Я пытаюсь понять, как часто меняются лопатки ГТД горячей секции. Это расчет исходя из летных часов, материала, объема двигателя или еще чего-то?
Извиняюсь, если это очевидный вопрос, проводя некоторые исследования для работы и не имея опыта в этой области.
Спасибо.
Существует два основных режима отказа турбинных лопаток, которые можно предсказать, и, следовательно, они используются для определения срока службы турбинных лопаток, при котором их необходимо заменить.
Один из них называется «ползучесть» . Статья в Википедии описывает основной механизм. Срок службы лезвия зависит исключительно от «времени при температуре». Если лопасти испытывают время полета выше критических пределов температуры материала, они накапливают часть усталости ползучести. Отслеживается общее (кумулятивное) количество усталости ручья, и когда лезвие достигает этого предела, оно удаляется и заменяется новыми лезвиями. Алгоритм, используемый для измерения срока ползучести, называется правилом Робинсона и выглядит следующим образом (где c1, c2 и c3 — коэффициенты, относящиеся к относительному повреждению, возникающему при соответствующих температурах):
Общий накопленный срок службы = c1 x время выше T1 град + c2 x время выше T2 град + c3 x время выше T3 град.
Как правило, каждая ступень турбины имеет свой срок службы. (Каждая лопасть на одной и той же сцене не контролируется и не обслуживается по отдельности, а заменяется комплектом.)
Другой вид разрушения – малоцикловая усталость. Это вызвано изменениями центробежного напряжения, вызванными изменениями оборотов в результате циклов дроссельной заслонки. Когда пилот перемещает дроссель на значительную величину, происходят большие изменения напряжения. Это приводит к тому, что материал лезвия ведет себя как сгибание проволоки в ваших пальцах вперед и назад, чтобы сломать ее (вы не сломаете ее, просто согнув ее один раз или сильно потянув за оба конца). Срок службы LCF подсчитывается аналогично ползучести, но вместо подсчета времени, проведенного при превышении предела температуры, подсчитываются циклы дроссельной заслонки. Цикл дроссельной заслонки может быть определен как изменение числа оборотов в минуту от одного конкретного значения до другого.
Если двигатель современный, электронное управление будет считать ползучесть и потребленные жизни LCF. Если двигатель старый и имеет только гидромеханическое управление, производитель двигателя проведет анализ ожидаемого типа полета самолета и определит пределы срока службы с точки зрения летных часов. Периодически они будут пытаться подтвердить, как на самом деле летает самолет, и нужно ли сократить или увеличить время полета до замены. Как правило, либо срок ползучести, либо срок службы LCF намного короче, чем другие, поэтому для каждой ступени двигателя отслеживается только один вид отказа.
В этом документе дается хорошее описание режимов отказа лопаток турбины и того, как они контролируются. Я сомневаюсь, что вы получаете информацию о реальных жизнях, которая, вероятно, является собственностью производителя двигателей. Единственная информация, которую вы можете найти, вероятно, относится к очень старым двигателям, которые им больше не нужны. Однако, если вам повезет, вы можете найти некоторые цифры, запрятанные в отчетах NTSB или других стран об авиационных происшествиях, связанных с отказом лезвия.
Существуют также периодические проверки с помощью эндоскопа, которые могут привести к замене лопастей в случае незапланированных (непредсказуемых) режимов отказа (повреждение от постороннего предмета, потеря покрытия, тепловое повреждение), как также упомянуто в вышеуказанном документе.
Notts90 поддерживает Монику