Авіаційний двигун та його виробництво

70947 61228 56282

Ці дані свідчать про великі технічні, технологічні та організаційні складнощі, що виникають при виготовленні наукомісткого об'єкта виробництва.

2. НОП є технічною системою, що безперервно розвивається за етапами життєвого циклу, що включає проектування, виготовлення дослідного зразка, серійне виробництво, експлуатацію, ремонт та утилізацію.

Конструктивне вдосконалення двигунів здійснюється безперервно протягом усього життєвого циклу. В основу цього вдосконалення покладено такі принципи:

  1. поліпшення основних параметрів двигуна (тяги, питомої витрати палива тощо);
  2. підвищення ресурсу та надійності;
  3. покращення експлуатаційних характеристик;
  4. забезпечення технологічності;
  5. підвищення коефіцієнта використання металу тощо.

Удосконалення конструкції, як правило, проводиться по основним вузлам та системам двигуна відповідно до спеціально розроблених програм.

При цьому здійснюється принцип комплексного підходу до конструктивного вдосконалення цих вузлів та систем двигуна.

Основними цілями вдосконалення двигунів за застосовуваними матеріалами є такі: покращення параметрів робочих процесів, підвищення надійності та ресурсу двигуна, покращення його вагових характеристик. Заміна матеріалів здійснюється безперервно і комплексно для всіх основних деталей і вузлів, що визначають ресурс і надійність ВМД.

Функціональні системи двигуна

Авіаційний двигун (нау-ємний об'єкт виробництва)

Вузли (пристрою) двигуна

Мал. 1.2 Функціональні системи та вузли авіаційного двигуна

3. НОП характеризується високими значеннями параметрівробочого процесу з посиленими полями допусків. Стосовно авіаційного двигуна - це високі тиски, температури, швидкості робочого тіла в проточній частині двигуна, висока частота обертання роторів і великі рівні вібрацій.

При роботі авіаційного двигуна на різних його режимах деталі та вузли піддаються статичним, повторно-статичним, ударним, циклічним, термічним та термоциклічним навантаженням (рис. 1.3).

Дані впливу призводять до різних видів ушкоджень деталей і вузлів, які класифікуються наступним чином: в'язке і крихке руйнування, втрата стійкості, руйнування втоми, термічні тріщини і короблення, контактне вифарбовування і знос, корозія і ерозія (рис. 1.4).

У цих умовах технологічні процеси на всіх стадіях виробництва повинні забезпечувати таку якість деталей, вузлів та систем двигуна, яка б виключала виникнення при експлуатації двигуна зазначених пошкоджень.

Все це обумовлює високі вимоги до виробництва НОП, до побудови технологічних процесів виготовлення деталей та вузлів двигуна, в яких значне місце мають займати різноманітні технологічні випробування.

4. На кожному етапі життєвого циклу НОП вирішення технічних проблем щодо вдосконалення двигуна спирається на сучасні досягнення науки та техніки.

В основу створення нового двигуна з перспективними тягово-економічними характеристиками закладаються принципи економії енергії, матеріальних та трудових ресурсів. Ці принципи є визначальними на етапах проектування та доведення двигуна при виборі його термогазодинамічної схеми, параметрів робочого процесу, ККД основних вузлів, а також конструктивної схеми. Вони поширюються і методологію доведення.

На етапі серійного виготовлення відповідно до цих принципів намагаються забезпечити підвищення таких виробничо-технологічних показників, як коефіцієнт використання матеріалу, технологічність конструкції та інші при одночасному зниженні трудомісткості виготовлення деталей та вузлів, збирання та випробувань. Ці принципи повинні забезпечувати також простоту та надійність експлуатації двигуна.

5. У процесі створення НВП використовуються сучасні експериментально-довідкові комплекси. Так, при конструкторсько-міцності відпрацювання деталей і вузлів авіаційного двигуна ці комплекси забезпечують проведення випробувань, що найбільш повно імітують діючі навантаження.

Види навантажень деталей та вузлів під час роботи двигуна

Мал. 1.3. Схема видів навантажень деталей та вузлів двигуна

Види пошкоджень деталей та вузлів двигунів

В'язка руйнація, пластична деформація

Підвищена деформація, втрата стійкості

тріщини та короблення

Контактне фарбування та знос

Мал. 1.4. Схема видів пошкоджень деталей та вузлів двигуна

Газодинамічна та параметрична доведення компресорів та турбін проводиться з використанням цілого ряду установок автономного доведення, а також їх випробування у складі повнорозмірних двигунів. Так, доведення каскаду вентилятора та гондоли проводиться на установках, що забезпечують автономні випробування вентиляторів, а також їх випробування у складі повнорозмірного двигуна.

При цьому експериментально-довідкові комплекси оснащуються сучасним контрольно-вимірювальним обладнанням та автоматизованими системами випробувань.

Багато питань міцнісного та параметричного доведення НОП вирішуються у співпраці з науково-дослідними інститутами, що свідчитьпро наукомісткість процесу створення НВП та значну організаційну складність.

6. Однією з характеристик НЗП є матеріаломісткість. Коефіцієнт використання матеріалу (КІМ) є одним з основних показників, що характеризують конструктивну досконалість, технологічність двигуна та рівень його виробництва. Високий коефіцієнт використання матеріалу здебільшого визначається технологічністю конструкції, яка відпрацьовується на етапах ескізного, технічного та робочого проектування, а також серійного виробництва.

Наприклад, конструкції двигуна НК-86 використовуються різні матеріали 85 найменувань. Це пред'являє високі вимоги до виробництва та застосовуваних технологічних процесів, обладнання, інструменту.

  1. Параметри робочого процесу НОП, конструкція деталей та вузлів, а також матеріали, що використовуються для їх виготовлення, безперервно вдосконалюються. Наприклад, у процесі життєвого циклу у конструкцію двигуна НК-8-4 було внесено понад 130 змін та замінено близько 20 найменувань матеріалів.
  2. Одним із показників, що характеризують НВП, є екологічна досконалість. Стосовно авіаційного двигуна - це виконання вимог міжнародних норм щодо рівня шуму та емісії шкідливих та забруднюючих речовин в атмосферу.

Прикладом екологічного вдосконалення двигуна є використання кріогенного палива (зрідженого газу або рідкого водню).

  1. Неодмінною умовою для НЗП є його сертифікація на відповідність прийнятим міжнародним нормам щодо надійності, ресурсу, екологічності та економічності.

Контрольні питання лекції 1.

  1. Основні етапи життєвого циклу артеріального тиску?
  2. Чим характеризується АТ як наукомісткий об'єктвиробництва?
  3. Основні функціональні системи та вузли АТ?
  4. Види навантажень деталей і вузлів АТ, що виникають при його експлуатації?
  5. Види пошкоджень деталей та вузлів АТ, що виникають при його експлуатації?