1. Лекция № 12
Лекция № 12
Техническое состояние и
надежность камер сгорания ГТД.

2. Лекция № 12
Диагностика технического состояния и надежности
камер сгорания ГТД
Основной целью технического диагностирования камер сгорания ГТД
является эффективное определение его технического состояния, заключающееся в
определении степени его исправности и годности к эксплуатации.
Из-за особенностей протекания рабочего процесса и значительных
механических и тепловых нагрузок в процессе эксплуатации газотурбинных
двигателей возможно появление дефектов деталей и нарушение работы камеры
сгорания. Эти дефекты и нарушения в работе можно подразделить на следующие:
1. Срыв пламени и прекращение горения топливовоздушной смеси,
происходящие вследствие помпажа компрессора, резкого уменьшения расхода
воздуха, падение давления топливоподачи ниже допустимого значения.
2. Увеличение неравномерности температурного поля на выходе, приводящее
к преждевременному разрушению соплового аппарата турбины. Возможными
причинами увеличения неравномерности температурного поля является
неравномерный распыл топлива форсунками, их закоксование, нарушение
газодинамики течения внутри жаровой трубы.

3. Лекция № 12
3. Появление режима вибрационного горения со значительной амплитудой
колебания давления и с частотой, зависящей от акустических свойств
камеры. При вибрационном горении автоколебания газового столба
возникают в результате того, что исходный режим неустойчив по отношению
к малым возмущениям. Факторами, поддерживающими автоколебания, могут
быть тепловая и кинетическая энергии потока.
4. Снижение полноты сгорания топлива, вызванное неудовлетворительным
распылом вследствие засорения или закоксования форсунок, применением
нерекомендуемых сортов топлива.
5. Образование нагара на элементах камеры сгорания может вызвать
изменение формы распыленной струи топлива, местные перегревы стенок
жаровой трубы и вследствие этого привести к тем или иным повреждениям
камеры сгорания и лопаток турбины.
6. Деформация корпуса камеры сгорания, прогары или появление трещин в
жаровой трубе, причинами которых может быть:
– превышение температурами газа допустимых значений, длительная работа на
форсированных режимах;
– запуск двигателя в условиях низких температур без предварительного
подогрева;
– неравномерность подачи форсунками.

4. Лекция № 12
Для своевременного выявления перечисленных дефектов и нарушений в работе
камеры сгорания с целью их устранения необходимо наладить систему технического
контроля ее состояния. Техническое диагностирование состояния камер сгорания
авиационного ГТД, как правило, включает следующие основные направления:
1. Параметрический контроль, основанный на контроле внешних параметров. Для
камеры сгорания параметрический контроль предполагает измерения температуры
выхлопных газов, ее окружной неравномерности, а также давления топливоподачи, уровня
вибрации в зоне расположения камеры сгорания.
По результатам параметрического контроля можно проводить параметрическое
диагностирование нарушений в работе камеры сгорания.
2. Оптический контроль труднодоступных мест с помощью бороскопов
(эндоскопов), представляющих собой оптические смотровые приборы. Бороскопы,
применяемые для контроля состояния деталей ГТД, по конструктивным особенностям
можно разделить на группы:
– линзовые бороскопы с ламповыми и стекловолоконными осветителями, которые
могут быть выполнены в виде прямых оптических трубок, трубок с несколькими
угловыми жесткими соединениями и трубок с шарнирными соединениями;
– стекловолоконные бороскопы, выполненные с гибким произвольным изгибом
корпуса или с полужестким корпусом, изгиб которого устанавливается перед введением
внутрь двигателя.

5. Лекция № 12
3. Рентгеновский контроль. Метод рентгеновского контроля технического
состояния заключается в том, что на внешнюю поверхность корпуса двигателя
(камеры сгорания) накладывается рентгеновская пленка, а внутрь камеры
вводятся изотопы. Введение вовнутрь жаровой трубы радиоактивных изотопов
при исследовании камеры сгорания осуществляется специальным зондом через
технологические отверстия под запальные свечи или пусковые воспламенители.
Полученные серии снимков позволяют обнаружить прогар жаровой трубы и
микротрещины корпуса.
Рассмотренные методы и средства контроля технического состояния камеры
сгорания позволяют своевременно выявить неисправности и устранить их
причины при проведении регламентных работ через определенные значения
наработки двигателя. Неисправности камеры сгорания, связанные с нарушением
процесса горения и работы топливной форсунки, с изменением расхода топлива,
увеличением температуры газов, определяются по изменению газодинамических
параметров двигателя. Метод анализа параметров ГТД, регистрируемых в
процессе его работы, является эффективным диагностическим методом,
позволяющим распознавать ряд неисправностей как двигателя в целом, так и
отдельных его узлов.

6. Лекция № 12
Технология технического диагностирования камер
сгорания ГТД
Для получения лучшего представления о порядке проведения технического
диагностирования камер сгорания рассмотрим два вида контроля технического
состояния, основанных на визуальном осмотре с помощью оптических приборов
внутренней полости жаровой трубы и параметрических измерениях.
Для обнаружения неисправностей и дефектов камер сгорания, как правило,
создают специальную технологию обслуживания, которая содержит перечень
операций и технических требований.
Указанный перечень заносится в специальные технологические карты. В качестве
примера рассмотрим порядок (технологию) осмотра камеры сгорания ТРДД:
а) форсунок, кромок корпуса головки, карманов, кожухов и колец с целью
выявления прогаров, трещин, перегревов и короблений;
б) соединения радиального трубопровода со штуцером подвода топлива и
прилегающей части наружного корпуса с целью выявления подтеков топлива,
отложения продуктов сгорания, прогаров.

7. Лекция № 12
Типичные схемы осмотра дефектов
Схема осмотра внутренней поверхности
кольцевой камеры сгорания
Схема осмотра
штуцера подвода
топлива
Допускаемые дефекты камеры сгорания

8. Лекция № 12
Контрольные вопросы
•Назовите дефекты и нарушения в работе камер сгорания.
•Назовите методы и средства контроля технического состояния камер
сгорания.
•Какой порядок осмотра камер сгорания?
•Назовите характеристики надежности.
•Приведите порядок оценки прочностной надежности камер сгорания.