1. Лекция №17
Обеспечение надежности ГТД в
эксплуатации

2. Техническое обслуживание и ремонт ГТД в
эксплуатации


Поддержание надежности ГТД в процессе
эксплуатации обеспечивается техническим
обслуживанием (ТО) и ремонтом ГТД. Рассматривая
ТО как средство приведения ГТД в
работоспособное состояние, ремонт также можно
считать формой ТО, но только “наиболее” крупной
формой ТО.
Восстанавливаемые ГТД периодически требуют ТО.
Все виды ТО можно разделить на плановые и
внеплановые. Плановые (или профилактические)
виды ТО направлены на поддержание ГТД в
состоянии, обеспечивающем требуемую
надежность и требуемую безопасность полётов.
Внеплановые необходимы для восста­новления
функций ГТД в связи с отказами и
неисправностями.

3. 
Выведем понятие готовности ГТД к применению.
Выше было принято, что рассматриваются только
два состояния ГТД ­ работа ГТД или его восста­
новление (ТО). При этом условии ординарный
поток возобновлений работы ГТД будет
складываться (рисунок 15.1) из моментов отказов и
моментов окон­чания восстановлений. В любой
момент t ГТД может находиться в исправном
состоянии при следующих возможных событиях: ­
за время (0;t) ГТД не отказывало; ­ ГТД отказывало,
но было восстановлено

4. 


Наработка ГТД между плановыми ТО (Т об )также зависит от его
надежности. Если между ТО не происходило износовых в
надежностном смысле отказов (а ре­гламенты ТО и должны
быть так построены, чтобы не допускать износовых отказов),
то вероятность безотказной работы за время Т об
P (Tоб ) = exp(−Tоб / T )
(15.13)
Но т.к. при Tоб ≠ 0 P(Tоб ) ≠ 1 , то часть ГТД откажет за время Tоб .
Эти ГТД потребуют внеплановых ТО. Таким образом, среднее
время между ТО Tср < Tоб )
и


Tср =




∫ P(t )dt
(15.14)
0
а для экспоненциального закона надежности


Tоб
Tср =
Tоб
е −t / T dt = TQCTоб
∫
(15.15)
0
При малых значениях отношения Tоб / T (высокая надежность,
частые ТО), Т ср и Т об близки друг к другу

5. Понятие ресурса ГТД.


Ресурс является одним из важнейших
эксплуатационных свойств ГТД. Он жёстко связан с
надёжностью ГТД и является численной мерой
долговечности ГТД.
Ресурс ГТД, как сложной системы, отличается от
ресурса отдельного элемента, например, лопатки
или диска. Ресурс отдельного элемента
определяется его наработкой до предельного
состояния, которая удовлетворительно
описывается физическими или статистическими
моделями. Эти модели отражают исчерпание
долговечности элемента и учитывают характер
его нагружения, рассеивание свойств элемента и
некоторые другие факторы.

6. Виды ресурса




При эксплуатации ГТД применяются
следующие виды ресурса:
­ общетехнический (или назначенный)
ресурс;
- межремонтный ресурс.
Назначенный ресурс определяет
суммарную наработку ГТД, при достижении
которой эксплуатация должна быть
прекращена. Назначенный ресурс может
состоять из нескольких межремонтных
ресурсов. Наработка ГТД исчисляется в
часах и полётных циклах

7. Установление и увеличение ресурса ГТД


Первоначальной основой для оценки величины
ресурса является расчётная долговечность
дисков, лопаток и др. ответственных деталей
ГТД. Прочностные расчёты должны учитывать
ожидаемый в эксплуатации характер нагружения
деталей, а также предполагаемую технологию
изготовления.
Для экспериментального обоснования ограничения
предельной наработки проводятся циклические
или эквивалентные (или смешанные
эквивалентно – циклические) ускоренные
испытания ГТД, а также могут проводиться
циклические испытания роторов и отдельных
дисков в разгонных камерах с имитацией их
температурного состояния.

8. Эксплуатация ГТД по техническому
состоянию

Предельной формой дифференциации ресурса
является ЭТС. При ЭТС и различные формы ТО, и
замены узлов и деталей, и ремонты, включая
капитальные, производятся в зависимости от
фактического состояния каждого экземпляра ГТД.
ЭТС обеспечивает максимальное использование в
конкретных условиях эксплуатации заложенных в
конструкцию ГТД возможностей. При больших
величинах ресурса практически единственной
формой эксплуатации является ЭТС с
индивидуальными сроками ремонтов конкретных
экземпляров ГТД. Отказ от обязательных ремонтов
через фиксированные сроки наработки в целом
приводит к весьма значительной экономии
стоимости эксплуатации (до 30% от стоимости
парка ГТД).

9. Отказы ГТД
Выявленные при работе и
приведшие к невыполнению
задания (о.н.э.)
д.с.д.
Затраты на
эксплуатацию
Выполнение
основных функций
с требуемой
надёжностью
Выявленные
при
обслуживании
О.н.з
Критерии
эффективности
установления
ресурса
Величина
ресурса τ
Рисунок 15.2 Схема связи ресурса и надёжности

10. Ресурс
Конструктивно –
производственные факторы
1 Долговечность основных
незаменяемых в эксплуатации
узлов
2 Долговечность прочих
элементов
3 Ремонтопригодность и
эксплуатационная
технологичность
4 Изменение параметров с
наработкой
5 Освоение в производстве
Эксплуатационные
факторы
1 Опыт эксплуатации
2 Интенсивность
эксплуатации
3 Система технического
обслуживания
4 Система раннего
обнаружения
неисправностей
5 Система ремонта
Рисунок 15.3 Факторы, определяющие величину ресурса ГТД

11. Фиксированный
ресурс
Характеристика системы
– установление
одинаковой величины
ресурса (для всех
двигателей и условий
эксплуатации) по
наиболее слабому
элементу.
Условия реализации
- проведение
длительных
стендовых и
эксплуатационных
испытаний;
- ограниченная
диагностическая
информация;
- ограниченная замена
элементов в
эксплуатации;
- невысокий уровень
контролепригодности
и эксплуатационной
тех-нологичности
-невысокие темпы
роста ресурса.
Дифференциро-ванный
ресурс
Характеристика системы
- дифференциация
ресурса узлов;
-дифференциация
ресурса в зависимости
от условий эксплуатации (режимов работы,
числа циклов работы,
опыта персонала и
т.д.).
Условия реализации
- периодическая
разборка головных
двигателей с
наибольшей наработкой;
- контроль уровня
надёжности;
-учёт режимной
наработки;
- применение средств
диагностики.
Рисунок 15.4 Системы установления ресурса
ГТД
Эксплуатация по
техническому состоянию
Характеристика системы
1 этап – периодический
контроль состояния парка
двигателей с ремонтом
части двигателей и
продлением наработки
остальным;
2 этап – контроль
состояния элементов
каждого двигателя и
продление наработки
индивидуально каждому
экземпляру.
Условия реализации
1 этап – контроль
состояния двигателей с
наибольшей наработкой
(съём, дефектация);
- применение средств
диагностики.;
- периодические осмотры с
частичной разборкой.
2 этап – высокая
контролепригодность и
эксплуатационная
технологичность
- развитая система
контроля состояния и
диагностики;
- оперативная система
принятия и реализации
решений.

12. Вопросы к лекции №17:
 Что достигается при эксплуатации по
техническому состоянию ГТД?
 Что является количественной
характеристикой восстановления?
 Как определяется коэффициент
готовности к применению?
 Что такое ресурс ГТД? Виды ресурса?