Юрий Елисеев,
генеральный директор ФНПЦ ММПП «Салют»,
кандидат технических наук

Важнейшей задачей современного авиадвигателестроения является повышение надежности двигателя и продление его ресурса. Примером ее удачного решения является АЛ-31Ф, серийно выпускаемый ФНПЦ ММПП «Салют».

Долговечность двигателя зависит от совершенства его конструкции, обеспечивающей надежную работу основных узлов и агрегатов при естественном износе и изменении свойств материалов и покрытий. Другим необходимым условием является наличие методов и средств диагностики его технического состояния. А ремонтопригодность двигателя обеспечивается модульностью его конструкции и возможностью восстанавливать работоспособность узлов и деталей не только на ремонтном предприятии, но и в условиях эксплуатации (фото 1).

Видеотелевизионный  измерительный  комплексБезаварийная эксплуатация ГТД, увеличение ресурса и эксплуатация по техническому состоянию невозможны без современных методов и средств диагностического контроля. Поэтому на «Салюте» еще в 1982г. было создано конструкторское бюро диагностического контроля (КБДК). За время существования этого подразделения разработаны уникальные методики и оборудование, позволяющие контролировать техническое состояние двигателя как установленного на самолете, так и снятого с него. Среди многочисленных разработок КБДК следует отметить видеотелевизионный измерительный комплекс (фото 2), предназначенный для эффективного и качественного контроля состояния и замера выявленных повреждений проточной части авиационных двигателей с выводом изображения на цветной монитор через жесткие и гибкие эндоскопы и документированием полученных результатов на магнитный регистратор. Комплекс позволяет осматривать и измерять повреждения газовоздушного тракта двигателя с точностью до 0,05 мм.

Совместно с ЦИАМ разработаны методики и создано семейство виброакустических приборов ДИП-1, -1М, -2, -2М, которые применяются для диагностики межвальных, межроторных и других подшипников качения. Контроль осуществляется на неработающем двигателе при ручной прокрутке ротора без закрепления датчиков на корпусе. В частности, ДИП-2М (фото 3) позволяет выявлять дефекты в виде точечных выкрашиваний (питтинг), раковин, трещин на сепараторах, выработку беговых дорожек тел качения, а также их проскальзывание. Эта методика используется и на ГТД типа Д-30, Д-30КУ, Д-33 и др. В настоящее время ведется разработка нового виброакустического прибора типа ДИП, предназначенного для диагностики состояния подшипников на двигателях АЛ-31Ф, АЛ-31ФП, АЛ-37ФП, АЛ-39, АЛ-41, АЛ-55, РД-600В, ТВД-1500, Д-436, Д-30, Д-30КП, Д-30КУ, РД-33, АИ-25ТЛ. Он обладает более высокими техническими характеристиками, выполнен на новой элементной базе и содержит сменный блок полосовых фильтров, позволяющий изменять диапазон регистрируемых частот от 10 до 750 Гц в зависимости от типа двигателя.

На АЛ-31Ф и его модификациях, включая выносную коробку агрегатов, установлено 18 различных типов неразборных подшипников. Общее их количество – около 100. При ремонте двигателя часто оказывалось, что техническое состояние неразборных подшипников было вполне удовлетворительным. Они годились для дальнейшей эксплуатации, но из-за отсутствия методики оценки их состояния, как правило, заменялись на новые. По результатам проведенных исследований был получен и теоретически обоснован количественный критерий оценки технического состояния подшипника. А также создана установка и разработан прибор, позволяющие по замеренным средним и пиковым величинам амплитуды вибраций определять численное значение критерия и оценивать запас работоспособности подшипника. То есть обоснованно принимать решения о замене подшипников при ремонте двигателя.

Около 80% всех работ по диагностике авиационных двигателей в условиях эксплуатации, а также при их изготовлении и испытаниях, приходится на контроль с использованием жестких и гибких технических эндоскопов (при продлении ресурса двигателей по их техническому состоянию, выполнении регламентных работ и специальных работ по техническим указаниям, бюллетеням и инструкциям). Учитывая вышеизложенное, на ММПП «Салют» решено организовать совместно с ЗАО «ОМТЕХ» разработку и собственное производство новых технических эндоскопов с более высокими характеристиками, соответствующих климатическим условиям России. Цель – удовлетворение потребностей авиакосмической отрасли в современной, качественной и конкурентоспособной эндоскопической технике отечественного производства.

На предприятии также разработан и успешно применяется люминесцентный контроль ЛЮМ1-ОВ с использованием волоконно-оптической техники, что позволяет находить трещины и другие повреждения в труднодоступных местах на собранном двигателе. Этот вид контроля обладает особо высокой чувствительностью: определяются трещины с шириной раскрытия 0,12-0,5 мкм. Широко используется и вихретоковый контроль с помощью прибора типа ВДУ-20. Специально сконструированные датчики позволяют надежно получать информацию о наличии усталостных трещин на лопатках и других деталях ГТД в процессе его эксплуатации без снятия с летательного аппарата. Прибор определяет сквозные трещины на кромках деталей с шириной раскрытия 5 мкм и длиной 0,6 мм. На плоских поверхностях обнаруживаются трещины с шириной раскрытия 5 мкм и длиной 2 мм.

Грамотная эксплуатация двигателя невозможна без квалифицированных кадров, производящих диагностику и ремонт изделия. Для этого на «Салюте» создан Институт целевой подготовки специалистов по двигателестроению – филиал «МАТИ» – РГТУ им. К.Э.Циолковского, где проводится обучение работников предприятий нашей отрасли, эксплуатирующих организаций и студентов вузов. В учебном диагностическом классе (фото 4) установлены двигатели АЛ-31Ф и Р-15Б-300, которые специально собраны со всеми наиболее часто встречающимися повреждениями. Там также представлены разрезные макеты двигателей и все виды действующего диагностического оборудования. Обучающиеся на практике овладевают навыками обнаружения неисправностей и повреждений, возникающих в процессе эксплуатации двигателей.

Контролепригодность и ремонтопригодность АЛ-31Ф позволяют в условиях эксплуатации производить модульную замену узлов: КНД, ВКА, КДА, фронтовое устройство, регулируемое сопло. Без его разборки могут быть устранены допустимые повреждения на рабочих лопатках КНД, а также заменены рабочие лопатки I ступени КНД и всех ступеней КВД. Опыт эксплуатации двигателя показал, что даже при значительных отклонениях геометрических размеров профиля ремонтных лопаток от первоначальных характеристики компрессора и его газодинамическая устойчивость остаются в допустимых пределах. Это позволило осуществлять ремонт поврежденных лопаток непосредственно на двигателе и допускать их к дальнейшей эксплуатации (фото 5).

Ремонт двигателя на предприятии подразделяется на средний и капитальный. При первом ремонтируется вышедший из строя модуль или сборочная единица. После этого двигатель отправляется на доработку гарантийного ресурса. Восстанавливать его на первоначальный гарантийный ресурс позволяет капитальный ремонт. На предприятии применяются специальные технологические процессы по восстановлению деталей и узлов, таких как антивибрационные полки на рабочих лопатках компрессора, бандажные полки на лопатках турбины, посадочные места под подшипники, дефекты на жаровых трубах и корпусах камеры сгорания. Поврежденное хромоалитированное покрытие на рабочих лопатках ТВД заменяется жаропрочным ионно-плазменным диффузионным. Теплозащитные покрытия на внутренних поверхностях жаровых труб восстанавливаются методом газоплазменного напыления. При повреждении пера лопаток КНД и КВД осуществляется ремонт с использованием электролучевой сварки и пайки.

Таким образом, созданная диагностическая база и разработанная система ремонта и восстановления работоспособности двигателя АЛ-31Ф позволили значительно повысить его гарантийный и общетехнический ресурс.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...