двигунів підтримує на злітному режимі тягу практично постійною до деякої розрахункової температури, при якій частота обертання ротора досягає гранично припустимого значення. При подальшому зростанні температури зовнішнього повітря на цьому режимі тяга різко знижується. На номінальному та крейсерському режимах тяга також знижується при підвищенні температури зовнішнього повітря.

При високих температурах навколишнього середовища виникають підвищені термічні навантаження в гарячих частинах двигуна ( у камерах згоряння, елементах турбіни) і погіршується змащення опор ротора турбокомпресора через зниження в'язкості масла.

При низьких температурах зовнішнього повітря значно погіршуються умови роботи СУ насамперед на перехідних режимах: при запуску, прогріванні, зміні режимів двигуна. Чим нижчий вихідний температурний стан СУ, тим вище температурна нерівномірність і тим більші термічні напруги виникають на перехідних режимах у робочих вузлах двигунів. До того ж, при низьких температурах через збільшення в'язкості масла погіршуються умови змащення поверхонь тертя двигунів і відбувається підвищене їх зношення. Крім того, низькі температури навколишнього середовища погіршують еластичність гумових виробів, що застосовуються у виді ущільнень, дюритових з'єднань, шлангів і т.п., що приводить до порушення їх герметичності.

Низькі температури зовнішнього повітря можуть викликати обмерзання вхідних пристроїв і лопаток перших ступенів компресора, зміну експлуатаційних властивостей палив і мастил, що утруднює запуск двигунів. При цьому обмерзання вхідного тракту двигуна впливає на його роботу, змінюючи форму й розміри проточної частини двигуна, що приводить до зміни характеру течії повітря і його параметрів. Прохідний перетин повітряного потоку зменшується, зростає опір, зменшується його секундна витрата і ступінь підвищення тиску повітря в компресорі. У підсумку зменшується тяга двигуна і підвищується його температурний режим, що знижує працездатність і довговічність СУ в цілому.

Зміна тиску зовнішнього повітря (Р_н) також впливає на зміну параметрів двигунів. Наприклад, зміна Р_н при постійній температурі зовнішнього повітря і прийнятому законі регулювання (n = const) приводить до зміни тиску по всьому тракту двигуна пропорційно Р_н, а температури залишаються постійними. За таких умов, коли при постійній частоті обертання ротора зберігається постійною об'ємна витрата повітря через двигун, зміна тиску Р_н приводить до зміни його масової витрати, а, отже, і тяги двигуна.

Більш значно змінюються параметри ГТД при одночасному впливі температури й тиску зовнішнього повітря. Істотне зниження тягопотужності двигунів спостерігається при зльоті ПС в умовах високих температур (вище +30С) із високогірних аеродромів. При одній і тій же масі літаків істотно (до 50%) збільшується в цих умовах злітна дистанція і довжина розбігу літака. Тому для забезпечення необхідного рівня безпеки польотів за таких умов варто знижувати злітну масу літака, форсувати двигун (що знижує його ресурс) або зберігати тягу двигунів іншими способами.

Значно впливає на технічний стан СУ пилова запорошеність повітря, що залежить від стану поверхні аеродрому. Висока температура зовнішнього повітря, що супроводжується його запорошеністю і дією сонячної радіації, ускладнює технічне обслуговування СУ літальних апаратів. При експлуатації ПД в умовах курних аеродромів відбувається підвищений знос циліндро-поршневої групи, а в ГТД - лопаток компресора, турбіни і жарових труб через потрапляння абразивних часток у проточну частину двигунів. Крім того, абразивні частинки що знаходяться в повітрі, потрапляють в масло й паливо, у результаті чого відбувається прискорений знос підшипників опор, розмивання каналів паливних форсунок ,засмічення паливних і масляних фільтрів.

Отже, запорошеність повітря впливає на надійність ГТД двояким чином:

- пил, який проходить через лопатки газоповітряного тракту, викликає їхній абразивний знос, а налипання пилу в місцях переходу від пера до ніжки лопаток компресора - зменшення власних частот коливання до 45...50%. Це приводить до неприпустимого збільшення діючих напруг і обриву лопаток.

- абразивний знос і наявність пилу змінює аеродинамічний профіль лопаток, прохідні перетини профілів і, отже, знижує ККД, збільшує питому витрату палива і знижує запас стійкості щодо помпажу.

Найбільше від дії пилу страждають робочі лопатки перших двох-трьох ступенів компресора, а також лопатки, розташовані в місцях перепуску й відбору повітря. Традиційним захистом від впливу пилової запорошеності являється або заміна матеріалу, або покриття лопаток спеціальними зносостійкими матеріалами.

Підвищений знос елементів проточної частини, погіршуючи параметри двигунів, приводить до дострокового їхнього зйому з експлуатації, особливо часто на вертольотах.

При експлуатації авіадвигунів в умовах підвищеної вологості, особливо в зонах жаркого морського клімату, відбувається посилена корозія деталей газоповітряного тракту, виконаних з алюмінієвих і магнієвих сплавів. Тому виникає необхідність додаткового їхнього захисту в експлуатації шляхом нанесення лакофарбових покриттів, масляних плівок і проведення періодичного контролю. В умовах підвищеної вологості спостерігаються випадки відмов у роботі систем запалювання ПД через потрапляння вологи в магнето і у колектори провідників високої напруги.

2. Найбільш істотний вплив на надійність СУ створюють умови їх льотної експлуатації. Для ГТД, як правило, виділяють наступні режими роботи: максимальний (зльотний); номінальний; крейсерський; малого газу; зворотної тяги.

На максимальному режимі для більшості двигунів час безупинної роботи допускається не більше 5...15 хвилин, а загальний час роботи двигунів на цьому режимі за ресурс - не більше 2,5...5%. На номінальному режимі тяга, що розвивається, дорівнює 0,8...0,9 від максимальної. Цей режим менше напружений, ніж зльотний, і тому час безупинної роботи ряду двигунів або не обмежується, або допускається не більше 60 хв., а загальне напрацювання за ресурс також обмежена до 20...25%. Крейсерські режими роботи двигунів відповідають такій частоті обертання ротора, яка дозволяє розвивати тягу 0,7...0,8 від максимальної. Це розрахункові, найбільш економічні режими, тому тривалість роботи на них у межах ресурсу не обмежується. Режим малого газу є режимом мінімально припустимої частоти обертання турбокомпресора при усталеній роботі двигуна і мінімальній тязі. Це перехідний режим і тривала робота на ньому не рекомендується. Режим зворотної тяги при застосуванні реверсивних пристроїв дозволяє зменшити довжину пробігу літака. Це короткочасний режим, але по напруженості він відповідає злітному.

Характеристики двигунів по тязі і питомій витраті палива на заданому режимі роботи змінюються по висоті й швидкості польоту. Причому, при збільшенні висоти польоту абсолютна тяга (потужність) двигуна і його питома витрата палива знижується, що зв'язано зі зменшенням температури, тиску, масової щільності повітря, а отже, і масової витрати повітря через двигун. Збільшення швидкості польоту літака при заданому режимі роботи двигунів на малих висотах польоту (менше 4 км) приводить до зниження їхньої тяги, а на великих висотах змінюється мало. Питома витрата палива зі збільшенням швидкості польоту постійно зростає.

Великого впливу на працездатність СУ завдає довжина повітряних трас, на яких вони експлуатуються. При малій довжині повітряних трас буде підвищений наробіток двигунів у межах заданого ресурсу на злітному й номінальному режимах і збільшена кількість запусків. Зазначені режими є найбільш напруженими, унаслідок чого по них обмежується ресурс, а, отже, і довговічність двигунів.

В результаті досліджень виявлений вплив середнього часу польоту на пошкодження двигунів. Встановлено, що зменшення середнього часу польоту з двох годин до однієї збільшує інтенсивність відмов у 1,5...2 рази, що пов'язано зі зниженням стомленої міцності основних навантажених вузлів двигунів при тривалому використанні підвищених режимів їхньої роботи.

3. Технічний стан двигунів і систем силової установки багато в чому залежить від якості застосованих палив і мастильних матеріалів. Застосування некондиційних палив приводить до швидкого засмічення паливних фільтрів, насосів і паливорегулюючої апаратури ГТД. Наприклад, наявність у паливах сульфату натрію, окису ванадію за певних умов приводить до утворення легкоплавких з'єднань на лопатках турбін і викликає високотемпературну газову корозію лопаток. Тому до чистоти й кондиційності авіаційних паливно-мастильних матеріалів пред'являються високі вимоги експлуатації: вони повинні відповідати технічним умовам, піддаватися постійному контролю і забезпечуватись ретельна їхня фільтрація.

4. На працездатність і довговічність СУ має великий вплив якість їхнього технічного обслуговування авіаційними фахівцями. Від грамотної діагностики контрольованих параметрів СУ, своєчасного виконання усіх видів регламентних і ремонтних робіт, забезпечення точних регулювань різних агрегатів СУ, правильного виконання монтажних робіт істотно залежить правильна підтримка заданого рівня надійності СУ, вироблення ними встановлених ресурсів, а в деяких випадках і продовження призначених ресурсів, тобто збільшення довговічності СУ.