СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ РАБОЧИХ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРОВ ДВУХКОНТУРНЫХ ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Авиационные газотурбинные двигатели в процессе эксплуатации подвержены повреждениям проточных частей. Элементами конструкции двигателей, в значительной мере определяющими их эксплуатационные характеристики, являются рабочие лопатки. Характер типичных повреждений для различных типов двигателей зависит от назначения и места эксплуатации воздушного судна, на котором установлен тот или иной двигатель. Например, для турбовальных двигателей, эксплуатируемых в условиях запыленного воздуха, наибольшую проблему представляет эрозионный износ пера рабочих лопаток. Среди основных причин повреждений проточных частей компрессоров турбореактивных двухконтурных двигателей выделяются повреждения от попадания посторонних предметов. Особняком стоят повреждения, вызванные усталостью материала рабочих лопаток при опасных резонансных колебаниях. Посторонние предметы могут попасть в двигатель с взлетно-посадочной полосы; кроме того, опасность представляют куски льда, образовавшегося во входном устройстве, птицы и т. п. В роли предметов, попадающих в двигатель с взлетно-посадочной полосы, выступают куски бетона взлетно-посадочной полосы, льда, гайки, болты, куски протекторов шин, контровочная проволока и подобные элементы от ранее взлетавших воздушных судов. Попадание посторонних предметов в двигатель зависит как от режима работы (при работе на месте, при гонке, на взлете, при пробеге на посадке с использованием реверсивного устройства и т. п.), так и от расположения двигателя на воздушном судне.

При этом предметы, попавшие в проточную чаcть двигателей, повреждают лопатки каскада как низкого, так и высокого давления. Результаты взаимодействия предметов, попавших в проточную часть двигателя, с рабочими лопатками выражаются в появлении забоин по кромкам, перу и антивибрационным полкам (при наличии) лопаток, деформациях кромок, обрывам, отгибам периферийных частей и распределяются «нелинейно» по длине тракта (ступеням).

В статье приводятся результаты статистического анализа повреждаемости компрессоров двигателей трех типов за период более трех лет. Рассмотрены распределения видов повреждений по типам двигателей в целом и их отдельным ступеням, глубин и длин повреждений по кромкам внутри ступеней и положения мест повреждений от торца рабочих лопаток, в зависимости от времени года в целом по узлам и по ступеням. Результаты анализа позволяют выработать рекомендации к проведению процедур оптико-визуального контроля.

1. Комов А.А. Влияние компоновки силовой установки самолета на вихреобразование // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сборник тезисов докладов участников Международной научно-технической конференции, посвященной 45-летию Университета 18–20 мая 2016 года. М.: МГТУ ГА, 2016. C. 38.

2. Чичков Б.А. Экспериментально-теоретическое исследование спектров собственных частот и форм колебаний новых, поврежденных и восстановленных рабочих лопаток компрессоров // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сборник тезисов докладов участников Международной научно-технической конференции, посвященной 45-летию Университета 18–20 мая 2016 года. М.: МГТУ ГА, 2016. C. 42.

3. Комов А.А., Белоусов Г.Г. Основные закономерности повреждения лопаток компрессоров авиационных ГТД посторонними предметами // Научный Вестник МГТУ ГА. 2008. № 134. C. 25–35.

4. Чичков Б.А. Исследование повреждаемости проточных частей ТРДД // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сборник тезисов докладов участников Международной научно-технической конференции, посвященной 45-летию Университета 18–20 мая 2016 года. М.: МГТУ ГА, 2016. C. 39.

5. Чичков Б.А. Рабочие лопатки авиационных ГТД. Эксплуатационная повреждаемость рабочих лопаток. М.: МГТУ ГА, 2000. 60 с.

6. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1989. 367 c.

7. Ефимова М.Р., Рябцев В.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 1991. 304 с.

8. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами: Пер. c англ. М.: Мир, 1973. 959 c.

9. Шулекин В.Т., Лазарев Е.А. Оценка влияния повреждений рабочих и направляющих лопаток компрессора на эффективность функционирования авиадвигателей // Научный Вестник МГТУ ГА. 2005. № 85. C. 51–56.

10. Блаттнер П. Использование Microsoft Office Excel 2003. Специальное издание: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямc», 2005. 864 с.