Аметов Азиз Айдарович - аспирант МГТУ ГА.
Москва
Aziz A. Ametov - Postgraduate Student, Moscow State Technical University of Civil Aviation.
Moscow
Чичков Борис Анатольевич - профессор, доктор технических наук, профессор кафедры двигателей летательных аппаратов МГТУ ГА.
Москва
Boris A. Chichkov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Aircraft Engines Chair, Moscow State Technical University of Civil Aviation.
Moscow
Уменьшение стоимости жизненного цикла изделия авиационной техники – задача, решаемая на стадии проектирования либо влекущая за собой значительные доработки конструкции. Предварительный подогрев турбины газотурбинного двигателя (ГТД) позволяет уменьшить термонапряженность рабочих лопаток (РЛ) при запуске двигателя без внесения конструктивных изменений, а лишь за счет внедрения технологии подогрева двигателя в эксплуатационный процесс. Значения термических напряжений на РЛ турбины высокого давления (ТВД) турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) с применением подогрева и без него позволяют определить изменение суммарной степени повреждаемости РЛ ТВД. В концепции предварительного подогрева ГТД перед запуском для составления технологии подогрева необходимо знать время, за которое РЛ нагреется до необходимой температуры. Таким образом, задача исследования, излагаемого в статье, заключается в эмпирическом определении времени прогрева РЛ ТВД при помощи термопар и пирометров на натурном объекте в зависимости от способов подачи воздуха для подогрева и вращения ротора. Отличительной особенностью проделанной работы является применение эмпирического подхода в определении времени прогрева РЛ ТВД для оценки целесообразности применения самой технологии предварительного подогрева ГТД перед запуском и выбора наиболее эффективного способа прогрева по критерию времени. Рассмотрены несколько способов подогрева двигателя перед запуском с применением различного набора оборудования и способа подачи горячего воздуха на турбину. Результаты измерений времени прогрева РЛ позволили установить способ прогрева с минимальными затратами времени перед запуском двигателя.
Reducing the durability cost of an aircraft product is an issue either addressed at the design stage or causing significant design modifications. Turbine preheating of a gas turbine engine (GTE) allows for the thermal stress of the rotor blades (RB) to be reduced at the engine start without making design changes, but only by implementing the engine heating technology into the operational process. Values of thermal stresses on rotor blades of a high-pressure turbine of a bypass turbofan engine (TFE) with and without heating allow us to determine the change in the total HPT RB damage rate. In the concept of preheating a GTE prior to the start in order to comply with the preheating technology, it is necessary to know the duration within which the RB will heat up to the required temperature. Thus, the research objective, presented in the paper, is to empirically determine the HPT RB heating time, using thermocouples and pyrometers on a full-scale body depending on the methods of air supply for heating and rotor spinning. A distinctive feature of this work is the application of the empirical approach to determine HPT RB heating time to evaluate the feasibility of the GTE preheating technology application prior to the start and the selection of the most efficient heating method according to the duration criterion. Several methods of engine heating prior to the start, using different sets of equipment and the method of supplying hot air to the turbine, were considered. The results of RB heating time measurements made it possible to establish the method of heating with minimal time expenditure prior to the engine start.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.