Кратковременные испытания

Каждый двигатель, изготовленный на серийном заводе, проходит кратковременные стендовые испытания, целью которых является проверка качества производства и сборки, первоначальная приработка деталей, приводов, агрегатов, отладка агрегатов и систем, определение характеристик. Как правило, кратковременные заводские испытания нового двигателя состоят из двух этапов - сдаточных и контрольных испытаний, между которыми производится разборка, осмотр и дефектация деталей и повторная сборка.

Двигатель, поступивший на сдаточные испытания, проходит внешний осмотр; проверяются комплектность и установка агрегатов и датчиков, их крепление, подсоединение и крепление внешних трубопроводов и электроразводки. Осматриваются доступные участки проточной части, проверяются легкость вращения ротора и отсутствие посторонних звуков при проворачивании. Проверяется документация - формуляр двигателя, паспорт агрегатов.

Двигатель монтируют на тягоизмерительной платформе: к нему крепят стендовый воздухозаборник - обычно цилиндрический канал с лемнискатным входом; устанавливают защитную сетку. Подключают стендовую топливную магистраль и системы отбора воздуха и загрузки самолетных агрегатов. Устанавливают дополнительные технологические узлы и приборы, например вибропреобразователи в различных сечениях и плоскостях, малоинерционную термопару для измерения температуры газа за турбиной, датчики температуры масла в отдельных откачивающих магистралях, стендовый маслофильтр. Подключают аппаратуру осциллографирования. Проверяют герметичность стендовых измерительных магистралей, заправляют по норме маслобак, устанавливают стендовый топливный фильтр. Далее запускают двигатель и после опробования работы на режимах проводят приработку на стационарных и переходных режимах с загрузкой самолетных агрегатов. В несколько циклов с промежуточными остановками между ними проверяют работу всех систем, отладку автоматики запуска, параметров малого газа, максимального и взлетного режимов, управления элементами механизации, включения и выключения форсажа. Проверяют и при необходимости отлаживают приемистость, дросселирование, встречную приемистость.

При каждой остановке двигателя контролируется время выбега ротора, проверяется расход масла, количество топлива, вытекающего из дренажей, осматриваются маслофильтр, вход и выход двигателя, устраняются подтекания топлива и масла в соединениях и другие дефекты, отмеченные при осмотре. По результатам измерений корректируется настройка агрегатов системы управления и топливопитания и производится следующий запуск, цикл приработки, проверка, уточнение отладки. Таким образом, в несколько этапов вводят в норму ТУ основные режимные параметры и устраняют дефекты, препятствующие ведению испытания. При этом считаются допустимыми некоторые отклонения в параметрах и настройке САУ, а также отдельные дефекты. которые можно устранить при переборке и последующем контрольном испытании.

В конце сдаточного испытания снимают дроссельную характеристику, а в области форсированных режимов - характеристику по составу смеси. По этим характеристикам оцениваются качество проведенных регулировок и возможность выполнения на данном экземпляре технических требований к основным данным. Перед снятием двигателя со стенда может быть с помощью специального поворотного технологического устройства определено температурное поле потока газа за турбиной.

После сдаточного испытания двигатель поступает на разборку по узлам и деталям, осмотр и дефектацию. Объем разборки различен для различных двигателей в зависимости от конструкции, состояния производства и эксплуатации, характера и частоты наблюдающихся дефектов. Трансмиссия, приводы, опоры разбираются до деталей. Ротор компрессора осматривается обычно в сборе с лопатками и кольцами лабиринтных уплотнений, лопатки турбины снимаются с дисков для контроля специальными методами. Проверяется состояние подшипников. шестерен, трущихся деталей, уплотнений, покрытий. Незначительные дефекты устраняются, а если это невозможно, то дефектные детали заменяют деталями, прошедшими на другом двигателе сдаточные испытания или имеющими соответствующую им наработку. Лишь отдельные детали (по специальному перечню) могут заменяться новыми.

Если по характеристикам, снятым на сдаточных испытаниях, видно, что основные данные двигателя выходят за пределы допуска или находятся на пределе ТУ, то при переборке должны быть приняты меры для их улучшения. Для этого особое внимание уделяется состоянию уплотнений, герметичности стыков, величине зазоров с целью устранения или снижения утечек и перетеканий. Заменой статорных деталей или напылением покрытий уменьшают в пределах допуска радиальные зазоры в компрессоре и турбине. В каждом производстве опытом устанавливаются наиболее эффективные и доступные средства улучшения различных показателей качества двигателя. Повышенная неравномерность температурного поля исправляется при переборке заменой отдельных форсунок в топливном коллекторе; значения давлений в разгрузочных полостях корректируются заменой гидравлических сопротивлений - заглушек, жиклеров - или деталей лабиринтных уплотнений. В отдельных случаях, при больших отклонениях параметров (скольжения, линии рабочих режимов), может потребоваться замена смесителя ТРДД или даже соплового аппарата турбины другим с увеличенной или уменьшенной площадью проходного сечения.

После переборки двигатель ставится на контрольное испытание, программа которого, как и сдаточного испытания, включает приработку, опробование на всех режимах, отладку агрегатов и систем, снятие характеристик. Проверяется работа аварийных систем, блокировок, ограничителей. Стендовое оборудование, измерительные системы, технологические узлы в основном те же, что и на сдаточном испытании. Основное отличие состоит в том, что в ходе контрольного испытания необходимо провести окончательную проверку и регулировку всех систем, чтобы ввести в норму технических условий все контролируемые параметры двигателя на стационарных режимах и в переходных процессах. Поэтому контрольное испытание по времени в несколько раз дольше сдаточного.

При регулировке и снятии характеристик принимаются меры, чтобы устранить возможные искажения, вносимые стендовым оборудованием; отключается система загрузки самолетных агрегатов и отбора воздуха; отключаются стендовые измерительные магистрали, заполнение объема которых на переходных процессах может повлиять на протекание процессов запуска, приемистости, включения форсажа. Все выявленные дефекты должны быть устранены в ходе испытания с проверкой при последующем запуске.

Программа контрольного испытания может включать специальную проверку достаточности запасов газодинамической устойчивости. Для этого используются приемы, основанные на искусственном уменьшении имеющихся запасов устойчивости. Так, например, с этой целью может быть опробована работа двигателя при нештатной регулировке режима срабатывания противопомпажных устройств, при ускоренной приемистости или при создании нормированных возмущений во входном воздухозаборнике - исправный двигатель при этом должен работать устойчиво.

Завершается испытание снятием дроссельной характеристики, по которой после приведения всех измеренных величин к стандартным атмосферным условиям определяются значения нормируемых параметров на малом газе, крейсерских режимах, максимальном и взлетном режимах. Если на фактически отлаженных максимальном или взлетном режимах тяга превышает заданную техническими требованиями, то такие параметры, как удельный расход топлива и температура газов перед турбиной, определяются интерполяцией по кривым для номинальных заданных значений тяги. Все эти параметры после контрольного испытания должны укладываться в пределы технических условий с учетом допуска на серийное производство.

После окончания контрольного испытания проводятся внешний осмотр двигателя, промывка фильтров, контровка и пломбирование всех регулировочных элементов. Снимаются все технологические агрегаты, приборы и датчики, использовавшиеся при испытаниях, производится опрессовочный запуск для проверки герметичности восстановленных соединений в штатной компоновке.

Затем проводится акт сдачи, состоящий в опробовании заказчиком работы двигателя, проверке функционирования системы управления и автоматики, снятии контрольных точек на указанных в ТУ режимах. При отсутствии отклонений в параметрах и характеристиках, а также дефектов по осмотру после испытания двигатель признается годным для эксплуатации и принятым заказчиком. Производится внутренняя и наружная консервация, заполняется формуляр, двигатель направляется в экспедицию.

Двукратное кратковременное испытание с переборкой является, безусловно, полезным для контроля качества двигателя и предупреждения возможных дефектов в эксплуатации. Эта технология, однако, сопряжена с дополнительными затратами, которые со временем становятся не вполне оправданными.

По мере освоения двигателя в серийном производстве и накопления опыта испытаний сокращаются число и перечень дефектов, выявляемых при переборке после сдаточных испытаний. В результате проведения конструктивных и технологических мероприятий серьезные дефекты после сдаточного испытания ликвидируются полностью. Появляется возможность при переборке ограничиваться осмотром многих узлов в сборе, без разборки по деталям.

При положительных результатах выпуска и эксплуатации двигателей с частичной переборкой между испытаниями может ставиться вопрос о переходе к совмещенным контрольно-сдаточным испытаниям, в которых выполняется полная программа приработки, проверок и отладок на всех режимах, но без промежуточной переборки. Это ответственное решение может быть принято только совместно с заказчиком на основании систематического анализа опыта заводских испытаний и эксплуатации. При совмещенных испытаниях предъявляются повышенные требования к диагностическому контролю в ходе испытаний и к возможностям осмотра и контроля состояния всех узлов двигателя без его разборки.