Новые возможности применения разгонных стендов для обеспечения прочностной надёжности газотурбинных двигателей

Ю. А. Ножницкий, Ю. А. Федина, Д. В. Шадрин, А. Н. Серветник, Б. А. Балуев, А. В. Каначкин, А. Р. Лепешкин, А. А. Томашев, С. А. Чернышев

Аннотация


Сформулированы основные задачи использования разгонных стендов при проведении сертификационных, инженерных и технологических испытаний деталей и узлов газотурбинных двигателей. Рассмотрены конструктивные особенности разгонных стендов. Представлены основные характеристики разгонных стендов, используемых в ЦИАМ. Рассмотрены методические особенности проведения различных видов испытаний на разгонных стендах и основные требования к стендам для проведения различных испытаний. Приведены примеры использования стендов для проведения разгонных испытаний для подтверждения несущей способности или упрочнения материала роторов; эквивалентно-циклических испытаний для подтверждения ресурса роторов; исследований вибрационных свойств вращающихся деталей, в том числе для оптимизации конструкционного демпфирования колебаний и определения сопротивления многоцикловой усталости вращающихся лопаток; подтверждения удержания в корпусах фрагментов разрушившихся роторов; определения стойкости роторов к соударению с птицами и другими попадающими в газовоздушный тракт двигателя посторонними предметами. Показана необходимость сочетания испытаний на разгонных стендах с расчётами и физическими исследованиями. Рассмотрены основные направления модернизации разгонных стендов. Показана, в частности, необходимость создания стендов для различных испытаний вентиляторов двигателей с большой степенью двухконтурности; совершенствования стендов и методик испытаний для исследований сопротивления вращающихся лопаток многоцикловой усталости; создания оборудования для испытаний в условиях термоциклирования деталей роторов, особенно деталей, изготовленных из композиционных и керамических материалов; для исследования колебаний при контакте ротора  и статора.


Ключ. слова


Разгонный стенд; ротор; корпус; несущая способность; ресурс; вибрационные свойства; удержание фрагментов роторов; стойкость к удару птицы

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Nozhnitsky Y.A., Fedina Y.A., Rekin A.D., Petrov N.I. Ceramic Gas Turbine Component Development Experience at the Central Institute of Aviation Motors // Ceramic Gas Turbine Design and Test Experience. 2002. V. 1. P. 669-682.

2. Nozhnitsky Yu.A., Karimbaev K.D., Servetnik A.N. Numerical Simulation of Spin Testing for Turbo Machine Disks Using Energy-based Fracture Criteria // Proceedings of the ASME Turbo Expo. 2012. V. 7, Iss. Parts A and B. P. 35-40. doi: 10.1115/GT2012-68953

3. Nozhnitsky Y.A., Lokshtanov E.A., Dolgopolov I.N., Shashurin, G.V., Volkov M.E., Tsykunov N.V., Ganelin I.I. Probabilistic prediction of aviation engine critical parts lifetime // Proceedings of the ASME Turbo Expo. 2006. V. 5 Part B. P. 1025-1034. doi: 10.1115/GT2006-91350

4. Nozhnitsky Y.A., Tumanov N.V. Prevention of Low Cycle Fatigue Fracture of Aviation Engine Critical Parts // 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences 2012, ICAS 2012. V.3. P. 2449-2456.

5. Nozhnitsky Y.A., Shadrin D.V., Fedina Y.A. Vibration Strength Increase of Rotating Blades Using Dynamic Spin Rigs // 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences 2012, ICAS 2012. V. 3. P. 2435-2442

6. Ножницкий Ю.А., Федина Ю.А., Шадрин Д.В. Исследование конструкционного демпфирования колебаний рабочих лопаток турбомашин на динамических разгонных стендах // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 3(34), ч. 1. С.314-320.

7. Lepeshkin A., Bychkov N., Vaganov P., Nozhnitsky Y., Baluev B. The Blade Releasing Method for Test of Engine Casing Containment // ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE). 2013. V. 1. doi: 10.1115/IMECE2013-63749


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-71-87

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник СГАУ, 2015

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533