Двигатель ТВ2-117А(АГ)

Обрыв рабочей лопатки турбины в полете сопровождается резким хлопком в двигателе и появлением шлейфа сизого дыма из выходного устройства. Падение частоты вращения в начальный момент может не происходить. Дальнейшее развитие дефекта зависит от величины оторвавшейся части лопатки и последствий, которые этот обрыв вызывает. Обычно оторвавшаяся часть разрушенной лопатки, попадая в зазор между корпусом турбины и торцами следующих по потоку лопаток, вызывает изгиб этих лопаток и выпучивание корпуса турбины или разрушение металлокерамических вставок. Кусок разрушившейся лопатки движется в направлении выходного устройства и вызывает аналогичные деформации лопаток последующих ступеней.

Если двигатель продолжает работать, но на меньшей частоте вращения, то при этом увеличивается подача топлива и растет температура газа перед турбиной. При значительном падении частоты вращения и соответствующем переобогащении смеси в камере (из-за увеличения подачи топлива) происходит срыв пламени и двигатель самовключается.

Если оторвавшийся кусок лопатки вызывает заклинивание остальных, то двигатель сразу выключается.

При обрыве турбинной лопатки на высоких режимах работы двигателя сила удара лопатки о корпус настолько велика, что она пробивает его и может вызвать разрушение элементов силовой установки и элементов конструкции вертолета. В<этом случае не исключена возможность возникновения пожара в отсеках силовой установки, если повреждаются топливные и масляные коммуникации.

При обнаружении в полете признаков разрушения или обрыва турбинных лопаток двигатель необходимо выключить.

4. Разрушение подшипников  опор роторов турбины. Причины и профилактические меры против разрушения подшипников описаны в гл. П.

Основными профилактическими мероприятиями, направленными на предупреждение дефектов турбинного узла двигателя, является:

• ручная прокрутка и визуальный осмотр проточной части двигателя перед каждым запуском на предмет обнаружения посторонних предметов;
• строгое соблюдение правил запуска, прогрева и охлаждения двигателя;
• закрытие проточной части двигателя заглушками после останова для уменьшения вентиляции и более равномерного охлаждения проточной части двигателя;
• строгое соблюдение рекомендаций для летной эксплуатации по выдерживанию температурных режимов и максимально, допустимой частоты вращения на различных этапах полета;

тщательный контроль параметров, характеризующих работу двигателя в полете, и своевременное обнаружение предпосылок к отказам.

 

 

3.4. УСЛОВИЯ РАБОТЫ И  ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ВЫХЛОПНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

В процессе работы двигателя на детали выхлопного устройства действуют:

• радиальные и осевые силы, вызванные перепадом давлений; величина их в вертолетных ГТД незначительна;
• крутящий момент, который передается на выходной патрубок от стоек, спрямляющих поток газа за турбиной;
• изгибающий момент, который возникает от действия инерционных сил поворота газового потока;
• вибрационные нагрузки, которые передаются с корпуса двигателя и возникают вследствие неравномерного  истечения   газов;
• тепловые нагрузки, достигающие наибольшей величины в момент запуска и останова двигателя.

Надежность выхлопного устройства обеспечивается его охлаждением путем эжектирования атмосферного воздуха через отверстия, выполненные в конце обтекателя.

Характерными неисправностями деталей выхлопных устройств вертолетных ГТД являются следующие:

Выхлопное устройство двигателя ТВ2-117АГ

 

1. Трещины выхлопного  патрубка. Обычно трещины появляются  вблизи или в местах сварочных швов, у фланцев крепления или на самих фланцах. Причинами образования трещин может быть вибрационное горение в камере сгорания, частичное разрушение лопаток роторов и увеличение вибрации двигателя, а также увеличение вибрации вследствие нарушения соосности валов двигателя и вертолетного редуктора. нарушении соосности косвенно можно судить по потемнению масла в маслосистеме двигателя.

 

2. Коробление и деформация  отдельных участков выхлопного  патрубка, приводящие к возникновению трещин. Трещины возникают в основном из-за больших термических напряжений, достигающих максимальной величины при запуске и останове двигателя. Опасность возникновения трещин заключается в том, что развитие их может привести к выпадению участков материала. При этом газы, выходящие из двигателя с высокой температурой, могут попадать в отсек вертолетного редуктора, что приводит к возникновению пожара.

Своевременное выявление возникшего дефекта при техническом осмотре двигателя перед полетом может предотвратить серьезную аварию или отказ силовой установки в полете. Обнаруженные трещины засверливаются и при необходимости завариваются.

Разрушение выходного устройства в полете приводит к возникновению больших гидравлических сопротивлений потоку газов, выходящих из двигателя и, как следствие к увеличению температуры газа перед турбиной. При попадании газа в отсек главного редуктора происходит резкое увеличение температурного режима редуктора и возможно срабатывание сигнализации и первой (автоматической) очереди противопожарной системы. Двигатель в этом случае следует выключить.

Основными профилактическими мероприятиями, направленными на предотвращение разрушения выходных устройств двигателей являются:

строгое выполнение требований руководящих документов, регламентирующих работу двигателей по температурным режимам; уменьшение вентиляции проточной части двигателя после его выключения, особенно в условиях эксплуатации при низких температурах наружного воздуха, путем установки в воздухозаборник и выходной патрубок специальных заглушек.

 

 

3.5. ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ  СИСТЕМЫ СМАЗКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ  И ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

 

Опыт эксплуатации двигателей показывает, что наиболее вероятны следующие неисправности системы смазки  и суфлирования.

Система смазки двигателя ТВ2-117АГ

 

1. Падение давления масла  на выходе из нагнетающего  масляного насоса. При этом резко  уменьшается количество масла, поступающего на смазку подшипников опор и зубчатых передач двигателя. Наиболее неблагоприятно падение давления масла сказывается на работе подшипников, которые при недостаточной смазке могут разрушаться.

Основными причинами падения давления масла являются:

• засорение фильтра тонкой очистки масла механическими примесями, частицами нагара или другими продуктами коксования масла;
• подсос воздуха через негерметичные соединения на линии масляный бак — нагнетающий масляный насос; в этом случае при неработающем, двигателе в месте негерметичности возможно появление подтекания масла;
• недостаточное количество масла в масляном баке вследствие недостаточной заправки, утечек, большого расхода масла при работе двигателя, из-за недостаточной откачки масла (частичная закупорка маслорадиатора);
• уменьшение вязкости масла вследствие его перегрева или изменения химического состава; при этом Количество масла, поступающего в двигатель, увеличивается, смазывающая способность масла ухудшается и  обеспечивается нормальная смазка трущихся поверхностей.
• заедание редукционного клапана в открытом положении, чаще всего из-за попадания под его фаску частиц нагара или случайных механических примесей; при этом давление масла на повышенных режимах работы Двигателя может сохраняться в допустимых пределах, но при уменьшении режима резко уменьшается, так как через клапан непрерывно перепускается масло из литии нагнетания обратно на вход в насос;
• образование воздушной пробки в трубопроводе подвода масла к нагнетающему насосу или закупорка суфлирующей трубки маслобака; в этом случае падение давления масла (или отсутствие давления) наблюдается сразу после запуска двигателя.

Как показывает опыт эксплуатации, воздушная пробка на входе в нагнетающий насос образуется при длительной стоянке двигателя, после замены масла в маслосистеме  после съемки для осмотра масляного фильтра, при заедании в открытом положении запорного клапана и при работе двигателя с недостаточным количеством масла в баке. В зависимости от причины, вызвавшей неисправность, падение давления масла в маслосистеме двигателя может быть устранено следующими способами:

• промывкой масляного фильтра; если обнаруживается значительное загрязнение масла механическими примесями или продуктами коксования, то необходима замена масла;
• устранением негерметичности соединений на линии маслобак — нагнетающий насос;
• дозаправкой маслом бака до установленного уровня;
• заменой масла в случае обнаружения изменения его химического состава или значительного загрязнения; промывкой редукционного клапана, а при необходимости  и его регулировкой; подогревом масла перед запуском двигателя при температурах ниже минус 40° С; удалением воздушной пробки из магистрали подвода масла к нагнетающему насосу обычно путем заливки небольшого количества масла на вход в насос через полость фильтра заливочным шприцем.

2. Повышение температуры  масла на выходе из двигателя. При этом значительно уменьшается  отвод тепла от подшипников и других трущихся деталей двигателя, что может приводить к разрушению подшипников опор двигателя.

Причинами повышения температуры масла могут быть:

недостаточное количество масла в баке, вследствие чего время циркуляции его уменьшается и увеличивается количество тепла, отводимого маслом от смазывающих узлов; для устранения этой причины необходимо дозаправить масляный бак маслом до установленного уровня; засорение сот маслорадиатора с внешней стороны, для устранения чего необходимо очистить соты радиатора вручную;

недостаточный обдув маслорадиатора вследствие неправильной установки поворотных лопаток направляющего аппарата вентилятора; устраняется дефект правильной регулировкой поворотных лопаток;

неисправность маслорадиатора, т. е. термостатический клапан радиатора перепускает масло мимо охлаждающих сот в масляный бак; такой маслорадиатор подлежит замене.

2. Повышенный расход масла из системы двигателя. Эта неисправность может не вызывать внешних нарушений в работе двигателя и определяется практически после полета при проверке уровня масла в баке. Однако значительный расход масла может вызвать падение давления и повышение температуры масла, т. е. нарушение нормальной работы маслосистемы.

 

Причины повышенного расхода масла могут быть следующие:

1. Течи масла во внешних  соединениях маслопроводов и  агрегатов маслосистемы. Места течей  масла определяются при техническом  осмотре силовой установки после  полета по наличию следов подтекания масла. Подтекание масла из внешних соединений элементов маслосистемы не допускается. При обнаружении негерметичности соединений маслопроводов или следов подтекания масла из-под фланцев крепления агрегатов неисправность устраняется путем подтяжки гаек, замены уплотнительных прокладок или замены соответствующих элементов маслосистемы.

2. Выброс масла из системы суфлирования. При этом не только

 

Система суфлирования двигателя ТВ2-117АГ

 

увеличивается рас увеличивается расход масла, но растет его температура с последующим падением давления. Выброс масла может происходить вследствие попадания воды в масло, изменения химического состава масла, прорыва воздуха и газов внутрь масляных полостей из-за разрушения .уплотнений или загрязнения жиклеров системы суфлирования предмасляных полостей. В отдельных случаях выброс масла может быть вызван неисправностью воздушно-масляного радиатора или откачивающего масляного насоса.

3. Интенсивное проникновение масла в газовоздушный поток двигателя из-за повышенного износа уплотнений масляных полостей или загрязнения жиклеров системы суфлирования масляных полостей. При сгорании масла в газовоздушном потоке на деталях проточной части двигателя образуется значительный слой нагара, который ухудшает охлаждение деталей и может вызвать их перегрев.

При обнаружении повышенного расхода масла вследствие проникновения его в газовоздушный тракт двигателя проверяется состояние системы суфлирования, и в случае неисправности ее двигатель подлежит снятию с вертолета.

В полете, как было указано выше, неисправности системы смазки обнаруживаются по падению давления и росту температуры масла.. Если давление масла уменьшается до 2 кгс/см2 и увеличивается его температура, то во избежание разрушения подшипников опор двигатель следует выключить. В отдельных случаях не исключена возможность отказа системы замера давления или температуры масла. Если, например, стрелка указателя давления масла не показывает давления (зашла за электрический нуль), но температура масла нормальная и двигатель продолжает работать без внешних, признаков разрушения, то это является признаком отказа прибора. Двигатель в этом случае выключать не следует, но необходимо усилить контроль за его работой.

Резкое падение давления масла может быть следствием разрушения масляных коммуникаций. Так как емкость маслосистемы двигателя небольшая, то все масло может выйти из системы в течение 50—60 с, а роторы двигателя могут заклиниться. Поэтому при падении давления масла необходимо внимательно контролировать температуру масла и температуру газа перед турбиной которая в случае разрушения подшипников и торможения ротора увеличивается вследствие увеличения регуляторами подачи топлива). В случае отклонения этих параметров от установившихся для данного режима значений или появления постороннего шума двигатель следует выключить.