4. Проблемы, возникающие при эксплуатации «по состоянию»

При проектировании двигателей семейства CFM56 в их конструкцию закладывался принцип «безопасного повреждения», который предполагает, что конструкция застрахована от катастрофических разрушений.

В конструкциях с «безопасным повреждением» допускается появление трещин в отдельных силовых элементах, однако, трещины не должны приводить к разрушению или черезмерной деформации конструкции [12]. Это достигается выбором типа конструкции, при котором возможное разрушение или усталостные трещины только уменьшат до некоторой степени статическую прочность и жёсткость конструкции, достаточные для завершения безаварийного полёта. Увеличение допускаемых напряжений в элементах конструкции с безопасным повреждением может достигать 15…20% по сравнению с соответствующими напряжениями, принимаемыми для конструкции безопасного срока службы.

Выигрыш от применения безопасно повреждаемой конструкции заключается в уменьшении массы изделия, увеличении срока службы и уменьшения его стоимости. Безопасно повреждаемые конструкции обслуживаются «по состоянию». Опыт эксплуатации таких конструкций показывает, что 90…92% деталей изделия сохраняют свою работоспособность после достижения своего расчётного срока службы, поэтому запасных частей требуется лишь 8…10% от того количества, которым должна быть укомплектована конструкция с безопасным ресурсом. Главным преимуществом конструкций с «безопасным повреждением» является уменьшение возможности катастрофического разрушения в полёте.

Конструкция с допускаемыми повреждениями требует трудоёмкого обслуживания, так как начиная с некоторой наработки появление трещин является не исключением, а закономерным явлением. Эффективность осмотров должна быть такой, чтобы любая трещина, способная привести к катастрофе, обнаруживалась до того, как она станет критической.

Трудоёмкость осмотров может быть во много раз снижена за счёт введения в конструкцию средств, сигнализирующих о появлении в ней усталостных трещин.

3. Характерные повреждения авиационных газотурбинных двигателей семейства cfm56

С точки зрения надёжности повреждение – это событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния [13].

Повреждение является результатом воздействия повреждающих факторов на элементы конструкции ГТД, проявляющееся в изменении внешнего вида, конфигурации, состояния поверхности, физико-механических свойств, целостности элемента конструкции и работоспособности ГТД [7].

1. Типичные повреждения элементов конструкции

Опыт эксплуатации зарубежных и отечественных ГТД показывает, что типичными повреждениями и неисправностями, способствующими авиационным происшествиям, являются [7]:

• механические повреждения (усталостные трещины, забоины, вмятины, эрозия) и разрушения деталей проточной части;

• эксплуатационные повреждения и разрушения элементов конструкции подшипников опор роторов и приводов агрегатов;

• термические повреждения элементов конструкции камер сгорания, сопловых аппаратов, дисков и рабочих лопаток первой ступени турбины;

• износ контактных поверхностей сопрягаемых частей деталей;

• закоксованность топливных форсунок;

• эрозионно-коррозионное повреждение поверхностей деталей;

• загрязнения поверхностей деталей газовоздушного тракта отвердевшей смесью масел, топлива, пыли.

Анализ и обобщение основных эксплуатационных повреждений авиационных ГТД, установленных на неманевренных ЛА, показывает следующее распределение повреждений элементов конструкции (таблица 16).

Таблица 16

Характер распределения основных повреждений ГТД

Вид повреждения ГТД, установленных на неманевренных ЛА	% от поступивших в ремонт
Повреждения от посторонних предметов Эрозионный износ лопаток компрессора Забоины на лопатках Коррозия силовых корпусов Повреждение элементов конструкции 1-й ступени турбины Повреждение элементов масляной системы Повреждение элементов топливной системы Коррозия входного устройства Трещины жаровой трубы Прочие	15 70 65 75 75…80 5 75…85 55 80 0…5