30

ФГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

ГЛАЗКОВ А.С., КОЛЕБОШИН А.В.

КОНСТРУКЦИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВУХКОНТУРНЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА CFM56

Санкт-Петербург

2011

АННОТАЦИЯ

Дипломная работа посвящена ознакомлению с авиационными газотурбинными двигателями семейства CFM56, изучению их основных эксплуатационных свойств: повреждаемости, контролепригодности, ремонтопригодности и модульности. Целью является освещение проблем, возникающих при эксплуатации этих двигателей в авиакомпании, их решение, предложение по использованию прогрессивного метода восстановления исправного состояния двигателя и внедрению перспективного метода регистрации повреждений элементов конструкции проточной части.

Первый раздел работы содержит информацию о происхождении, развитии и существовании двигателей семейства CFM56, краткое описание их основных узлов, конструктивных отличий, сведения об организации работ по их усовершенствованию. Во втором разделе рассмотрены: факторы, влияющие на техническое состояние двигателя; виды технического состояния; принцип построения программы ТО и Р двигателей семейства CFM56. Представлено описание сущности проблемы, возникающей при технической эксплуатации двигателей этого семейства. В третьем разделе рассмотрены общие для ГТД и характерные для двигателей CFM56 повреждения элементов конструкции. В четвёртом разделе представлено описание видов ТД, используемых при технической эксплуатации двигателей этого семейства. В пятом разделе представлено описание перспективного метода регистрации повреждений элементов проточной части авиационных ГТД. В заключительной части приведены выводы и рекомендации по проделанной работе.

Условные обозначения

АТ – авиационная техника

ВС – воздушное судно

ВПП – взлётно-посадочная полоса

ВНА – входной направляющий аппарат

ГДУ – газодинамическая устойчивость

ГТД – газотурбинный двигатель

ТРДД – двухконтурный турбореактивный двигатель

ДРЛО и У – дальнее радиолокационное обнаружение и управление

ЖТ – жаровая труба

ИКАО – международная организация гражданской авиации

КС – камера сгорания

КПА – коробка приводов агрегатов

КПД – коэффициент полезного действия

КНД – компрессор низкого давления

КВД – компрессор высокого давления

ЛА – летательный аппарат

НА – направляющий аппарат

НК – неразрушающий контроль

ПП – промежуточный привод

ПЗС – прибор с зарядовой связью

РК – рабочее колесо

РЛД – радиолокационный датчик

СА – сопловой аппарат

САУ – система автоматического управления

СВЧ – сверхвысокая частота

САУРЗ – система активного управления радиальными зазорами

ТД – техническая диагностика

ТО – техническое обслуживание

ТУ – технические условия

ТО и Р – техническое обслуживание и ремонт

ТНД – турбина низкого давления

ТВД – турбина высокого давления

ТРДД – турбореактивный двигатель двухконтурный

ФУ – фронтовое устройство

AMM – руководство по технической эксплуатации

AEW & C – бортовая система раннего обнаружения и управления

CFMI – совместное предприятие «коммерческие вентиляторные моторы»

CAEP/6 – стандарт, установленный комитетом по охране окружающей среды

DAC – двузонная кольцевая камера сгорания

DGAC – комитет, устанавливающий стандарты по перевозке опасных грузов

EPA – агентство по защите окружающей среды

ETOPS – стандарт, устанавливающий нормы и требования к выполнению полётов

на двухмоторном самолёте

FAA – федеральное управление гражданской авиации

FADEC – цифровая система управления двигателем с полной ответственностью

VBV – регулируемый клапан перепуска воздуха

ICAO – международная организация гражданской авиации

SAC – однозонная кольцевая камера сгорания

TAPS – камера сгорания с предварительным смешением

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………….8

1. Семейство авиационных газотурбинных двигателей CFM56…………………...10

1.1. История возникновения семейства двигателей CFM56….…………………11

1.2. История развития и настоящее положение авиадвигателей семейства

CFM56 на мировом рынке...………………………………………………….13

1.2.1. Двигатель CFM56-2……………………..……………………………...13

1.2.2. Двигатель CFM56-3…………………………………………………….15

1.2.3. Двигатель CFM56-5A…………………………………………………..17

1.2.4. Двигатель CFM56-5B…………………………………………………..18

1.2.5. Двигатель CFM56-5C…………………………………………………..19

1.2.6. Двигатель CFM56-7B…………………………………………………..20

1.3. Общие и отличительные особенности конструкции двигателей семейства

CFM56. Назначение и эксплуатационно-технические характеристики…...22

1.3.1. Двигатель CFM56-2……………………..……………………………...26

1.3.2. Двигатель CFM56-3…………………………………………………….27

1.3.3. Двигатель CFM56-5A…………………………………………………..28

1.3.4. Двигатель CFM56-5B…………………………………………………..30

1.3.5. Двигатель CFM56-5C…………………………………………………..32

1.3.6. Двигатель CFM56-7B…………………………………………………..33

1.4. Конструкция двигателя CFM56-5B….……………………………………….35

1.4.1. Общее представление о двигателе CFM56-5B/2P……………………35

1.4.2. Главный модуль вентилятора………………………………………….36

1.4.3. Главный модуль газогенератора……………………..………………..41

1.4.4. Главный модуль турбины низкого давления…………………………45

1.4.5. Главный модуль вспомогательного привода…………………………46

1.4.6. Опоры роторов………………………………….………………………48

1.4.7. Смотровые порты………………………………………………………49

1.4.8. Дренажная система……………………………………………………..51

1.5. Программа TECH56……………………………………………………………53

1.5.1. Цели и организация работ по программе TECH56…………………..53

1.5.2. Результаты работ по программе TECH56…………..………………...54

2. Техническая эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей семейства

CFM56……………………………………………………………………………….64

2.1. Условия работы и факторы, влияющие на техническое состояние

двигателя………………………………………………………………………64

2.2. Виды технического состояния двигателя…………………….........................67

2.3. Стратегия программы ТО и Р, применяемая к двигателям семейства

CFM56………………………………………………………………………….68

2.4. Проблемы, возникающие при эксплуатации «по состоянию»………...........69

3. Характерные повреждения авиационных газотурбинных двигателей семейства

CFM56……………………………………………………………………………….71

3.1. Типичные повреждения элементов конструкции ……………….…………..71

3.2. Распределение и характер повреждений элементов конструкции ГТД по

системам и узлам и их причины возникновения……………………………72

3.2.1. Компрессор……………………………………………………………..72

3.2.2. Камера сгорания и топливные форсунки……………………………..79

3.2.3. Турбина………………………………………………………………….82

3.2.4. Подшипники опор роторов…………………………………………….85

3.2.5. Детали приводов………………………………………………………..88

3.2.6. Трубопроводы…………………………………………………………..88

3.3. Последствия повреждений элементов конструкции ………...……………...89

4. Методы, средства диагностирования технического состояния, применяемые в

настоящее время в эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей

семейства CFM56………………………………………………………………….90

4.1. Диагностирование по изменению рабочих параметров…………………….91

4.2. Визуально-оптический метод диагностирования……………………………92

4.3. Диагностирование по наличию продуктов износа в масле…………………97

4.4. Диагностирование по концентрации продуктов износа в масле…………...98

4.5. Диагностирование по параметрам вибрации……………………………….101

5. Перспективный метод регистрации повреждений элементов проточной части

авиационных газотурбинных двигателей семейства CFM56…………..……..103