Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД

равления, уменьшение количества перепускных клапанов на компрессоре за счет увеличения их размеров, использование одного фланца на компрессоре для отборов воздуха на ПОС и СКВ и др. В целом, упрощение компоновки ТК оказывает положительное влияние не только на надежность, но

èна массу, эксплуатационную технологичность

èстоимость изготовления.

Физически надежность ТК можно охарактеризовать через запасы статической и усталостной прочности, устойчивость к повреждаемости и потере герметичности. Анализ опыта эксплуатации двигателей показывает, что определяющую роль в обеспечении физической надежности коммуникаций играют запасы усталостной прочности, так как в общем числе дефектов доля усталостных поломок трубопроводов от механических вибраций намного превышает все остальные дефекты, приводящие в конечном итоге к разгерметизации коммуникаций (см. раздел 13.2.1.7).

Величина запаса усталостной прочности (nV) полагается достаточной, если выполняется условие [13.6.1]:

nV = (σ-1 – ψσm)/σV ≥ 3,

ãäå σ-1 – предел выносливости элемента трубопровода при симметричном цикле нагружения;

σm – среднее напряжение цикла;

σψV –– коэффициент.максимальное измеренное напряжение; Из приведенного выражения следует, что для

повышения физической надежности элементов трубопроводов необходимо: увеличивать предел выносливости, совершенствуя их конструкцию, технологию изготовления и применяемые материалы; снижать средние напряжения в цикле, имеющие монтажный, тепловой или иной характер; уменьшать величину переменных напряжений путем частотной отстройки или демпфирования колебаний.

Уровень надежности тесно связан с другими характеристиками ТК и, прежде всего, с уровнем их эксплуатационной технологичности. Неудобство монтажа трубопровода может привести:

-к его установке с высокими монтажными напряжениями и, как следствие, к усталостной поломке;

-к механическим повреждениям трубопровода при монтажно-демонтажных операциях в виде нарушения геометрических размеров или образования вмятин, царапин, забоин, следствием чего также может стать усталостная поломка;

-к установке трубопровода с недостаточными зазорами. В результате чего может произойти механическое повреждение стенки трубы (наклеп или выработка вплоть до появления сквозного отверстия);

-к некачественной затяжке разъемных соединений, что может стать причиной разгерметизации соединений.

Таким образом, обеспечение достаточного уровня эксплуатационной технологичности ТК является необходимым условием для обеспечения их безотказной работы.

Здесь были кратко рассмотрены лишь отдельные вопросы, касающиеся проектирования ТК. Более подробные сведения можно найти в специальной литературе (см. раздел 13.6).

13.3.6 - Проектирование электрических коммуникаций

13.3.6.1 - Требования к электрическим коммуникациям

Целью проектирования ЭК является создание работоспособной конструкции ЭК, отвечающей поставленным требованиям.

Общие требования к ЭК изложены в разделе 13.3.1. Ниже приведены требования к ЭК частного характера.

1. Требования по надежности.

Конструкция и состав ЭК должны обеспечи- вать возможность их работы без поломок, потерь электрических параметров электрических цепей (электропроводимость, сопротивление изоляции) в ожидаемых условиях эксплуатации в течение установленных для ГТД сроков службы, хранения

èресурсов.

2.Требования по эксплуатационной технологичности.

Конструкция ЭК должна удовлетворять требованиям по доступности, легкосъемности, взаимозаменяемости и контролепригодности. Все разъемные электрические соединения и узлы крепления должны располагаться в местах, доступных для проведения монтажно-демонтажных работ (например, должно быть обеспечено необходимое монтажное пространство для возможности соединения-разъединения электрических соединителей).

В целях удобства прокладки и лучшей ремонтопригодности электрические жгуты, как правило, должны иметь диаметры, не превышающие 40 мм для одиночного жгута и 70 мм для группы жгутов.

911

Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД

Для проводов, выходящих из жгута к агрегатам и жгутов, подходящих к электрическим соединителям, необходимо предусмотреть эксплуатационный запас по длине, позволяющий производить повторные заделки проводов при ремонте не менее трех раз с каждого конца. Наращивание проводов отдельными участками не допускается.

Электрические жгуты и соединители должны иметь опознавательную маркировку в соответствии с электрической схемой. Опознавательная маркировка должна располагаться на участках жгутов, доступных для визуального контроля и быть удобной для зрительного восприятия при горизонтальном расположении двигателя. Маркировка должна быть механически прочной. Электрические жгуты рекомендуется маркировать с двух сторон.

3.Требования по производственной технологичности.

Детали и сборочные единицы ЭК должны соответствовать требованиям производственной технологичности:

- конструкция электрических жгутов должна обеспечивать возможность автоматизации процессов изготовления и контроля параметров электри- ческих цепей;

- контроль параметров жгутов на собранном двигателе должен осуществляться, как правило, автоматизированными средствами контроля.

4.Требования по стандартизации и унифика-

öèè

В конструкции ЭК должны максимально использоваться стандартные и унифицированные детали и сборочные единицы. По возможности, должна использоваться минимальная номенклатура покупных материалов: электрических соединителей, проводов, изоляционных материалов и крепежных элементов.

5.Конструктивные требования

При проектировании электрических жгутов необходимо применять провода с медными жилами сечением не менее 0,35 мм2. Это минимальное значение сечения проводов определено исходя из условия механической прочности проводов. Тип и сечение проводов выбираются исходя из температурного диапазона работы, определяемого температурой окружающей среды и температурой разогрева от тока.

Для ответственных электрических цепей управления и контроля двигателя следует предусматривать запасные провода.

Применяемые металлические материалы должны быть коррозионностойкими или иметь антикоррозионные покрытия; неметаллические материалы должны быть устойчивыми к воздействию

топлив, масел и не должны выделять токсичных газов при нагреве и возгорании.

Прокладку электрических жгутов, являющихся источниками радиопомех и жгутов c цепями, чувствительными к радиопомехам, следует выполнять в металлорукавах или металлических оплетках, которые должны быть надежно соединены с корпусом двигателя.

Площадь внутреннего сечения защитных трубок и металлорукавов должна быть больше суммарной площади сечения жгута не менее чем на 15%.

Необходимо защищать электрические жгуты от механических, термических и других повреждений в местах, где внешние воздействия могут привести к их повреждениям. Жгуты, как правило, прокладываются поверх трубопроводов гидравлической, топливной и масляной систем.

Между элементами конструкции двигателя

èжгутами необходимо оставлять достаточные зазоры (см. таблицу 13.3.6.1_1).

Не допускается касание жгутов об острые кромки агрегатов, корпусов и узлов двигателя.

Провода электрических систем постоянного

èпеременного тока необходимо прокладывать раздельно. Провода от двух и более источников питания не должны находиться в одном жгуте.

Жгуты от дублированных агрегатов следует прокладывать раздельно друг от друга.

Жгуты от амортизированных блоков должны иметь провисание, исключающее натяг проводов при наибольшем перемещении блоков при вибрациях.

Экранированные высоковольтные провода системы зажигания необходимо прокладывать отдельно от других электрожгутов. Параллельная прокладка высоковольтных экранированных проводов системы зажигания допускается, как правило, на расстоянии не менее 100 мм от проводов других систем двигателя с целью исключения электромагнитных помех.

Крепить жгуты хомутами необходимо таким образом, чтобы при снятии хомутов не требовалось демонтировать установленные рядом агрегаты.

Хомуты рекомендуется устанавливать на расстоянии, указанном в таблице 13.3.6.1_2.

13.3.6.2 - Порядок проектирования электрических коммуникаций

Процесс проектирования ЭК содержит те же этапы, что и проектирование обвязки в целом. Основные принципы и порядок проектирования ЭК подробно изложены в разделе 13.3.2.

912

Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД

Таблица 13.3.6.1_1 Допускаемые зазоры между электрожгутами

и элементами конструкции двигателя

	Наименование зазора	Величина
		Размер зазора,
	Зазор	зазора,
		мм, не менее
		мм, не менее
	Между жгутами и трубами горячего	40
	воздуха без защиты теплоизоляцией
	Между жгутами и трубами горячего
	воздуха, защищенными	10
	теплоизоляцией
	Между жгутами и трубами	5
	холодного воздуха
	Между жгутами
	и амортизированными блоками при	10
	полном смещении блоков
	Между жгутами	8
	и неамортизированными блоками
	Между жгутами и подвижными	10
	частями элементов конструкции
	Между жгутами и тросами (тягами)	15
	управления
	Между жгутами и элементами	5
	конструкции двигателя

Таблица 13.3.6.1_2 Рекомендуемые расстояния между хомутами

Наружный диаметр	Расстояние между
жгута (рукава), мм	хомутами, мм, не более
äî 10	300
10 … 20	350
20 … 30	400
30 … 40	500
свыше 40	550

Ниже изложены особенности проектирования ЭК при «традиционном» подходе. Для отработки конструкции ЭК при таком подходе используется метод натурного макетирования (см. раздел 13.3.3.1)

Проектирование ЭК представляет собой многоступенчатый процесс: на первом этапе разрабатываются электрические схемы (принципиальная схема, схема соединений), на их основе разрабатывается монтажная схема, а затем чертежи электрических жгутов ЭК.

По разработанным электрическими схемами намечают трассу, т.е. путь прокладки проводов на макете двигателя, на котором размещены все электрические агрегаты систем двигателя. После выбора трассы определяются конструктивные особенности ЭК: места и способы крепления электрожгутов, тип оболочки жгутов, места, требующие дополнительного усиления или защиты. Крайние пункты трассы жгута определяются размещением электроагрегатов на двигателе. Затем намечаются промежуточные участки. При выборе промежуточных участков трассы следует соблюдать следующие требования:

-жгуты должны прокладываться, по возможности, кратчайшим путем. При этом уменьшаются вес и стоимость электропроводки, потери энергии в ней.

-при прокладке трассы электрожгутов следует учитывать расположение других элементов обвязки, чтобы исключить соприкосновения жгутов

ñтрубопроводами, тягами и агрегатами. При этом возможно объединение в один жгут параллельно идущих проводов от различных электроагрегатов или применение для них общих крепежных элементов.

-тип крепления выбирается в зависимости от места крепления, числа жгутов и их оболочки. При этом, необходимо учитывать монтажные и эксплуатационные усилия, воздействующие на жгут.

Проектирование ЭК заканчивается разработкой конструкторской документации, необходимой для изготовления, сборки, монтажа и эксплуатации ЭК.

В настоящее время наряду с натурным макетированием применяется метод электронного макетирования. Электронное макетирование обвязки двигателя, в том числе и электронное макетирование ЭК, подробно изложено в разделе 13.3.3.2.

Этапы и порядок проектирования при электронном макетировании такие же, как и при натурном макетировании. При натурном макетировании используется натурный макет (физическая модель) двигателя, а при электронном макетировании электронный макет – трехмерное описание двигателя (геометрическая модель двигателя). Предварительно создается плоская модель ЭК (схема разводки ЭК), построенная на развертках корпусов двигателя, затем создается объемная электронная модель ЭК двигателя. Преимущества и недостатки обоих

913

Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД

Рисунок 13.3.6.2_1 – Пример прокладки электрожгутов в районе коробки приводов

Рисунок 13.3.6.2_2 – Примеры прокладки электрожгутов в верхней части двигателя

914