Двигатель ТВ2-117А(АГ)

ЦЕЛЬ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ :

 

   В данной дипломной  работе мне предстоит разобрать  силовую установку, ознакомиться  с ее особенностями. Описать отказ (выключение) одного двигателя в  полете, особенности летной и технической эксплуатации, технологию работы членов экипажа в особых случаях полета.

 

 

НАЗНАЧЕНИЕ, КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРТОЛЕТА МИ-8Т

 

 

Вертолет Ми-8 предназначен для перевозки пассажиров, багажа, грузов и почты в труднодоступной местности, а также для проведения специальных авиационных работ в различных отраслях народного хозяйства. По весовой категории вертолет Ми-8 относится к вертолетам 1 класса. Вертолет спроектирован по одновинтовой схеме с пятилопастным несущим и трехлопастным рулевым винтами. На вертолете установлены два турбовинтовых двигателя ТВ2-117АГ с взлетной мощностью 1100 кВт (1500 л.с.) каждый, что обеспечивает возможность посадки вертолета при отказе одного из двигателей.

Вертолет эксплуатируется в двух основных вариантах: пассажирском Ми-8П и транспортном Ми-8Т

Силовая установка является источником энергии для привода несущего и рулевого винтов, а также агрегатов систем вертолета и двигателей. Она состоит из двух газотурбинных двигателей ТВ2-117АГ, систем и устройств, обеспечивающих их работу.

Двигатели установлены на потолочной панели центральной части фюзеляжа впереди главного редуктора симметрично относительно продольной оси вертолета. Каждый из двигателей имеет мощность 1100 кВт и работает независимо один от другого.

Для обеспечения высокой надежности работы и противопожарной безопасности, поддержания оптимального температурного режима двигателей и защиты их от влияния атмосферных явлений на вертолете установлены следующие системы и устройства: топливная и масляная системы, система воздушного охлаждения, пылезащитное устройство, система пожаротушения, капоты двигателей и главного редуктора. Пассажирский вариант вертолета предназначен для межобластных и местных перевозок пассажиров, багажа, почты и малогабаритных грузов. Он рассчитан на перевозку 28 пассажиров. Транспортный вариант предусматривает перевозку грузов массой до 4000 кг или 24 служебных пассажиров. По желанию заказчика пассажирский салон вертолета может быть оборудован в салон с повышенным комфортом на 11 или 7 пассажиров.

Вертолет Ми-8П может быть переоборудован в транспортный, санитарный варианты, а также варианты с увеличенной дальностью (перегоночный) и с внешней подвеской грузов.

Транспортный вариант так же, как и пассажирский, при необходимости переоборудуется в санитарный, перегоночный варианты и вариант с внешней подвеской грузов. Вертолет в санитарном варианте может перевозить 12 лежачих больных и сопровождающего медработника. Вертолет с внешней подвеской грузов перевозит крупногабаритные грузы массой до 3000 кг вне фюзеляжа.

Перегоночный вариант вертолета необходим для выполнения полетов с увеличенной дальностью (от 620 до 1035 км). В этом случае в грузовую кабину вертолета за счет коммерческой нагрузки устанавливают один или два дополнительных топливных бака. Существующие варианты вертолета снабжены электролебедкой, позволяющей с помощью бортовой стрелы поднимать (опускать) на борт вертолета грузы массой до 150 кг, а также при наличии полиспаста затягивать в грузовую кабину грузы массой до 2600 кг.

Экипаж вертолета состоит из двух пилотов и бортмеханика.

 

 

          

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ О ДВИГАТЕЛЕ ТВ2-117А (АГ)

 

 

Турбовальный двигатель ТВ2-117АГ устанавливается на вертолете Ми-8.Силовая установка вертолета состоит из двух двигателей ТВ2-117АГ и главного редуктора ВР-8А.

Правый и левый двигатели взаимозаменяемы при условии разворота выхлопного патрубка На вертолете двигатели подсоединены к одному главному редуктору, который передает суммарную мощность двигателей несущему и хвостовому винтам.

Особенностью конструкции ТВ2-117АГ является наличие в нем свободной турбины (турбины винта), мощность которой, передаваемая редуктору, составляет эффективную мощность двигателя. Свободная турбина кинематически не связана с турбокомпрессорной частью двигателя. Эта особенность обеспечивает ряд конструктивных и эксплуатационных преимуществ двигателя: позволяет получать требуемую частоту вращения вала несущего винта вертолета независимо от частоты вращения ротора турбокомпрессора двигателя; облегчает раскрутку турбокомпрессора при запуске двигателя, позволяет получать оптимальный расход топлива при различных условиях эксплуатации двигателя; исключает необходимость использования фрикционной муфты (муфты включения) в силовой установке вертолета. Силовая установка вертолета имеет систему автоматического поддержания частоты вращения несущего винта с синхронизацией

мощности обоих двигателей, двигатели ТВ2-117А с 1984 г. выпускаются с графитовым уплотнением узла II опоры ротора турбокомпрессора вместо контактно-кольцевого. Двигатели с указанным изменением имеют условное обозначение ТВ2-11АГ и по своим техническим параметрам и эксплуатации не отличаются от двигателей ТВ2-117А.

 

 

 

 

Основные характеристики двигателя ТВ2-117А (АГ):

• Тип двигателя ................................. турбовинтовой, со свободной турбиной
• Направление вращения ............................................................................... левое
• Частота вращения свободной турбины .......................... 12000 об/мин (100 %)
• Мощность на выходном валу (взлетный режим) ................................ 1500 л.с.
• Сухая масса ......................................................................... не более 334 кг + 2%
• Длина с агрегатами и выхлопным патрубком ..................... не более 2843 мм
• Ширина ..................................................................................... не более 550 мм
• Высота ....................................................................................... не более 748 мм

 

 

 

2.  ОТКАЗ ОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

 

2.1. ПРИЗНАКИ ОТКАЗА ДВИГАТЕЛЯ

 

      Под отказом двигателя понимаются случаи самопроизвольной полной или частичной потери мощности, а также случаи нарушения работоспособности силовой установки, требующие либо аварийного, либо нормального (с режима малый газ) выключения двигателя, либо уменьшения режима работы двигателя.

Полная потеря мощности одного двигателя в полете  сопровождается:

• резким изменением характера шума от работы двигателей;
• изменением углового положения вертолета (пикированием, а также разворотом и кренением вправо) с уменьшением высоты полета, вызванным уменьшением частоты вращения несущего винта;
• уменьшением частоты вращения  турбокомпрессора,  температуры газа, давления топлива и масла на входе в двигатель.

При отказе (выключении) одного двигателя автоматика выводит работающий двигатель на повышенный режим работы вплоть до взлетного в зависимости от величины шага несущего винта, выдерживаемой пилотом, и соответствующей ей частоты вращения несущего винта. Автопилот в этом случае стабилизирует или демпфирует изменения углового положения вертолета. Такая работа автоматики значительно уменьшает вызванное отказом двигателя падение частоты вращения несущего винта и разбалансировку вертолета, облегчает пилотирование, однако не исключает принятия пилотом энергичных мер по установлению наивыгоднейших режимов полета вертолета с отказавшим двигателем.

При частичном отказе одного из двигателей, когда происходит постепенное падение  мощности,  система  автоматического поддержания частоты вращения несущего винта обеспечивает в начале отказа сохранение частоты вращения в заданном диапазоне. Поэтому такой вид отказа двигателя по "поведению" вертолета,  как правило,  не может  быть обнаружен.

Пилот о таком виде отказа может судить по отклонениям от нормы параметров работы одного из двигателей (уменьшение частоты вращения ротора турбокомпрессора или понижение температуры газа перед турбиной и др.).

 

 

2.2. ВНЕЗАПНЫЙ ОТКАЗ ОДНОГО  ИЗ ДВИГАТЕЛЕЙ.

 

      В этом  случае уменьшением общего шага  на 1-3°С не допустить падения оборотов Nнв ниже 89% (допускается кратковременное падение Nнв до 80% в момент отказа). Далее :

• определить по показаниям приборов, какой из двигателей отказал. И выключить его. Закрыв соответствующий стоп-кран;
• перевести РРУ работающего двигателя в крайнее верхнее положение;
• закрыть пожарный кран остановленного двигателя;
• выключить его генератор;
• рычагом шаг-газ установить работающему двигателю взлетный режим (Nнв = 92 – 93%) или режим, обеспечивающий продолжение полета.

 

ПРИМЕЧАНИЕ. В СЛУЧАЕ НЕВОЗМОЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОСАДКИ ВЗЛЕТНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ ПО ВРЕМЕНИ.

 

 

 

2.3. ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПРИ  ОТКАЗЕ В ПОЛЕТЕ ОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

При внезапном отказе в полете одного из двигателей на скорости и с запасом высоты (с резервом времени до перехода на посадку) командиру вертолета необходимо:

• при \/пр. более 120 км/ч взятием ручки циклического шага на себя перейти на торможение вертолета с интенсивностью,  обеспечивающей выход на полет Vпр=120-130 км/ч без потери высоты или с набором высоты; 
• отклонением левой педали  вперед парировать стремление вертолета к развороту вправо;
• при Vпр.  менее  120  км/ч незначительным отклонением ручки "ШАГ-ГАЗ" вниз не допускать падение частоты вращения несущего  винта менее 89%,  а отклонением левой педали вперед и ручки управления на себя и влево парировать стремление вертолета к правому развороту и уменьшению угла тангажа;
• определить   по  показаниям  приборов,     какой  из  двигателей  отказал,   и  выключить   его,   закрыв  соответствующий   кран   останова;
• перевести  рычаг  раздельного управления  работающего     двигателя в  крайнее   верхнее   положение;
• закрыть   перекрывной  кран  топлива  остановленного  двигателя  или 
  дать  команду     бортмеханику  закрыть   перекрывной  кран  топлива левого, (правого)  двигателя;
• установить изменением величины общего шага несущего винта взлетный режим работающему двигателю при частоте вращения несущего  винта   92-93  %;
• после стабилизации режима  полета  изменением  общего  шага установить  режим,     соответствующий Vпр.=120-130  км/ч,     уменьшив  по возможности режим работы двигателя;
• произвести     вынужденную     посадку  на ближайшем  аэродроме   (вертодроме)   или   на  площадке,   подобранной  с  воздуха  и  пригодной  для посадки  с  коротким  пробегом.

 

 

 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ:

1. ЗАПУСК В ПОЛЕТЕ ОТКАЗАВШЕГО ДВИГАТЕЛЯ ЗАПРЕЩАЕТСЯ, КРОМЕ СЛУЧАЕВ САМОВЫКЛЮЧЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ (ДВИГАТЕЛЕЙ) ПРИ ПОЛЕТЕ ВЕРТОЛЕТА В УСЛОВИЯХ ОБЛЕДЕНЕНИЯ, СИЛЬНОГО СНЕГОПАДА И ДОЖДЯ, В ЭТИХ СЛУЧАЯХ (ЕСЛИ САМОВЫКЛЮЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ В ПОЛЕТЕ СОПРОВОЖДАЛОСЬ ЛЕГКИМ ХЛОПКОМ В РАЙОНЕ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ БЕЗ ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА ПЕРЕД ТУРБИНОЙ'ВЫШЕ ДОПУСТИМОЙ И БЕЗ ПОСТОРОННЕГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЗВУКА) РАЗРЕШАЕТСЯ ПРОИЗВЕСТИ ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ В ПОЛЕТЕ, ДЛЯ ЭТОГО НЕОБХОДИМО ОПРЕДЕЛИТЬ ПО ПОКАЗАНИЯМ ПРИБОРОВ, КАКОЙ ИЗ ДВИГАТЕЛЕЙ ВЫКЛЮЧИЛСЯ, ЗАКРЫТЬ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ КРАН ОСТАНОВА, А РЫЧАГ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧЕННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕВЕСТИ НА НИЖНИЙ УПОР И ПРОИЗВЕСТИ ЗАПУСК  ДВИГАТЕЛЯ.
2. ПРИ     НЕВОЗМОЖНОСТИ      БЕЗОПАСНОГО     ПРОДОЛЖЕНИЯ   ПОЛЕТА   НА  НОМИНАЛЬНОМ   РЕЖИМЕ   РАБОТЫ   ОДНОГО   ДВИГАТЕЛЯ   РАЗРЕШАЕТСЯ   ИСПОЛЬЗОВАТЬ ВЗЛЕТНЫЙ   РЕЖИМ   РАБОТЫ   ДВИГАТЕЛЯ   ДО   ВЫПОЛНЕНИЯ   ПОСАДКИ.
3. ВРЕМЯ  НЕПРЕРЫВНОЙ   РАБОТЫ  ДВИГАТЕЛЯ   НА   ВЗЛЕТНОМ   РЕЖИМЕ  НЕ БОЛЕЕ   6   МИН,      ДОПУСКАЕТСЯ   НАРАБОТКА   ДО   60   МИН,      ПОСЛЕ   ЧЕГО   ДВИГАТЕЛЬ   И   ГЛАВНЫЙ   РЕДУКТОР   ПОДЛЕЖАТ   СНЯТИЮ.
4. ПРИ НЕВОЗМОЖНОСТИ БЕЗОПАСНОГО ПРОДОЛЖЕНИЯ ПОЛЕТА С ОДНИМ РАБОТАЮЩИМ ДВИГАТЕЛЕМ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА +5°С И ВЫШЕ РАЗРЕШАЕТСЯ ОТКЛЮЧИТЬ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВ УРП-27 РАБОТАЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ АЗСом ОГРАНИЧ. ТЕМПЕР. ДВИГАТ., РАСПОЛОЖЕННЫМ НА ЛЕВОЙ ПАНЕЛИ АЗС В КАБИНЕ ЭКИПАЖА. ДОПУСТИМОЕ ВРЕМЯ ОДНОРАЗОВОЙ   НЕПРЕРЫВНОЙ   РАБОТЫ   ДВИГАТЕЛЯ   ПРИ   ОТКЛЮЧЕНИИ      УРТ-27 - НЕ   БОЛЕЕ   30   МИН. МАКСИМАЛЬНО   ДОПУСТИМАЯ   ТЕМПЕРАТУРА   ГАЗОВ   НЕ ДОЛЖНА   ПРЕВЫШАТЬ   925°С. 

 

 

 

При внезапном отказе одного двигателя в полете  на малой высоте и невозможности выполнения полета без снижения (без резерва времени  до  перехода   на   посадку)   командиру   вертолета   необходимо:

• незначительным    отклонением ручки  "ШАГ-ГАЗ"  вниз  не допускать 
  падения  частоты  вращения  несущего  винта  менее  89%.     Отклонением левой  педали и ручки  циклического шага  парировать,     при  необходимости,   стремление  вертолета  к   правому развороту  и     уменьшению угла  тангажа;
• изменением  общего  шага  и   отклонением  ручки  управления   и   педалей  установить   наивыгоднейший  режим   полета,   обеспечивающий   достижение  подобранной  площадки  для  безопасной  посадки  с  одним работающим двигателем.

 

 

ВНИМАНИЕ. ПРИ ОТКАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ У ЗЕМЛИ НА МАЛОЙ ВЫСОТЕ И МАЛОЙ СКОРОСТИ ПРОИСХОДИТ ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ, ДЛЯ ПАРИРОВАНИЯ КОТОРОЙ ПИЛОТ МОЖЕТ ПРЕЖДЕВРЕМЕННО УВЕЛИЧИТЬ. ШАГ ДО НЕДОПУСТИМОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ПОЭТОМУ НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ, ЧТО ТЕМП УВЕЛИЧЕНИЯ ШАГА И ЕГО МАКСИМАЛЬНАЯ ВЕЛИЧИНА ЗАВИСЯТ ОТ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА И СКОРОСТИ ПРИБЛИЖЕНИЯ К ЗЕМЛЕ.

 

 

 

2.4. ПОЛЕТ С ОДНИМ НЕРАБОТАЮЩИМ  ДВИГАТЕЛЕМ

 

Полеты с одним неработающим двигателем выполняются в диапазоне скоростей, разрешенном для горизонтального полета, набора высоты и моторного снижения согласно РЛЭ п. 2.5.3.

 Зависимость полетной  массы вертолета, с которой возможен  горизонтальный полет без снижения  при отказе (выключении) одного из  двигателей и работе второго  на взлетном режиме от температуры  окружающего воздуха и барометрической высоты полета при наивыгоднейшей скорости полета 120 км/ч приведена в РЛЭ, рис. 6.6.1.

 

 

ПРИМЕЧАНИЯ:

• При наличии у вертолета дефицита тяги, определенного согласно п. 3.1.3.7 и записанного в бортжурнале, необходимо массу, определенную по графику РЛЭ, рис. 6.6.1 уменьшить на величину дефицита.
• При температуре воздуха равной и выше стандартной, массу, определенную по графику РЛЭ, рис. 6.6.1 необходимо уменьшить на 350 кг.
• При включении пос двигателя и воздухозаборника полетную массу следует уменьшить на 700 кг..
• При установленном (выключенном) ПЗУ двигателя полетную массу следует уменьшить на 300 кг.
• Полет с одним работающим двигателем разрешается производить без последующих дополнительных ограничений по эксплуатации при режиме работы двигателя выше номинального в течение не более б мин.