Развернуть ▼
Изложены современные способы и методы испытаний
авиационных двигателей различных типов.
Наряду с традиционными вопросами измерений физических величин, видов испытаний и оборудования их обеспечивающего, рассмотрены методы определения основных технических данных двигателей, специальные испытания, испытания для подтверждения ресурса, проанализированы пути совершенствования экспериментальной базы для испытаний.
Особое место занимают вопросы автоматизации научных исследований и испытаний авиационных двигателей.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки "Двигатели летательных аппаратов", а также для специалистов авиадвигательных предприятий.
Издание 2009 года
СодержаниеОсновные условные обозначения
Предисловие
Введение
Глава 1. Измерения при испытании двигателей
1.1. Виды и методы измерений
1.2. Средства измерений
1.3. Особенности измерений при испытаниях ГТД
1.4. Измерение давлений
1.5. Измерение температур
1.6. Измерение расхода топлива
1.7. Измерение расхода воздуха
1.8. Измерение скорости потока
1.9. Измерение напряжений в элементах ГТД
1.10. Измерение силы и крутящего момента
1.11. Измерение частоты вращения
1.12. Измерение вибраций
1.13. Измерение эмиссии вредных веществ
1.14. Измерение шума
1.15. Методы контроля состояния и обнаружения дефектов в ходе испытаний ГТД
Резюме (по главе 1 "Измерения при испытании двигателей")
Вопросы
Глава 2. Виды испытаний авиационных ГТД
2.1. Создание научно-технического задела и его экспериментальное подтверждение
2.2. Испытания опытных ГТД
2.3. Испытание серийных ГТД
2.4. Техническое и организационное обеспечение испытаний ГТД
Резюме (по главе 2 "Виды испытаний авиационных ГТД")
Вопросы
Глава 3. Планирование эксперимента при испытаниях ГТД
3.1. Основные понятия и определения
3.2. Планирование и проведение эксперимента
3.2.1. Полный факторный эксперимент
3.2.2. Дробный факторный эксперимент
3.2.3. Центральное композиционное планирование эксперимента
3.3. Применение планирования эксперимента при оптимизации исследуемых процессов
3.3.1. Метод крутого восхождения
3.3.2. Симплексный метод
3.4. Опыт применения планирования эксперимента в авиадвигателестроении
3.5. Перспективы развития методов экспериментального исследования ГТД с применением планированного эксперимента
Резюме (по главе 3 "Планирование эксперимента при испытаниях ГТД")
Вопросы
Глава 4. Испытательные стенды и оборудование
4.1. Структура испытательной станции
4.2. Испытательные станки и устройства
4.3. Основные системы стендов
4.4. Летные испытания, летающие лаборатории
4.5. Испытательные комплексы
Резюме (по главе 4 "Испытательные стенды и оборудование")
Вопросы
Глава 5. Влияние атмосферных условий на экспериментальные характеристики авиационных ГТД
5.1. Влияние атмосферной температуры. Изменение рабочего процесса под влиянием tH
5.2. Влияние атмосферного давления
5.3. Влияние атмосферной влажности
5.4. Влияние законов управления ГТД на их характеристики
5.5. Использование формул теории подобия газовых потоков при анализе результатов экспериментов
Резюме (по главе 5 "Влияние атмосферных условий на экспериментальные характеристики авиационных ГТД")
Вопросы
Глава 6. Экспериментальные методы определения основных технических данных авиационных ГТД
6.1. Основные способы определения НЗП ГТД
6.1.1. Способ определения НЗП путем испытаний ГТД на режимах, подобных его работе в стандартных атмосферных условиях (САУ)
6.1.2. Способ определения НЗП с помощью специальных коэффициентов пересчета
6.1.3. Экспериментальный метод определения нормализующих коэффициентов для ТРДД
6.1.4. Особенности определения НЗП ТРДД
6.1.5. Особенности испытаний ТРДД
6.1.6. Особенности испытания форсажных ТРД и ТРДД
6.1.7. Особенности испытания ТРДД с реверсом
6.1.8. Особенности испытаний ГТД с отклоняемым вектором прямой тяги
6.2. Основные особенности испытаний и определения НЗП ГТД СТ и ТВД
6.2.1. Особенности испытаний ГТД СТ и ТВД
6.2.2. Особенности экспериментального определения нормальных значений параметров ТВД
6.2.3. Методика экспериментального определения косвенным способом нормализующих коэффициентов для параметров ТВД
6.3. Экспериментальное определение НЗП ГТД путем поддержания стендовыми системами заданных значений t*", р*", Мп
6.3.1. Высотно-скоростные испытания ГТД в AT
6.3.2. Высотно-скоростные натурные испытания ГТД в термобарокамере (ТБК)
6.4. Основные особенности испытания ПВРД
Резюме (по главе 6 "Экспериментальные методы определения основных технических данных авиационных ГТД")
Вопросы
Глава 7. Испытания авиационных ГТД с имитацией эксплуатационных условий
7.1. Технология испытаний ГТД на высотных стендах
7.1.1. Испытания в аэродинамической трубе
7.1.2. Испытания в ТБК с присоединенным трубопроводом
7.1.3. Испытания с частичной имитацией высотно-скоростных условий
7.1.4. Испытания с самолетным воздухозаборником
7.1.5. Особенности создания эксплуатационных условий при испытаниях ПВРД и ГПВРД
7.2. Системы и оборудование для создания высотных условий на испытательных стендах
7.3. Краткая характеристика отечественных высотных стендов
Резюме (по главе 7 "Испытания авиационных ГТД с имитацией эксплуатационных условий")
Вопросы
Глава 8. Экспериментальные методы определения ресурса и надежности авиационных ГТД
8.1. Эксплуатационные критерии надежности авиационных ГТД
8.2. Модели повреждаемости (расходования ресурса) деталей двигателя
8.2.1. Длительная прочность
8.2.2. Малоцикловая усталость
8.2.3. Усталость
8.2.4. Модель долговечности в условиях длительного статического и циклического нагружений
8.2.5. Модель долговечности при разнородных повреждениях
8.2.6. Износ и контактная усталость
8.2.7. Эрозия и газовая коррозия
8.3. Ресурсные испытания авиационных ГТД
8.3.1. Основные понятия и определения
8.3.2. Длительные эксплуатационные испытания ГТД на повышенный ресурс
8.3.3. Ускоренные эквивалентно-циклические испытания ГТД
8.3.4. Циклические испытания
8.3.5. Формирование программ эквивалентно-цикпических испытаний основных деталей двигателя
8.3.6. Экспериментальная доводка опытных ГТД до 150-часового ресурса
8.4. Эксплуатация ГТД по техническому состоянию
8.5. Основные стратегии управления ресурсом ГТД
8.6. Порядок задания, установления и увеличения ресурса
8.6.1. Установление и увеличение назначенных ресурсов основных деталей двигателя
8.6.2. Установление назначенного ресурса двигателя
8.6.3. Установление и увеличение ресурса новых двигателей при стратегиях управления ресурсом 2иЗ
8.6.4. Установление и увеличение ресурса и сроков службы агрегатов и комплектующих изделий
8.7. Подходы к подтверждению ресурса основных деталей ГТД
8.7.1. Метод "безопасной долговечности"
8.7.2. Метод "допустимых повреждений"
Резюме (по главе 8 "Экспериментальные методы определения ресурса и надежности авиационных ГТД")
Вопросы
Глава 9. Специальные испытания авиационных ГТД
9.1. Испытания ГТД по проверке запасов газодинамической устойчивости
9.1.1. Экспериментальное определение запасов устойчивости путем подъема линии рабочих режимов
9.1.2. Экспериментальное определение запасов устойчивости путем создания предельных возмущений в потоке на входе в ГТД
9.2. Испытания по определению акустических характеристик ГТД
9.2.1. Характеристики звука и шума
9.2.2 Источники авиационного шума
9.2.3 Нормирование авиационного шума
9.2.4 Экспериментальное исследование шума ГТД
9.2.5. Методы снижения шума ГТД
9.3. Испытания по определению выбросов загрязняющих веществ авиационными ГТД
9.3.1. Закономерности образования загрязняющих веществ в авиационных ГТД
9.3.2. Нормирование загрязнения атмосферы авиационными ГТД
9.3.3. Измерение содержания загрязняющих веществ в отработавших газах ГТД
9.3.4. Уменьшение эмиссии авиационных ГТД при стендовых испытаниях
9.4. Испытания авиационных ГТД на обледенение
9.5. Испытания ГТД по попаданию посторонних предметов
9.6. Испытания ГТД на стойкость против попадания птиц
9.7. Испытания ГТД в условиях дождя
9.8. Испытания систем защиты
Резюме (по главе 9 "Специальные испытания авиационных ГТД")
Вопросы
Глава 10. Испытания и доводка узлов и агрегатов авиационных двигателей и энергетических установок
10.1. Испытания авиационных лопаточных машин
10.2. Испытания компрессора (вентилятора)
10.3. Испытания основной камеры сгорания
10.4. Испытания форсажной камеры
10.5. Испытания турбины
10.6. Испытания газогенераторов (ГГ)
10.7. Испытания систем автоматического управления
10.8. Испытания редукторов
10.9. Испытания стартеров
10.10. Испытания насосов и форсунок
10.11. Испытания топливорегулирующей аппаратуры
Резюме (по главе 10 "Испытания и доводка узлов и агрегатов авиационных двигателей и энергетических установок")
Вопросы
Глава 11. Сертификационные испытания ГТД
11.1. Система обеспечения и поддержания летной годности
11.2. Развитие требований норм летной годности. Законодательная база системы сертификации авиационных двигателей
11.3. Основные этапы сертификации авиационных двигателей
11.4. Особенности сертификации авиационных двигателей
11.5. Сертификация двигателя в составе летательного аппарата
Резюме (по главе 11 "Сертификационные испытания ГТД")
Вопросы
Глава 12. Обработка результатов испытаний
12.1. Приемы препарирования испытываемого ГТД
12.2. Основы методики обработки результатов испытаний
12.3. Методы и способы уменьшения погрешностей получения экспериментальных данных
12.4. Обработка результатов измерений, выполненных в ходе автоматизированных испытаний ГТД
Резюме (по главе 12 "Обработка результатов испытаний")
Вопросы
Глава 13. Первичные преобразователи при автоматизированных испытаниях ГТД
13.1. Измерение температуры
13.2. Измерение давления
13.3. Датчики измерения частоты вращения
13.4. Датчики измерения расхода топлива (топливного газа)
13.5. Датчики измерения усилия от тяги
13.6. Датчики измерения крутящего момента
13.7. Датчики измерения зазоров, перемещений
13.8. Зонды измерения пульсаций давления газовых сред
Резюме (по главе 13 «Первичные преобразователи при автоматизированных испытаниях ГТД»)
Вопросы
Глава 14. Автоматизация испытаний ГТД
14.1. Типовые операции при испытаниях ГТД
14.1.1. Подготовительно-заключительные операции
14.1.2. Испытания по заданной программе
14.1.3. Управление режимами работы двигателя
14.1.4. Отладка параметров двигателя
14.1.5. Обработка результатов испытаний и их анализ
14.2. Основы построения АСИ ГТД
14.2.1. Основные задачи испытаний, решаемые автоматизированной системой
14.2.2. Основные требования к АСИ ГТД
14.2.3. Типовая схема АСИ ГТД
14.3. Устройства связи с объектом (УСО)
14.3.1. Основные функциональные элементы модулей УСО
14.3.2. Модули УСО
14.4. ЭВМ и математическое обеспечение
14.5. Система сбора и обработки информации при испытаниях ГТД автоматизация испытаний
Резюме (по главе 14 «Автоматизация испытаний ГТД»)
Вопросы
Глава 15. Особенности обработки экспериментальных данных при автоматизации испытаний
15.1. Контроль качества измерений
15.2. Восстановление характеристик по экспериментальным данным
15.3. Идентификация математической модели двигателя
15.4. Общая процедура автоматизированной обработки и термогазодинамического анализа результатов испытаний
Резюме (по главе 15 «Особенности обработки экспериментальных данных при автоматизации испытаний»)
Вопросы
Глава 16. Эксперимент — основа проверки качества проектирования и создания ГТД
Список литературы
Предметный указатель
Издание 2009 годаСодержаниеОсновные условные обозначения
Предисловие
Введение
Глава 1. Измерения при испытании двигателей
1.1. Виды и методы измерений
1.2. Средства измерений
1.3. Особенности измерений при испытаниях ГТД
1.4. Измерение давлений
1.5. Измерение температур
1.6. Измерение расхода топлива
1.7. Измерение расхода воздуха
1.8. Измерение скорости потока
1.9. Измерение напряжений в элементах ГТД
1.10. Измерение силы и крутящего момента
1.11. Измерение частоты вращения
1.12. Измерение вибраций
1.13. Измерение эмиссии вредных веществ
1.14. Измерение шума
1.15. Методы контроля состояния и обнаружения дефектов в ходе испытаний ГТД
Резюме (по главе 1 «Измерения при испытании двигателей»)
Вопросы
Глава 2. Виды испытаний авиационных ГТД
2.1. Создание научно-технического задела и его экспериментальное подтверждение
2.2. Испытания опытных ГТД
2.3. Испытание серийных ГТД
2.4. Техническое и организационное обеспечение испытаний ГТД
Резюме (по главе 2 «Виды испытаний авиационных ГТД»)
Вопросы
Глава 3. Планирование эксперимента при испытаниях ГТД
3.1. Основные понятия и определени
3.2. Планирование и проведение эксперимента
3.2.1. Полный факторный эксперимент
3.2.2. Дробный факторный эксперимент
3.2.3. Центральное композиционное планирование эксперимента
3.3. Применение планирования эксперимента при оптимизации исследуемых процессов
3.3.1. Метод крутого восхождения
3.3.2. Симплексный метод
3.4. Опыт применения планирования эксперимента в авиадвигателе- строении
3.5. Перспективы развития методов экспериментального исследования ГТД с применением планированного эксперимента
Резюме (по главе 3 «Планирование эксперимента при испытаниях ГТД»)
Вопросы
Глава 4. Испытательные стенды и оборудование
4.1. Структура испытательной станции
4.2. Испытательные станки и устройства
4.3. Основные системы стендов
4.4. Летные испытания, летающие лаборатории
Резюме (по главе 4 «Испытательные стенды и оборудование»)
Вопросы
Глава 5. Влияние атмосферных условий на экспериментальные характеристики авиационных ГГД
5.1. Влияние атмосферной температуры. Изменение рабочего процесса под влиянием
5.2. Влияние атмосферного давления
5.3. Влияние атмосферной влажности
5.4. Влияние законов управления ГТД на их характеристики
5.5. Использование формул теории подобия газовых потоков при анализе результатов экспериментов
Резюме (по главе 5 «Влияние атмосферных условий на экспериментальные характеристики авиационных ГТД»)
Вопросы
Глава 6. Экспериментальные методы определения основных технических данных авиационных ГТД
6.1. Основные способы определения НЗП ГТД
6.1.1. Способ определения НЗП путем испытаний ГТД на режимах, подобных его работе в стандартных атмосферных условиях (САУ)
6.1.2. Способ определения НЗП с помощью специальных коэффициентов пересчета
6.1.3. Экспериментальный метод определения нормализующих коэффициентов для ТРДД
6.1.4. Особенности определения НЗП ТРДД
6.1.5. Особенности испытаний ТРДД
6.1.6. Особенности испытания форсажных ТРД и ТРДД
6.1.7. Особенности испытания ТРДД с реверсом
6.1.8. Особенности испытаний ГТД с отклоняемым вектором прямой тяги
6.2. Основные особенности испытаний и определения НЗП ГТД СТиТВД
6.2.1. Особенности испытаний ГТД СТ и ТВД
6.2.2. Особенности экспериментального определения нормальных значений параметров ТВД
6.2.3. Методика экспериментального определения косвенным способом нормализующих коэффициентов для параметров ТВД
6.3. Экспериментальное определение НЗП ГТД путем поддержания стендовыми системами заданных значений
6.3.1. Высотно-скоростные испытания ГТД в АТ
6.3.2. Высотно-скоростные натурные испытания ГТД в термобарокамере (ТБК)
6.4. Основные особенности испытания ПВРД
Резюме (по главе 6 «Экспериментальные методы определения основных технических данных авиационных ГТД»)
Вопросы
Глава 7. Испытания авиационных ГТД с имитацией эксплуатационных условий
7.1. Технология испытаний ГТД на высотных стендах
7.1.1. Испытания в аэродинамической трубе
7.1.2. Испытания в ТБК с присоединенным трубопроводом
7.1.3. Испытания с частичной имитацией высотноскоростных условий
7.1.4. Испытания с самолетным воздухозаборником
7.1.5. Особенности создания эксплуатационных условий при испытаниях ПВРД и ГПВРД
7.2. Системы и оборудование для создания высотных условий на испытательных стендах
7.3. Краткая характеристика отечественных высотных стендов
Резюме (по главе 7 «Испытания авиационных ГТД с имитацией эксплуатационных условий»)
Вопросы
Глава 8. Экспериментальные методы определения ресурса и надежности авиационных ГТД
8.1. Эксплуатационные критерии надежности авиационных ГТД
8.2. Модели повреждаемости (расходования ресурса) деталей двигателя
8.2.1. Длительная прочность
8.2.2. Малоцикловая усталость
8.2.3. Усталость
8.2.4. Модель долговечности в условиях длительного статического и циклического нагружений
8.2.5. Модель долговечности при разнородных повреждениях.
8.2.6. Износ и контактная усталость
8.2.7. Эрозия и газовая коррозия
8.3. Ресурсные испытания авиационных ГТД
8.3.1. Основные понятия и определения
8.3.2. Длительные эксплуатационные испытания ГТД на повышенный ресурс
8.3.3. Ускоренные эквивалентно-циклические испытания ГТД
8.3.4. Циклические испытания
8.3.5. Формирование программ эквивалентно-циклических испытаний основных деталей двигателя
8.3.6. Экспериментальная доводка опытных ГТД до 150-часового ресурса
8.4. Эксплуатация ГТД по техническому состоянию
8.5. Основные стратегии управления ресурсом ГТД
8.6. Порядок задания, установления и увеличения ресурса
8.6.1. Установление и увеличение назначенных ресурсов основных деталей двигателя
8.6.2. Установление назначенного ресурса двигателя
8.6.3. Установление и увеличение ресурса новых двигателей при стратегиях управления ресурсом 2 и 3
8.6.4. Установление и увеличение ресурса и сроков службы агрегатов и комплектующих изделий
8.7. Подходы к подтверждению ресурса основных деталей ГТД
8.7.1. Метод «безопасной долговечности»
8.7.2. Метод «допустимых повреждений»
Резюме (по главе 8 «Экспериментальные методы определения ресурса и надежности авиационных ГГД»)
Вопросы
Глава 9. Специальные испытания авиационных ГГД
9.1. Испытания ГТД по проверке запасов газодинамической устойчивости
9.1.1. Экспериментальное определение запасов устойчивости путем подъема линии рабочих режимов
9.1.2. Экспериментальное определение запасов устойчивости путем создания предельных возмущений в потоке на входе в ГТД
9.2. Испытания по определению акустических характеристик ГТД
9.2.1. Характеристики звука и шума
9.2.2. Источники авиационного шума
9.2.3. Нормирование авиационного шума
9.2.4. Экспериментальное исследование шума ГТД
9.2.5. Методы снижения шума ГТД
9.3. Испытания по определению выбросов загрязняющих веществ авиационными ГТД
9.3.1. Закономерности образования загрязняющих веществ в авиационных ГТД
9.3.2. Нормирование загрязнения атмосферы авиационными ГТД
9.3.3. Измерение содержания загрязняющих веществ в отработавших газах ГТД
9.3.4. Уменьшение эмиссии авиационных ГТД при стендовых испытаниях
9.4. Испытания авиационных ГТД на обледенение
9.5. Испытания ГТД по попаданию посторонних предметов
9.6. Испытания ГТД на стойкость против попадания птиц
9.7. Испытания ГТД в условиях дождя
9.8. Испытания систем защиты
Резюме (по главе 9 «Специальные испытания авиационных ГТД»)
Вопросы
Глава 10. Испытания и доводка узлов и агрегатов авиационных двигателей и энергетических установок
10.1. Испытания авиационных лопаточных машин
10.2. Испытания компрессора (вентилятора)
10.3. Испытания основной камеры сгорания
10.4. Испытания форсажной камеры
10.5. Испытания турбины
10.6. Испытания газогенераторов (ГГ)
10.7. Испытания систем автоматического управления
10.8. Испытания редукторов
10.9. Испытания стартеров
10.10. Испытания насосов и форсунок
10.11. Испытания топливорегулирующей аппаратуры РЕЗЮМЕ (по главе 10 «Испытания и доводка узлов и агрегатов авиационных двигателей и энергетических установок»)
Вопросы
Глава 11. Сертификационные испытания авиационных ГТД
11.1. Развитие требований норм летной годности РФ и законодательная база системы сертификации авиационных двигателей
11.2. Влияние отказов с опасными последствиями на безопасность
11.3. Методология поддержания непрерывной летной годности и сертификация авиационных ГТД
11.4. Особенности процедур отечественной системы сертификации
11.5. Особенности сертификационных испытаний авиационных ГТД
11.6. Сертификация двигателей на экологические требования
Резюме (по главе 11 «Сертификационные испытания ГТД»)
Вопросы
Глава 12. Обработка результатов испытаний
12.1. Приемы препарирования испытываемого ГТД
12.2. Основы методики обработки результатов испытаний
12.3. Методы и способы уменьшения погрешностей получения экспериментальных данных
12.4. Обработка результатов измерений, выполненных в ходе автоматизированных испытаний ГТД
Резюме (по глава 12 «Обработка результатов испытаний»)
Вопросы
Глава 13. Первичные преобразователи при автоматизированных испытаниях ГТД
13.1. Измерение температуры
13.2. Измерение давления
13.3. Датчики измерения частоты вращения
13.4. Датчики измерения расхода топлива (топливного газа)
13.5. Датчики измерения усилия от тяги
13.6. Датчики измерения крутящего момента
13.7. Датчики измерения зазоров, перемещений
13.8. Зонды измерения пульсаций давления газовых сред
Резюме (по главе 13 «Первичные преобразователи при автоматизированных испытаниях ГТД»)
Вопросы
Глава 14. АВТОМАТИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЙ ГТД
14.1. Типовые операции при испытаниях ГТД
14.1.1. Подготовительно-заключительные операции
14.1.2. Испытания по заданной программе
14.1.3. Управление режимами работы двигателя
14.1.4. Отладка параметров двигателя
14.1.5. Обработка результатов испытаний и их анализ
14.2. Основы построения АСИ ГТД
14.2.1. Основные задачи испытаний, решаемые автоматизированной системой
14.2.2. Основные требования к АСИ ГТД
14.2.3. Типовая схема АСИ ГТД
14.3. Устройства связи с объектом (УСО)
14.3.1. Основные функциональные элементы модулей УСО
14.3.2. Модули УСО
14.4. ЭВМ и математическое обеспечение
14.5. Система сбора и обработки информации при испытаниях ГТД, автоматизация испытаний
Резюме (по главе 14 «Автоматизация испытаний ГТД»)
Вопросы
Глава 15. Особенности обработки экспериментальных данных при автоматизации испытаний
15.1. Контроль качества измерений
15.2. Восстановление характеристик по экспериментальным данным
15.3. Идентификация математической модели двигателя
15.4. Общая процедура автоматизированной обработки и термогазодинамического анализа результатов испытаний
Резюме (по главе 15 «Особенности обработки экспериментальных данных при автоматизации испытаний»)
Вопросы
Глава 16. Особенности испытаний энергетических установок
16.1. Правила приемки ГТЭУ
16.2. Приемо-сдаточные испытания газотурбинного двигателя
16.3. Основные стендовые системы для испытаний ГТЭ
16.4. Особенности проведения стендовых испытаний ГТД для привода ГТЭ, при использовании пневмотормоза в качестве нагружающего устройства
16.5. Особенности проведения стендовых испытаний ГТД, при использовании турбогенератора в качестве нагружающего устройства
16.6. Проведение эксплуатационных испытаний газотурбинной установки
16.7. Определение теплотехнических характеристик на месте эксплуатации
16.8. Особенности испытаний энергетической установки для газотурбовоза
Резюме (по главе 16 «Особенности испытаний энергетических установок»)
Вопросы
Глава 17. Эксперимент - основа проверки качества проектирования и создания ГТД
Список литературы
Предметный указатель
