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航空发动机论文15篇一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用

航空发动机论文15篇

一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用

航空发动机论文

摘要:

航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。

电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。

总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。

关键词航空发动机航空论文航空

航空发动机论文:

一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用

摘要本文介绍了一种用于清洗航空发动机进气道的水剂清洗剂NS851,将其与国内外成熟同类产品进行对比,并实测该清洗剂运用在发动机长试后,功率恢复效果。

文中还综合比较了NS851清洗剂与国内、外同类产品的经济成本。

从而论证NS851清洗剂的经济效益和社会意义。

关键词水剂清洗剂;对比试验;功率恢复;表面活性剂

0引言

国产航空发动机在外场使用没有整机清洗规范,对于在内陆飞行的航机,由于飞行高度高,腐蚀气氛少,发动机气道腐蚀污染情况不太严重,所以,对正服役发动机的防腐蚀维护技术要求并不突出。

但由于近年来,从用于海上低空飞行的航机返厂修理的情况来看:

气道腐蚀严重,发动机功率下降,从而导致飞行寿命减短。

这是由于航机工作环境盐雾浓度大,发动机在工作时吸入盐雾、尘埃和自身产生的油污,在高温和氧化作用下形成油垢、积炭沉积于气道内的各零部件表面,从而导致气道内零部件腐蚀情况严重。

为减少腐蚀,延长发动机的寿命,必须增强发动机的日常维护。

因此,发动机需要频繁清洗,通过气道的冲洗减少气道内盐份和污物的附着并恢复发动机功率。

国内、外对发动机整机清洗剂的研究情况:

1)法国TM公司在WZ8发动机大修手册中明确规定了进气道清洗剂牌号:

ARDROX6345;

2)北京航材院研制的发动机清洗剂:

GT1。

根据海上飞行航机的工作环境及航机气道内零件材料的特点,我试验室自行配制了NS851清洗剂。

工作后功率下降的发动机通过用NS851清洗后将恢复功率,而清洗剂本身不能对发动机气道内的材料产生影响。

1理化测试及测试结果

研制过程中将NS851与GT1、ARDROX6345这3种清洗剂进行了理化对比测试,根据3种清洗剂的使用体积比来配制试验溶液(溶剂:

去离子水):

NS851:

5%;GT1:

20%;ARDROX6345:

20%。

1)PH值:

用PH计进行测量,见表1;

2)清洗剂对金属材料的腐蚀试验:

(1)全浸腐蚀、缝隙腐蚀、高温腐蚀均按GJB20356进行,结果见表1;

(2)洗剂对钛合金(TC1)的应力腐蚀试验:

该项目由北京航空材料研究院完成。

试验结果:

3种清洗剂对钛合金均无应力腐蚀,金相形态见图1~图3。

应力腐蚀500倍金相检查应力腐蚀500倍金相检查

3)清洗剂对非金属材料的影响

(1)清洗剂对石墨涂层的影响。

试验材料:

高温石棉石墨、低温石棉石墨、镍石墨;

试验方法:

将3种带石墨层的零件浸泡在清洗剂中,室温,200h。

浸泡结束对石墨层进行车削0.2mm,以检查石墨层的结合力。

试验结果:

3种清洗剂对3种石墨层均无影响(石墨层无脱落现象)。

(2)清洗剂对涂层的影响:

试验材料:

H61-32涂料、H61-1涂料、氟橡胶。

试验方法:

将3种涂层试片浸泡在清洗剂中,室温,200h。

浸泡结束用划格、胶布法检验涂层的结合力。

试验结果:

3种清洗剂对3种涂层均无影响(涂层无起皮、起泡、脱落现象)。

2使用后功率恢复

XX航空发动机试车300h后,功率降低到94%,用NS851清洗剂对其进行进气道冲洗后功率恢复到97%。

发动机试车前后,清洗前后功率情况见表2。

3讨论

NS851是一种水剂清洗剂,它是由多种表面活性剂组成,不含无机盐成份,其中包括三乙醇胺油酸皂、脂肪醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂。

表面活性剂是由亲水基和憎水剂构成,亲水基吸附水分子,憎水基吸附油分子。

通过表面活性剂使油和水结合起来,形成了乳化液,表面活性剂在此起乳化作用。

只有保证乳化液的稳定才能使油污溶解在水中。

吸附于油与水界面上的表面活性剂形成具有一定强度的界面膜,对油微粒起保护作用,油微粒在布朗运动下发生碰撞时不易聚结,所以界面膜的强度对乳化液的稳定性起着很大作用。

NS851中含有脂肪醇和脂肪胺、脂肪酸类表面活性剂,界面吸附层中乳化剂分子与醇、胺、酸这些极性分子发生作用形成复合物,使界面膜强度增高。

由于多种表面活性剂的使用,使混合的表面活性成分吸附在水―油界面上,分子间发生作用形成络合物,由于分子间强烈作用,界面张力显著降低,表面活性剂在界面上吸附量增多,形成的界面膜密度增大,强度增高。

乳化液稳定性增强,从而清洗液溶解油污的能力加强。

所以NS851能有效的去除了油污,恢复发动机功率。

4社会效益及经济效益

NS851清洗剂由我厂自行研制,其组分完全国产化,通过多年在整机上的使用,清洗效果良好,能达到清洗发动机、恢复发动机功率、减少气道内金属零件的腐蚀,从而达到延长发动机工作寿命的目的。

NS851的成功使用,使我们再不需要进口整机清洗剂,从而摆脱了发动机整机清洗技术受制于人状态。

由于NS851使用比例低,国内原料采购成本低,其使用成本是本是进口产品的1/10,是国内同类产品的1/7。

5结论

1)NS851是我厂自主研发的一种发动机整机清洗剂,其与国内外成熟同类清洗剂的理化性能相当,对发动机气道内的主要材料均无影响。

长试后发动机使用NS851清洗后,能明显提高功率。

所以说NS851清洗剂已达到了发动机整机清洗目的;

2)NS851原料采购方便,成本低廉;

3)NS851可以广泛运用到直升机、运输机、工业地面燃机的清洗维护。

航空发动机论文:

基于虚拟仿真技术的航空发动机油封模拟系统

摘要:

我军航空发动机油封工作中存在的问题阻碍了航空发动机油封技术的训练。

为解决该问题,开发了一套航空发动机油封模拟系统。

它利用虚拟仿真技术模拟航空发动机油封操作过程,是一种集油封虚拟训练和考核评价于一体、经济实用的现代化教学手段。

根据航空发动机油封操作规程,系统功能设计包括引导提示、油封仿真、考核评价三个模块,油封仿真是核心,它包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能,能够提供等同于实操,甚至更好的训练效果,具有重大的经济效益和军事效益。

关键词:

油封仿真;航空发动机;虚拟仿真技术;军事效率

0引言

目前虚拟仿真技术广泛应用于自动控制、医疗康复、教育娱乐、维修训练、军事训练等各个领域[1-4]。

虚拟本质是客观事物在计算机上的一种仿真实现,是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,通过特殊的头盔、数据手套等传感设备进入虚拟空间,感知和实时操作虚拟世界中的各种对象,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物。

虚拟仿真技术应用于航空发动机油封训练是当前我军航空发动机油封工作的迫切需要。

我军航空发动机的油封设备多为20世纪80年代生产,可满足老旧机种的油封工作。

由于一些进口和国产的新机种逐渐成为我军主战机种,目前的油封设备已无法满足其发动机油封的需要。

另外,航空发动机油封技术含量高,操作规程复杂,油封设备操作较为严格,要求操作人员本身应具有较强的责任心和专业的油封工作技术和经验。

目前,我军院校基本没有开设相应的油封专业学科,油封人才基本靠“师傅带徒弟”的模式来培养,很难满足目前航空发动机油封工作的实际需要。

这些问题严重影响了航空发动机油封技术的训练,而利用虚拟仿真技术能够创建出真实感和沉浸感较强的航空发动机油封环境,为航空发动机油封工作提供油封虚拟训练,有助于提高油封人员的操作水平和操作技能。

虚拟仿真技术已经成熟并广泛应用,因此开发一套航空发动机油封模拟系统已成为一种既经济又实用的解决方法。

1开发工具

航空发动机油封模拟系统采用目前世界上广泛使用的工业仿真软件Creator,GLStudio,VegaPrime和VisualC++6.0进行开发[5-6]。

Creator是世界上领先的实时三维数据库生成系统,可以用来对发动机、油封设备、仓库等实物场景进行三维建模。

油封设备的各种仪表是由GLStudio来建模的,并以可视化模型数据库的形式生成OpenFlight(.flt)文件格式标准的层次视景数据库。

然后,OpenFlight文件再调入VegaPrime,成为实时仿真的一部分。

VegaPrime具有良好的图形环境界面和完全面向对象的C++语言应用程序接口API,丰富的实用库函数及大量的功能模块可满足拆卸油管,控制油封设备进行油封等多种仿真要求[7-8]。

但是,VegaPrime本身不能实现人机交互,还需要用VisualC++6.0进行系统集成。

该系统以VisualC++6.0为开发平台,使用VegaPrime的函数库,并通过复杂的编程,实现对虚拟场景、环境、运动的模拟仿真。

2系统分析及设计

航空发动机油封模拟系统包括训练和考核两种模式。

训练模式的特点是系统需要具备操作引导和错误提示功能;考核模式的特点是系统需要具备评价功能。

为了满足油封训练和考核的需要,航空发动机油封模拟系统设置了引导提示、油封仿真、考核评价三个功能模块,如图1所示。

图1航空发动机油封模拟系统功能模块

其中,油封仿真又包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能模块。

视景仿真、音响仿真是实现航空发动机模拟训练系统沉浸感的重要因素;运动仿真、操作仿真是实现学员与虚拟油封设备和环境之间交互的主要手段;引导提示、考核评价是整个系统的必要组成部分[9]。

2.1引导提示

引导提示功能用于在初次练习时进行操作引导,操作错误时进行判断并提示。

当操作熟练以后可取消引导或者提示再进行练习。

2.2油封仿真

2.2.1视景仿真

视景仿真是将航空发动机油封过程中实体建立数字化的模型,如道路、仓库、油封车、电源车、发动机、油管和电缆、扳手等工具、各种油料、履历本、包装材料、油封专用车等。

其中,发动机的内部结构模型对于油封模拟训练系统来说不需要建模,所以重点是建立发动机的外部结构模型。

发动机的外部结构模型比较复杂,主要是建立各种开关和油封时需要连接油管、电缆的器材及其接头帽盖、铅封的模型,其次是建立发动机及其外部附件的外形建模,细节部分要充分利用贴图来进行建模。

航空发动机论文:

航空发动机电气附件线路绝缘性故障分析

摘要:

航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。

电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。

总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。

关键词:

航空发动机;电气线路;绝缘性故障

电气附件是航空发动机的基本单元,其种类繁多,连接电气附件的线路称之为电气附件线路,发动机体积庞大,电气附件数量极多,其内部的电气附件线路错综复杂,导线粗细不一,长度最长可达几十公里,发生故障时排查起来非常困难。

在此对常见的电气附件线路的绝缘性故障进行了分类,并对每类故障进行了仿真,从而得出故障产生的机理,在故障排查过程中更具有针对性,从而提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。

1航空发动机电气线路绝缘性故障原因

航空发动机工作环境恶劣,系统之间互相影响,高温、高速、高负荷、强振动等因素都有可能引起电气附件线路产生故障,线路的绝缘层损坏是多种因素共同作用的结果。

电气线路的绝缘故障有以下两种特点:

(1)线路集中,线路间挤压、摩擦等造成线路绝缘层损坏;

(2)大面积的化学腐蚀、高温、高压等条件下引起线路老化,提前对线路进行测量可有效减少该类故障所引起的事故。

造成电气附件线路绝缘层腐蚀老化的原因主要有以下四种:

(1)机械老化;

(2)化学腐蚀;(3)热老化;(4)电老化。

2航空发动机电气附件线路绝缘故障种类

波音公司的标准线路施工手册和空客公司的电器标准线路施工手册都对所有相关的电气附件的绝缘电阻最小值和电压值做了相应的数值要求。

通过查询PW4000系列某一型号航空发动机相应的标准线路施工手册,30多种电气附件涉及127处测量点,统计了这些绝缘测量点的测量方式,结果如表1。

表1电气附件数量及绝缘测量方法

通过分析该表,得到了两种发动机电气附件绝缘测量点的测量方式:

第一种是同一个电气附件的不同测量点之间的测量方式,即Pin/Pin方式;第二种是同一个电气附件的测量点与地面之间的测量方式,即Pin/Gnd方式。

(1)Pin/Pin(层间)绝缘故障。

航空发动机电气附件数量极多,电气附件线路分布紧密,两束距离很近的导线如果出现线路绝缘层老化,并且没有及时发现并排除故障,则线路之间容易产生电弧,容易引发火灾,若该线路出现在油箱附近,则会引起爆炸事故,危害极大。

(2)Pin/Gnd(Φ兀┚缘故障。

电气附件线路的绝缘层老化时,导线对地的绝缘电阻就会减小,有可能引起电压击穿,回流过大,使得线路绝缘层被烧焦,对飞行安全造成极大危害。

3航空发动机电气附件线路绝缘故障仿真

为了更有效地保证飞机的飞行安全,我们要对发动机电气附件线路绝缘故障进行预防,在此对上述电气附件中的线圈两种绝缘故障进行仿真,分析电气附件的绝缘性能的好坏对系统的影响。

3.1电气附件对地绝缘故障仿真

在电气附件的绝缘介质发生老化的过程中,产生绝缘故障的地方对地电容是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐增大,对地的绝缘电阻是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐减小的。

定义在航空发动机电气附件绝缘介质中某一处出现绝缘老化现象,当此处的等效绝缘电阻Ro、等效绝缘电容Co的值不断变化时,测出等效绝缘电阻Ro与接地线之间的电压,可以得到等效绝缘电阻Ro与绝缘处电压Uo之间的关系。

通过固定等效绝缘电容Co的值,不断改变线圈对地的等效绝缘电阻模拟传感器线圈绝缘性故障,可以得到绝缘处电压与等效绝缘阻值变化的关系,测试电路的原理图如图1所示[1]。

当绝缘故障处的等效电容Co取一系列固定值时,通过不断的改变线圈对地的阻值模拟绝缘性能变化过程,可以得到绝缘故障处电压Uo随绝缘介质对地绝缘阻值Ro变化的关系如图2所示。

从图2中可以看出,当绝缘故障处的电容Co分别取不同值时,随着绝缘电阻Ro的不断减小,绝缘故障处的电压Uo存在着明显的过度变化,在图中的拐点之前,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小几乎没有任何变化,而在等效绝缘电阻Ro的值继续变小出现在拐点之后,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小直线上升。

从图中可以看出,拐点对应的等效绝缘电阻最小值R'可以看作判断绝缘电阻性能好坏的标志,当等效绝缘电阻值大于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能良好,当等效绝缘电阻值小于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能出现故障。

在等效绝缘电阻小于R'并持续减小时,可以看到对地电压值直线上升,发生了电压击穿现象。

在飞机附件维修手册中对每一个电气附件的等效绝缘最小值R'都给出了详细的值。

3.2电气附件层间绝缘故障仿真

航空发动机电气附件长时间运行在高温、潮湿、震动等十分恶劣的环境中,在电磁、电场、机械、化学等外因的作用下,电气附件中线圈的绝缘层十分容易发生损坏,绝缘层损坏导致两个线圈之间会出现金属导体裸漏,造成两者之间的气体间隙被击穿,发生电弧现象。

航空发动机内部一般使用的是幅值为115V、频率为400Hz的交流电,在线圈发生绝缘磨损后,将两线圈之间的绝缘值等效为Z,由此电弧故障的简化等效电路图如图3所示[2]。

当发动机电气附件中线圈的绝缘层磨损十分严重时,层间绝缘故障基本上相当于短路,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于零,得到电流的变化如图4所示。

在发动机电气附件中的线圈绝缘正常没有层间绝缘故障时,等效绝缘电阻R在兆欧的级别,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于无穷大,电流的变化如图5所示。

通过不断减小等效绝缘电阻R的阻值,即R从无穷大不断减小到0,仿真两个线圈之间绝缘老化现象发生时,两个线圈之间的电流与等效绝缘电阻R之间的关系如图6所示。

4结束语

本文对航空发动机电气附件线路的绝缘性性进行了介绍,分析了各类故障产生的原理,为日后故障检测方法的研究与技术层面上的改善打下了基础。

通过研究关于民用航空发动机电气线路绝缘性问题的大量资料,并将其按原理进行了分类,建立了故障模型,通过对模型的仿真,研究了有关电气附件线路绝缘故障问题,希望对提高发动机的维修效率和保障民航客机的安全有所帮助。

航空发动机论文:

基于某航空发动机振动事件的高压涡轮转子叶片超温问题研究

摘要:

某航空发动机试验过程中发生振动大故障。

分解后,发现高压涡轮转子叶片等多处零组件有磨损、变形甚至断裂的情况。

将全台共计72片高压涡轮转子叶片委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析,确认原因为高压涡轮转子叶片超温。

分析高压涡轮转子叶片超温的多种可能原因,采用排除法,推断此次高压涡轮转子叶片超稳为局部超温,原因为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片导致高压涡轮转子叶片冷却失效。

根据推断寻找事实依据,推导故障模式。

提出解决高压涡轮导向器堵块存在脱落可能性的方案,为后续高压涡轮转子叶片超温问题的判断提供分析思维导向。

关键词:

航空发动机;整机振动;高压涡轮转子叶片超温;冷却失效

当代航空发动机的高压涡轮部件承接在主燃烧室后,是将高温高压气体内能转化为机械能最重要的部件之一。

虽然目前绝大多数的高压涡轮转子叶片均采用高性能的单晶合金材料制造,但高温高压高转速的恶劣工作条件下,仍存在多种影响因素导致高压涡轮转子叶片局部超温,进而发生叶片基体脱落等恶性状况。

以最终确定为高压涡轮转子叶片局部超温原因导致的某航空发动机振动事件进行典型分析,探究造成局部超温的影响因素,充实完善振动问题数据库,为后续航空发动机振动问题的判断提供分析思维导向。

1.振动发动机分解检查情况概述

1.1故障现象

某航空发动机试验过程中,出现振动值急剧上升,大幅超出规定值的现象。

立即停止试验,用孔探仪检查发现,该航空发动机的高压涡轮转子叶片多处烧蚀。

1.2发动机分解检查情况

故障发生后,对发动机按大组件进行了分解检查。

外部管路、附件及尾喷口分解未见异常;分解加力扩散器时,发现少量金属颗粒;分解涡轮后机匣时,发现少量金属粉末状颗粒,且多为粉末状碎屑;分解低压涡轮转子组合件时,发现低压一级导向器密封片变形,低压一级涡轮叶片表面存在不同程度打伤;分解高压涡轮转子组合件时,发现16片叶片存在严重损伤掉块情况,其余叶片存在不同程度的变形,叶片叶尖磨损严重;分解主燃烧室联合单元体时,发现高压涡轮导向器叶片组上1件堵块缺失,高压涡轮导向器叶片表面存在多处不同程度的打伤,高压涡轮外环块磨损严重,外环块封严片严重变形;分解二支点支承组件时,发现二支点密封装置石墨断裂一处;分解低压单元体、高压机匣、高压压气机转子及中介机匣组件时,未见明显异常。

1.3检定结果

因主要受损零件集中在涡轮部分,高压涡轮转子叶片受损严重,故将全台高压涡轮转子叶片(72片)委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析工作。

对高压涡轮转子叶片断口分析结果表明,为高压涡轮转子叶片超温导致的超温疲劳断裂。

2.高压涡轮转子叶片超温影响因素分析

叶片出现超温一般有以下几个来源:

油体雾化不良、燃油品质不良、起动喷嘴油压过低等造成的燃烧不均匀,富油燃烧,火焰后移等导致的环境超温;冷却通道(气膜孔、型芯堵塞、叶片结构损坏)破坏造成温度场分布不均匀导致的局部超温等。

从该航空发动机叶片试车情况以及其他部件的损伤情况,对此台高压涡轮转子叶片出现局部区域性超温的原因展开分析。

2.1环境超温

从高压涡轮转子叶片损伤周向分布情况看,损伤掉块且超温的叶片集中在1/4的区域内。

距离较远的叶片有过热,但无超温现象,可以说明高压涡轮转子叶片环境温度无明显异常,即部分叶片的超温疲劳断裂是由局部超温导致的。

2.2局部超温

梳理经验树,导致高压涡轮转子叶片局部超温的原因有:

高压涡轮转子冷却流路不畅;高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲;叶片内冷却通道堵塞;高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效。

针对某航空发动机进行逐条分析。

2.2.1高压涡轮转子冷却流路不畅

该冷却流路的空气从高压压气机出口引入转子盘腔内部,经高压压气机封严盘上的一道篦齿流入高压鼓筒轴外腔,然后又经一道篦齿与经预旋喷嘴后的主燃烧室内环腔的气流汇合后分为两股。

一股经篦齿盘上的外篦齿后,从导向叶片和转子叶片根部的间隙流入主流道;另一股经篦齿盘上的孔后流入高压涡轮工作叶片,对高压涡轮工作叶片冷却后,分别从叶片前缘、盖板上和其他部位的气膜孔及尾缘的劈缝流入主流道。

根据主燃烧室故检结果,预旋喷嘴处未发现异常,冷却流路未发现堵塞,故某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因不为高压涡轮转子冷却流路不畅。

2.2.2高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲

高压涡轮转子叶片盖板缺失可造成叶片内冷却空气从顶端流出,叶片气模孔无冷却气流出,叶片气膜冷却失效,会造成叶片烧蚀掉块。

检查叶片盖板,掉块较大的高压涡轮转子叶片的叶片盖板在前缘位置完全损伤,其他宏观未裂叶片的叶片盖板无明显掉块,仅存在^为严重的刮磨,及叶背叶尖棱边变形缺失。

该航空发动机曾发生过高压涡轮转子叶片盖板脱落、翘曲故障,与此次事故的现象不符,且高压涡轮转子叶片已经采取多种措施,避免盖板翘曲故障发生。

因此认为某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲的概率较低。

2.2.3叶片内冷却通道堵塞

外来物堵塞高压涡轮转子叶片冷却通道,有可能导致叶片冷却的逆流裕度不足而发生超温。

因此做如下工作,分解检查故障叶片榫头底部进气窗口,未发现堵塞物;解剖叶片未发现堵塞现象;复查叶片水流量均合格。

据此排除某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为叶片内冷却通道堵塞。

2.2.4高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效

检查结果表明,一个高压涡轮导向器堵块缺失。

该堵块尺寸为14.8mm×4.3mm×2.2mm,材料为K40M。

装配于高压涡轮导向叶片上缘板后端,用真空钎焊方法固定,主要作用是封堵叶片缘板铸造时的工艺退渣口。

将全台共计72片高压涡轮转子叶片做能谱分析,结果表明第14块高压涡轮转子叶片表面存在K40M,且所有高压涡轮转子叶片表面未见其他异常外来成分。

这表明缺失的高压涡轮导向器堵块脱落,并且撞击了高压涡轮转子叶片。

分析认为如果高压涡轮转子叶片受到外物打伤产生裂纹或裂口,裂纹或裂口损伤随着高压涡轮转子工作出现扩展,使高压涡轮转子叶片内部冷却空气从损伤处流出,叶片气模冷却失效造成叶片超温烧蚀,在中国航空工业集团公司失效分析中心分析报告中,有3片叶片疲劳起源特征为外物打伤。

因此,高压涡轮转子叶片受到外物打伤引起叶片冷却失效有很大可能是某航空发动机高压涡轮转子叶片局部超温的主要原因。

3.某航空发动机故障检查结论并改进工艺

在初步判定为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片引起叶片冷却失效后,有大量的故障检查事实满足以上推论,如:

高压涡轮导向器工艺堵块掉落;高压涡轮转子叶片损伤严重;高压涡轮导向器及其他高压涡轮后的流道件均有不同程度损伤;高压涡轮之前的流道件故检未发现异常;掉块叶片主要集中在周向约1/4区域内;故障起始发生在高压涡轮导向器和

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