автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Методы повышения эффективности применения оптико-визуального контроля проточной части авиационных двигателей при техническом обслуживании

На правах рукописи

Бармнн Вячеслав Владнмяровнч

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИКО -ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ

Специальность 05. 22. 14 - Эксплуатация воздушного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре двигателей летательных аппаратов Московского государственного технического университета гражданской авиации (МГТУ ГА).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор технических наук, профессор Пивоваров Владимир Андреевич

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук, доцент Машошин Олег Федорович кандидат технических наук Папушин Максим Вячеславович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

ОАО «Аэрофлот - Российские авиалинии»

Защита состоится "18" мая 2006г. в 15 часов на заседании диссертационного Совета Д 223.011.01 в Московском государственном техническом университете гражданской авиации по адресу: 125493, Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан "_"_2006 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор

Камзолов С.К.

ЯообЬ

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

3

Актуальность темы диссертационной работы. Одной из важных задач в области повышения эффективности использования самолетного парка в гражданской авиации являются вопросы, связанные с отработкой планируемых ресурсов авиационной техники и, в частности, авиационных двигателей (АД). По целому ряду причин АД не отрабатывают установленных ресурсов. Наиболее характерными причинами являются механические повреждения элементов проточной части (ГТЧ) газотурбинных двигателей (ГТД), вызванные попаданием внутрь тракта посторонних предметов (1111). Опыт эксплуатации показывает, что, несмотря на принимаемые меры по предотвращению повреждений ГТД ПП, доля досрочно снимаемых «с крыла» по этой причине двигателей весьма велика и достигает в отдельные годы 35-40 процентов.

Попадания ПП вызывают на лопатках проточной части механические повреждения в виде забоин, погнутостей, рисок и т.п. Опасность этих повреждений заключается в возможности развития трещин от мест их расположения и последующего разрушения лопаток, что может вызвать нелокализованное разрушение АД.

Принятие решения о дальнейшей эксплуатации ГТД поврежденного посторонними предметами, базируется на выявлении и измерении этих повреждений средствами оптика - визуального контроля.

В настоящее время имеется широкий спектр предложений оптических средств контроля с различными потенциальными возможностями, рекламируемых поставщиками. В этих условиях, задача выбора какого - либо из средств представляется не простой. Ведь каждый конкретный АД имеет определенные специфические особенности конструкции, которые по - разному обеспечивают доступность к элементам объекта контроля, возможности их освещения, осмотра и т.д.

Проблема обоснованного выбора средств контроля является, на наш взгляд, приоритетной. Решение ее может существенно повысить эффективность

диагностирования ПЧ АД, что, в свою очередь, окажет положительное влияние на обеспечение безопасной эксплуатации авиационных ГТД.

Теоретические и практические вопросы выявления, предотвращения причин повреждения деталей проточной части двигателей, а также их диагностирования исследовались в работах отечественных авторов В.А. Пивоварова, Г.Г. Белоусова, H.H. Сиротина, A.A. Комова, A.A. Шанявского и др.

Целью диссертационной работы является обеспечение объективного контроля проточной части АД при оптико-визуальном осмотре, обоснование параметров количественной и качественной оценки возможности использования приемлемой для отрасли номенклатуры эндоскопических средств контроля в практике эксплуатации ГТД, а также создание автоматизированной системы учета и обработки информации по неисправностям ПЧ АД.

Главными задачами диссертационной работы являлись:

- анализ данных об эксплуатационных повреждениях лопаток ГТД посторонними предметами;

- проведение теоретических обобщений результатов исследований и оценок внутренней повреждаемости лопаточных материалов;

- экспертиза потенциальных возможностей оптико-визуальных средств выявления повреждений проточной части авиадвигателей;

- анализ и разработка новых методов измерения размеров повреждений конструктивных элементов проточной части ГТД;

- разработка методов регистрации выявленных повреждений проточной части авиадвигателей;

- разработка единой отраслевой информационно-поисковой системы фото-и видеодокументирования повреждений авиадвигателей с целью разработки мероприятий по дальнейшей эксплуатации ГТД.

Объектом исследования являются средства и методы выявления и измерения повреждений конструктивных элементов ПЧ авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации.

Методы исследования. В зависимости от решаемых задач в работе использовались аналитические методы и инструментальные средства идентификации повреждений, выявленных в процессе технического обслуживания АД.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Определена взаимосвязь полноты, качества и достоверности результатов контроля проточной части двигателя от используемого оборудования, квалификации контролеров и других факторов.

2. Проведены теоретические обобщения в области усталостной повреждаемости материала лопаток компрессоров АД в эксплуатации.

3. Проведена экспертиза существующих и перспективных методов выявления, классификации и определения размеров повреждений ПЧ при техническом обслуживании (ТО).

4. Выявлены приоритетные эксплуатационно - технические характеристики современного эндоскопического оборудования с целью определения возможности его использования для контроля проточной части двигателей.

5. Разработан порядок организации регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля ПЧ в системе поддержания летной годности авиационных двигателей.

6. Разработаны требования для создания отраслевой базы данных системы учета и принятия решений о мерах по устранению выявленных повреждений и дальнейшей эксплуатации АД.

Точность и достоверность проведенных исследований обусловлены обоснованностью и приемлемостью цели и задач, практического опыта автора, корректностью обработки данных, достаточным объемом экспериментов, а также глубиной теоретических проработок.

Па защиту выносятся:

1. Результаты статистического анализа причин возникновения повреждений конструктивных элементов проточной части двигателей вследствие попадания посторонних предметов.

2. Экспертные результаты оценки технических и эксплуатационных характеристик оборудования оптико-визуального контроля авиадвигателей.

3 Результаты теоретических обобщений в области усталостной повреждаемости лопаточных материалов.

4. Система регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля.

5. Отраслевая информационно-поисковая система фото и видеодокументирования повреждений авиадвигателей.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе полученных результатов можно:

- с высокой достоверностью проводить контроль конструктивных элементов проточной части АД;

- принимать обоснованные решения по результатам контроля о восстановлении двигателей или снятия их для ремонта;

- осуществить выбор оптико-визуальных средств контроля ПЧ ГТД по критерию «эффективность-стоимость»;

- реализовать возможность формирования банка объективных данных по повреждениям АД и оперативного управления процессами их ТО и Р.

Реализация и внедрение результатов работы.

Результаты, полученные в работе, использованы в следующих направлениях деятельности:

- при разработке нормативно-технической документации, определяющей порядок организации регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля;

- при формировании комплекта средств оптико-визуального контроля в организациях по ТО и Р, с учетом эксплуатируемых типов ГТД;

- при учете и классификации повреждений АД в единой отраслевой информационно-поисковой системе фото - и видеодокументирования повреждений авиадвигателей.

Апробация работы.

Результаты диссертационных исследований внедрены автором при разработке отраслевого «Положения о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в с оста-

ве информационно - поисковой системы», в Программу целевого обучения специалистов ГЛ по выполнению требований «О порядке объективной регистрации результатов контроля состояния авиадвигателей ВС ГА», а также в документах отраслевого уровня.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 научных статьи в период 2002-2004 гг.

Структур* ■ объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и 6 приложений. Основная часть работы изложена на 200 страницах и содержит 59 рисунков, 14 таблиц и 59 библиографических названий. Общий объем работы 263 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель исследований. Излагается краткое содержание диссертации и полученных результатов.

В первой главе диссертации анализируются данные об эксплуатационных повреждениях проточной части ГВТ. Для анализа выявленных повреждений АД, была произведена статистическая обработка данных, полученных от эксплуатационных предприятий ГА РФ.

Целью обработки и анализа статистической информации являлось:

- выявление типовых повреждений элементов проточной части, -определение распределения повреждений по ступеням компрессора;

- определение повреждений по высоте и профилю лопаток; -определение среднего количества повреждений на одной лопатке.

При обработке статистической информации учитывались только недопустимые повреждения элементов проточной части, в результате выявления которых принималось решение о досрочном съеме двигателя с эксплуатации. Выполненный в работе анализ статистической информации о повреждениях элементов проточной части двигателей, приводящих к их досрочному отстранению от дальнейшей эксплуатации, показывает, что основной причиной таких

повреждений являются механические воздействия посторонними предметами на лопатки компрессора

При этом распределение эксплуатационных повреждений по высоте лопаток показывает, что они располагаются, как правило, в верхней трети пера Кроме того, выявлено, что основное количество забоин расположено в периферийных сечениях лопаток в зоне входной кромки со стороны «корыта» У лопаток последующих ступеней на входной кромке встречается до 80-85 процентов забоин, а на выходной - 15-20 процентов.

Для определения частоты распределения забоин по ступеням компрессора определялась вероятность их повреждения, учитывающая отношение числа случаев повреждений ступени компрессора к общему числу случаев повреждения двигателя.

Анализ данных по наработке двигателей, досрочно снимаемых по причине повреждения от попадания посторонних предметов, по годам, показывает, что повреждаемость двигателей остается на одном и том же уровне, т.е. принимаемые меры по предотвращению попадания ГТП не снижают досрочный съем ГТД.

Очевидно, что повреждаемость лопаток компрессора ПП существенно снижает эффективность эксплуатации двигателей и регулярность полетов, а в эксплуатационных предприятиях при этом возрастают затраты на обслуживание и ремонт двигателей.

В главе подробно рассмотрены факторы, влияющие на усталостные разрушения, так как они носят 100 процентный усталостный характер.

Снижение расчетной долговечности лопаток ГТД, подвергаемых воздействию сложного спектра нагрузок, чаще всего связано с появлением максимальных амплитуд напряжений, вызванных резонансными колебаниями, срыв-ными потоками, а также концентрацией напряжений. При этом разброс показателей долговечности, вследствие «неучтенных» технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов, может также существенно влиять на показатели безотказности.

На основании проведенного анализа усталостных испытаний лопаток компрессоров, вызванных эксплуатационной повреждаемостью, получены количественные оценки эффективного коэффициента концентрации напряжений Ка для каждого вида забоин и их геометрических размеров. Имея данные по уровню действующих в сечении лоиагок вибронапряжений, а 1акже характеристики эффективного коэффициента концентрации напряжений для определенного вида забоин и их геометрических размеров, можно определять динамику изменения запасов динамической прочности лопаток и принимать решение о возможности дальнейшей эксплуатации двигателя.

Это наглядно иллюстрируется по отношению предела текучести (<Т0 2) к пределу кратковременной прочности (<ХЙ) материала (Рис.1). Из рисунка видно, что чувствительность к повреждению имеет тенденцию к снижению с уменьшением величины представленного отношения, и это особенно сильно выражено у алюминиевых сплавов и сталей.

Так называемые кратковременные характеристики лопаточных материалов С в к (Т01 с увеличением наработки претерпевают изменения. Установлено, что с увеличением О в монотонно возрастает, отражая процессы твердения сплавов. Одновременно с СГ „ увеличивается и величина <то г, однако скорость ее изменения на этапе дисперсионного твердения несколько ниже, чем у СУ в . На основании изложенного сделан вывод о том, что с наработкой компрессорных лопаток отношение <Т0 2 к <7 в будет уменьшаться. Это влечет за собой снижение чувствительности к механическому повреждению лопаточного материала, что повышает их потенциальную стойкость к механическим повреждениям на определенном интервале наработки.

Обеспечение работоспособности компрессоров с поврежденными лопатками предусматривается как на этапе проектирования, так и в условиях эксплуатации. На этапе проектирования производят предварительные расчеты. Изготовленные лопатки компрессоров подвергают тензометр ированию, а затем испытаниям на вибрационных стендах и двигателе с целью установления границ безопасных механических повреждений. Назначение норм на безопасные

повреждения лопаток производится в соответствии с действующей нормативной документацией Подтверждение работоспособности лопаток с установленными нормами на эксплуатационные повреждения осуществляют при наземных испытаниях двигателя, а также результатами лабораторных усталостных испытаний лопаток.

Ряс. 1 Зависимость д от

1 - титановые сплавы; 2 - алюминиевые сплавы; 3 - углеродистые стали;4 - жаропрочные сплавы

На этапе эксплуатации обеспечение работоспособности компрессоров с поврежденными лопатками возможно при помощи двух путей. Первый путь -это фиксирование, тщательное определение размеров и мест расположения повреждений на лопатках, сравнение их с действующими нормами и, наконец, отбраковка ГТД (в ряде случаев отдельных лопаток), имеющих опасные размеры или недопустимые места расположения повреждений.

Второй путь сохранения работоспособности поврежденных посторонними предметами компрессоров - зачистка забоин на лопатках или замена поврежденных лопаток непосредственно на двигателе. Зачистка (выведение) повреждений допускается, в основном, на лопатках направляющего аппарата, где допустимая глубина зачищенных повреждений примерно в полтора раза больше по сравнению с размерами повреждений рабочих лопаток.

Определение геометрических размеров повреждений проводят при помощи мерных устройств средств оптико - визуального контроля Зачистку повреждений осуществляют специальными шаберами и надфилями.

Замену поврежденных лопаток разрешено производить на некоторых типах двигателей Как правило, это относится к лопаткам первой ступени КНД. Новая лопатка должна иметь такой же весовой момент, как и лопатка ранее стоявшая на ступени, а ее установка на двигателе не должна вызывать изменения общего уровня вибрации.

На этой основе формируется цель исследования, которая заключается в обеспечении достоверности объективного контроля проточной части АД при оптико - визуальном осмотре.

В главе определены основные задачи эндоскопического контроля, к которым относятся:

- определение технического состояния деталей и узлов ПЧ и двигателя в

целом;

- определение вида и объема работ по устранению выявленных повреждений и восстановлению технического состояния двигателя;

- определение причины возникновения выявленных повреждений по характеру дефектов;

- прогнозирование технического состояния (оценка вероятности и времени возникновения отказов или неисправностей на основании установленных изменений в состоянии конструктивных элементов).

Приводится подробный обзор применяемых технологий и средств оптико-визуального контроля.

Во второй главе анализируется совокупность факторов, продиктованная практикой безопасной эксплуатации двигателей при проведении эндоскопического контроля. В итоге определены принципы, которые легли в основу впервые предложенной «Программы разработки и внедрения в гражданской авиации России новой номенклатуры эндоскопических средств», для всех типов авиационных двигателей, а именно:

- снюигь зависимость авиапредприятий от поставок зарубежных средств оптико - визуального диагностирования;

- обеспечить возможность выбора эндоскопов, оценить их с позиций «эффективность-стоимость»;

- разработать отраслевые требования к созданию новых отечественных приборов с учетом специфики гражданской авиации.

Была проведена экспертиза средств оптико - визуального контроля практически по всем типам двигателей в реальных условиях эксплуатации. Возможность проведения смотровых работ и доступность к объекту контроля оценивались для каждой СУ в зависимости от компоновки на воздушном судне. Все работы по осмотру двигателей при экспертной проверке эндоскопов проводились в пределах действующей НТД при участии автора

Было установлено, что при разработке оптической системы эндоскопа необходимо учитывать заданные оптимальные исходные параметры, которые включают в себя технические характеристики и качество оптического изображения (качественные и количественные характеристики). Однако, в реальной оптической системе всегда есть погрешности, отличающие её от идеальной системы и с учетом этого в главе проведен их анализ.

Технические и эксплуатационные характеристики всех приборов, заявленные изготовителями, оценивались на т.н. «оптической скамье» и проводилась сравнительная оценка их качества с приборами других производителей на реальной технике в авиакомпаниях гражданской авиации РФ (также при участии автора).

Основываясь на известных количественных характеристиках различных типов эндоскопов, в работе выведен комплексный коэффициент количественной оценки каждого прибора (К;), который оценивается совокупностью следующих коэффициентов:

К = № ; К = Г/ V ; К = 2шЛ ; К = Я/и , где

/*■ рг ву уг уП упг О ог

Я, Г, 2т, Е - количественные характеристики прибора (разрешающая способность; видимое увеличение; угол поля зрения; освещенность контролируемого элемента);

v , v , v ,v - средние постоянные величины восприятия объекта глазом кон-

ргугупгог

тролера (разрешающая способность; видимое увеличение, угол поля зрения, освещенность контролируемого элемента).

Кроме того, для оценки совершенства применяемых эндоскопов при их соизмеримой С10НМ0С1И но формуле:

s - S/ К^ (S - цена прибора) может быть рассчитана их пригодность по

критерию «эффективность-стоимость».

В третьей главе диссертации, на основе проведенного анализа технических и эксплуатационных характеристик средств эндоскопического контроля, были решены следующие задачи:

- определена потенциальная номенклатура эндоскопов практически для всех типов серийных авиадвигателей, используемых в ГА;

- проведена экспертная оценка, опытная эксплуатация и аттестация новых эндоскопических средств с выдачей Заключения для внесения их в отраслевой Реестр специальных средств измерений гражданской авиации;

- разработаны и утверждены технические требования на поставку технических эндоскопов для гражданской авиации;

- согласованы с промышленностью и выпущены бюллетени, регламентирующие эндоскопический контроль двигателей;

- начато постепенное переоснащение лабораторий ТД и НК новыми эндоскопами.

С учетом этих результатов для двигателей Д-ЗОКУ, Д-ЗОКП, Д-ЗОКУ-154 и ПС-90А в качестве базовых приборов выбраны жесткие и гибкие отечественные эндоскопы разработки ЗАО Hi 111 «СиМТ» (г. Москва).

Определены типоразмеры технических эндоскопов производства ЗАО НГШ «СиМТ» рекомендованные для выполнения работ по контролю состояния проточной части двигателей типа АИ-20, АИ-24, АИ-25, Д-18Т, Д-36, Д-136 разработки ЗМКБ «Прогресс», для каждого из которых также определен состав необходимого комплекта эндоскопов в привязке к типу двигателя и перечню мест конструкции, требующих контроля в эксплуатации.

В четвертой главе показано, что требуемый уровень качества приборов ОВК тесно взаимосвязан с потенциальной работоспособностью компрессора ГТД. Важное значение имеют обнаружение и фиксирование повреждений, точное определение размеров и координат их расположения для сравнения с действующими нормами, выявление опасных недопустимых повреждений, установление возможности устранения повреждения (зачистки) или замены лопаток

г

в условиях эксплуатации.

В главе показано, что при измерении геометрических параметров конструктивных элементов необходимо качественно выполнить следующие действия:

1 Получить изображение исследуемой зоны, включающей в себя геометрический параметр;

2 Выполнить необходимые процедуры для обработки изображения;

3. Провести измерение (вычисление) требуемого параметра по изображению.

В настоящее время нашли широкое применение системы обработки изображений, работающие со специальными измерительными объективами. Такие системы реализуются в основном с помощью объективов, действующих при рассеянном освещении и основаны на т.н. методах триангуляции.

Оценивались приемы, позволяющие проводить измерения на основе стереоскопического изображения повреждения («стереоизмерения»), а также положения тени, отбрасываемой на повреждение («метод тени») при помощи триангуляционной геометрии.

Для принятия обоснованных решений по результатам контроля о допуске двигателей к эксплуатации или снятия их для ремонта, признано необходимым установить порядок анализа результатов контроля, основанной на объективной регистрации повреждений.

В главе показано, что решение этой задачи может быть обеспечено внедрением обязательной процедуры и технологии фото - и видеодокументирования, с цифровой записью результатов и последующей их распечаткой на компьютере.

В качестве практической реализации этой задачи с участием автора было разработано и утверждено «Положение о порядке организации регистрации и учета фото и видеодокументации результатов эндоскопического контроля состояния газовоздушного тракта авиадвигателей в условиях эксплуатации». «Положением...» определены производственные ситуации требующие обязательной регистрации повреждений. К таким ситуациям отнсссны:

- выявленные повреждения, устранение которых в эксплуатации недопустимо, требующие съема двигателей для направления в ремонт и (или) предъявления рекламации;

- выявленные повреждения, устранение которого допустимо в условиях эксплуатации. Документирование производят до и после выполнения работ по устранению неисправности;

- повреждения, выявленные при выполнении работ по программам увеличения ресурсов или сроков службы;

- выполнение целевых (разовых, контрольных) осмотров по решениям, извещениям, бюллетеням, указаниям и т.д. При этом регистрация обязательна при обнаружении повреждения, с заключением в акте о возможности дальнейшей эксплуатации;

- повреждения, выявленные при эксплуатационной проверке новых средств или технологий контроля;

- сомнительные повреждения, требующие уточнения;

- регистрация обязательна во всех случаях при проведении измерений обнаруженных повреждений.

Кроме того, для принятия обоснованных решений по результатам контроля о допуске двигателей к эксплуатации или снятия их для ремонта, установлен порядок анализа результатов контроля, основанный на объективной регистрации повреждений.

Порядок прохождения информации о повреждениях, выработки решений, устранения повреждений и контроля качества выполненных работ внутри организации по ТО и Р определяется самостоятельно в соответствии с приня-

тым Руководством эксплуатанта по техническому обслуживанию и ремонту воздушных судов

В пятой главе рассматриваются и анализируются проблемы и особенности информационного обеспечения процедур принятия решений о дальнейшей эксплуатации двигателей по результатам объективного контроля в отрасли.

На основе этого сформировано заключение о необходимости создания единой (отраслевой) системы информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП ВС и АД. В главе установлено, что оперативное принятие решений может базироваться на основе банка данных, учитывающего весь имеющийся в отрасли опыт и объединенных в составе единой отраслевой информационно - поисковой системы, к которой пользователи (эксплуатационные предприятия) должны иметь свободный доступ. Основной целью создания единого отраслевого банка данных по выявленным повреждениям должно явиться повышение эффективности ТО и снижение необоснованных съемов двигателей путем установления единого порядка получения и анализа статистической информации о результатах контроля состояния проточной части ГТД. В качестве практического выполнения этой задачи при участии автора разработано «Положение о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационно-поисковой системы» (далее по тексту Положение).

Участниками информационно-поисковой системы (ИПС) в рамках Положения (на рисунке 2 представлена схема взаимодействия между Участниками ИПС) являются:

- Авиационные власти в лице УН ПЛГ ГВСФС HCT МТ России, которые осуществляют контроль за функционированием информационно-поисковой системы. Получают обобщенные материалы по учтенной и обработанной информации;

- Оператор ИПС. Отвечает за накопление, анализ первичной информации и долговременное хранение в едином отраслевом банке данных ИПС Оператор ИПС по запросам Пользователя системы осуществляет передачу сведений из состава обработанных информационных массивов системы, имеющихся на ре-

сурсах банка данных Оператор ИПС сообщает Пользователю системы о предполагаемой причине повреждения конкретного конструктивного узла на основании собранной статистики по подобным повреждениям,

- Пользователь ИПС. Обеспечивает передачу первичной информации в единый центр ИПС Пользователь системы по его требованию получает доступ к сведениям о идентичных повреждениях проточной части авиадвигателей. Пользователем ИПС являются организации по ТО и Р ГА (эксплуатант АТ);

Рис.2 Схема взаимодействия между участниками ИПС

1. Методические рекомендации об изменении или внесении дополнительных сведений по харак-херу, особых условиях эксплуатации н т.д.;

2. Согласованные рекомендации и решения по эксплуатации поврежденных двигателей;

3. Сведения о выявленных причинах повреждений,

4. Сведения по поврежденному двигателю;

5. Результаты исследования по выявлению причин отклонения диагностических параметров от нормы. Консультации и выработка совместных решений по двигателям с выявленными дефектами ПЧ Разработка совместных рекомендаций по всему парку двигателей.

- Разработчик авиадвигателей (ОКБ) получает доступ к ресурсам ИПС. Выдает решения и рекомендации по дальнейшей эксплуатации двигателей с выявленными повреждениями;

- Авиаремонтный завод (АРЗ) предоставляет результаты исследований по выявлению причин повреждения конструктивных элементов проточной части. От Оператора ИПС получает сведения из банка данных по конкретному двигателю.

В заключении констатируется, что цель диссертационной работы достигнута, а проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

1 Выполненный в работе анализ статистической информации о повреждениях элементов проточной части двигателей, приводящих к их досрочному отстранению от дальнейшей эксплуатации, показывает, что основной причиной таких повреждений являются механические соударения с посторонними предметами. Показано, что на протяжении многих лет повреждения двигателей твердыми предметами остаются основной причиной досрочного снятия их с «крыла».

2. В результате механических воздействий появляются повреждения в виде забоин, вмятин, трещин и других проявлений, возникновение и развитие которых оказывает существенное влияние на работоспособность и долговечность нагруженных конструктивных элементов и двигателя в целом. Показано, что своевременное и достоверное выявление повреждений подобного вида является важной задачей и может быть обеспечено применением приборов оггги-ко - визуального контроля (ОВК) определенного технического уровня

3. Обосновано, что требуемый уровень технического совершенства приборов ОВК тесно взаимосвязан с потенциальной работоспособностью компрессора ГТД с поврежденными элементами. Важным является- фиксирование повреждений, точное определение размеров и координат их расположения (для сравнения с действующими нормами); выявление двигателей, имеющих опасные (недопустимые) размеры и (или) места расположения повреждений, установление возможности устранения повреждения (зачистки) или замены лопаток в условиях эксплуатации.

4 На основе проведенных оценок и эксплуатационных испытаний показано, что широкий разброс характеристик и типоразмеров старого оборудования не обеспечивает требуемого уровня точности оценки размеров повреждений и качества обзора для принятия обоснованных решений.

5 Разработана и утверждена Программа проведения эксплуатационных испытаний различного эндоскопического оборудования. Сформирован перечень требований и количественных характеристик (параметров) и технических параметров подлежащих экспертной оценке.

6. Обоснована необходимость установления порядка анализа результатов контроля, основанная на объективной регистрации повреждений.

7 На основании созданного Положения разработана и внедрена информационно - поисковая система учета и обработки информации по неисправностям двигателей, обнаруженным в ходе эндоскопических осмотров проточной части ГТД за весь период эксплуатации. В рамках работы определены участники и программные требования к информационно - поисковой системе.

В приложениях приводятся разработки и результаты диссертационных исследований, выполненные автором:

1. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки технических эндоскопов для осмотра проточной части двигателей разработки ЗМКБ «Прогресс» в условиях авиакомпаний ГА РФ (утв. от 07.12.2001г. Департаментом ГШГ ГВС и ТР ГА ГС ГА МТ РФ),

2. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки технических эндоскопов разработки АОЗТ «ИНТЕК» для осмотра газовоздушного тракта двигателей в условиях авиакомпаний ГА Российской Федерации (утв. ФГУП ГосНИИГА ог10.01.2003г.)

3. Программа проведения эксплуатационной проверки жестких и гибких эндоскопов новых типов для осмотра конструктивных элементов газовоздушного тракта двигателей типа ТВ2-117 и ТВЗ-117 и объективной регистрации результатов контроля в условиях авиакомпаний ГА (утв. 21.03.2003г. ДПЛГ ГВС и ТР ГА);

4. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки видеосистемы модели «Video Probe XL PRO» для осмотра газовоздушного тракта двигателей в условиях авиакомпаний ГА Российской Федерации (утл от 21.07.2003г. ФГУП ГосНИИ ГА, сопл:. Главный метролог ГС ГА МТ РФ);

5. Положение о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационно-поисковой системы (утв. 18.03.2004г. ДПЛГ ГВС и TP ГА);

6. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки автоматизированной системы учета и обработки информации по неисправно-

стям двигателей, обнаруженным в ходе эндоскопических осмотров газовоздушного тракта (ГВТ) за весь период эксплуатации и возможности ее внедрения (утв 17.02.2005г. УН ПЛГ ГВС ФС НСТ МТ России).

Список работ автора по теме диссертации:

1. Б армии В.В., Белоконь НИ., Некоторые аспекты обеспечения объективной регистрации результатов контроля состояния авиадвигателей, М.: Сборник научных трудов ГосНИИ ГА (Юбилейный выпуск № 1), 2003г. - 127 - 137 стр.

2. Пивоваров В.А., Г.Г. Белоусов, Д.С Померанцев, В В. Бармин, Оптике- визуальная диагностика авиационных двигателей. Проблемы и пути их решения, М.: Весшик научных трудов МГТУ ГА. Серия «Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники Безопасность полетов», 2004г. -13-24 стр.

3. Бармин В.В., Бондарев О.Ю., Авиационный симпозиум в Мюнхене, М/ изд. Авиапанорама, № | 2004г.

4. Бармин В.В., Белоконь Н.И., Объективный контроль состояния авиадвигателей, М.: изд. Аэрокосмический курьер, №2 (32) ~>ппл-

Подписано в печать 07/04/06г Печать офсетная Формат 60x84/16 1,16 уч.-изд. л. 1,25 уел печ.л__Заказ № 125/ 378?_Тираж 70 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20 Редакционно-издателъский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д 6а

€> Московский государственный технический университет ГА, 2006

I

f

¿ÔO&fi 75GO

7 3 6 0

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ В ОБЛАСТИ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ АВИАЦИОННЫХ ГТД.

1.1 Виды типовых повреждений проточной части авиадвигателей

1.2 Обзор применяемых технологий и средств оптико-визуального контроля проточной части ГТД.

1.2.1 Жесткие эндоскопы (бороскопы).

1.2.2 Гибкие эндоскопы (фиброскопы).

1.3. Практика принятия экспертных решений по результатам эндоскопического контроля. т 1.4. Процессы внутренней повреждаемости лопаточных материалов при циклическом нагружении.

1.5 Влияние процессов внутренней повреждаемости материала лопаток на потенциальный ресурс.

1.6 Современная практика нормирования механических повреждений элементов проточной части

Выводы по 1-й главе.

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ И КАЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СРЕДСТВ ЭНДОСКОПИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ.

2.1 Критерии количественной оценки возможности использования эндоскопов в практике эксплуатации

2.1.1 Разрешающая способность.

2.1.2 Углы поля зрения и направления наблюдения.

2.1.3 Глубина резкости.

2.1.4 Кратность (видимое увеличение).

2.1.5 Основные погрешности оптической системы.

2.1.6 Осветительная система.

2.2 Качественная оценка использования эндоскопов в

2.2.1 Качество оптического канала и световолокна.

2.2.2 Качество окуляра.

2.2.3 Вводимость гибкого эндоскопа.

2.2.4 Герметичность, температурная стойкость и механическая прочность рабочей части эндоскопов.

2.2.5 Эргономика.

2.2.6 Комплексный коэффициент количественной оценки.

Выводы по 2-й главе.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО ОЦЕНКЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СРЕДСТВ ОПТИКО - ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГТД ВС ГА.

3.1 Жесткие эндоскопы (бороскопы) разработки ЗАО НПП«СиМТ».

3.2 Гибкие техноэндоскопы (фиброскопы).

3.3 Оптико - визуальные средства разработки ООО «Интек». 3.4 Эксплуатационная оценка видеоскопического оборудования.

Выводы по 3-й главе.

4 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ВЫЯВЛЕННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ И ИХ ОБЪ

ЕКТИВНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ.

4.1 Контактные методы определения износа.

4.2 Бесконтактные методы определения величины повреждений

4.2.1 Бесконтактный метод определения размеров повреждения при помощи микрометренного устройства.

4.2.2 Бесконтактный метод измерения повреждений при помощи сравнения с известными размерами конструктивного элемента.

4.2.3 Оптико-сравнительный метод замера повреждений рабочих лопаток при помощи мерной линейки.

4.2.4 Определение размеров повреждений при помощи оптико-электронных методов и устройств.

4.2.5 Оценка погрешности бесконтактных устройств измерения выявленных повреждений.

4.3 Объективная регистрация повреждений выявленных при помощи средств оптико - визуального контроля

4.3.1 Основные средства для выполнения фотодокументирования.

Выводы по 4-й главе.

5 РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ИНФОРМАЦИ-у ОННО - ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЕ ФОТО И ВИ

ДЕОДОКУМЕНТИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ

ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ АВИАДВИГАТЕЙ.

5.1 Общие положения.

5.2 Структура и взаимодействия между участникам информационно - поисковой системы.

5.3 Назначение и область ИПС применения.

5.4 Основные требования по подготовке и организации передачи первичной информации.

5.5 Требования предъявляемые к фото - видеорегистри-рующей аппаратуре.

5.6 Программно-вычислительные средства, специальное обеспечение ИПС и используемые каналы связи и передачи изображений.

Выводы по 5-й главе.

Проблема повышения эффективности использования самолетного парка в гражданской авиации чрезвычайно актуальна для государственных и коммерческих организаций (авиакомпаний), осуществляющих перевозки пассажиров и грузов в условиях конкуренции. Здесь немалую роль играют вопросы обеспечения безотказной работы всей авиационной техники и в частности, авиационных двигателей (АД).

Известно, что к АД предъявляются довольно жесткие требования в части сохранения показателей безотказности. Поэтому в целом ряде случаев они не отрабатывают планируемых ресурсов по разным причинам. Среди таких причин наиболее частыми являются механические повреждения элементов проточной части (ПЧ) газотурбинных двигателей (ГТД), вызванные попаданием («засасыванием) внутрь тракта посторонних предметов (ГТП) со взлетно - посадочной полосы. Такого рода повреждения появляются, как правило, при посадке (пробеге) или разбеге самолета перед взлетом. Отмечаются случаи повреждения проточной части конструктивными элементами самого ГТД в полете (деталями крепежа, контровки и т.п.). Иногда причиной повреждений могут быть птицы, куски льда и пр.

На уязвимость ГТД посторонними предметами влияет целый ряд факторов. К основным из них относятся компоновка двигателей на ВС (высота расположения над землей), расположение и режимы работы реверсивных устройств, степень двухконтурности, эффективность работы системы противообледенения, эксплуатационная технологичность ГТД и др.

В настоящее время выделены две основные группы мер по защите ГТД от попадания ПП - активные и пассивные. К активным относятся конструктивные решения в виде постановки защитных устройств (решеток) на вход в ГТД, специальным образом спрофилированые коки, отбрасывающие

ГШ за пределы входного устройства, расположение реверсивного устройства (РУ) под некоторым углом к вертикали (в этом случае выходящие из РУ газы создают эффект «восходящего вихря» не перед входным устройством ГТД, а несколько в стороне).

К пассивным мерам относятся: методы и средства выявления полученных неисправностей, возможность замены поврежденных элементов проточной части в эксплуатации, обрезка уголков поврежденных лопаток, пересмотр норм на размеры допустимых механических повреждений лопаток, а также зачистка (удаление) забоин на лопатках при техническом обслуживании (ТО) с применением специального инструмента.

Опыт эксплуатации показывает, что, несмотря на принимаемые меры по предотвращению повреждений ГТД ГШ, доля досрочно снимаемых «с крыла» по этой причине двигателей весьма велика и достигает в отдельные годы 35-40 процентов.[48]

В зависимости от влияния на работоспособность ГТД, все ПП попадающие в проточную часть также условно подразделяются на две категории. К первой относятся предметы, вызывающие т.н. локализованную неисправность без разрушения корпуса двигателя. Это может быть контро-вочная проволока, проволока от машин аэродромных служб, небольшие частицы аэродромного покрытия. Намного опаснее нелокализованные повреждения, вызванные попаданием крупных ПП ( птиц, кусков льда, и т.д.). При нелокализованном повреждении обычно происходит разрушение корпуса двигателя с последующими непредсказуемыми последствиями. Следует отметить, что такие отказы встречаются не часто.

Повреждения ПП вызывают на лопатках проточной части механические неисправности в виде забоин, погнутостей, рисок и т.п. При этом двигатель может эксплуатироваться в пределах установленных ресурсов. Опасность перечисленных повреждений заключается в возможности развития трещин механической усталости от мест их расположения и последующего разрушения лопаток, что может вызвать нелокализованный отказ.

В условиях эксплуатации комплекс мер по обеспечению отработки ресурса АД, поврежденных посторонними предметами весьма ограничен. Из числа вышеперечисленных мер наиболее перспективными следует считать работы связанные с обеспечением достоверного обнаружения, измерения и фотовидеорегистрации (документирования) выявленных повреждений на лопатках для принятия на их основе обоснованных решений о возможной зачистке (устранении) повреждений и дальнейшей эксплуатации двигателей.

Это подтверждает, что задача обеспечения ресурсоспособности ГТД методом оптико-визуальной диагностики проточной части является одной из актуальных.

Важную роль в обеспечении качественного диагностирования средствами оптико-визуального контроля играет контролепригодность двигателя. Часто возможность осмотра ограничена количеством и расположением технологических (смотровых) отверстий на корпусе ПЧ, что во многом предопределяет результат выполняемых работ. Большое значение имеет также опыт и профессиональная подготовка контролеров, к которым предъявляются специальные требования.

Несмотря на очевидную значимость упомянутых факторов, главным фактором, оказывающим влияние на обеспечение работоспособности ПЧ, поврежденной посторонними предметами, является конструктивная возможность, и способность самих средств оптико - визуального контроля, обнаруживать и измерять повреждения на лопатках с минимальной погрешностью.

В настоящее время имеется большая возможность приобретения средств оптико - визуального контроля с различными потенциальными возможностями предлагаемых поставщиками. Тем не менее, задача выбора какого - либо из средств представляется не простой. Ведь каждый конкретный АД имеет определенные специфические особенности конструкции, которые по - разному обеспечивают доступность к элементам объекта контроля, возможности их освещения и т.д.

Упомянутая задача обоснованного выбора средств контроля является, на наш взгляд, приоритетной. Решение ее существенно повысит эффективность диагностирования ПЧ АД, что, в свою очередь окажет несомненное положительное влияние на обеспечение безопасной эксплуатации авиационных ГТД.

Теоретические и практические вопросы выявления и предотвращения причин повреждения деталей проточной части двигателей, а также их диагностики исследовались в работах отечественных авторов В.А. Пиво-варова, Г.Г. Белоусова, Н.Н. Сиротина, А.А. Комова и др.[9 ,31,32,33,48,55],

Ниже приводится краткая характеристика цели, задач, содержания и основных результатов диссертационной работы.

Целью диссертационного исследования является обеспечение объективного контроля проточной части АД при оптико-визуальном осмотре, обоснование критериев количественной и качественной оценки возможности использования приемлемой для отрасли номенклатуры эндоскопических средств контроля в практике эксплуатации ГТД, а также создание автоматизированной системы учета и обработки информации по неисправностям ПЧ АД.

Главными задачами исследований являлись:

- анализ данных об эксплуатационных повреждениях лопаток ГТД посторонними предметами;

- анализ оптико-визуальных средств выявления повреждений конструктивных элементов проточной части авиадвигателей, используемых в гражданской авиации;

- проведение теоретических обобщений результатов исследований и оценок внутренней повреждаемости лопаточных материалов;

- анализ существующих и обзор новых методов измерения повреждений, конструктивных элементов проточной части ГТД;

- анализ методов регистрации выявленных повреждений проточной части авиадвигателей;

- разработка единой отраслевой информационно-поисковой системы фото-и видеодокументирования повреждений авиадвигателей с целью разработки мероприятий по дальнейшей эксплуатации ГТД.

Объектом исследования являются методы выявления и измерения повреждений конструктивных элементов ПЧ авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации. использовались аналитические методы и инструментальные средства идентификации повреждений, выявленных в процессе технического обслуживания АД.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Проведены теоретические обобщения в области усталостной повреждаемости материала лопаток компрессоров АД в эксплуатации.

2. Определена взаимосвязь полноты, качества и достоверности результатов контроля проточной части двигателя от используемого оборудования, квалификации контролеров и других факторов.

3. Проведена экспертиза существующих и перспективных методов выявления, классификации и определения размеров повреждений ПЧ в эксплуатации при ТО.

4. Определены приоритетные технические и эксплуатационные характеристики современного эндоскопического оборудования с целью определения возможности его использования для контроля проточной части двигателей в ГА.

5. Разработан порядок организации регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля ПЧ в системе поддержания летной годности авиационных двигателей.

6. Разработаны требования для создания отраслевой базы данных системы учета и принятия решений о мерах по устранению выявленных повреждений и дальнейшей эксплуатации АД.

Точность и достоверность проведенных исследований обусловлены обоснованностью и приемлемостью цели и задач, практического опыта автора, корректностью обработки данных, достаточным объемом экспериментов, а также глубиной теоретических проработок.

Положения выносимые на защиту.

1. Результаты статистического анализа причин возникновения повреждений конструктивных элементов проточной части двигателей вследствие попадания посторонних предметов.

2. Результаты сравнения технических и эксплуатационных характеристик используемого оборудования оптико-визуального контроля авиадвигателей.

3. Результаты теоретических обобщений в области усталостной повреждаемости лопаточных материалов.

4. Система организации регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля.

5. Отдание бединрй отраслевой информационно-поисковой системы фото и видеодокументирования повреждений авиадвигателей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- на основе полученных результатов можно с высокой достоверностью проводить контроль конструктивных элементов проточной части АД;

- принимать обоснованные решения по результатам контроля о восстановлении двигателей или снятия их для ремонта;

- осуществить выбор оптико-визуальных средств контроля ПЧ ГТД по критерию «эффективность-стоимость»;

- возможность формирования банка наглядных объективных данных по повреждениям АД и оперативного управления процессами их ТО и Р.

Реализация и внедрение результатов работы.

Результаты, полученные в работе, использованы в следующих направлениях деятельности:

- при разработке нормативно-технической документации, определяющей порядок организации регистрации, оформления и учета полученной информации о результатах контроля;

- при формировании комплекта средств оптико-визуального контроля в организациях по ТО и Р;

- при учете и классификации повреждений АД в единой отраслевой информационно-поисковой системы фото - и видеодокументирования повреждений авиадвигателей;

Часть диссертационных исследований внедрена автором при разработке «Положения о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационнно - поисковой системы», а также в Программу целевого обучения специалистов ГА по выполнению требований «О порядке объективной регистрации результатов контроля состояния авиадвигателей ВС ГА».

По материалам диссертационных исследований опубликованы 4 научных статьи.

Автор выражает признательность коллективу кафедры двигателей JTA Московского государственного технического университета гражданской авиации, научному руководителю, заведующему кафедрой, д.т.н., профессору В.А. Пивоварову за оказанную помощь и конструктивные замечания в ходе выполнения и оформления данной диссертационной работы.

Выводы к 5-й главе

Анализ существующих в отрасли систем информационного обеспечения, а также информации, необходимой для использовании в базе данных, позволяет сделать следующие выводы.

1. Выявлены основные принципы построения новой системы информационного обеспечения процедур поддержания летной годности авиационных двигателей гражданской авиации.

2. Создана и внедрена единая (отраслевая) автоматизированная система учета и обработки информации о неисправностях двигателей, объединяющую всех участников поддержания JTT и БП для решения задачи предупреждения аварийности в ГА при минимальных затратах ресурсов.

3. Разработаны нормативно-справочные и телекоммуникационные требования к системе учета и обработки информации о неисправностях двигателей.

4. Определен круг пользователей создаваемого «информационного поля», и расписана схема информационных потоков в создаваемой системе информационного обеспечения.

5. Предложена схема взаимодействия между участниками (абонентами) разрабатываемой системы в части поддержания JTT АД, где для каждого пользователя расписан перечень выдаваемой и получаемой из центрального обрабатывающего комплекса информации, а в некоторых случаях и форма ее представления.

6. На основе разработанного Положения о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационно-поисковой системы предполагается определять причины и источники появления повреждения, а также ответственность за последующий ремонт в условиях эксплуатации или на заводе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенных исследований сделаны следующие основные выводы:

1. Выполненный в работе анализ статистической информации о повреждениях элементов проточной части двигателей, приводящих к их досрочному отстранению от дальнейшей эксплуатации, показывает, что основной причиной таких повреждений являются механические воздействия посторонними предметами. Показано, что на протяжении многих лет повреждения двигателей твердыми предметами остаются основной причиной снятия с эксплуатации 30-40 процентов двигателей от общего числа досрочных съемов.

2. В результате механических воздействий появляются повреждения в виде забоин, вмятин, трещин и других проявлений, возникновение и развитие которых оказывает существенное влияние на работоспособность и долговечность нагруженных конструктивных элементов и двигателя в целом. В работе показано, что своевременное и достоверное выявление повреждений подобного вида является важной задачей и может быть обеспечено применением приборов оптико - визуального контроля (ОВК) определенного технического уровня.

3. В диссертационной работе обосновано, что требуемый уровень технического совершенства приборов ОВК тесно взаимосвязан с требуемыми условиями обеспечения работоспособности компрессора ГТД с поврежденными элементами, которые должны включать: фиксирование повреждений, точное определение размеров и координат их расположения для сравнения с действующими нормами; выявление двигателей, имеющих опасные недопустимые размеры и (или) места расположения повреждений, установление возможности устранения повреждения (зачистки) или замена лопаток в условиях эксплуатации.

4. Широкий разброс характеристик и типоразмеров старого оборудования не обеспечивает требуемого уровня точности оценки размеров повреждений и качества обзора для принятия обоснованных решений.

В диссертации обоснована необходимость разработки и внедрения приборов, отвечающих определенным требованиям. Установлены количественные параметры и оптические характеристики, которые должны учитываться на этапах разработки и предъявления заказчику (ГА) для оценки.

Работа с разработчиками приборов должна строиться не на выборе приборов из предлагаемого ряда типоразмеров, а на создании новых приборов по техническим требованиям гражданской авиации. Для каждого типа ГТД должен разрабатываться индивидуальный комплект оптико - визуальных средств контроля с учетом конструктивных особенностей двигателей.

Для реализации этих требований по результатам работы впервые разработаны и утверждены технические требования (ТТ) и технические условия (ТУ) на поставку новых типов технических эндоскопов для организаций ГА.

5. Разработана и утверждена Программа проведения эксплуатационных испытаний эндоскопического оборудования нового типа, для обеспечения которой отработаны методические указания, определяющие необходимые условия оценки соответствия проверяемых приборов заданным техническим требованиям. Сформирован перечень количественных характеристик и технических параметров подлежащих испытаниям (проверке).

6. На основании материалов диссертации и с учетом ее результатов были решены следующие практические задачи:

- проведена оценка, опытная эксплуатация и аттестация новых эндоскопических средств, с подготовкой Заключения о внесении их в отраслевой Реестр специальных средств измерений гражданской авиации;

- согласованы с промышленностью и выпущены решения и бюллетени, регламентирующие эндоскопический контроль конкретных типов двигателей;

- определена номенклатура эндоскопов практически для всех типов серийных авиадвигателей, предложенных и используемых в гражданской авиации;

- определены типоразмеры технических эндоскопов производства ЗАО НПП «СиМТ» при выполнении работ по контролю состояния проточной части двигателей типа АИ-20, АИ-24, АИ-25, Д-18Т, Д-36, Д-136 разработки ЗМЬСБ «Прогресс», для каждого из которых также определен состав необходимого комплекта эндоскопов в привязке к типу двигателя и перечню мест конструкции, требующих контроля в эксплуатации, с учетом рекомендаций по уточнению этих перечней.

- начато постепенное переоснащение лабораторий ТД и НК новыми эндоскопами.

С учетом этих результатов для двигателей Д-ЗОКУ, Д-ЗОКП, Д-30КУ-154 в качестве базовых приборов выбраны жесткие и гибкие эндоскопы разработки ЗАО НПП «СиМТ» (г. Москва). - бюллетень №1748БЭ-Г и методика №81.НЦ-12-126

Для выявления конструктивных повреждений двигателя ПС-90А введен в действие бюллетень № 94268-БЭ-Г от 05.01.2001г.

7. В диссертации установлено, что для определения размеров выявленных повреждений наиболее перспективными представляются приборы, работающие со специальными измерительными объективами. Такие системы реализуются в основном с помощью объективов, действующих при рассеянном освещении и основаны, как правило, на методах триангуляции. Используя методологию триангуляционной геометрии можно проводить измерения на основе стереоскопического изображения повреждения («стереоизмерения»), а также при помощи положения тени, отбрасываемой на повреждение («метод тени»).

8. Для принятия обоснованных решений по результатам контроля о допуске двигателей к эксплуатации или снятия их для ремонта, признано необходимым установить порядок анализа результатов контроля, основанный на объективной регистрации повреждений.

В работе показано, что решение этой задачи может быть обеспечено внедрением обязательной процедуры и технологии фото и видеодокументирования, с цифровой записью результатов и последующей их распечаткой с помощью компьютера.

В качестве практической реализации этой задачи с участием автора было разработано «Положение о порядке организации регистрации и учета фото и видеодокументации результатов эндоскопического контроля состояния газовоздушного тракта авиадвигателей в условиях эксплуатации». Положением определены ситуации требующие обязательной регистрации. К таким производственным ситуациям отнесены:

- выявленные повреждения, устранение которых в эксплуатации недопустимо, требующие съема двигателей для направления в ремонт или предъявления рекламации;

- выявленные повреждения, устранение которого допустимо в условиях эксплуатации. Документирование производят до и после выполнения работ по устранению неисправности;

- повреждения, выявленные при выполнении работ по программам увеличения ресурсов или сроков службы;

- выполнение целевых (разовых, контрольных) осмотров по решениям, извещениям, бюллетеням, указаниям и т.д. При этом регистрация обязательна при обнаружении повреждения, с заключением в акте о возможности дальнейшей эксплуатации;

- повреждения, выявленные при эксплуатационной проверке новых средств или технологий контроля;

- сомнительные повреждения, требующие уточнения;

- регистрация обязательна во всех случаях при проведении измерений обнаруженных повреждений.

9. В настоящее время работы по регистрации и учету информации имеют системный регулярный характер. Появляются массивы информации, требующие обобщенного анализа, систематизации и, в конечном итоге, разработки рекомендаций по принятию типовых решений по результатам контроля и оценки их эффективности.

В качестве практического выполнения работы также с участием автора разработано «Положение о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационно-поисковой системы».

Положение определяет порядок оперативного обмена, анализа информации и разработки последующих рекомендаций на основе сведений, получаемых в результате объективной регистрации обнаруженных повреждений, выявленных при эндоскопическом контроле состояния проточной части авиадвигателей.

10. На основании Положения разработана и внедрена информационно - поисковая система учета и обработки информации по неисправностям двигателей, обнаруженным в ходе эндоскопических осмотров проточной части ГТД за весь период эксплуатации. В рамках работы определены участники и программные требования к информационно - поисковой системе.

На основании полученных результатов можно сделать заключение о том, что цель диссертационной работы достигнута.

1. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х Поляризационно оптические методы механики деформируемого тела М.: Наука, 1973 г. - 576 стр.

2. Бармин В.В., Белоконь Н.И. Некоторые аспекты обеспечения объективной регистрации результатов контроля состояния авиадвигателей, М.: Сборник научных трудов ГосНИИ ГА (Юбилейный выпуск № 1), 2003г. 127 - 137 стр.

3. Благовещенский Ю.Н. Аксиоматическая теория накопления усталостных повреждений, Заводская лаборатория, №10 1204 -1213 стр.

4. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике М.: Стройиздат, 1965г. 279 стр.

5. Горохова Т.Г., Смолин А.А. Труды ГосНИИ ГА, 1986г, выпуск 248, стр. 27-33.

6. Горохова Т.Г Особенности технического состояния авиадвигателей при продлении их сроков службы, М.: Сборник научных трудов ГосНИИ ГА (Юбилейный выпуск № 1), 2003г. 121 - 126 стр.

7. Жиганов И.Ю. Бесконтактные устройства измерения геометрических параметров труб, М.:Вузовская книга, 2004г. -272стр.

8. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки видеоскопов серии «ВД» для осмотра газовоздушного тракта двигателей в условиях авиакомпаний ГА Российской Федерации, М.: ФГУП ГосНИИ ГА отв. исполнитель Бармин В.В., 2005 г. 8стр.

9. Заключение по результатам проведения эксплуатационной проверки видеосистемы модели «Video Probe XL PRO» для осмотра газовоздушного тракта двигателей в условиях авиакомпаний ГА РФ, М.: ФГУП ГосНИИ ГА отв. исполнитель Бармин В.В., 2003г. 9 стр.

10. Заключение по результатам проведения эксплуатационной технических эндоскопов разработки АОЗТ «Интек» для осмотра газовоздушного тракта двигателей в условиях авиакомпаний ГА РФ, М.: ФГУП ГосНИИ ГА отв. исполнитель Бармин В.В., 2002 г. -7стр.

11. Иванов В.П. Колебания рабочих колес турбомашин, М.: Машиностроение, 1983г. 224 стр.

12. Исследование сопротивления усталости и экспериментальное определение допустимой величины повреждений компрессорных лопаток /Отчет по НИР/ № гос. регистрации 807372, научный руководитель Иванов В.П., М.:МИИ ГА, 1979г. 86 стр.

13. Картанов Г.Д. Основы теории форсированных испытаний М.: Знание, 1977 г. 52 стр.

14. Карташов Г.Д. Модели расходования ресурса изделий электронной техники /обзоры по электронной технике/ М.: Электронная техника, сер.8, 1977, вып.1 76 стр.

15. Кононов В.И., Федоровский А.Д., Дубинский Г.П. Оптические системы построения изображений. Киев: Техшка, 1981г. 133 стр.

16. Кононов В.И. Основы методики расчета разрешающей способности и точности определения координат аэрофототопографических систем, Киев: ЦАКИЗ ИГН НАН Украины 3стр.

17. Конструкционная прочность металлов и деталей ГТД (руководство для конструкторов), Труды ЦИАМ №835, 1979г. 521 стр.

18. Космодемьянский А.С. Плоская задача теории упругости для пластин с отверстиями, вырезами и выступами Киев: Вища школа, 1975 г.-227 стр.

19. Марков П.И., Кеткович А.А., Сатгаров Д.С. Волоконно -оптическая интроскопия М: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987г. -286стр.

20. Методика №81. НЦ—12-126 Эндоскопического контроля состояния газовоздушного тракта. Двигатели Д-ЗОКУ, Д-30КП, Д-30КУ-154, М.: ОАО «Рыбинские моторы», ГосНИИ ГА, 1999г -37стр.

21. Методические рекомендации по расследованию причин повреждений лопаток газовоздушного тракта авиадвигателей и меры по предотвращению повреждений лопаток ГВТ в а/п Томск, г.Томск АТБ ФГУП «ТомскАвиа», 2002г. 10 стр.

22. Определение наибольших допустимых повреждений в лопатках компрессора, РТМ (временный) МАП МГА, 1989 г. - 17 стр.

23. Определение наибольших допустимых повреждений в лопатках компрессора. РТМ (временный) МАП МГА, 1989г. - 17 стр.

24. Петухов А.Н. Сопротивление усталости деталей ГТД М.: Машиностроение, 1993 г. -231 стр.

25. Пивоваров В.А. « Работоспособность лопаток компрессоров ГТД с механическими повреждениями при различной длительности эксплуатационного нагружения», М.: Диссертационная работа 1995г.-230 стр.

26. Пивоваров В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций. Учебник М.: Транспорт, 1993 г.

27. Комов А.А. Проблема досрочного съема двигателя ПС-90 в эксплуатации. Сборник научных трудов ГосНИИ ГА (Юбилейный выпуск № 1), 2003г. 155 - 172 стр.

28. Пивоваров В.А., Белоусов Г.Г. Влияние форм колебаний на сопротивление усталости рабочих лопаток компрессоров ГТД (в сборнике «Динамика, выносливость и надежность авиационных конструкций») М.: РИО МИИ ГА, 1980 г. 18 стр.

29. Положение о порядке организации регистрации и учета фото и видеодокументации результатов эндоскопического контроля состояния газовоздушного тракта авиадвигателей в условиях эксплуатации, М.: ГС ГА МТ России, 2001г. 15 стр.

30. Положение о порядке сбора, обработки и анализа информации о результатах эндоскопического контроля состояния двигателей в составе информационно-поисковой системы, М. ФСНСТ, 2004г. -16 стр.

31. Постнов В.А., Дмитриев С.А., Елтышев Б.К. Метод суперэлементов в расчетных инженерных сооружениях /под редакцией Постного В.А./ JI.:, Судостроение, 1979г. 288 стр.

32. Прочность при нестационарных режимах нагрузки под. Редакцией С.В. Серенсена, Киев: АН УССР, 1961г. 272 стр.

33. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении, М.: ВНИИНМАШ, 1976г. 45 слр.

34. Результаты лабораторных испытаний лопаток ротора КНД двигателей Д-ЗОКУ, КП, КУ-154 с повреждениями по подтверждению их работоспособности в пределах межремонтного ресурса двигателей / Отчет о НИР/ М.; Научный руководитель Г.Г. Белоусов 1996г. 52 стр.

35. Решение о порядке применения эндоскопических приборов разработки ЗАО «НЛП СиМТ» при диагностики двигателя ПС-90, М.: ОАО «Авиадвигатель», ГосНИИ ГА, 1998г. -2 стр.

36. Ресурсное проектирование авиационных ГТД. Руководство для конструкторов, М.: Труды ЦИАМ №1275 372 стр.

37. Рудченко Д.С., Тюрин Ю.А., Улитин В.П. Труды ГосНИИ ГА, 1981г, выпуск 200, стр. 30-37.

38. Седякин Н.М. Об одном физическом принципе теории надежности М.: Известия АН СССР. Техническая кибернетика, 1966г. №3 80-87 стр.

39. Серенсен С.В. Накопление усталостного повреждения при нестационарной напряженности М.: ВИНИТИ, 1962г. 45 стр.

40. Сиротин Н.Н. Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей, М.: РИА «ИМ-Информ», 2002 г. 442стр.

41. Справочник конструктора оптико-механических приборов /Под ред. В.А. Панова, Л.: Машиностроение, 1980. 744 стр.

42. Технический акт апробирования новых технологий осмотра и фотовидеодокуметирования ГТД ВСУ-10 эндоскопами разработки ЗАО НПП СиМТ и видеоскопом ВЖЧ 415.440.90, М.: ОАО ОМКБ, 2001г.-2 стр.

43. Техническая справка по результатам проведенных работ «Разработка нормативно технической документации и технологии объективного контроля дефектов проточной части АД с применением эндоскопов обоснованной номенклатуры и типов.

44. Этап 3-3.1/ М.: ГосНИИ ГА; Отв. исполнитель Г.Г. Белоусов, 2000г.- 17 стр.

45. Технические средства диагностирования: Справочник/ В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др.; Под общей редакцией В.В.Клюева/, М.: Машиностроение, 1989г. 672 стр.

46. Установщиков Ю.И., Пивоваров В.А., Рац А.В. Упрочнение и разупрочнение сплава ВД 17 при циклическом нагружении М.: «Известия» АН РФ, «Металлы», №1, 1992 г. - 162-170 стр.

47. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов М.: Машиностроение, 1974 г. -413 стр.

48. Шанявский А.А. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций. Синергетика в инженерных приложениях. Уфа: Монография, 2003г. - 803 стр.

49. Шорр Б.Ф. Изгибно крутильные колебания закрученных компрессорных лопаток, /в кн. «Прочность и динамика авиа ГТД», М.: Машиностроение, 1960г. - 163-181 стр.

50. Хацевич Т.Н., Михайлов И.О. Эндоскопы: Учебное пособие, Новосибирск: СГГА, 2002 г. 196 стр.

51. Бюллетень № 079300712 (С79-23Э) двигатель ТВ2-117 (введен в действие в ГА 7.02.1973г.)

52. Бюллетень № С 79-56Э двигатель ТВ2-117 (введен в действие в ГА 15.10.1973г).