Испытательная станция турбовинтовых двигателей ТВ3–117 ВМА–СБМ1 серийного производства (стр. 6 из 23)

Испытательные стенды авиационных опытных ГТД, их систем и сборочных единиц (в составе ГТД) предназначены для проведения испытаний, исследований и доводки опытных ГТД в наземных или частично имитируемых эксплуатационных условиях и должны обеспечивать проведение исследовательских, доводочных, определительных, предварительных, межведомственных, государственных, ресурсных, специальных, чистовых, а соответствующих видов и категорий контрольных испытаний.

3.2 Типовой состав испытательного стенда

В состав испытательного стенда входят:

- испытательный бокс или открытая производственная площадка (определяется принятой схемой испытательного стенда);

- кабина наблюдения и управления;

- технологические и вспомогательные помещения;

- помещения для размещения ЭВМ и комплекта измерительной апппатуры;

- основное оборудование испытательного стенда и систем для обеспечения испытаний.

В состав основного оборудования испытательного стенда и систем для обеспечения испытаний входят:

- пульт управления и контроля работы ГТД при испытаниях;

- необходимые средства шумоглушения работы ГТД при испытаниях;

- силоизмерительная (моментоизмерительная) система;

- система измерения расхода воздуха через ГТД;

- топливная система испытательного стенда;

- система измерения расхода топлива при испытаниях ГТД;

- масляная система испытательного стенда;

- система запуска ГТД на стенде;

- система консервации ГТД после окончания испытаний;

- система вне стендовой подготовки ГТД к испытаниям с монтажной рамой и

узлами крепления ГТД;

- система питания, загрузки и охлаждения агрегатов, установленных на ГТД;

- система отбора воздуха на нужды летательного аппарата, для которого предназначен ГТД;

- автоматизированная система управления технологическим процессом испытаний с комплектом аппаратуры для измерения и регистрации параметров и сигналов ГТД;

- газоотводящее устройство;

- устройство для имитации неравномерности поля температур на входе в двигатель и имитации давлений для определения и оценки газодинамической устойчивости испытательного ГТД;

- оборудование для проверки и калибровки, применяемых на стенде средств измерения (СИ)

- монтажно-обслужвающая площадка;

- подъемно-транспортные средства испытательного стенда;

- автоматическая система пожаротушения.

3.3 Функциональные требования, компоновка и аэродинамика испытательного стенда

Типовая схема испытательного стенда, размещение испытываемого ГДТ, основного оборудования и измерительных систем, аэродинамическая схема воздуха проводящих и газоотводящих устройств выбираются исходя из назначения стенда, особенностей конструкции, компоновки и характеристик ГТД, вида и назначения проводимых испытаний.

Для проведения стендовых испытаний современных ГТД могут создаваться испытательные стенды, где испытываемый ГТД размещается в испытательном боксе или на специально оборудованной открытой площадке.

Конструкция и эксплуатационные свойства испытательного стенда, компоновка и размещение основного оборудования должны обеспечивать:

- свободный подвод воздуха к входу в ГТД и в эжекторно-выхлопное

устройство стенда и минимальное влияние аэродинамики стенда на основные параметры испытуемого ГТД;

- управление технологическим процессом испытания и измерение предусмотренных параметров и сигналов испытываемого ГТД как в автоматическом, так и в режиме с погрешностями, не превышающими допустимых значений;

- надежную работу и функционирования всех систем и оборудования испытательного стенда в соответствии с их назначением;

- свободный подход к испытываемому ГТЛ и оборудованию испытательного стенда для проведения необходимых технологических операций, технического обслуживания и замены агрегатов;

- возможность подогрева воздуха на входе в ГТД в соответствии с программой испытаний;

- возможность подогрева топлива и масла на входе в ГТД в соответствии с программой испытаний;

- выполнение требований ТБ, санитарных норм и защиты окружающей среды в процессе подготовки, проведения испытаний и технического обслуживания ГТД.

Испытательные стенды, выполненные по схеме с открытой площадкой для установки испытываемого ГТД, должны удовлетворять следующим требованиям, обусловленной спецификой их компоновки:

- испытательный стенд должен быть оборудован газоотводящим устройством, обеспечивающим безопасный отвод газовой струи от работающего на площадке ГТД для исключения прямого воздействия на окружающие постройки, растительность и почвенный покров, а также попадание газов на вход работающего ГТД;

- должно быть обеспечено экранирование работающего на площадке ГТД для исключения разлета обломков конструкции в случае его разрушения при испытаниях;

- размещение испытательной площадки на территории испытательной станции должно обеспечить уровень шума от работающего ГТД, не превышающий допустимых значений;

- испытательная площадка с установленным ГТД должна быть оборудована навесом и легко съемными устройствами для защиты обслуживающего персонала от ветра и атмосферных осадков при техническом обслуживании испытываемого ГТД;

- испытательная площадка должна иметь круговое ограждение для исключения случайного попадания в зону работающего ГТД людей, животных, средств транспорта и т. д.

Стенды для испытаний вертолетных, вспомогательных и других типов ГТД должны быть оборудованы загрузочными устройствами в соответствия с назначением и использованием конкретного типа ГТД на ЛА, для которого предназначен двигатель.

Аэродинамические характеристики испытательного стенда должны соответствовать следующим основным требованиям:

- затенение проточной части испытательного бокса не должно быть более 10% от его поперечного сечения. Не допускается хранение в испытательном боксе вспомогательного оборудования и агрегатов, затеняющих его проточную часть;

- потеря любого давления в боксе не должна превышать 1,330кПа (10мм.рт.ст.), а для вновь строящихся и реконструируемых испытательных стендов с закрытыми боксами при первичной аттестации - более 1,064кПа (8мм.рт.ст.)

- средняя скорость массы воздушного потока в проточной части испытательного бокса перед ГТД не должна превышать 15м/с;

- средняя скорость массы воздушного потока в живом сечении системы шумоглушения в зоне всасывания с закрытым боксом не должна превышать 25м/с;

- расстояние от среза сопла ГТД до цилиндрической части эжекторной части трубы должно быть не менее 1,50 диаметра среза сопла; для ранее построенных стендов, находящихся в эксплуатации, - не менее 1,25 диаметра среза сопла ГТД (на стендах для испытания вертолетных и вспомогательных ГТД - не регламентируется);

- неравномерность распределения давления перед входным устройством ГТД не должна превышать 10% от потери полного давления в боксе в сечении не ближе трех калибров ГТД и не более 2% от замеряемых перепадов давления в мерном сечении входного устройства.

4. Боксы

По требованиям техники безопасности все испытательные установки, при работе которых возникает опасность для обслуживающего персонала или высокого уровня, должны размещаться в отдельных изолированных помещениях, называемых боксами. Этому требованию должны практически удовлетворять все установки по испытанию двигателя и его агрегатов: компрессоров, турбин, камер сгорания, турбостартеров и других агрегатов.

4.1Требования к боксам

- размеры бокса должны быть достаточными для размещения двигателя, испытательного оборудования, обеспечения удобного подхода к ним и хорошего обзора с места управления двигателем;

- оборудование и приспособления должны обеспечивать высокую производительность труда;

- прочность стен должна быть достаточной, чтобы препятствовать разлету осколков в случае разрыва вращающихся частей и выдерживать статические нагрузки от разности давлений воздуха внутри и снаружи помещения;

- должно быть предусмотрено шумоглушение, ограничивающее распространение шума за пределами бокса;

- обеспечены противопожарные нормы, требования промсанитарии и техники безопасности.

4.2 Типы боксов

Испытательный бокс состоит из входной шахты с оборудованием для шумоглушения, центральной части, включающей в себя испытательную кабину, стенд и шахты выхлопа в которую входит эжектор, щиты шумоглушения и жалюзи, предохраняющие от попадания атмосферных осадков внутрь канала.

Боксы отличаются друг от друга различным расположением входной и выходной частей.

Нашли применение боксы 4-х типов:

1. С горизонтальной входной и выходной частями;

2. С вертикальной входной частью и горизонтальной выходной;

3. С горизонтальным входом и вертикальной выходной частью;

4. С вертикальными входной и выходной частями.

Каждый из выше перечисленных вариантов имеет достоинства и недостатки, основными из которых являются:

1. С горизонтальной входной и выходной частями или прямоточный бокс.

Достоинства:

- обеспечение равномерного потока воздуха на входе;

- более простая и дешевая конструкция;

- простой доступ для проведения регламентных работ.

Недостатки:

- необходимость организации защитной зоны перед шахтой всасывания;

- поддержание защитной зоны перед шахтой всасывания;

- поддержание защитной зоны в соответствующем порядке для недопущения нападения посторонних предметов в ГВТ ГТД;

- нерациональное использование производственных площадей, шумоглушение менее эффективно;