Вопрос 2. Вибродиагностирование двигателей

Оценка технического состояния авиадвигателей с помощью характеристик вибраций используется на практике довольно широко. Эффективность вибродиагностики доказывается тем, что около трети всех досрочно снимаемых двигателей – результат оценки их вибросостояния. ГТД – сложная динамическая система, состоящая из множества взаимодействующих элементов и подсистем. Вибрация – это реакция динамической системы на возмущающие силы. Различают несколько видов вибраций, генерируемых двигателями: роторная вибрация, винтовая вибрация, газовоздушная, редукторная, подшипниковая, лопаточная и дисковая вибрации.

При диагностировании ГТД широко используют спектральные характеристики вибраций. Спектр вибраций представляет собой совокупность многочисленных составляющих гармоник, несущих диагностическую информацию о состоянии различных деталей и узлов двигателя. С наработкой исходный спектр претерпевает постепенные изменения, а в случае предотказного состояния ГТД он быстро видоизменяется за счет отдельных составляющих гармоник.

В полете основу вибродиагностического метода оценки состояния ГТД составляют данные вибрации корпуса, зафиксированные штатными индукционными или пьезопреобразователями. В качестве диагностического признака используют виброскорость, представляющую собой первую производную вибросмещения по времени. Вибрацию нормируют также по коэффициенту виброперегрузок – отношению виброускорения к ускорению свободного падения.

На практике отказы двигателей наблюдаются в диапазоне = 30 ... 90 мм/с и = 4,5 ... 15. Принято считать, что сравнительно более высокую диагностическую ценность имеет виброскорость , так как она независимо от частот и форм колебаний имеет прямую функциональную связь с действующими в деталях напряжениями. Коэффициент виброперегрузок зависит как от частоты колебаний, так и от их формы. Поэтому он используется в основном в ТВД, где круговая частота вращения вала постоянна, а разрушения происходят при фиксированных формах колебаний. Для повышения достоверности диагноза по вибрации используют дополнительную информацию: скорость изменения виброхарактеристики по наработке и характер этого изменения (монотонный или скачкообразный). Анализ вибросостояния по данным полетной информации показывает, что уровни виброскоростей на исправных двигателях незначительно увеличиваются по наработке и в среднем составляют на передней опоре мм/с и на основной мм/с. При этом скорость их изменения по наработке мм /с. Превышение этих величин обычно служит основанием для постановки двигателя на режим особого контроля (если виброизмерительная аппаратура исправна).