CC BY
311
2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 85
серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629.735.017.1.084
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЗАЧИСТКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ НА ЛОПАТКАХ КОМПРЕССОРА ДВИГАТЕЛЯ ПС-90А
Г.Г. БЕЛОУСОВ, А.А. ПЕНКИН Статья представлена доктором технических наук, профессором Пивоваровым В.А.
Проведен обзор методов устранения повреждений рабочих лопаток компрессора высокого давления авиадвигателей. Предложены пути решения данной проблемы для лопаток КВД двигателя ПС-90А.
До начала использования дифференцированных норм на повреждения лопаток турбокомпрессоров ГТД (с 1989г.) не уделялось достаточного внимания созданию специнструмента для устранения забоин в условиях эксплуатации. Имеющейся инструмент в виде различных напильников и шаберов не позволял решать все задачи по устранению больших повреждений на лопатках и способствовать снижению досрочного съема двигателей.
В зарубежной практике имеется ограниченная номенклатура промышленно выпускаемых механических устройств для некоторых типов двигателей, однако они применимы для зачистки небольших по размерам повреждений (до нескольких миллиметров по хорде).
При этом следует обратить внимание на тот факт, что отсутствуют какие-либо публикации и источники информации по проектированию такого инструмента.
Ниже излагаются основные принципы и подходы к решению в условиях эксплуатации задач по устранению механических повреждений на кромках лопаток КВД двигателя ПС-90А.
Официальная классификация повреждений лопаток не отражает в полной мере их фактическое состояние.
Для лопаток первых ступеней КНД авиационных ГТД, выполненных из титановых сплавов, наиболее характерны:
• загибы уголков;
• вмятины на входной кромке;
• забоины с разрывом материала;
• вырывы материала;
• острые забоины небольших и средних размеров;
• деформации кромок (от попадания болтов, гаек, кусков льда).
В пределах допусков РТЭ некоторая часть этих повреждений легко устранима в условиях эксплуатации. Более сложной является работа по удалению повреждений в рамках дифференцированных норм.
Лопатки последующих ступеней в большинстве случаев имеют меньшие по размерам повреждения. На лопатках из титановых сплавов чаще всего наблюдаются:
• вырывы уголков пера вблизи торца;
• забоины с разрывом на кромках;
• гладкие забоины;
• вмятины и выпучивания;
• отгибы уголков.
На лопатках из алюминиевого сплава ВД-17 (двигатели Д-30КУ, КП, КУ-154) дополнительно наблюдаются риски и царапины различных размеров вблизи кромок или на пере.
Отличаются по характеру от названных повреждения, полученные от попадания в проточную часть гаек, болтов, шайб, контровочной проволоки, штифтов или головок заклепок элементов двигателя и самолета.
Как правило, во всех имеющихся в настоящее время нормах эти специфические повреждения не учитываются. В связи с чем у эксплуатантов возникает неоднозначное толкование степени опасности таких повреждений.
Неповрежденные лопатки в рабочем диапазоне частот вращения ротора компрессора могут разрушаться только в определенных зонах. В качестве характерного примера можно привести несколько имевших место разрушений в эксплуатации лопаток KBД двигателя ПС-90 А (рис.1).
4 ст.
9 ст.
10 ст.
13 ст.
Рис. 1. Усталостные разрушения лопаток КВД двигателя ПС-90А в эксплуатации
Фактографические признаки свидетельствуют об усталостном характере разрушения при колебаниях по 1-й, 3-й изгибной и 1-й пластинчатой формам.
Объяснение приведенным примерам дано на рис.2, где изображен реальный спектр возникших поломок при колебаниях любой лопатки компрессора по различным формам. Наличие забоин на кромках вносит некоторую коррекцию, однако, в целом, приведенный спектр поломок лопаток с забоинами сохраняется для всех типов лопаток компрессора, независимо от их размера.
Опыт показывает, что:
1. Начало разрушения часто обусловлено одной формой, средняя или последняя стадия разрушения - другой. Например, усталостная трещина вызывается колебаниями по 3-й крутильной форме, развитие и последующая поломка 1-й пластинчатой формой колебаний (рис. 3). Это объясняется характером распределения напряжений при колебаниях по данным формам. Для одной из них он расположен на торце, а для другой - на выходной кромке. Знание потенциально опасных форм колебаний в рабочем диапазоне и распределений напряжений позволяет прогнозировать вероятность поломок лопаток в эксплуатации. В том числе, и при наличии забоин.
2. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений от забоин максимальны по величине и резко меняются в небольшом диапазоне размеров - 0,3 ... 1(2) мм. При размерах свыше 1... 2 мм независимо от характера повреждения этот коэффициент достигает предельной величины, соответственно, для лопаток из стальных, алюминиевых и титановых сплавов (3,5^7).
3. Критерием пригодности технологий к зачистке любым инструментом и самого инструмента является обеспечение полного устранения концентраторов напряжений в зоне зачистки. При этом вероятности разрушения неповрежденной лопатки и лопатки с зачистками будут равны. С учетом данных замечаний разработаны дифференцированные нормы повреждений и инструмент для двигателей Д-30КУ, КП, КУ-154. Десятилетний опыт их эффективного использования во многих авиакомпаниях достаточно убедителен. Возможно восстановление в условиях эксплуатации до 80% двигателей и более, снимаемых ранее по причине повреждения посторонними предметами.
4. Необходима объективная диагностика состояния проточного тракта. В большинстве случаев одно или два повреждения из десяти определяют возможность ремонта двигателя путем зачистки.
4 крут. 3 крут. 2 крут.
2 изг.
1 изг.
Рис. 2. Спектр усталостных поломок лопатки компрессора
1 пласт.
3 крут.
-0,5 0 0,5 °
Рис. 3. Развитие усталостной трещины
Ручной инструмент
Как показывает отечественный и зарубежный опыт, возможности упомянутого инструмента ограничены. Так, например, любая известная конструкция не позволяет устранить повреждения вблизи торца, уголков пера, оставляет следы обработки и риски, являющиеся концентраторами напряжений. Доводка мест зачисток (в том числе, и по зарубежным технологиям) всегда осуществляется ручным инструментом. Анализ конструктивных схем показывает, что наиболее подходящими являются конструкции, разработанные для зачисток забоин на ГТД, имеющих небольшие размеры лючков и лопатки, близкие по геометрии лопаткам КВД двигателя ПС-90А.
Инструмент выполнен в виде жесткой державки — трубки с ручкой, на конце которой шарнирно закреплена режущая головка определенной длины. В трубке расположен стержень с возможностью перемещения за счет накидной гайки, закрепленной на ручке. Конец стержня соединен с головкой с возможностью ее установки вдоль оси державки (для ввода в лючок) и в рабочее положение - перпендикулярно державке (крайнее положение). В этом положении режущая головка жестко фиксируется. Устранение повреждения осуществляется движениями инструмента вдоль кромок лопатки.
Недостаток - конструкции предназначены для удаления небольших забоин - до 1...2 мм.
Второй недостаток - имеется зона недоступности вблизи торцев пера.
Третий - работа осуществляется вслепую с периодическим контролем, что требует высокой квалификации исполнителя.
Механический инструмент
Наиболее известны устройства фирмы RICHARD WOLF. Они имеют типоразмерный ряд, выполненный по единой конструктивной схеме. Представляют собой трубку, на одном конце которой закреплена поворотная головка со шкивом и узлом крепления фрез различной формы. На другом конце закреплен маломощный электродвигатель с узлом управления. Вращение электродвигателя на шкив режущей головки передается резиновым пассиком. Контроль за зачисткой осуществляется при помощи тонкого жесткого эндоскопа с блоком подсветки (рис. 4).
Одна из таких модификаций была использована для устранения небольших забоин на лопатках 8-й ступени КВД ПС-90А в верхней трети пера совместно с ручным инструментом.
Выявлены следующие недостатки:
• неоптимальная длина устройства;
• низкая производительность из-за маломощного мотора и привода через пассик;
• неподходящий параметрический ряд и форма фрез для зачисток повреждений на лопатках двигателя ПС-90А;
• большие зоны недоступности для инструмента;
• неудобство контроля обработанной зоны;
• невозможность работы в полевых условиях при низкой температуре (пассик проскальзывает или теряет эластичность и рвется).
Такое же устройство использовалось для срезки небольших погнутостей на лопатках 1-й ступени КВД.
Другая модификация устройства, предназначенного для зачистки забоин лопаток на иностранных двигателях, использовалась для срезки уголков на лопатках 1-й ступени КВД размерами 50 мм по кромке и 20 мм по торцу.
Выявились те же недостатки, затрудняющие использование устройств данной схемы и фирмы для устранения больших повреждений на лопатках КВД ПС-90А.
Фреза
Поворотная головка
Рабочая часть
Жесткий
эндоскоп
Электропривод
Рис. 4. Устройство для зачистки повреждений на лопатках компрессора фирмы
“RICHARD WOLF”
Из этого следует, что для зачисток указанных забоин необходима конструкция без указанных недостатков. На рынке РФ в разное время были представлены еще три конструкции. Устройство одной из американских фирм по схеме сходно с гибким эндоскопом, имеет большую длину, гибкий управляемый дистальный кончик, третий канал для привода с фрезой. Попытки его использования для зачистки забоин на изолированной лопатке закончились неудачей. Податливое крепление фрезы не позволяло создать необходимого усилия при удалении повреждения.
Другое устройство, действующий макет которого представлялся фирмой «ОЬУМРиБ» на одной из презентаций во Внуково, также содержал электропривод. Поворотная часть может дискретно регулироваться с шагом примерно 4 мм, но был выполнен недостаточно жестким. Радиус перехода дистальной части в державку составлял более 10 мм, что ограничивает его применение. Наблюдение за зоной зачистки предусматривалось при помощи жесткого тонкого эндоскопа и видеокамеры.
Комплект инструмента английского производства, имеющийся в одной из авиакомпаний, предназначался, в основном, для устранения повреждений на лопатках вентилятора - срезки загибов уголков и их заполировки при помощи полировальных машинок с приводом от сжатого воздуха.
Как показал опыт, для двигателя ПС-90А могут использоваться из этого комплекта две державки с ножовочными полотнами для срезки поврежденных уголков на лопатках вентилятора. Адаптированные их аналоги применяются НТЦ «Техноавиа» при ремонте двигателей Д-30КУ, КП, КУ-154. Трудоемкость операции при этом существенно снижается при надлежащем качестве работ в 4-5 раз (рис. 5).
Имеется отечественная конструкция механического инструмента для устранения забоин на пере лопаток через штатные лючки либо вход двигателя. Разработана в ОНИЛ-13 МГТУ ГА специалистами КБ диагностики «Салют» для двигателей Д-30КУ, КП, КУ-154. Апробировалась НТЦ «Техноавиа» в эксплуатации при устранении больших повреждений на кромках рабочих лопаток КНД.
0
Ножовочное полотно
Державка
Рис. 5. Инструмент для срезки уголков пера на лопатках вентилятора
Рабочая часть имеет жестко управляемый дистальный конец (0....90 градусов) с фиксацией в любом промежуточном положении (в лючке двигателя устанавливается в шаровой опоре по скользящей посадке с возможностью осевого небольшого углового перемещения). Содержит жесткий электропривод к сменной фрезе посредством длинного валика с карданной передачей. Наблюдение за зоной резания может осуществляться при помощи гибкого эндоскопа (рис. 6).
Рис. 6. Механический инструмент с жестким приводом
Конструктивные доработки позволили исключить недостатки описанных выше аналогов. Использование мощного электродвигателя позволило легко удалять повреждения на титановых лопатках КНД двигателей Д-30 КУ, КП, КУ-154. Жесткая связь между приводом и фрезой обеспечивает контроль усилия резания. Расширены возможности по устранению повреждений за счет регулируемого положения фрезы.
Выявленные недостатки:
• большой диаметр режущей головки (проектировалось устройство под лючок 0 26 мм);
• недостаточно прочный и надежный карданный вал.
В целом же конструкция может быть принята за основу при создании устройства по зачистке забоин и срезки уголков на лопатках первых ступеней КВД ПС-90А.
Как показали экспериментальные исследования, предельные значения Кс зависят от радиуса скругления повреждения и материала лопатки, а также места его расположения.
• для лопаток из титановых сплавов Кс тах @ 7.... 7,5;
• для лопаток из алюминиевых сплавов Кс тах @ 4....4,5;
• для лопаток из стальных сплавов Кс тах @ 3_3,5.
Размеры повреждений по хорде, в отличие от принятых воззрений, влияют на Кс существенно меньше. Например, мелкие острые забоины и риски опаснее, с точки зрения усталостных разрушений, чем забоины на порядок больших размеров. Кроме того, как правило, небольшие забоины располагаются в зоне высоких напряжений на кромке пера (рис. 7).
Рис. 7. Распределение вибрационных напряжений по перу лопатки в верхней трети при колебаниях по 2-й крутильной форме (/р=1650Гц)
Данные факты подтверждает опыт эксплуатации. Отсюда вытекают следующие требования к технологии зачистки, соответственно, и к инструменту ручного или механического типов.
1. При устранении любых повреждений следует стремиться увеличивать до максимальных значений радиус скругления в устье повреждения. Оптимальное значение достигается при соотношении длины разгонки к глубине зачистки по хорде в пределах 8...10. Это отношение позволяет легко найти из геометрических соображений радиус скругления. По этому же критерию можно судить и о степени совершенства предлагаемого инструмента.
2. В устье забоин необходимо устранять наведенную пластическую деформацию материала, а также зародыши трещин, т.е. глубина зачистки должна быть на 0,5... 1,0 мм больше измеренной глубины забоины.
3. В повреждениях типа «загиб уголка», «вмятина» опасны зоны пластической деформации. Именно они в первую очередь подлежат устранению. Отсюда следует, что полная срёзка загибов уголков обязательна. Срез можно осуществить таким образом, что локальная зона деформации уйдет в область низких напряжений при колебаниях лопатки и разрушение от этого дефекта станет невозможным. Но трудоемкость работ резко снизится.
4. Рабочий ход любого инструмента должен быть направлен вдоль кромок лопатки во избежание создания дополнительных концентраторов в виде рисок. Кривизна зачистки должна быть постоянна, а не в виде синусоиды или пилы, как это иногда делается на авиапредприятиях.
5. Вся зона зачистки должна подвергаться полировке. В этом случае местный предел выносливости увеличивается на 10.... 15%.
6. Для типовых забоин на кромках в различных зонах лопаток КВД ПС-90А должны быть
предложены и типовые виды зачисток.
Предлагаемые подходы по конструированию инструмента для устранения повреждений на лопатках КВД двигателя ПС-90А
Ниже приводится возможный алгоритм определения конкретных размеров и конструктивного облика устройств для каждой ступени под данный размер лючка. Апробация его проводилась ранее при разработке инструмента для зачистки забоин на рабочих лопатках и лопатках направляющего аппарата КНД двигателей Д-30КУ, КП, КУ-154.
Во-первых, следует учитывать, исходя из конструкции ПС-90А, что работа оператора производится внутри двигателя между внешним и внутренним корпусами в существенно ограниченном пространстве и в полулежащем положении с минимальными возможностями для твердой опоры рук и ног. В связи с этим будет неудобным как чрезмерно длинный, так и короткий инструмент. Оптимальная длина определяется опытным путем. Рассматривать необходимо систему: двигатель - инструмент - оператор.
Во-вторых, рабочая часть инструмента должна свободно проходить через два отверстия, расположенных соосно.
Эти факторы должны учитываться и при создании системы визуального контроля, работающей совместно с инструментом.
Размеры поворотной части для опытного образца можно определить предварительно по рабочему чертежу КВД и отдельным лопаткам. Должна учитываться и крутка лопаток по высоте. Для периферии этот узел должен быть длиннее, для прикомлевой зоны - короче. Общая длина поворотного узла не должна превышать длины пера лопатки, в противном случае при вводе дистальной части в лючок она будет упираться в диск.
Другое важное условие, как указывалось, заключается в том, что в рабочем положении длина поворотной части устройства от оси лючка должна превосходить расстояние до зоны резания, т.е. кончик фрезы должен выходить на несколько миллиметров за лопатку. При этом форма фрезы, форма зубьев, углы наклона не должны способствовать сходу лопатки с установленного относительно лючка положения.
Упростить определение размеров для оценки первоначального конструктивного облика инструмента можно по макету канала, образованного лопатками НА, где расположен тот или иной лючок с рабочими лопатками.
О технических требованиях к комплекту инструмента
Анализ известных устройств для зачистки повреждений и накопленный НТЦ «Техноавиа» опыт по устранению больших повреждений через штатные лючки двигателя позволяет сформировать общие требования к комплекту инструмента для ПС-90А.
1. Целесообразно применять жесткий привод от вала двигателя к фрезе, в соответствии с известными требованиями теории резания - привязка к RICHARD WOLF и подобным конструкциям недостаточно эффективна. Последние проектировались для устранения мелких забоин (см. РТЭ зарубежных фирм), а не крупных, на что имеется ссылка в инструкции.
2. Для первой ступени КВД целесообразно разработать отдельный инструмент, более мощный по конструкции, с усиленными фрезами из материалов ВКбМ, ВК8, а также электродвигателем под лючок 1бмм.
3. Соответственно, под остальные лючки разрабатываются аналоги.
4. Устройство визуального контроля должно быть выполнено отдельно от механической части.
5. Питание всех компонентов - 27 вольт.
6. Нижний температурный диапазон - до минус 15 С.
7. Производительность - удаление максимально допустимых по нормам уголков на первой ступени размерами до 50 мм по кромке и до 20 мм по хорде в течение 1,5-2 часов.
8. Ручной инструмент должен обеспечивать доводку любых допустимых зачисток до требуемых параметров и чистоте.
9. Комплект насадок в виде фрез должен обеспечивать устранение забоин на лопатках последующих ступеней до 5...6 мм, включая зону возле торца, а также уголки.
10. Рабочие головки насадок (фрез) должны быть твердосплавные и различной формы для обеспечения требуемой конфигурации зачисток.
11. У фрезы должно быть исключено самопроизвольное отделение от головки устройства и попадание в тракт двигателя.
12. Конструкция фрез должна исключать их поломку при выполнении зачисток и отделения фрагментов фрезы.
13. Устройство должно позволять легкую замену насадок в процессе работы в наружном контуре двигателя.
14. Корпусные детали механических устройств целесообразно выполнить из титановых сплавов, особенно в зоне контакта с руками.
15. Устройства должны отвечать эргономическим требованиям.
16. В качестве привода должен быть применен электродвигатель, широко применяющийся в агрегатах для гражданской авиации. Мощность двигателя ~ 100-150 Вт.
17. Все узлы устройств должны быть ремонтопригодными и долговечными.
18. Размеры рабочей части и поворотного узла должны свободно входить в соответствующие лючки КВД и допускать небольшие угловые перемещения относительно оси лючков.
19. Длина рабочей части должна обеспечивать доступ режущей части к любой зоне на кромке пера лопатки.
20. Общая длина каждого устройства должна обеспечивать свободный ввод дистальной части в отверстия лючков и работу оператора двумя руками.
21. Питание на электродвигатель должно подаваться герметизированной кнопкой с нормально разомкнутыми контактами.
22. Гибкий кабель электропитания должен быть в двойной изоляции с внешней резиновой оболочкой общей длиной примерно 2 м. Соединение с электродвигателем -посредством авиационного штепсельного разъема.
23. Форма режущей части фрез должна исключать их заклинивание между торцем лопатки и корпусом при любых положениях дистальной части.
24. Вращающаяся часть головки для крепления фрез должна исключать повреждение лопаток НА и соседних рабочих лопаток.
25. Внешняя часть узла с электроприводом должна быть выполнена ассиметричной или иметь заметные метки в виде выступов для контроля положения дистальной части внутри проточной части КВД в процессе работы.
26. Положение пусковой кнопки должно быть подобрано с точки зрения удобства работы под правую руку и с удобством различия работы оператора на входной и выходной кромках лопаток КВД. При необходимости ввести две пусковые кнопки с блокировкой любой из них.
27. Поверхности устройств, соприкасающиеся с руками оператора, должны быть выполнены шероховатыми и исключать проскальзывание. Остальные поверхности дистальной части должны быть отполированы, не иметь острых выступов и кромок.
28. Поворотная часть устройств должна обеспечивать в рабочем состоянии перпендикулярное положение оси фрезы к хорде лопатки в зачищаемом месте и превышать расстояние от оси лючка до места соприкосновения фрезы с кромкой на 3...4 мм, но обеспечивать ее установку в рабочее положение при вводе в лючок.
Технологические особенности процесса устранения повреждений
В качестве основы может быть использована технология устранения забоин, применяющаяся для лопаток КНД двигателей семейства Д-30 КУ, КП, КУ-154 в рамках дифференцированных (расширенных) норм допустимых повреждений. Заимствованы могут быть приемы работы, формы выполнения зачисток в различных зонах на кромках лопаток, включая зоны вблизи торцов пера.
В данной технологии предусмотрено устранение повреждений через лючок «вслепую», с периодическим контролем при помощи эндоскопа, либо с постоянным наблюдением посредством применения видеосистемы (аналогично некоторым зарубежным технологиям).
Первый способ требует соответствующего инструмента и высокой квалификации исполнителя. Второй несколько проще и менее трудоемок. Проблема состоит в создании подходящей конструкции. Анализ имеющихся видеосистем на рынке показывает, что возможно создание специального оборудования из отдельных блоков. Конструктивное решение фирмы "RICHARD WOLF" предназначено в основном для выполнения работ оператором, находящимся вне контура двигателя, а не внутри его, что требуется для ПС-90А.
С учетом изложенного выше, системы визуального контроля могут быть разработаны следующим образом.
Для проведения общих регламентированных РТЭ периодических осмотров лопаток КВД через штатные лючки целесообразно применять жесткие эндоскопы с окуляр-шарниром производства ЗАО НПП "СиМТ" согласно бюллетеню № 94268-БЭ-Г. Например, типа ЭЖ 8,5.230-90-80, ЭЖ 8,5.230-90-80 ОШ, ЭЖ 10.330-90-40 ОШ и т.п. Для документирования выявленных повреждений использовать фотографический адаптер типа АФ-М, цифровую фотокамеру “0LYMPUS-C4040”, источник света - ИС-1Д. Если используется фиброскоп 0 6 мм, то применяется насадок на окуляр типа “OLYMPUS AK-DC2”.
Для наблюдения за процессом зачистки забоин построение системы контроля должно быть иным в зависимости от ступени КВД и принятой технологии.
Если наблюдение за зоной резания осуществляется через соседний лючок по отношению к лючку, в котором находится инструмент, то к жесткому или гибкому эндоскопу присоединяется через адаптер (например АК2-10С) ТВ камера типа WAT-220D, соединенная с записывающим блоком DCP-TRV410E фирмы "OLYMPUS".
При размещении инструмента и рабочей части системы контроля в одном лючке представляется целесообразным использовать тонкий гибкий эндоскоп (например, фиброскоп фирмы “OLYMPUS”) с адаптером, камерой и записывающим блоком.
Как следует из сказанного, эти системы контроля составляются из известных, промышленно выпускаемых приборов и узлов. Оптимальные конфигурации легко подбираются экспериментальным путем.
К недостаткам следует отнести:
• необходимость сложной системы электропитания (27 Вт, 220 Вт, 12 Вт);
• большое количество составных элементов и проводов, соединяющих их в за-
конченную систему;
• сложность и неудобство использования в ограниченном пространстве двигате-
ля;
• наличие 2-х или 3-х исполнителей, находящихся внутри двигателя (производящего зачистку и помощников).
В связи с этим возможен следующий вариант, основанный на создании специальной системы для двигателя ПС-90А. Система контроля должна включать в состав:
• малогабаритный плоский монитор с высоким разрешением и контрастностью:
• два-три специальных видеоскопа с жесткой и гибкой рабочими частями;
• блок цифровой записи изображения;
• адаптер для подключения к бортовой сети самолета либо аэродромной сети 27 Вт.
Такое выполнение системы делает ее существенно более компактной по сравнению с эндоскопической и более удобной в работе.
В качестве аналога может послужить видеоскоп типа ВЖЧ 15.440-90-90, разработанный «СТК-ВИКОМ» (г. Зеленоград) для осмотра ГВТ двигателей семейства Д-30КУ, КП, КУ-154.
Для применения в ПС-90А должен быть только уменьшен диаметр дистальной части до 8 мм. Подобран соответствующего качества ТБТ-ЬСО монитор. А также уменьшена до 230-260 мм длина рабочей части видеоскопа.
Преимущества этого аналога перед известными видеосистемами:
• простота конструкции, управления и минимальное количество блоков;
• достаточно хорошее качество изображения;
• надежность работы при минусовых температурах;
• возможность непрерывного наблюдения и цифровой записи нужного кадра с последующей распечаткой с использованием компьютера;
• наличие независимого блока питания.
Расширение функциональных возможностей может быть достигнуто разработкой на той же основе короткого (до 80... 100 см) гибкого видеоскопа 6...8 мм с управляемой дистальной частью. Конструкция такого видеоскопа может быть значительно упрощена по сравнению с известными гибкими видеоскопами зарубежных фирм.
Выводы
Основной вывод состоит в том, что для зачистки повреждений на лопатках КВД двигателя ПС-90А требуется создание собственного оригинального комплекта инструмента как ручного, так и с механическим приводом.
Конструктивный облик устройств должен учитывать жесткие эксплуатационные условия работы авиаспециалистов при обслуживании данного двигателя в отличие от «тепличных» условий в зарубежных авиакомпаниях, где все подобные работы выполняются только в ангарах при плюсовой температуре.
В связи с этим, по мнению авторов, за базу не может быть принято ни одно из известных механических устройств, используемых за рубежом.
В качестве аналога может служить разработка ОАО «Салют», либо другая при соблюдении описанных в настоящей справке требований.
С целью повышения надежности и качества зачисток на лопатках КВД следует отделить механическую часть от системы визуального контроля. Иногда более удобно наблюдение за зоной зачистки через гибкий эндоскоп, введенный в соседний лючок.
Оптимальным вариантом является создание специальной видеосистемы, состоящей из гибкого качественного эндоскопа либо видеоскопа малогабаритного ТБТ-ЬСО монитора, цифровой камеры и блока записи с цифровой памятью. Возможно создание и специальных жестких и гибких видеоскопов.
Технологию устранения повреждений целесообразно подготовить после создания опытного образца инструмента.
В связи с этим для КВД двигателя ПС-90А, учитывая необходимость работы оператора внутри контура в крайне неудобном положении и стесненных условиях, представляется целесообразным разработка и создание специальной малогабаритной видеосистемы. При этом должна быть предусмотрена возможность контроля работы инструментом через один лючок, если позволяет его размер, или через соседний. Из анализа чертежа КВД размещения лючков, их размеров, можно рекомендовать для первой ступени два варианта:
• зачистка забоин на кромках через соответствующий лючок и контроль положения инст-
румента через соседний лючок;
• размещение рабочей и дистальной частей системы контроля в одном лючке с инструментом.
Что касается остальных ступеней, то целесообразна комбинация вариантов.
THE DEVELOPMENT OF METHODS AND POSSIBILITIES FOR POLISHING OF MAINTENANCE CRASHING OF HPC’S BLADES OF PS-90A TURBO-FAN
Belousov G.G., Penkin A.A.
The review of methods of a polishing of crashing of rotor’s blades of a high-pressure compressor of air breathing engines is conducted. The way of the solution of the given problem for high pressure compressor’s blades of the turbo-fan engine PS-90A are offered.
Сведения об авторах
Белоусов Григорий Геннадьевич, 1947г.р., окончил МАТИ (1975), кандидат технических наук, доцент кафедры двигателей летательных аппаратов МГТУ ГА, автор 40 научных работ, область научных интересов - усталостная прочность лопаток компрессоров, оптико-визуальные методы контроля и ремонт авиадвигателей в условиях эксплуатации.
Пенкин Алексей Анатольевич, 1980г.р., окончил МГТУ ГА (2003), аспирант кафедры двигателей летательных аппаратов МГТУ ГА, область научных интересов - оптико-визуальные методы контроля и ремонт авиадвигателей в условиях эксплуатации.
