Классификация дефектов авиационной техники

Методические указания по курсу

"Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей"

Составил: Ярославцев Н.Л.

Москва 2007

В методических указаниях приводятся необходимые сведения для самостоятельного изучения студентами раздела курса "Техническая диагностика", посвященного проблеме, связанной с возникновением, выявлением и устранением основных дефектов авиационной техники, возникающих в процессе ее эксплуатации. Автор выражает благодарность коллективу Военно-воздушной инженерной академии им.проф. Н.Е.Жуковского за помощь, оказанную в процессе подготовки рукописи.

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

1.1. Состояние системы. Основные понятия и определения

Объектами исследования технической диагностики могут служить любые технические системы, если они удовлетворяют следующим двум условиям:

- они могут находиться, по крайней мере, в двух взаимоисключающих различных состояниях: работоспособном и неработоспособном, т.е. в состоянии отказа;

- в них можно выделить элементы, каждый из которых тоже характеризуется различными состояниями.

Под системой понимают любое техническое устройство, выполняющее заданные функции. Каждая система может характеризоваться рядом параметров, одни из которых выступают как основные, а другие, как второстепенные. Первые характеризуют выполнение системой заданных функций, вторые - удобства эксплуатации, внешний вид и т.д.

Система называется исправной, если она соответствует всем предьявляемым к ней требованиям как со стороны основных, так и второстепенных параметров. Выход основных или второстепенных параметров за нормативные пределы означает, что система неисправна. Система работоспособна, если ее основные параметры находятся в пределах принятой нормы, и если она нормально выполняет заданные функции; в противном случае система называется неработоспособной (отказавшей). Работоспособная система может быть как исправной, так и неисправной. Исправная система всегда работоспособна, неисправная система может быть как работоспособной, так и отказавшей. Отказавшая система всегда неисправна, рис.1.

Всякое нарушение целостности или разрегулирование каких либо узлов, агрегатов, механизмов двигателя, не приводящее к потере работоспособности, называется неисправностью или повреждением, а в случае потери работоспособности - отказом.

Дефект является причиной возникновения повреждения или отказа. Он имеет свою конкретную природу, характер и параметр, т.е. количественную оценку. Неисправность и отказ определяют только эксплуатационные свойства объекта, возможность его дальнейшего применения, а дефект характеризует конкретное состояние объекта с указанием природы его возникновения и возможных путей устранения.

(рис.1)

1.2.Классификация дефектов ГТД

Дефекты деталей можно классифицировать по следующим направлениям, рис.2.:

- по общим техническим признакам;

- причинам возникновения;

- размерам и степени их распространения;

- по видам внешнего воздействия.

Классификация дефектов по общетехническим признакам (рис.2., 1-я колонка) дает понятие общего их характера, проявляющегося на стадиях производства, эксплуатации и ремонта авиационной техники, но без указания причины их возникновения, природы и размеров.

При разработке системы контроля состояния ГТД должны учитываться степень опасности и динамики развития дефектов, раннее обнаружение которых такая системы призвана обеспечить.

Внезапные (развивающиеся в течение долей секунд или нескольких секунд) дефекты: опасный заброс температуры газа, помпаж, возникновение отрицательного крутящего момента на валу ТВД и т.п. На случай появления таких дефектов в автоматику двигателя вводятся специальные защитные устройства, реагирующие на приближение критического состояния (например, датчик помпажа или выключатель подачи топлива при забросе температуры).

Постепенные дефекты, способные привести к аварийному состоянию двигателя за время, не превышающее времени полета (например, масляное "голодание", вызывающее интенсивный износ и перегрев в подшипниках, нарастающая вибрация двигателя, падение давления масла в системе, появление стружки в масле, пожар, обледенение и т.п.). Возникновение подобных дефектов должно сопровождаться немедленной выдачей сигнала экипажу самолета для привлечения внимания, оценки ситуации и принятия необходимых мер.

(рис. 2)

Прогнозируемые, медленно развивающиеся дефекты, опасное развитие которых за время полета практически исключено (износ зубьев шестерен и рессор, некоторые случаи износа подшипников и т.п.). Раннее обнаружение именно таких дефектов и составляет основу прогнозирования состояния двигателя. По мере накопления знаний и появления соответствующей диагностической аппаратуры, перестали, например, считаться "внезапными" и стали "прогнозируемыми" некоторые виды разрушения зубчатых передач, подшипников, лопаток, возрастание вибрации и т.д.

Важной является также классификация дефектов по причинам их возникновения (рис.2., 2-я колонка), что позволяет более точно определить первопричину дефектов, разрабатывать и своевременно проводить необходимые профилактические мероприятия.

Большую роль в практике выбора методов и средств неразрушающего контроля деталей играет классификация дефектов по размерам и степени их распространения по поверхности и объему детали (рис.2., 3-я колонка), а особенно по видам внешнего воздействия (рис.2., 4-я колонка).

Любой дефект имеет одновременно признаки всех четырех главных классификационных групп, при этом не только одной, а часто нескольких их подгрупп; эта взаимосвязь показана на рис.2. штриховой линией.

1.3. Конструкционные, производственные, ремонтные и эксплуатационные дефекты

Основными причинами появления конструкционных дефектов являются:

- несовершенство или ошибки при прочностных расчетах и, как следствие этого, неправильный выбор материала;

- неправильное назначение допусков, технологии изготовления, защиты деталей от внешних воздействий.

Конструкционные дефекты проявляются чаще в первоначальный период эксплуатации, но также и по мере накопления необратимых изменений в материале детали.

Конструкционные дефекты устраняются в эксплуатации и при ремонте путем замены деталей на усиленные с лучшими защитными, противоизносными и другими эксплуатационными свойствами, проведением определенных доработок их конструкции или за счет изменения режимов эксплуатации: перегрузок, температуры, скоростей,давлений и т.д.

Производственные и ремонтные дефекты связаны обычно с нарушением установленной или применением устаревшей технологии изготовления и ремонта деталей, а также их контроля, демонтажа и монтажа. Очень часто производственные и ремонтные дефекты появляются по причине применения неисправного или ненормативного инструмента и оборудования. Производственные и ремонтные дефекты могут быть случайными, разовыми и систематическими.

Предупреждение этих дефектов возможно путем повышения квалификации исполнителей, постоянного входного контроля материалов, технологии ремонта и испытаний.

Эксплуатационные дефекты являются следствием нарушения правил технического обслуживания и эксплуатации ГТД на земле и в воздухе. К ним относятся нарушения сроков и некачественное выполнение регламентных и мелких текущих ремонтных работ; нарушение правил заправки и зарядки топливом, жидкостями, газами; нарушение режимов полета.

Дефекты транспортирования и хранения могут рассматриваться как на стадиях производства, эксплуатации и ремонта, так и вне этих стадий жизненного цикла ГТД.

Естественные дефекты возникают как результат закономерного и прямого, но относительного замедленного воздействия различных по физической структуре естественных разрушительных процессов (рис.2., 4-я колонка). Все дефекты деталей и узлов, подлежащие выявлению при неразрушающем контроле, можно разделить по происхождению на две основные группы: производственно-технологические и эксплуатационные, рис.3.

Производственно-технологические дефекты возникают при ковке и литье, протяжке и ковке, при соединении металлов, при термической и электрохимической обработке, а также при механической обработке.

На рис.4. приведены дефекты соединений металлов сваркой, выявление которых занимает значительное место в практике использования методов неразрушающего контроля. Горячие трещины зарождаются в сварных соединениях при высоких температурах (в сталях при температурах 1400-1700 К), холодные - при остывании (обычно при температуре ниже 500 К).

(рис. 3)

(рис. 4)

Эксплуатационные дефекты возникают после некоторой наработки изделий и их можно разделить на две основные подгруппы:

- трещины различного происхождения (усталостные, термические, от многократной нагрузки и т.д.);

- коррозионные поражения (точечные, язвенные, межкристаллические и др.).

1.4. Воздействие на авиационную технику средств поражения (боевые повреждения)

Боевые повреждения могут иметь различный характер, вид и объем в зависимости от воздействия (совместного или раздельного) поражающих факторов:

- боеприпасов (снарядов, ракет, бомб), их осколков и начинки в виде шариков и стержней;

- ударной волны;

- светового и проникающего излучений;

- газообразных продуктов взрыва и возгораний.

Виды боевых повреждений подразделяются на:

- полное или частичное разрушение;

- сквозные и несквозные трещины, объемная и поверхностная деформация;

- поверхностный наклеп, вырывы и cколы материала;

- обгорание, оплавление и изменение свойств материалов.

Боевые повреждения помимо непосредственного воздействия на детали и конструкции сопровождаются вторичными повреждениями.

На рис.5. приведены схемы разрушения первичным (1) и вторичным (2) осколками конструкции планера (а) и двигателя (б). Следствием указанных повреждений могут быть перераспределения нагрузок между силовыми элементами, заклинивание подвижных деталей, замыкание бортовой электросети.

Боевые повреждения можно классифицировать на следующие.

Незначительные повреждения - мелкие пробоины несиловой обшивки, трубопроводов, мелкие разрывы и повреждения бортовой электрической сети. Ремонт проводит технический экипаж за 6-7 часов с привлечением специалистов технико-эксплуатационной части (ТЭЧ).

Слабые повреждения - пробоины обшивки лайнера вне зоны топливных баков и герметических элементов с повреждением силовых элементов без общей потери их работоспособности. Ремонт проводится за время не более 1 суток специалистами ТЭЧ с привлечением специалистов войсковых авторемонтных мастерских (ВАРМ).

(рис. 5)

Средние повреждения - разрушения планера в любом участке размером до 0,3 кв.м с выходом из строя отдельных участков систем и разрушением элементов коммуникаций. Ремонт выполняется специалистами ВАРМ с привлечением выездных ремонтных бригад (ВРБ) авторемонтных предприятий, за время от 1 до 7 суток.

Сильные повреждения - авиационная техника требует ремонта в условиях авиаремонтных предприятий за время свыше 7 суток.

Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 880; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!