RU2013151284A - Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя (варианты) и турбореактивный двигатель, отремонтированный этим способом (варианты), способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей и турбореактивный двигатель, отремонтированный этим способом - Google Patents

Abstract

1. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя (ТРД), выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта выполняют внешний осмотр, производят проверку наличия и характера дефектов, производят необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, в том числе двухкаскадный осевой компрессор, включающий компрессоры низкого и высокого давления, при этом компрессор низкого давления (КНД) выполнен с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора, а также с ротором, включающим до четырех рабочих колес с дисками, наделенными рабочими лопатками, количество которых принято возрастающим в каждом последующем рабочем колесе КНД; причем проточная часть двигателя на осевой длине двухкаскадного компрессора выполнена переменно сужающейся по ходу потока рабочего тела с разделением за промежуточным корпусом на внутренний и наружный контуры с превышением площади поперечного сечения проточной части внутреннего контура относительно площади наружного контура в (1,49÷1,65) раза, а конфузорное сужение площади поперечного сечения проточного канала КВД выполнено со средним градиентом конфузорности G=(0,18÷0,25) [м/м]; при необходимости разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора - компрессор высокого давления (КВД), промежуточный корпус, соединяющий указанные компрессоры, а также осматривают основную камеру сгорания, в том числе с возможностью

Claims (23)

1. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя (ТРД), выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта выполняют внешний осмотр, производят проверку наличия и характера дефектов, производят необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, в том числе двухкаскадный осевой компрессор, включающий компрессоры низкого и высокого давления, при этом компрессор низкого давления (КНД) выполнен с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора, а также с ротором, включающим до четырех рабочих колес с дисками, наделенными рабочими лопатками, количество которых принято возрастающим в каждом последующем рабочем колесе КНД; причем проточная часть двигателя на осевой длине двухкаскадного компрессора выполнена переменно сужающейся по ходу потока рабочего тела с разделением за промежуточным корпусом на внутренний и наружный контуры с превышением площади поперечного сечения проточной части внутреннего контура относительно площади наружного контура в (1,49÷1,65) раза, а конфузорное сужение площади поперечного сечения проточного канала КВД выполнено со средним градиентом конфузорности G=(0,18÷0,25) [м²/м]; при необходимости разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора - компрессор высокого давления (КВД), промежуточный корпус, соединяющий указанные компрессоры, а также осматривают основную камеру сгорания, в том числе с возможностью детального обследования корпусов указанной камеры и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; обследуют состоящий не менее чем из шестидесяти четырех трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник; турбину высокого давления, имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; производят контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления, а также обследуют смеситель, фронтовое устройство, корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству; обследуют коробку приводов сервисных двигательных агрегатов; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; производят промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направляют двигатель на механосборочные/механические посты и выполняют восстановительный ремонт и при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену деталей на новые, а также комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя.

2. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что капитальный ремонт производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

3. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что в составе ремонта двигателя обследуют и при необходимости производят разборку и восстановление и/или заменяют поворотное реактивное сопло ТРД, включающее поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к ФКС, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству с возможностью выполнения совместно с подвижным элементом последнего поворотов для изменения направления вектора тяги, причем ось вращения поворотного устройства относительно горизонтальной оси повернута на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° по часовой стрелке (вид по н.п.) для правого положения двигателя в двигательной установке и на угол не менее 30°, предпочтительно, на (32÷34)° против часовой стрелки (вид по н.п.) для левого положения двигателя в двигательной установке.

4. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что компрессор высокого давления содержит статор, а также ротор с системой оснащенных лопатками рабочих колес, при этом количество рабочих лопаток ротора принято возрастающем по потоку рабочего тела на протяжении осевой длины КВД в (2,6÷2,9) раза.

5. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что при запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры, определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.

6. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.5, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали при необходимости восстановительных покрытий выполняют вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.

7. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.5, отличающийся тем, что нанесение на детали восстанавливаемых защитных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей деталей при необходимости вариантно выполняют электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.

8. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.1, отличающийся тем, что на завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, по меньшей мере, по многоцикловой программе, указанная программа испытаний включает чередование режимов при выполнении этапов испытания длительностью работы ТРД, превышающей программное время полета, для чего сначала формируют типовые полетные циклы и определяют повреждаемость наиболее нагруженных деталей, исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании, а затем формируют и производят полный объем испытаний, включающий выполнение последовательности испытательных циклов - быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим «малого газа», останов и цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов работы турбореактивного двигателя, в совокупности превышающем время полета в 5-6 раз; при этом различный размах диапазона изменения режимов работы двигателя реализуют, изменяя уровень перепада газа в конкретных режимах испытания от начального до наибольшего - максимального или полного форсированного режима работы двигателя путем переноса начальной точки отсчета при выполнении соответствующего режима, принимая последнюю в одном из режимов в положении, соответствующем уровню «малый газ», а в других режимах - в промежуточных или конечном положениях, соответствующих различным процентным долям или полному значению уровня газа максимального или полного форсированного режима, причем быстрый выход на максимальный или форсированный режимы на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости с последующим сбросом.

9. Турбореактивный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.1-8.

10. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя, выполненного двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта производят осмотр двигателя, необходимый по содержанию ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости выполняют демонтаж и обследование модулей и узлов двигателя, включая компрессор низкого давления и проточную часть, выполненную на участке осевой длины КНД сужающейся в направлении потока рабочего тела с градиентом G=(0,51÷0,72) [м²/м]; в составе газогенератора обследуют компрессор высокого давления, промежуточный корпус, соединяющий указанные компрессоры; осматривают основную камеру сгорания с возможностью детального обследования корпусов камеры сгорания и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; обследуют турбину высокого давления, имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; обследуют также состоящий не менее чем из шестидесяти трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушный теплообменник; демонтируют и разбирают любой из модулей, включая компрессор низкого давления (КНД) с входным направляющим аппаратом (ВНА), промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора и с ротором, включающем до четырех наделенных рабочими лопатками дисков рабочих колес, количество которых принято возрастающим в каждом последующем колесе КНД; производят контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления; обследуют смеситель, фронтовое устройство и корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству, а также обследуют коробку приводов сервисных двигательных агрегатов; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; производят промывку, контроль состояния и дефектацию модулей, узлов и деталей, направляют двигатель на механосборочные/механические посты и выполняют восстановительный ремонт, при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену деталей на новые, а также комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц, сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя; после чего двигатель подвергают стендовым испытаниям, при необходимости производят послеремонтную доводку, в процессе которой выполняют испытания отремонтированного двигателя, по меньшей мере, по многоцикловой программе, указанная программа испытаний включает чередование режимов при выполнении этапов испытания длительностью работы ТРД, превышающей программное время полета, для чего сначала формируют типовые полетные циклы и определяют повреждаемость наиболее нагруженных деталей, исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании, а затем формируют и производят полный объем испытаний, включающий выполнение последовательности испытательных циклов - быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим «малого газа», останов и цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов работы турбореактивного двигателя, в совокупности превышающем время полета в 5-6 раз; при этом различный размах диапазона изменения режимов работы двигателя реализуют, изменяя уровень перепада газа в конкретных режимах испытания от начального до наибольшего - максимального или полного форсированного режима работы двигателя путем переноса начальной точки отсчета при выполнении соответствующего режима, принимая последнюю в одном из режимов в положении, соответствующем уровню «малый газ», а в других режимах - в промежуточных или конечном положениях, соответствующих различным процентным долям или полному значению уровня газа максимального или полного форсированного режима, причем быстрый выход на максимальный или форсированный режимы на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости с последующим сбросом.

11. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.10, отличающийся тем, что капитальный ремонт двигателя производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно, выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

12. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.10, отличающийся тем, что при запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры, определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.

13. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.12, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали при необходимости восстановительных покрытий выполняют вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.

14. Способ капитального ремонта турбореактивного двигателя по п.12, отличающийся тем, что нанесение на детали восстанавливаемых защитных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей деталей при необходимости вариантно выполняют электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.

15. Турбореактивный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.10-14.

16. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей, конструктивно однотипных либо имеющих взаимозаменяемые модули, узлы и/или детали, характеризующийся тем, что в составе капитального ремонта производят внешний осмотр и монтаж каждого ремонтируемого двигателя в вариабельно устанавливаемой последовательности на испытательный стенд, при этом производят проверку наличия и характера дефектов, передачу двигателя или двигателей в сборочный цех, в котором производят необходимый по содержанию капитального ремонта демонтаж наружных коммуникаций и разборку двигателя на функциональные модули, узлы и сборочные единицы, в том числе при необходимости демонтируют и разбирают любой из модулей, включая компрессор низкого давления с входным направляющим аппаратом, промежуточными направляющими и выходным спрямляющим аппаратами статора и с площадью поперечного сечения канала проточной части двигателя на осевой длине КНД, выполненной сужающейся по ходу рабочего тела со средним градиентом конфузорности G=(0,51÷0,72) [м²/м], и с ротором КНД, имеющем до четырех, наделенных лопатками рабочих колес, количество лопаток в которых принято возрастающим в каждом последующем колесе в соотношении (31÷41):(38÷50):(48÷63):(65÷85); разбирают требующие капитального ремонта узлы газогенератора и поворотного реактивного сопла, включающего в своем составе поворотное устройство и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству; в необходимой степени, предусмотренной регламентом, обследуют электрическую, воздушную, гидравлические топливную и масляную системы; до или в процессе капитального ремонта создают ротационно пополняемый текущий резервный запас снятых с заменой с предыдущих капитально отремонтированных двигателей и восстановленных в процессе ремонта модулей, узлов, деталей, сборочных единиц и устанавливаемых с заменой по мере необходимости на последующие из упомянутой партии, группы капитально ремонтируемые двигатели, направляют двигатель на механосборочные/механические посты и производят комплектацию необходимых для установки в конкретный ремонтируемый двигатель, восстановленных или новых частей, в том числе из упомянутого текущего резервного запаса, выполняют сборку и цеховые испытания узлов, модулей и сборку двигателя; при этом на завершающей стадии капитального ремонта после сборки двигатель подвергают стендовым испытаниям, по меньшей мере, по многоцикловой программе, указанная программа испытаний включает чередование режимов при выполнении этапов испытания длительностью работы ТРД, превышающей программное время полета, для чего сначала формируют типовые полетные циклы и определяют повреждаемость наиболее нагруженных деталей, исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании, а затем формируют и производят полный объем испытаний, включающий выполнение последовательности испытательных циклов - быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим «малого газа», останов и цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов работы турбореактивного двигателя, в совокупности превышающем время полета в 5-6 раз; при этом различный размах диапазона изменения режимов работы двигателя реализуют, изменяя уровень перепада газа в конкретных режимах испытания от начального до наибольшего - максимального или полного форсированного режима работы двигателя путем переноса начальной точки отсчета при выполнении соответствующего режима, принимая последнюю в одном из режимов в положении, соответствующем уровню «малый газ», а в других режимах - в промежуточных или конечном положениях, соответствующих различным процентным долям или полному значению уровня газа максимального или полного форсированного режима, причем быстрый выход на максимальный или форсированный режимы на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости с последующим сбросом.

17. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.16, отличающийся тем, что капитальный ремонт партии, пополняемой группы упомянутых двигателей производят при возникновении, по меньшей мере, одной из следующих причин, а именно, выработки установленного ресурса по числу запусков, либо по исчерпании нормативного количества часов работы, либо допустимого межремонтного времени складского хранения, либо после получения ремонтопригодных повреждений любой совокупности жизненно важных частей, модулей, узлов и деталей двигателя, без устранения неисправности которых невозможно продолжение эксплуатации двигателя.

18. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.16, отличающийся тем, что производят осмотр и при необходимости обследуют любой из узлов газогенератора - компрессор высокого давления, соединяющий КНД и КВД промежуточный корпус, основную камеру сгорания и турбину высокого давления, имеющую сопловый аппарат, ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо с диском, на котором съемно с возможностью охлаждения закреплены рабочие лопатки, равномерно разнесенные по периметру с угловой частотой (11,1÷14,3) ед/рад; осматривают основную камеру сгорания, в том числе с возможностью детального обследования корпусов камеры сгорания и жаровой трубы, системы коллекторов и каждой из топливных форсунок, равномерно разнесенных по замкнутому кольцу входного торца последней, преимущественно, с угловой частотой (2,38÷3,35) ед/рад; при необходимости аналогично обследуют и производят замену любого из не менее чем шестидесяти трубчатых блок-модулей кольцевой воздухо-воздушного теплообменника, установленного вокруг корпуса основной камеры сгорания; выполняют контроль состояния опор двигателя, турбины низкого давления, а также обследуют смеситель, фронтовое устройство, корпус форсажной камеры сгорания, поворотное реактивное сопло, включающее в своем составе поворотное устройство, неподвижно, предпочтительно, разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания, и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству, а также коробку приводов сервисных двигательных агрегатов.

19. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.16, отличающийся тем, что после разборки капитально ремонтируемого двигателя производят промывку, контроль состояния и при необходимости дефектацию модулей, узлов и деталей, и выполняют восстановительный ремонт, при необходимости конструктивно-технологическую доработку или постдефектационную замену по регламенту деталей на новые; комплектование прошедших ремонт и новых деталей и сборочных единиц.

20. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.16, отличающийся тем, что при запуске двигателя в ремонт и подготовке деталей к нанесению восстановительных покрытий выполняют химическую, ультразвуковую промывку и/или пескоструйную обработку деталей, микрометрические обмеры, определение прочности неразрушающими видами контроля и выбраковку дефектных деталей.

21. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.20, отличающийся тем, что в процессе капитального ремонта двигателя нанесение на детали при необходимости восстановительных покрытий выполняют вариантно хромированием, цинкованием, кадмированием, меднением, оксидированием, алитированием, оксидным фосфатированием, серебрением, химическим никелированием, пассивированием и/или нанесением лакокрасочных покрытий.

22. Способ капитального ремонта партии, пополняемой группы турбореактивных двигателей по п.20, отличающийся тем, что нанесение на детали восстановительных покрытий в процессе капитального ремонта для повышения износостойкости поверхностей восстанавливаемых деталей при необходимости выполняют вариантно электроискровым легированием поверхностей, детонационным или плазменным напылением порошковых композитов.

23. Турбореактивный двигатель, выполненный двухконтурным, двухвальным, характеризующийся тем, что капитально отремонтирован способом по любому из пп.16-22.