Tyypillisiä vikoja ja toimintahäiriöitä. Maailman suurimmassa lentokoneen moottorissa havaittiin suunnitteluvirhe Mihin autoihin tämä moottori asennettiin?
Maailman suurin suihkumoottori 26.4.2016
Täällä lennät hieman peloissasi ja katsot koko ajan menneisyyteen, jolloin koneet olivat pieniä ja saattoivat helposti liukua ongelmatilanteissa, mutta tässä sitä on enemmän ja enemmän. Kun jatkamme säästöpossumme täydentämistä, luetaan ja katsotaan tällaista lentokoneen moottoria.
Amerikkalainen General Electric testaa parhaillaan maailman suurinta suihkumoottoria. Uutta tuotetta kehitetään erityisesti uutta Boeing 777X:ää varten.
Tässä yksityiskohdat...
Kuva 2. 
Ennätyksellisen suihkumoottorin nimeksi tuli GE9X. Ottaen huomioon, että ensimmäiset tämän teknisen ihmeen Boeingit nousevat taivaalle aikaisintaan vuonna 2020, General Electric voi luottaa tulevaisuuteensa. Itse asiassa tällä hetkellä GE9X:n tilausten kokonaismäärä ylittää 700 yksikköä. Kytke nyt laskin päälle. Yksi tällainen moottori maksaa 29 miljoonaa dollaria. Mitä tulee ensimmäisiin testiin, ne suoritetaan Peeblesin kaupungin läheisyydessä Ohiossa Yhdysvalloissa. GE9X:n terän halkaisija on 3,5 metriä ja imuaukon mitat ovat 5,5 m x 3,7 m. Yksi moottori pystyy tuottamaan 45,36 tonnia suihkun työntövoimaa.
Kuva 3. 
GE:n mukaan millään kaupallisella moottorilla maailmassa ei ole yhtä korkeaa puristussuhdetta (27:1 puristussuhde) kuin GE9X:llä. Komposiittimateriaaleja käytetään aktiivisesti moottorin suunnittelussa.
Kuva 4. 
GE aikoo asentaa GE9X:n Boeing 777X laajarunkoiseen pitkän matkan lentokoneeseen. Yritys on jo saanut tilauksia Emiratesilta, Lufthansalta, Etihad Airwaysilta, Qatar Airwaysilta, Cathay Pacificilta ja muilta.
Kuva 5. 
Koko GE9X-moottorin ensimmäiset testit ovat parhaillaan käynnissä. Testaus aloitettiin jo vuonna 2011, kun komponentteja testattiin. GE sanoi, että tämä suhteellisen varhainen tarkastelu tehtiin testitietojen saamiseksi ja sertifiointiprosessin aloittamiseksi, koska yritys aikoo asentaa tällaisia moottoreita lentotestaukseen jo vuonna 2018.
Kuva 6. 
Polttokammio ja turbiini kestävät jopa 1315 °C lämpötiloja, mikä mahdollistaa polttoaineen tehokkaamman käytön ja sen päästöjen vähentämisen.
Lisäksi GE9X:ssä on 3D-painetut polttoainesuuttimet. Yritys pitää tämän monimutkaisen tuulitunneleiden ja syvennysten järjestelmän salassa.
Kuva 7. 
GE9X on varustettu mja lisävarusteena toimivalla vaihteistolla. Jälkimmäinen käyttää polttoainepumppua, öljypumppua ja hydraulipumppua lentokoneen ohjausjärjestelmää varten. Toisin kuin edellisessä GE90-moottorissa, jossa oli 11 akselia ja 8 apuyksikköä, uusi GE9X on varustettu 10 akselilla ja 9 yksiköllä.
Akseleiden määrän vähentäminen ei pelkästään vähennä painoa, vaan myös osien määrää ja yksinkertaistaa logistiikkaketjua. Toisen GE9X-moottorin on määrä olla valmis testattavaksi ensi vuonna
Kuva 8. 
GE9X-moottorissa käytetään erilaisia osia ja komponentteja, jotka on valmistettu kevyistä, kuumuutta kestävistä keraamisista matriisikomposiiteista (CMC). Nämä materiaalit kestävät valtavia lämpötiloja ja tämä on mahdollistanut moottorin palotilan lämpötilan merkittävän nostamisen. "Mitä korkeampi lämpötila moottorin suolistossa saa, sitä tehokkaampi se on", sanoo GE Aviationin edustaja Rick Kennedy. "Korkeammissa lämpötiloissa polttoaine palaa täydellisemmin, sitä kuluu vähemmän ja päästöt haitalliset aineet vähenevät ympäristöön."
Nykyaikaisilla 3D-tulostustekniikoilla oli suuri rooli joidenkin GE9X-moottorin komponenttien valmistuksessa. Heidän avullaan luotiin useita osia, mukaan lukien polttoainesuuttimet, jotka olivat niin monimutkaisia, että niitä oli mahdotonta saada perinteisellä työstyksellä. "Polttoainekanavien monimutkainen konfiguraatio on tarkoin varjeltu liikesalaisuus", Rick Kennedy sanoo. "Näiden kanavien ansiosta polttoaine jakautuu ja sumutetaan polttokammiossa mahdollisimman yhtenäisellä tavalla."
Kuva 9. 
On huomattava, että äskettäin suoritettu testi merkitsee ensimmäistä kertaa GE9X-moottoria ajettiin täysin koottuna. Ja tämän moottorin kehitystä, johon liittyy yksittäisten komponenttien benkkitestaus, on tehty muutaman viime vuoden aikana.
Lopuksi on huomattava, että huolimatta siitä, että GE9X-moottorilla on maailman suurimman suihkumoottorin titteli, sillä ei ole tuottaman työntövoiman ennätystä. Tämän indikaattorin ehdoton ennätyksen haltija on edellisen sukupolven moottori GE90-115B, joka pystyy kehittämään 57 833 tonnin (127 500 lbs) työntövoiman.
Kuva 10. 
Kuva 11. 
Kuva 12. 
Kuva 13. 
lähteet
GE9X-moottori Boeing 747-400 lentävässä laboratoriossa
Maailman suurimman lentokonemoottorin GE9X:n pöytätesteissä amerikkalaisen GE Aviationin asiantuntijat havaitsivat, että käytön aikana osa sen staattorielementeistä kokee lisääntynyttä kuormitusta. Aviation Weekin mukaan nämä lisääntyneet kuormitukset ovat seurausta pienestä suunnitteluvirheestä, joka on kuitenkin suhteellisen helppo poistaa voimalaitoksen kehitysvaiheessa. Havaitun laskuvirheen vuoksi GE9X:n lentotestauksen alkamista jouduttiin lykkäämään jonkin aikaa.
GE Aviation on kehittänyt GE9X:ää vuodesta 2012 lähtien. Tämän moottorin tuulettimen halkaisija on 3,4 metriä ja ilmanottoaukon halkaisija on 4,5 metriä. Vertailun vuoksi GE9X:n halkaisija on vain 20 senttimetriä pienempi kuin Boeing 767 -lentokoneen rungon halkaisija ja 76 senttimetriä suurempi kuin Boeing 737 -lentokoneen rungon halkaisija. Uusi voimalaitos voi kehittää työntövoiman jopa 470 kilonewtonia. GE9X:ssä on erittäin korkea ohitussuhde 10:1. Tämän ilmaisimen avulla moottori säilyttää suuren tehon kuluttaen samalla huomattavasti vähemmän polttoainetta muihin moottoreihin verrattuna.
Uusi moottori asennetaan Boeing 777X -matkustajalentokoneisiin, jotka ovat maailman suurin kaksimoottorinen matkustajakone. Lentokoneiden pituus on versiosta riippuen 69,8 tai 76,7 metriä ja siipien kärkiväli 71,8 metriä. Kone saa taitettavan siiven, jonka ansiosta se mahtuu tavalliseen lentokonehalliin. B777X:n siipien kärkiväli taitettuna on 64,8 metriä. Koneen suurin lentoonlähtöpaino on 351,5 tonnia. Lentokone pystyy lentää jopa 16,1 tuhannen kilometrin matkan.
Tähän mennessä GE9X-moottori on läpäissyt useita testausvaiheita, ja se on osallistunut sertifiointitesteihin viime vuoden toukokuusta lähtien. Yhden tarkastuksen tulosten perusteella kävi ilmi, että vipujen varret, jotka käyttävät staattorin pyöriviä siipiä, jotka sijaitsevat 11-vaiheisen GE9X-kompressorin siipien takana ja vastaavat ilman tasoittamisesta ja ohjaamisesta. virtaus, kokea moottorin toiminnan aikana suunnittelua suuremmat kuormat. Tämä voi mahdollisesti johtaa häiriöihin. Muita tietoja havaitusta ongelmasta ei kerrottu.
GE Aviation ilmoitti, että asiantuntijat ovat tulleet siihen tulokseen, että staattorin käyttövarret on vaihdettava. Samalla kun uusia vipuja valmistetaan, asiantuntijat aikovat päättää, voidaanko tällaisilla olemassa olevilla elementeillä varustetun moottorin aloittaa lentokokeet. Amerikkalainen yhtiö totesi myös, että havaittu virhelaskenta ei vaikuta Boeing 777X -lentokoneen testauksen ajoitukseen, jonka ensimmäinen lento on suunniteltu helmikuulle 2019. Voimansiirtojärjestelmän sertifioinnin loppuun saattaminenkaan ei todennäköisesti etene; sen on määrä tapahtua vuoden 2019 alussa.
Kun sarjatuotanto alkaa, GE9X liittyy GE90-suihkuturbiinimoottoriperheeseen. Viime vuoden alussa tuli tunnetuksi, että General Electric oli kehittänyt tehokkaan kaasuturbiinivoimalaitoksen, joka perustuu kaupallisesti tuotettuun GE90-115B-moottoriin. Voimalaitoksen luomiseen käytetty voimalaitos on edelleen maailman suurin sarjalentokoneiden moottori, jonka tuulettimen halkaisija on 3,3 metriä.
Uusi kaasuturbiinivoimalaitos sai nimen LM9000. Sen sähköteho on 65 megawattia. Asema voi tarjota sähköä jopa 6,5 tuhannelle kodille. Laukaisun jälkeen asema pystyy saavuttamaan täyden käyttötehon kymmenessä minuutissa. GE on suunnitellut uuden voimalaitoksen toimittamaan sähköä nesteytetyn maakaasun laitoksille. Yhtiö päätti käyttää sarjaturbiinimoottoria osana voimalaitosta, koska sen avulla se voi vähentää merkittävästi kustannuksiaan.
Vasily Sychev
Kun Wright-veljesten Flyer 1 lensi ensimmäisen kerran vuonna 1903, sen voimanlähteenä oli nelisylinterinen polttomoottori, joka tuotti vain 12 hevosvoimaa. Tuolloin Orville ja Wilbur Wright eivät voineet edes kuvitella, että heidän ponnistelujensa ansiosta, jotka loivat pohjan moottoriilmailun kehitykselle, 110 vuoden kuluessa lentokoneet nousevat ilmaan valtavien suihkumoottoreiden avulla, joiden teho on ylitti Titanic-moottorin tehon yhdistettynä ensimmäisten avaruusrakettien moottoreiden tehoon. Ja tällaisia moottoreita ovat GE Aviationin valmistamat GE90-sarjan moottorit, jotka on tarkoitettu käytettäväksi suurissa Boeing 777 -sarjan lentokoneissa.
GE90-sarjan moottoreiden taustalla olevat tekniikat perustuivat NASAn Energy Efficient Engine -ohjelman 1970-luvulla kehittämiin teknologioihin. Ensimmäiset GE90-moottorit julkaistiin vuonna 1995, ja ne käyttivät British Airwayn 777-lentokoneita. Kolme ensimmäistä GE90-sarjan moottorimallia tarjosivat työntövoiman 33,5 tonnista (74 000 lbf) 52 tonniin (115 000 lbf). Sittemmin GE Aviation on tehnyt useita parannuksia moottoreiden suunnitteluun ja moderneja muunnelmia, GE90-110B1- ja GE90-115B-moottorit voivat tarjota yli 57 tonnia (125 000 lbf) työntövoimaa. Nämä kaksi valtavaa suihkumoottoria on suunniteltu yksinomaan Boeing 777 -lentokoneiden uusimpiin ja suuriin malleihin - 777-200LR, 777-300ER ja 777-200F.
Kokonaismitoilla suurin on GE90-115B-moottori. Sen pituus on 5,5 metriä, leveys 3,4 metriä ja turbiinin halkaisija on 3,25 metriä ja moottorin kokonaispaino 8282 kiloa. Kokostaan ja painostaan huolimatta GE90-115B on tähän mennessä tehokkain moottori tehon ja polttoaineenkulutuksen suhteen. Korkea hyötysuhde saavutettiin käyttämällä 10-vaiheista ilmakompressoria, jonka kautta moottorin turbiiniturboahdin puristaa ilma-polttoaineseoksen suhteessa 23:1.
GE90-115B-moottorin suunnittelu on yhtä vaikuttava kuin sen suorituskyky. Pääasiallinen moottorissa käytetty materiaali on matriisikomposiittimateriaali, joka kestää muita moottoreita korkeampia polttoaineen palamislämpötiloja ilman tuhoutumista tai muodonmuutoksia. Polttoaineen palaminen korkeassa lämpötilassa mahdollisti 10 prosentin polttoainesäästön varhaisissa moottorimalleissa, ja nykyaikaisemmissa malleissa tämä luku on vielä suurempi.
Kaiken edellä mainitun lisäksi voidaan todeta, että vuodesta 2002 lähtien GE90-115B-moottori on ollut Guinnessin ennätysten kirjan mukaan tähän mennessä tehokkain lentokoneen suihkumoottori. Mutta tämä ei ole ainoa maailmanennätys, joka tehtiin GE90-115B-moottorilla. Pisin jatkuva kaupallinen lento, 22 tuntia ja 42 minuuttia Hongkongista Lontooseen vuonna 1995, käytettiin GE90-115B-moottoreilla. Tänä aikana kone ylitti Tyynen valtameren, Pohjois-Amerikan mantereen, Atlantin valtameren ja laskeutui Heathrow'n lentokentälle.
Monsteriautot - kaikkea maailman poikkeuksellisimmista koneista, mekanismeista ja laitteista, valtavista keinoista tuhota omat lajinsa pieniin, tarkkoihin laitteisiin, mekanismeihin ja kaikkeen siltä väliltä.
Tällä hetkellä siviili-ilmailussa käytetään useita erityyppisiä moottoreita. Kunkin moottorityypin käytön aikana tunnistetaan vikoja ja toimintahäiriöitä, jotka liittyvät erilaisten rakenneosien tuhoutumiseen niiden suunnittelun, tuotanto- tai korjaustekniikan puutteista ja käyttösääntöjen rikkomisesta johtuen. Yksittäisten komponenttien ja kokoonpanojen vikojen ja toimintahäiriöiden monimuotoisuus voimalaitosten käytön aikana kussakin tapauksessa edellyttää yksilöllistä lähestymistapaa niiden kunnon analysointiin.
Yleisimmät viat ja toimintahäiriöt, jotka johtavat moottoreiden varhaiseen vaihtoon ja joissakin tapauksissa niiden sammuttamiseen lennon aikana, ovat siipien vaurioituminen ja tuhoutuminen
"pwessora, turbiinit, kam< р ь°’а, шя, опор двигателя, вравшихся механических частей,
Säätöjärjestelmän legates?, moottorin voitelu. Vauriot - ‘1I-kompressorit liittyvät vieraiden esineiden tunkeutumiseen niihin ja terien väsymiseen. Yleisimmät vieraiden esineiden seuraukset ovat kolhuja ja kolhuja
kompressorin siivet, jotka aiheuttavat jännityskeskittymiä ja voivat johtaa väsymishäiriöön
Kompressorin siipien väsymisvian syynä on staattisten ja värähtelykuormien yhteisvaikutus, joka erilaisten teknisten ja toiminnallisten tekijöiden aiheuttamien jännityskeskittymien ja ympäröivän aggressiivisen ympäristön vaikutuksesta lopulta aiheuttaa väsymisvian. Pitkäikäisiä moottoreita käytettäessä esiintyy tapauksia, joissa kompressorin siivet ja tiivisteet kuluvat, pöly-, lika- ja suolakertymiä kompressorin siipille, mikä johtaa moottorin hyötysuhteen heikkenemiseen ja jännitteen vakausmarginaalin pienenemiseen.
Kompressorin tuhoutumisesta johtuvien moottorihäiriöiden estämiseksi on tarpeen seurata kompressorin siipien teknistä kuntoa niiden huollon aikana. Moottoreiden suunnittelun on mahdollistettava kompressorin siipien kaikkien vaiheiden tarkastus.
Kaasuturbiinimoottoreiden yleisimmät viat ovat sulaminen, halkeamat, vääntyminen ja eroosio-korroosiovauriot suuttimen siipien, turbiinilevyjen ja työsiipien (kuva 14.2). Tällaiset vauriot vaikuttavat ensisijaisesti turbiinien ensimmäisten vaiheiden työ- ja suutinsiipiin, joiden kunnon muutokset vaikuttavat merkittävästi moottoreiden hyötysuhteeseen, ja voimakas erosiivinen ja syövyttävä kuluminen heikentää merkittävästi lujuutta ja joissain tapauksissa aiheuttaa rikkoutumisen.
Pääsyy terien voimakkaille eroosio-korroosiovaurioille on alkalimetallisuolojen pääsy moottoriin pölyn, kosteuden ja palamistuotteiden mukana, jotka korkeissa lämpötiloissa tuhoavat suojaavan oksidikalvon ja edistävät rikin adsorptiota metallioksidipinta. Tämän seurauksena moottoreiden pitkäaikaisen käytön aikana tapahtuu materiaalin voimakasta sulfidoitumista, mikä johtaa sen tuhoutumiseen.
Suutinlaitteen ja turbiinin työsiipien vääntymisen ja sulamisen syyt ovat sallittujen arvojen ylittäminen moottoria käynnistettäessä tai vika.
polttoaineen ruiskutuslaitteiden ominaisuudet, mikä lisää polttoaineenkulutusta Viedre' ja järjestelmät, jotka suojaavat moottoreita ylilämpötiloilta tietyissä rajoittavissa lämpötilansäätimissä. kaasuhäiriö (PRT OTG -järjestelmät) toisen sukupolven kaasuturbiinimoottoreissa vähentää merkittävästi näiden vikojen esiintymisen todennäköisyyttä.
Yksi yleisimmistä turbiinivioista on roottorin siipien väsyminen. Väsymishalkeamat syntyvät useimmiten terien lukitusosasta, ulostulo- ja tuloreunoista. Turbiinien siivet toimivat haastavissa olosuhteissa ja ovat alttiina monimutkaisille dynaamisille ja staattisille kuormituksille. Moottorin käynnistysten ja sammutusten suuren määrän sekä useiden toimintatapojen muutosten vuoksi turbiinin siivet altistuvat useille syklisille lämpö- ja jännitystilojen muutoksille.
Ohimenevien olosuhteiden aikana terien etureunat ja takareunat käyvät läpi dramaattisempia lämpötilan muutoksia kuin keskiosa, mikä johtaa merkittäviin lämpöjännityksiin terässä.
Lämmitys- ja jäähdytysjaksojen kertymisen myötä terään saattaa ilmaantua lämpöväsymyksestä johtuvia halkeamia, joita ilmenee moottoreiden eri käyttötuntien yhteydessä. Tässä tapauksessa päätekijä ei ole terän kokonaiskäyttöaika, vaan toistuvien lämpötilanmuutosjaksojen lukumäärä.
Turbiinin siipien väsymishalkeamien oikea-aikainen havaitseminen huollon aikana lisää merkittävästi niiden toiminnan luotettavuutta lennon aikana - ja estää moottorin toissijaiset vauriot turbiinin siipien rikkoutuessa.
Polttokammiot ovat myös kaasuturbiinimoottorin haavoittuva rakenneosa. Tärkeimmät palotilan viat ovat halkeamia, vääntymistä ja paikallista sulamista tai palamista (kuva 14.3). Halkeamien syntymistä helpottaa polttokammioiden epätasainen kuumeneminen ohimenevien olosuhteiden aikana ja polttoaineen ruiskutussuuttimien toimintahäiriöt, jotka johtavat liekin muodon vääristymiseen. Liekin muodon vääristyminen voi johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen ja polttokammion seinämien jopa palamiseen. Polttokammioiden lämpötila riippuu suurelta osin moottorin käyttöolosuhteista. Moottorien pitkäaikainen käyttö korotetuissa olosuhteissa johtaa polttokammioiden seinämien lämpötilan nousuun ja epätasaisen kuumenemisen asteeseen. Tässä suhteessa moottorin luotettavuuden parantamiseksi se on välttämätöntä
noudata asetettuja rajoituksia moottoreiden jatkuvalle toiminnalle w - high -tiloissa
Tyypillisimmät viat, jotka johtavat moottoreiden ennenaikaiseen käytöstäpoistoon sekä niiden noudattamatta jättämiseen, ovat moottorin roottorin itiöiden, korkeapainemoottorien vaihteistojen ja moottoriyksiköiden vetojen tuhoutuminen. Merkkejä näiden moottorin elementtien tuhoutumisesta ovat metallihiukkasten ilmaantuminen öljynsuodattimiin tai lämpösiruhälytysten aktivoituminen
Turbiinin tai kompressorin kuula- tai rullalaakereiden tuhoutuminen johtuu öljyn puutteesta, joka johtuu koksin kerääntymisestä suuttimen reikiin, joiden kautta voiteluainetta syötetään moottorin kiinnikkeisiin. Koksikertymiä suuttimen aukkoihin syntyy pääasiassa moottorin ollessa kuuma. Kun öljyn kierto lämmitetyssä foorumirenkaassa pysähtyy, tapahtuu öljyn koksaamista. Näitä ilmiöitä havaitaan kesällä ja maan eteläisillä alueilla, eli korkeissa ulkolämpötiloissa.
Moottorin vaihteiston hammaspyörien ja kuulalaakerien tuhoutumissyyt ovat sen toimintasääntöjen rikkominen. Näitä ovat: sääntöjen noudattamatta jättäminen moottorien käynnistämiseen matalissa lämpötiloissa (korkeapaineisen moottorin käynnistäminen ilman lämmitystä), lämmitys- ja jäähdytystilojen noudattamatta jättäminen jne. Käytettäessä kylmää moottoria, jolla on korkea öljyviskositeetti, luistaa laakerikehikot ja laakerielementtien paikallista ylikuumenemista voi tapahtua. Kylmän moottorin nostaminen heti käynnistyksen jälkeen lisääntyneisiin käyttöolosuhteisiin ilman esilämmitystä voi johtaa laakerin sisä- ja ulkorenkaiden erilaisten kuumennusnopeuksien vuoksi raon pienenemiseen alle sallitun arvon (kuva 14.4).
Tässä tapauksessa sisärengas lämpenee nopeammin kuin ulkorengas, jota moottorin tukikotelo puristaa. Kun rako pienenee alle sallitun arvon, tapahtuu kiskojen ja vierintäelementtien paikallista ylikuumenemista, mikä voi johtaa laakerin tuhoutumiseen.
