Глава 2 - Основные параметры и требования к ГТД
Стоимость ЖЦ CÆÖ — это комплексный показатель, включающий в себя следующие затраты:
CÆÖ = CÇÀÊ + CЭКСПЛ
- затраты на закупку двигателей; - затраты, связанные с обеспечением эксплуатации одной СУ ЛА.
Стоимость закупок CÇÀÊ — стоимость нового двигателя (или двигателей), обеспечивающих бесперебойную работу СУ в течение назначенно-
го ресурса tÏË.
Для двигателей, имеющих фиксированный назначенный ресурс tÄÂ:
|
CÇÀÊ = ( tÏË/tÄÂ)KÎÁÑÄÂ , |
ãäå tÄÂ |
- назначенный ресурс двигателя; |
ÊÎÁ |
- коэффициент оборота двигателей, учи- |
|
тывающий необходимость наличия ре- |
|
зервных двигателей (для подмены сни- |
|
маемых и отправляемых в ремонт ). Как |
ÑÄÂ |
правило ÊÎÁ = 1,1…1,3; |
- стоимость нового двигателя. |
Для двигателей, эксплуатирующихся по техническому состоянию с заменой выработавших ресурс основных деталей при текущих ремонтах:
CÇÀÊ = KÎÁÑÄÂ.
Эксплуатационные затраты ÑЭКСПЛ — затраты авиакомпаний непосредственно на эксплуатацию двигателей:
ÑЭКСПЛ= ÑÐÅÌ+ ÑÀÃÐ+ ÑÝÊÑ.ÎÁÑ.+ ÑÒÎÏË ,
ãäå ÑÐÅÌ - стоимость ремонтов двигателя (двигателей) на ремонтном предприятии за время наработки СУ, равное
tÏË;
- стоимость агрегатов двигателя, заменяемых по выработке назначенного ресурса в процессе эксплуатации;
- стоимость обслуживания двигателя в аэропортах за время tÏË;
- стоимость топлива, вырабатываемого двигателем за время tÏË.
Стоимость обслуживания в аэропортах определяется по формуле:
ÑÝÊÑ.ÎÁÑ.= ÑÇÀÐ ÏË. + ÑÎÁÎÐ+ ÑÎÁÑ.ÎÁÎÐ.+ ÑÀÏÒ,
- затраты на заработную плату персонала, обслуживающего двигатели в эксплуатации, отнесенные к - одной СУ;
- стоимость оборудования и расходных материалов для обслуживания двигателей в эксплуатации, отнесенные к одной СУ;
ÑÎÁÑË.ÎÁÎÐ. - стоимость технического обслуживания оборудования указанного
выше, отнесенная к одной СУ; - стоимость технической аптечки (комплекта запасных частей и
агрегатов для оперативных замен в эксплуатации), отнесенная к одной СУ.
Стоимость топлива определяется по формуле:
ÑÒÎÏË = Ñ×ÀÑ tÏË
ãäå Ñ×ÀÑ - средний часовой расход топлива на один двигатель (определяется расчетом по типовому ПЦ или опытно–эксперимен- тальным путем).
2.3.10 - Экологические требования
2.3.10.1 - Требования к эмиссии авиационных двигателей гражданской
авиации
Основным международным органом, регулирующим вопросы защиты окружающей среды от воздействия авиации, является Международная организация гражданской авиации — ИКАО. Она объединяет 185 государств, в том числе Российскую Федерацию. ИКАО — специализированное отделение ООН, на которое возложена ответственность за разработку стандартов, рекомендуемой практики и инструктивного материала по различ- ным аспектам деятельности международной гражданской авиации.
Международные стандарты по эмиссии вредных веществ от авиационных двигателей гражданской авиации существуют в виде тома II «Эмиссия авиационных двигателей» Приложения 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. В пределах Российской Федерации эмиссия вредных веществ регулируется АП–34 «Охрана окружающей среды. Нормы эмиссии для авиационных двигателей» [2.8.4]. В соответствии с международными и отече- ственными стандартами в настоящее время нормируется эмиссия оксидов азота (NОx), оксида углерода (СО), несгоревших углеводородов (HC) и дыма
89
Глава 2 - Основные параметры и требования к ГТД
(SN). Нормируемым параметром эмиссии газообразных вредных веществ является условный валовый выброс каждого вещества, отнесенный к тяге двигателя на взлетном режиме. Эмиссия дыма нормируется по максимальному измеренному значению условного числа дымности SN.
Методика определения эмиссии авиационных двигателей и нормируемые значения эмиссии согласно требованиям норм ИКАО изложены в главе 6.
2.3.10.2 - Ограничения по шуму
Международные стандарты и рекомендуемая практика по решению проблемы авиационного шума впервые были разработаны и официально изданы Советом ИКАО в 1971 г. в виде Приложения 16 (глава 2) к Конвенции о международной гражданской авиации и начали действовать с 6 января 1972 г. Прогресс в развитии гражданской авиации, в частности, применение ТРДД высокой степени двухконтурности с развитой системой шумоглушения, обусловили появление в 1978 г. новых, более жестких норм на уровни шума самолетов на местности. Эти нормы известны сегодня как нормы главы 3 тома 1 Приложения 16. В 2001 г. на 33–й Ассамблее ИКАО были утверждены новые нормы на уровни шума самолетов — нормы главы 4 со сроком введения в действие с 1 января 2006 г. Нормы главы 4 в сумме на 10 EPN дБ жест- че норм главы 3. При этом отменяется правило компенсации, и запас относительно главы 3 по сумме в любых двух контрольных точках должен быть не менее 2 EPN дБ.
Для дозвуковых реактивных самолетов уровень шума, регламентируемый нормами ИКАО, определяется в трех контрольных точках.
1.Шум при разбеге и взлете на расстоянии 450 метров от ВПП, измеряемый микрофонами в пяти точках.
2.Шум при наборе высоты, измеряемый на продолжении оси ВПП на расстоянии 6500 метров от начала разбега. Допустимый уровень шума во второй контрольной точке нормируется в зависимости от количества двигателей на самолете. Этим учитывается возможность двух– и трехдвигательных самолетов, имеющих более высокую тяговооруженность, взлетать по более крутой траектории, чем четырехдвигательные. Поэтому для четырехдвигательных самолетов допускается более высокий предельный уровень шума в данной точке.
3.Шум при посадке, измеряемый в точке продолжения оси ВПП на расстоянии 2000 метров от посадочного торца ВПП на высоте 120 метров.
Нормы шума в каждой контрольной точке определяются индивидуально для каждого типа самолета по линейному закону в зависимости от логарифма взлетного веса.
Графики зависимости предельного допустимого уровня шума от взлетной массы самолета для трех контрольных точек в соответствии с нормами главы 3 приведены на Рис. 2.3.10.2_1.
Основная информация об источниках шума ГТД, природе его возникновения и способах снижения, а также методики оценки и контроля изложены в главе 15.
Рисунок 2.3.10.2_1 — Нормы главы 3 стандарта ИКАО
90
Глава 2 - Основные параметры и требования к ГТД
2.3.11 - Некоторые специфические требования к авиационным ГТД в зависимости от их применения (незаметность в инфракрасном
èрадиолокационном диапазонах длин волн)
ÊЛА военного назначения предъявляются требования по обеспечению низких уровней заметности в радиолокационном (РЛ) и инфракрасном (ИК) диапазонах длин волн.
Впервые концепция малой заметности ЛА
èконкретные требования к уровням демаскирую-
щих признаков в РЛ и ИК–диапазонах спектра были разработаны в США в 70-х годах прошлого столетия, и послужили толчком к развертыванию широкомасштабных работ в рамках программы «Stealth» («Стелс»). Суть концепции — самолет должен иметь минимальную заметность для систем обнаружения и наведения оружия зенитно–ра- кетных комплексов и истребителей–перехватчиков. Исходя из этой концепции были созданы «самоле- ты–невидимки» F–117A и B–2, которые находятся на вооружении ВВС США и принимали участие в боевых действиях.
При разработке требований к уровням заметности ЛА учитываются следующие факторы:
-предназначение ЛА, его цели и задачи;
-потребные летно–технические характеристики ЛА, характеристики навигационно–прицельного оборудования и вооружения;
-технический уровень систем обнаружения
èнаведения оружия и боевые возможности средств поражения ЛА, имеющихся на вооружении противника;
-состав и характеристики систем бортового комплекса обороны ЛА (система предупреждения об облучении и пусках ракет, системы постановки
активных и пассивных помех в различных диапазонах спектра);
-имеющиеся научно–технические разработки
âобласти техники и технологии малозаметности;
-экономический потенциал страны–разработ-
÷èêà.
Общие требования к уровням заметности ЛА
âÐË è ИК–диапазонах спектра включают в себя:
-перечень типов ЛА и их массовые характеристики;
-условия полета ЛА и режим работы СУ;
-диапазоны длин волн в РЛ и ИК–диапазонах спектра и потребные уровни заметности в различ- ных угловых зонах передней и задней полусферы.
На основе общих требований к заметности ЛА устанавливаются требования к системам и элементам ЛА, формирующим его РЛ и ИК–сигнату- ру. Установлены такие требования и к двигателю ЛА. Они содержат данные о требуемых уровнях РЛ–контрастности (эффективной площади рассеяния, м2) и ИК–контрастности (силе излучения, Вт/ср) двигателя в различных угловых зонах передней и задней полусферы на режимах малой заметности. В качестве примера использования средств уменьшения РЛ и ИК–заметности на Рис. 2.3.11_1 показан проект перспективного ТРДДФ (6 поколения) с криволинейными входным устройством и плоским регулируемым соплом.
2.3.12 - Соответствие требованиям летной годности
По классификации Авиационного Регистра Межгосударственного Авиационного Комитета (МАК) воздушной судно включает в себя компоненты I, II и III класса.
К компонентам I класса относятся:
- авиационный маршевый двигатель (АМД);
Рисунок 2.3.11_1 — Перспективный ТРДДФ со средствами подавления заметности
91