Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эксплуатационные характеристики авиационных газотурбинных двигателей

Авиационные двигатели

ЦИАМ, как ведущая научно-исследовательская организация отрасли, участвует в создании двигателей для ЛА различного назначения: беспилотников, малой авиации, дозвуковых пассажирских и транспортных самолетов, сверхскоростных ЛА, вертолетов и других летательных аппаратов. Компетенции института простираются также на вопросы создания поршневых двигателей. Авиадвигателестроение является одним из самых инновационных наукоемких и высокотехнологичных секторов промышленности, интегрирующим результаты деятельности различных направлений науки и техники и стимулирующим научно-техническое развитие целого ряда других отраслей. Мировой опыт показывает, что разработка двигателя занимает в 1,5–2 раза больше времени, чем проектирование ЛА, поэтому правильная организация опережающих работ по созданию силовой установки является критическим элементом для успеха любой программы в области авиастроения. Стран, обладающих технологией полного цикла разработки и производства ГТД, меньше, чем государств, запускающих спутники в космос. Все отечественные авиационные двигатели создавались при участии ЦИАМ. ЦИАМ обладает уникальными стендами, предназначенными для проведения натурных испытаний авиационных двигателей и их узлов. Подробнее о возможностях Научно-испытательного центра ЦИАМ читайте в разделе «Экспериментальная база».

Обзор авиационных газотурбинных установок

Одним из удачных примеров применения АГТД в энергетике является теплофикационная ГТУ 25/39, установленная и находящаяся в промышленной эксплуатации на Безымянской ТЭЦ, расположенной в Самарской области в России, описание которой приведено ниже. Газотурбинная установка предназначена для выработки электрической и тепловой энергии для нужд промышленных предприятий и бытовых потребителей. Электрическая мощность установки — 25 МВт, тепловая — 39 МВт. Суммарная мощность установки — 64 МВт. Годовая производительность электроэнергии — 161,574 ГВт.ч/год, тепловой энергии — 244120 Гкал/год [3].

Установка отличается применением уникального авиационного двигателя НК-37, обеспечивающего КПД в 36,4%. Такой КПД обеспечивает высокую эффективность установки, недостижимую на обычных тепловых электростанциях, а также ряд других преимуществ. Установка работает на природном газе с давлением 4,6 МПа и расходом 1,45 кг/с. Кроме электроэнергии установка производит 40 т/ч пара давлением 14 кгс/см 2 и нагревает 100 т сетевой воды от 70 до 120 О С, что позволяет обеспечить светом и теплом небольшой город [3].

При размещении установки на территории тепловых станций не требуется дополнительных специальных блоков химводоочистки, сброса воды и т.д.

Подобные газотурбинные энергетические установки незаменимы для применения в тех случаях, когда:

■ необходимо комплексное решение проблемы обеспечения электрической и тепловой энергией небольшого города, промышленного или жилого района — модульность установок позволяет легко скомпоновать любой вариант в зависимости от нужд потребителя;

■ осуществляется индустриальное освоение новых районов жизни людей, в том числе с условиями жизни, когда особо важна компактность и технологичность установки. Нормальная работоспособность установки обеспечивается в диапазоне температур окружающей среды от -50 до +45 О С при действии всех других неблагоприятных факторов: влажности до 100 %, осадках в виде дождя, снега и т.д.;

■ важна экономичность установки: высокий КПД обеспечивает возможность производства более дешевой электрической и тепловой энергии и короткий срок окупаемости (около 3,5 лет) при капиталовложениях в строительство установки 10 млн 650 тыс. дол. США (по данным производителя).

Кроме того, установка отличается экологической чистотой, наличием многоступенчатого шумоподавления, полной автоматизацией процессов управления.

ГТУ 25/39 представляет собой стационарную установку блочно-контейнерного типа размером 21 м на 27 м. Для ее функционирования в варианте автономном от существующих станций в комплекте с установкой должны находиться устройства химводоподготовки, открытое распределительное устройство для понижения выходного напряжения до 220 или 380 В, градирня для охлаждения воды и отдельно стоящий дожимной газовый компрессор. При отсутствии необходимости в воде и паре конструкция установки сильно упрощается и удешевляется.

Сама установка включает в себя авиационный двигатель НК-37, котел-утилизатор типа ТКУ-6 и турбогенератор.

Полное время монтажа установки — 14 месяцев.

В России выпускается большое количество установок на базе конвертированных АГТД мощностью от 1000 кВт до нескольких десятков МВт, они пользуются спросом. Это подтверждает экономическую эффективность их использования и необходимость дальнейших разработок в этой области промышленности.

Установки, выпускаемые на заводах СНГ отличаются:

■ низкими удельными капиталовложениями;

■ сокращенным сроком монтажа;

■ малым сроком окупаемости;

■ возможностью полной автоматизации и др. [3].

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • » .
  • 75

Иосиф Аронов, Анатолий Шолом, Лидия Александровская, Владимир Смирнов

Сертификация сложных технических систем

В настоящее время общепризнано, что сертификация – одна из наиболее эффективных форм обеспечения качества продукции или услуг, а также их конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках. Зародившись первоначально как инструмент протекционизма, сертификация в дальнейшем превратилась в средство правового регулирования торговых отношений и формирования партнерства между предприятиями.

Читать еще:  Aac технические характеристики двигателя

Современные формы сертификации обеспечивают:

• гарантию качества продукции (услуги) путем предотвращения попадания на рынок продукции, не соответствующей требованиям нормативных документов;

• доверие к качеству экспортируемой продукции;

• предотвращение импорта продукции, не отвечающей требованиям нормативных документов;

• замещение импортной продукции высококачественной отечественной;

• защиту изготовителя от конкуренции с поставщиками несер-тифицированной продукции;

• расширение рекламных возможностей поставщика;

• стабильное качество конечной продукции при условии применения сертифицированных комплектующих изделий и материалов.

Многофункциональность сферы сертификации требует формирования соответствующей инфраструктуры – органов по сертификации и аккредитованных испытательных лабораторий, чем обеспечивает занятость множеству людей.

Особенно важна сертификация для сложных технических систем, отказы которых зачастую приводят к тяжелым последствиям. Так, по данным Министерства по чрезвычайным ситуациям Российской Федерации в 1997 г. в стране было зафиксировано 1174 чрезвычайные ситуации, обусловленные техногенными авариями, из которых 871 характеризовалась как местная и территориальная, а 5 – как региональные и федеральные. Ежегодно в авариях и катастрофах в стране гибнет более 50 тыс. человек, получают травмы более 250 тыс., а ущерб составляет около 500 млрд руб. Если же учесть, что ущерб ежегодно возрастает на 10–30 %, то можно представить, каковы будут потери, обусловленные низким качеством сложных изделий, к XXI веку.

Особая роль сертификации сложных систем в обеспечении безопасности техники отражена в законах РФ «О сертификации продукции и услуг» и «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

Следует отметить, что формы и методы сертификации сложных изделий отличаются от традиционных подходов, применяемых при сертификации более простого оборудования. Например, сертификация аудио– и видеотехники не требут подтверждения в рамках сертификационных испытаний показателей надежности, а для оборудования летательных аппаратов проверка показателей надежности обязательна. Таким образом, особенности сертификации сложных систем должны быть предметом специального изучения, которому и будет способствовать настоящее пособие.

Решению вопросов сертификации большое внимание уделяют такие международные организации, как Международная организация по стандартизации (ИСО), Международная электротехническая комиссия (МЭК), Всемирная торговая организация (ВТО) и др. Сертификация сегодня рассматривается как средство, не только облегчающее производителю выход на рынки других стран, но и существенно повышающее его эффективность производства. Например, если бы ПО «Атоммаш», поставивший в США сосуды высокого давления, не сертифицировал их на соответствие Кодам (стандартам) ASME (Американское общество инженеров-механиков), то их цена была бы на порядок ниже. Поэтому в пособии рассматриваются вопросы сертификации продукции в рамках международных, региональных и национальных систем сертификации.

Особое место занимает сертификация систем качества поставщика продукции (исполнителя услуги) на соответствие требованиям стандартов ИСО серии 9000 или других стандартов, устанавливающих требования к системам качества (например QS-9000, TL-9000). Такая сертификация особенно важна при выходе предприятия на международные рынки, при участии в международных тендерах и других проектах. Учитывая это обстоятельство, Правительство Российской Федерации приняло постановление от 2 февраля 1998 г. № 113 «О некоторых мерах, направленных на совершенствование систем обеспечения качества продукции и услуг». Оно, в частности, предусматривает поддержку субъектов хозяйственной деятельности, внедряющих системы качества на основе международных стандартов. В настоящем пособии рассмотрены вопросы создания систем качества, отвечающих требованиям стандартов ИСО 9000, и их сертификации. А так как добиться повышения конкурентоспособности продукции в современных условиях можно только путем коренной перестройки, которая получила специальное наименование – реинжиниринг, то в пособии затронуты также проблемы реорганизации предприятия.

Основные понятия в области сертификации

1.1. Термины и определения

Слово «сертификация» образовано от «сертификат» (лат. cer-tum – верно + facere – делать), т. е. «сделано верно». Сертификатом удостоверяют какой-либо факт, например происхождение, подлинность товара и т. д. Наиболее распространенным случаем применения сертификации является подтверждение соответствия какого-либо объекта установленным к нему требованиям (рис. 1.1).

Подтвердить соответствие может каждая из заинтересованных сторон: первая – изготовитель, продавец, исполнитель, вторая – потребитель, заказчик, третья – независимый орган.

Первая сторона подтверждает соответствие посредством принятия изготовителем (продавцом, исполнителем) декларации.

Декларация о соответствии – документ поставщика продукции (исполнителя работ, услуг), в котором он под свою ответственность письменно заявляет, что поставляемая им продукция (выполняемые работы, услуги) соответствует требованиям стандартов или других нормативных документов.

Читать еще:  Egr принцип работы дизельного двигателя

Противоречие между первой и второй сторонами в оценке соответствия продукции, процесса или услуги одним и тем же требованиям проявляется довольно часто, поэтому наиболее объективной оценкой считают оценку третьей стороной – лицом или органом, признаваемым независимым от участвующих в рассматриваемом вопросе сторон. Участвующие стороны – это, прежде всего, изготовители, продавцы, исполнители, потребители или представляющие их интересы иные субъекты.

Участие третьей стороны в подтверждении соответствия является главным признаком сертификации.

Сертификация – процедура подтверждения соответствия, посредством которой третья сторона письменно удостоверяет, что продукция, процесс или услуга соответствуют заданным требованиям.

Сертификация может носить обязательный или добровольный характер.

Обязательная сертификация – сертификация, которая вводится законами для определенной продукции и проводится уполномоченными на то органами на соответствие законодательным актам, обязательным требованиям технических регламентов, стандартов или других нормативных документов, принятых в соответствии с законодательством.

Обязательная сертификация вводится для защиты интересов населения и государства. Как правило, подтверждаются установленные законом требования безопасности для жизни, здоровья, имущества граждан и окружающей среды. Обязательная сертификация является необходимым условием допуска продукции на рынок и (или) ее использования.

Добровольная сертификация – сертификация, которая проводится по инициативе заявителя в зарегистрированной системе сертификации на соответствие любым требованиям, определяемым заявителем.

Добровольная сертификация является средством повышения конкурентоспособности продукции и услуг на внутреннем и внешнем рынках.

Обязательная и добровольная сертификации базируются на единых принципах.

Положительный результат сертификации удостоверяется сертификатом соответствия.

М-105 – мотор Победы

Легендарный мотор М-105, с 8 марта 1944 года носящий имя ВК-105 в честь своего создателя – Владимира Климова, к началу Великой Отечественной войны значился в планах руководства СССР как «авиамотор №1». 105-й и его модификации устанавливались на 36 типах самолетов, 15 из которых строились серийно. Среди них − знаменитый истребитель Як-1 и «двухмоторная летающая лодка» МДР-6. За время войны было выпущено свыше 75 000, а всего – около 100 000 двигателей этого класса. Истребители легендарного полка «Нормандия-Неман», сформированного из французских летчиков, работали на моторах В.Я. Климова.


Обслуживание мотора М-105 истребителя Як-1 в полевых условиях

Относительно недорогой, технологически простой, легко модифицируемый, М-105 был впервые собран на ленинградском заводе №234 в декабре 1940 года и стал основным двигателем боевой авиации. Стоит ли говорить, что с началом войны производство моторов для фронта стало абсолютным приоритетом, а решение о переводе завода №234 в глубокий тыл – единственной возможностью обеспечить выполнение этой задачи.

М-105 в различных модификациях был самым массовым советским двигателем Великой Отечественной войны, во многом определившим превосходство нашей авиации над асами немецких ВВС. За успешную работу по созданию и внедрению в серийное производство новых образцов авиационных двигателей во время войны коллектив завода №26 был награжден орденами Ленина и Трудового Красного Знамени, а коллектив Опытно-конструкторского бюро завода − Орденом Ленина. Правительственные награды получила большая группа работников завода.

За годы эксплуатации «Руслан» более 30 раз вписал свое имя в Книгу мировых авиационных рекордов:

  • рекорд подъема груза в воздух установлен самолетом Ан-124 26 июля 1985 года. «Руслан» поднял на высоту 10,75 км коммерческий груз весом 171, 219 т.
  • достижений по дальности беспосадочных перелетов увенчалась уникальным рекордом – без дозаправки самолет пролетел 20 151 км за 25 часов 30 минут.
  • рекорды по перевозке за один рейс самой большой партии товаров, транспортировке самого тяжелого авиационного груза и многие другие.

Десятки выполненных «Русланами» коммерческих заказов не стали рекордами, но поражают воображение разнообразием и массогабаритными характеристиками перевезенных грузов.

В чреве исполина совершали рейсы карьерные самосвалы и гидротурбины, гигантские египетские древности и боевые истребители.

«Русланам» приходилось перевозить такие эксклюзивные грузы, как золото и валюта, концертное оборудование легендарной рок-группы Pink Floyd и зенитные ракетные системы.

Как появлялся новый советский вертолет

В СССР первыми пришли к заключению, что для вертолетной техники требуются новые двигательные установки. Первая серийная винтокрылая машина Ми 1 была оснащена поршневым двигателем. В ходе эксплуатации стало ясно, что подобная двигательная схема не способна обеспечить летающей машине нужные летные данные. Попытка советских конструкторов усовершенствовать серийные машины установкой новых форсированных двигателей не дала должных результатов. Поршневой двигатель АИ-26В уже не отвечал поставленным требованиям и не мог обеспечить вертолетам необходимую грузоподъемность, скороподъемность и маневренность в полете.

Вывод напрашивался сам собой. Необходимо было переходить на новые газотурбинные двигатели. В конструкторском бюро Миля пытались установить на свой первенец газотурбинный двигатель, однако конструкция машины слабо подходила для решения этой инженерно-технической задачи. В результате в ОКБ-329, которым руководил М.Л. Миль, пришли к идее создать новый вертолет, который бы оснащался сразу двумя газотурбинными двигателями.

Для новой разработки постарались использовать материально-техническую базу вертолета Ми-1, серийное производство которой было налажено в Советском Союзе. Установка на винтокрылую машину сразу двух двигателей была явным ноу-хау в области вертолетостроения. Наличие двух мощных двигателей существенно повышало летно-технические характеристики вертолета, повышало уровень безопасности во время полета. При выходе из строя одного из двигателей, второй мотор позволял винтокрылой машине безопасно совершить посадку и завершить полет в благополучной обстановке.

Читать еще:  Stels tactic 150 какой двигатель

К осени 1961 года новая машина была готова. Вертолет получил название Ми-2 (Миль — второй). В сентябре первые две опытные машины в пассажирском и в сельскохозяйственном варианте, вышли на испытания. Это были легкие винтокрылые машины, оснащенные двумя газотурбинными двигателями, созданными в ОКБ-117. Ленинградские моторостроители сумели найти техническое решение для сложной задачи и создали компактные и небольшие по размерам газотурбинные двигатели. Результатом сложной конструкторской работы стал двигатель ГТД—350, развивающий мощность 400л/с.

Несмотря на то, что советские двигатели уступали по основным параметрам зарубежным аналогам, это не помешало Милю и его конструкторам создать перспективную винтокрылую машину, ставшую на долгие годы основным транспортным средством малой авиации. Еще на стадии испытаний, на Западе советский вертолет классифицировали, как «Hoplite».

Через два года, в 1963 году машина была запущена в серию. В данном случае любопытна одна деталь. Первые серийные машины были собраны в Польше, которая получила лицензию на изготовление нового вертолета и всю необходимую техническую документацию. Серийные машины, собранные на польских заводах, стали поставляться в СССР. Со временем география экспорта Ми-2 значительно расширилась. Всего польские заводы в Свиднике и Жешуве изготовили 5250 винтокрылых машин различных модификаций. Серийное производство продолжалось почти 30 лет и завершилось только в 1992 году.

Самые последние модификации милевской машины — это российские Ми-2А, Ми-2М, украинские машины Ми-2МСБ, выпускаемые в наши дни. Устройство этих машин уже кардинально отличается от первоначальных версий вертолета.

Авиационное топливо

Топливо для самолетов бывает двух видов – авиационный бензин и реактивное топливо (авиакеросин).

Авиабензины применяются для поршневых двигателей или же в качестве растворителя для технического обслуживания авиалайнеров. Такое горючее не сильно отличается от обычного автомобильного бензина, хотя имеет некоторые особенности, связанные со спецификой его применения.

Существует два вида авиационного бензина, которые отличаются некоторыми характеристиками, и одной из них является октановое число. Так как техника на поршневых двигателях все же сдает позиции, авиационный бензин также используется значительно реже.

Самым популярным топливом для авиалайнеров является авиационный керосин, который также называют реактивным топливом. Используется для аппаратов с турбореактивным двигателем.

Авиакеросин представляет собой дизельное топливо, полученное в ходе глубокой переработки нефти. Согласно с правилами эффективного использования турбореактивных двигателей, авиационный керосин должен быть максимально очищен от ароматических углеводородов и других примесей.

Авиационный керосин производится на нефтеперерабатывающих заводах. Согласно ГОСТу, выделяются авиакеросины для дозвуковой и сверхзвуковой авиации. Вы спросите, в чем же разница? Дело в том, что сверхзвуковой режим полета предполагает сильный разогрев топлива. И, если топливо мелкофракционное, оно начинает испаряться.

Сверхзвуковая авиация нуждается в «тяжелом» составе. К такому топливу относятся авиационные керосины Т-6 и Т-8В.

Для дозвуковой авиации подходит и мелкофракционное топливо. Однако чем больший процент топлива составляют легкие бензиновые фракции, тем на меньшую высоту полета оно рассчитано. К такому вида керосинов можно отнести керосин Т-2.

Керосин Т-1 является достаточно стабильным топливом, соответствующим международным стандартам качества. Авиационный керосин ТС-1 не совсем соответствует данным нормам за счет высокого процента серы в составе.

Мы рассмотрели, на чем летают самолеты

Теперь стоит уделить внимание не только авиатопливу, но и специальным добавкам, которые улучшают его качество.

Заправка самолета

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector