logo
Испытания и надежность ГТД

3.3.Основные положения методики обработки резуль-татов испытаний и определения характеристик гтд

Необходимость определения действительных параметров и характерис-тик рабочего процесса двигателя и его узлов возникает при доводке двигате-ля.

В результате испытаний определяются в основном термодинамические параметры двигателя. Приемники температур и давлений, датчики и другие элементы обеспечения измерений, образующие препарацию двигателя, устанавливают по тракту проточной части так, чтобы можно было отследить изменение параметров двигателя по длине газовоздушного тракта, в характерных сечениях на границах узлов.

В дальнейшем полученные результаты замеров используют для форми-рования решений по изменению конструкции в ходе доводки узлов и в целом двигателя, для получения требуемых характеристик двигателя и совершенст-вования методик обработки результатов испытаний.

До начала экспериментов двигатель препарируют, т.е. в характерных сечениях устанавливают первичные приемники и преобразователи, обеспечи-вающие измерение полного и статического давления и полной температуры. В связи с тем, что поток воздуха и газов, движущийся по проточной части двигателя имеет неравномерный характер, а вследствие этого и значения температур и давлений у втулочной части и периферии, а также по окружно-сти (из-за закрученности потока) могут серьезно отличаться, то для получе-ния достоверных значений при неравномерных полях температур и давлений необходимо определять термодинамические параметры во многих точках сечения, как по радиусу (по высоте канала), так и по окружности его.

Однако, разместить приемники и преобразователи равномерно не всегда удается по конструктивных соображениям. Поэтому некоторые термодина-мические величины определяют косвенным (расчетным) путем (например температуру газа перед турбиной высокого давления) или по результатам автономных испытаний отдельных узлов двигателя на специальных стендах (характеристики блоков ступеней компрессора ,характеристики камеры сгорания, характеристики турбины). Установку приемников замеров термо-динамических параметров по высоте проточной части производят в центрах равноплощадных колец для получения среднеинтегральных значений параметров. Расчет радиусов, на которых необходимо установить замеры, проводят по формуле:

где : - радиус установки замера;

d - втулочный диаметр сечения постановки препарации;

D - периферийный диаметр сечения постановки препарации;

n - количество замеров по высоте проточной части;

i = (1…n) - порядковый номер замера по высоте.

Рассмотрим методику определения основных параметров при испыта-ниях на стенде в земных условиях на примере двухконтурного турбореактив-ного двигателя (ТРДД) со смешением потоков наружного и внутреннего контуров и общим реактивным соплом.

При испытаниях двигателя с помощью стендовых измерительных систем измеряют следующие параметры:

- расход воздуха через двигатель.

На входе в двигатель обычно устанавливается расходомерный коллектор (РМК), представляющий собой трубу с лемнискатным входом, изготовлен-ную согласно требованиям отраслевого стандарта. Перед испытаниями РМК обязательно должен пройти метрологическую аттестацию на предмет определения коэффициента расхода воздуха m, представляющего собой отношение эффективной площади канала (площади через которую фактически протекает воздушный поток) к геометрической площади канала.

Величина m всегда < 1,0, что связано с наличием пограничного слоя при течении воздуха по каналам.

Как правило, препарирование опытного двигателя для оценки термодинамических параметров при стендовых испытаниях выполняют в следующем объеме:

1. На входе в двигатель ставят от 4-х до 8-и радиальных приемников (гребенок) полного давления для определения потерь полного давления во входном канале и полей давления на входе в двигатель.

2. За КНД, как в наружном так и во внутреннем каналах, ставят по 3…6 радиальных гребенок полного давления и температуры. Кроме того, для определения следов от лопаток направляющих аппаратов на 3-х радиусах (периферия, середина и втулка), а иногда и чаще, ставят шаговые гребенки полного давления, охватывающие в окружном направлении расстояние не менее 1,5 шагов по лопаткам направляющих аппаратов.

3. За КВД ставят по 2…3 радиальные гребенки полного давления и температуры, а для определения следов от лопаток спрямляющих аппаратов на 3-х радиусах (периферия, середина и втулка) ставят шаговые гребенки полного давления, реже и температур, охватывающие в окружном направлении расстояние не менее 1,5 шагов по лопаткам спрямляющих аппаратов.

4. За камерой сгорания из-за высоких температур приемники препарации, как правило, не устанавливается, а параметры (Т* и Р*) определяются расчетным путем.

5. За ТНД ставят от 3 до 12 радиальных гребенок полного давления и температуры.

6. На срезе реактивного сопла ставят по 2…3 радиальные гребенки изме-рения полного давления и температуры для определения качества смешения потоков наружного и внутреннего контуров.

7. На выходе из 2-го контура ставят 2….3 радиальные гребенки измере-ния полного давления для определения потерь полного давления во 2-ом контуре.

8. Кроме того, в основных ( определяемых утверждаемой схемой препа-рирования двигателя ) сечениях замеров термодинамических параметров ставят приемники для замеров статического давления.

Методика обработки результатов испытаний ТРДД.

1. Параметры воздуха в расходомерном коллекторе (РМК):