Исследования шума, генерируемого компрессором и соплом двигателя.

 

Шум создается в основном двумя элементами двигателя – компрессором и соплом. Исследование шума от этих элементов проводят в звукоизолированных камерах, в которых на измерения не влияют климатические условия окружающей среды и посторонние шумы.

Безэховая звукоизолированная камера для исследования шума, создаваемого компрессором или вентилятором представляет собой закрытое помещение, внутренние поверхности которого облицованы звукопоглащающим материалом для уничтожения отраженных и паразитических шумов. На стенах с наружной стороны монтируются воздухозаборники, обеспечивающие подвод воздуха без завихрений и шума. Испытуемый компрессор или его модель устанавливаются в соседнем помещении так, что в камеру выходит только входная (при исследовании «переднего» шума) или выходная (при исследовании «заднего» шума) его части. Компрессор приводится во вращение мощным приводом через мультипликатор. Обычно испытанию подвергаются только несколько первых ступеней, так как от последних шум практически не выходит наружу.

Внутри камеры установлена балка, которая на специальных тележках может описывать дугу с центральным углом до 140º (-20 ÷ +120º). Привод балки дистанционный от электродвигателей, угловое положение балки контролируется с помощью специальной следящей системы.

На балке расположены строго фиксированные и передвижные микрофоны, ориентированные на источник шума.

Характеристики шума от 12 микрофонов записываются на магнитную

ленту и затем анализируются для получения частотного спектра. Выходной сигнал с анализирующей аппаратуры получают в виде уровней звукового давления, записанных в цифровой форме на магнитной ленте, удобной для ввода в ЭВМ.

Звукоизолированные камеры используются также и для исследования шума, генерируемого струей. Конструкция такой камеры имеет много общего с только что описанной камерой. Отличие составляет устройство для отсоса горячих газов со стендовым шумоглушителем.

На рассмотренных установках исследуются характеристики шума и влияние на них различных конструктивных мероприятий, проводимых с целью снижения уровня звукового давления.

 

ИСПЫТАНИЯ РЕДУКТОРОВ

 

Испытания зубчатых передач редукторов на выносливость могут осуществляться на установках разомкнутого и замкнутого типов. В состав установки разомкнутого типа входит источник мощности, который вращает редуктор и передает через него полную мощность на тормозное устройство. В процессе передачи мощности создаются необходимые окружные усилия и скорости на зубьях шестерен. Эти установки требуют для привода больших мощностей и обладают: очень низким к.п.д., так как почти вся мощность, передаваемая редуктором, бесполезно поглощается тормозным устройством. Кроме того, величина механического к.п.д. редуктора, определенная по разности подведенной и поглощенной мощностей, содержит большие погрешности вследствие того, что указанные мощности мало отличаются друг от друга.

В установках замкнутого типа создание требуемых окружных усилий в зубчатых передачах осуществляется специальным загрузочным устройством. Для того чтобы реализовать работу загрузочного устройства, схема испытуемого редуктора, состоящего из набора шестерен z₁, z₂, z₃ и z₄, дополняется стендовой передачей из своего набора шестерен z₁´, z₂´, z₃´, z₄´ так, чтобы z₁´ = z₁; z₂´ = z₂; z₃´ = z₃; z₄´ = z₄. В результате создается замкнутый силовой контур. При создании предварительной закрутки валов относительно друг друга и в таком положении соединении их через загрузочное устройство (муфту) во всех шестернях появляются окружные усилия, величина которых будет зависеть от закрутки валов. Если замкнутую систему подвергнуть вращению, то, подбирая закрутку валов и частоту вращения, можно получить условия работы шестерен, которые они имеют при эксплуатации. Требуемая на вращение редуктора мощность в установке замкнутого типа равна

 

),

 

где, N _прив – мощность привода; N – мощность, передаваемая шестернями редуктора;

 - суммарный механический к.п.д. всей замкнутой системы.

Подводимая мощность N_прив значительно меньше той, которую передают зубчатые передачи.

Муфты загрузки просты и надежны в эксплуатации, но требуют остановки и затраты времени на демонтаж при переходе от одной величины нагружения к другой, что не позволяет осуществлять изменение крутящего момента во время работы. Кроме того, в них невозможно исключить влияние пусков и остановов, происходящих под нагрузкой, на характер износа и другие эксплуатационные свойства передач. Поэтому в установках замкнутого типа применяют такие нагружатели, которые позволяют в процессе испытания изменять передаваемую шестернями мощность.

При наличии в редукторе ГТД двух соосных валов в установке применяют две замкнутые передачи с двумя загрузочными устройствами, позволяющими независимо менять мощность в каждой замкнутой системе.

На подобных установках проводят научно-исследовательские, а также заводские испытания редукторов (сдаточные, контрольные и длительные). Перед испытанием редуктор оснащается измерительной аппаратурой, позволяющей определять: передаваемую мощность, частоту вращения, вибрации, температуру корпуса, температуру входящего и выходящего масла, его прокачку и загрязненность (последнее с помощью магнитных пробок, сигнализаторов стружки и т.д.). На редуктор устанавливают все двигательные и самолетные агрегаты, размещение которых предусмотрено конструкцией двигателя. Агрегаты в процессе испытания загружаются, чтобы создать эксплуатационные усилия в приводах. Редуктор проходит обкатку и проверку работы на всех режимах: от одного и, если предусмотрено конструктивной схемой, от двух двигателей; в условиях авторотации, когда мощность передается от винтов к двигателю (крутящий момент меняет знак); проверяются работоспособность муфт обгона, уровень виброперегрузок, температуры корпуса и подшипников; регулируется давление и прокачка масла.

 

ИСПЫТАНИЯ СТАРТЕРОВ

 

В отличие от двигателя основной режим работы стартера – неустановившийся как по температурному состоянию, так и по нагрузке и частоте вращения. Поэтому установка для испытания стартеров должна обеспечивать переменную нагрузку в процессе разгона и мгновенное определение крутящего момента и частоты вращения.

Турбостартер крепится на неподвижном станке и соединяется валом с загрузочным устройством, которое при разгоне создает сопротивление, такое же, как двигатель при запуске. Измерение крутящего момента осуществляется специальным измерителем крутящего момента. Во время эксперимента измеряют: частоту вращения и крутящий момент; давление топлива перед форсунками; заброс температуры газов перед (за) турбиной;

расход топлива; время работы турбостартера, пусковой панели; время выбега ротора турбокомпрессора; частоту вращения, на которой происходит отключение турбостартера, и определяют атмосферные условия.

Турбостартеры проходят кратковременные и длительные заводские испытания. Каждое испытание начинается с «ложного» запуска, с помощью которого производится расконсервация. Затем несколько рабочих запусков для проверки и отладки основных параметров. Общее количество запусков за время сдаточных и контрольных испытаний не входит в ресурс и поэтому не должно превышать установленного количества.

Ресурс турбостартера определяется количеством запусков. Перед длительными испытаниями снимается нагрузочная характеристика – зависимость крутящего момента от частоты вращения. Длительные испытания проводятся циклами по четыре – пять запусков с кратковременными перерывами (3-5 мин) между запусками и продолжительными между циклами (для более глубокого охлаждения).

Одним из важных испытаний в процессе доводочных работ является проверка гарантийных свойств турбостартера при различных наружных температурах. Эти испытания и испытания в условиях высокогорных аэродромов проводятся в ТБК.

У электростартеров в дополнение к нагрузочной характеристике определяются величина начального вращающего момента (при неподвижном роторе) при номинальном и пониженном напряжении, гидравлическое сопротивление тракта охлаждающего воздуха; проводят испытания на перегрузку, чтобы потребляемый ток в полтора и два раза превышал номинальное значение в течение 10-60 с на определенной частоте вращения с заданным напором охлаждающего воздуха.

У пороховых стартеров проверяется надежность сбрасывания давления газов перед турбиной на частотах отключения, так как горение пороховой шашки прекратить до полного сгорания невозможно и частота вращения турбины может недопустимо увеличиться.