1. Тема 7 Ресурс ГТД. Методы
эксплуатации ГТД
• Лекция 15 Эксплуатация ГТД по
ресурсу и по техническому состоянию

2. Слайд 15.1
Эксплуатация по ресурсу
– Cистема эксплуатации по ресурсу представляет
собой
планово-предупредительную
систему
технической эксплуатации ГТД, при которой
продолжительность эксплуатации до ремонта или
списания, а также объем и периодичность всех
работ на ГТД устанавливаются НТД и
проводятся независимо от фактического ТС
конкретного экземпляра ГТД, При эксплуатации
по ресурсу отдельные агрегаты и системы ГТД
эксплуатируются
только
в
пределах
установленного срока службы - ресурса, для
обеспечения вероятности безотказной работы
ГТД не меньше заданной. После выработки
ресурса агрегат или ГТД снимают с
эксплуатации, несмотря на то, что он
работоспособен.

3. Слайд 15.2
Основные допущения при
эксплуатация ГТД по ресурсу
– Эксплуатация ГТД по ресурсу основана на
следующих допущениях:
• - отказы ГТД связаны только с износом;
возможно повышение интенсивности отказов;
• - периодический контроль ТС ГТД,
эксплуатируемого в пределах установленного
ресурса, должен выявлять зарождающиеся
отказы (длительная практика эксплуатации не
подтвердила это допущение в ряде случаев) и
позволять своевременно демонтировать и
заменять неисправные агрегаты. В этом случае в
интересах безопасности полетов приходится
идти на экономические потери из-за неполной
выработки ресурса.

4. Слайд 15.3
Основные недостатки системы
эксплуатации по ресурсу
•
•
•
- допущение определенной вероятности отказов ГТД в процессе
эксплуатации;
- недоиспользование ресурса ГТД (от 10 до 40%) из-за снятия его с
эксплуатации не по необходимости, а по выработке назначенного
ресурса.
Первый недостаток связан со случайным характером выработки
ресурса элементами конструкции, определяемым индивидуальными
особенностями их изготовления и эксплуатации (рисунок 7.4).
Поэтому назначение определенного ресурса при данной системе
эксплуатации возможно с некоторой вероятностью и, следовательно,
допускаются возможные потери при отказах и дополнительные
затраты по ТО ГТД. Чем больше различия в индивидуальных
особенностях и условиях эксплуатации ГТД, тем больше разброс во
времени отказов отдельных ГТД относительно среднего времени
возникновения отказа.
Рисунок 7.4 Схема определения межремонтного ресурса tр агрегата
•
Система эксплуатации по ресурсу с заранее фиксированными
величинами наработки между плановыми ТО не является
экономически оптимальной. При эксплуатации по ресурсу ТО
выполняется независимо от фактического ТС ГТД в конкретных
условиях его эксплуатации, что приводит к неоправданным
затратам, а с другой стороны, не исключает появления отказов в
межпрофилактический период. При этой системе недоиспользуются
индивидуальные ресурсы многих элементов конструкции,
заменяемых через фиксированные промежутки наработки, а не в
связи с фактическим израсходованием их ресурса.

5. Слайд 15.4
Меры для уменьшения вероятности
отказов ГТД при эксплуатации по
ресурсу
- повышение надежности узлов,
агрегатов и систем ГТД;
• - уменьшение разброса индивидуальных
характеристик
ГТД
благодаря
повышению стабильности качества
изготовления;
• - установление дифференцированных
ресурсов для групп ГТД, работающих в
разных эксплуатационных условиях;
• - оптимизация сроков и объемов
профилактических
работ
с
внедрением методов и средств
диагностирования.

6. Слайд 15.5
Предпосылки для перехода на
эксплуатацию ГТД по техническому
состоянию
•
При увеличении ресурса возрастает количество ГТД,
которые не выработают ресурс и будут досрочно
сняты с эксплуатации из-за отказов.. При больших
ресурсах это количество может достигать 90% ГТД
(рисунок 7.5). Поэтому в такой ситуации логически
правильным является ремонт ГТД по их
фактическому ТС, а не по выработке ресурса.
Рисунок 7.5 Связь вероятности работы ГТД без досрочного
съёма PДСД между ресурсом T и средней наработкой на один
досрочный съём TДСД

7. Слайд 15.6
Эксплуатация ГТД по техническому
состоянию
•
•
Система эксплуатации по ТС (ЭТС) система технической
эксплуатации, при которой решение об объеме, времени оценки
состояния и профилактических работ, а также о направлении в
ремонт или снятии с эксплуатации принимается в зависимости от
фактического ТС каждого экземпляра ГТД. ЭТС является
предельной формой дифференциации ресурса. Реализация ЭТС
требует непрерывного или дискретного контроля и анализа ТС ГТД.
По данным этого контроля принимается решение о допуске к
дальнейшей эксплуатации с указанием срока проведения и объема
очередного контроля ТС или решение о выполнении
соответствующих работ на ГТД.
ЭТС позволяет
максимально
использовать
индивидуальные
технические
возможности элементов ГТД при обеспечении требуемого уровня
надёжности. При ЭТС и различные формы ТО ГТД, и замены его
агрегатов, узлов и деталей, и ремонты, включая капитальные,
производятся не через регламентированные интервалы наработки, а
в зависимости от фактического ТС каждого экземпляра ГТД и его
элементов.
При больших величинах ресурса практически единственной формой
эксплуатации является ЭТС с индивидуальными сроками ремонтов
конкретных экземпляров ГТД. Опыт ЭТС, отказ от обязательных
ремонтов через фиксированные сроки наработки в целом приводит к
весьма значительной экономии стоимости эксплуатации (до 30% от
стоимости парка ГТД).

8. Слайд 15.7
Основные предпосылки ЭТС
•
Основная предпосылка ЭТС - предположение,
что
реальное
ТС
практически
всех
отказывающих узлов, агрегатов и систем ГТД с
определенной периодичностью и точностью
оценивается по контролю их параметров. Это
позволяет эксплуатировать ГТД до появления
признаков опасного снижения надежности, не
имея установленного ресурса, исключить
нецелесообразные демонтажи агрегатов и
выполнение трудоемких работ.
– ЭТС основана на постоянном контроле ТС
ГТД и эффективна лишь при наличии
развитой системы раннего обнаружения его
неисправностей.

9. Слайд 15.8
Необходимые условия для ввода
системы ЭТС
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Система ЭТС вводится при наличии следующих условий:
- высокий технический ресурс ГТД, подтвержденный специальными и
эквивалентными испытаниями;
- высокая эксплуатационная надежность, xapaктеризуемая наработкой на отказ
или коэффициентом досрочного съема;
- ТС ГТД (исправное, работоспособное, неисправное и т.п.) характеризуется
множеством параметров, случайно меняющихся во времени;
- надежность каждого ГТД управляется индивидуально путем оценки комплекса
параметров, определяющих его ТС и представляющих собой случайный
процесс;
- конструкция ГТД позволяет непрерывно или периодически контролировать
значения параметров, определяющих его ТС;
• -хорошая контролепригодностъ и оснащенность системой
сигнализации для раннего обнаружения дефектов;
- методы и средства контроля и диагностирования обеспечивают выявление
неисправностей на ранней стадии их развития;
• - оперативность получения и обработки информации об изменении
параметров ГТД в эксплуатации.
- превышение значений параметров, характеризующих ТС ГТД, относительно
допустимых значений определяет недопустимое в эксплуатации ТС;
- затраты на замену узла или агрегата, имеющего неисправности на ранней
стадии развития, значительно меньше затрат при аварийной замене.
Желательна модульность конструкции, дающая возможность замены дефектных
узлов в условиях эксплуатации.
• При выполнении этих условий ЭТС экономически целесообразна.

10. Слайд 15.9
Свойства ГТД, обеспечивающие
контроль его состояния
•
– 1) Сравнительно легко, особенно при модульной
конструкции, может производиться его частичная
разборка, что делает доступным для замен и
ремонта его детали и узлы.
– 2) Конструкция основных узлов ГТД позволяет
осуществлять широкий контроль их состояния
различными неразрушающими методами.
– 3) Изменение ряда важных эксплуатационных
параметров достаточно легко контролируется в
процессе эксплуатации ГТД.
Вследствие этих свойств ГТД, ЭТС основывается на
информации о ТС конкретного ГТД, получаемой с
помощью
методов
и
средств
технической
диагностики,
учитывает
индивидуальные
особенности
ГТД,
позволяет
использовать
практически полностью потенциальные возможности
конкретного экземпляра ГТД.

11. Слайд 15.10
Система управления эксплуатацией
двигателя по состоянию
Система управления эксплуатацией двигателя по состоянию
П о д с и с т е м ы
Кон
Определ
•
п е р в о г о
Сбор и
обработка
информации
ение
троль
долговечности
П о д с и с т е м ы
Техническое
обслуживание
Прочностные
расчёты
Контроль
при работе
О
Р
состояния
элементов
у р о в н я
емонт
беспечение
в т о р о г о
Диагностическая информация
у р о в
н я запасов
Пер
К
имен-тальные
проверки
Контроль
при обслуживании
апи-
ческие
Экспер
иоди-
тальный
Хара
формы
Опе
ктери-стики
ратив-ные
ре
Локальный
монт
ремонт
надёжности
формы
Информация
по результатам ремонтов,
опыт эксплуатации и др.
Рем
онт
агрегатов
Планирова
ние запасов
Хран
ение и учёт
Рисунок 7.6 Структура системы управления эксплуатацией ГТД по состоянию

12. Слайд 15.11
Модели ТО при обслуживании
Пусть η(t) –монотонная случайная функция времени,
соответствующая какому-то параметру ГТД, а η от –
предельный уровень параметра, пересечение которого
реализацией случайного процесса η(t) приводит к
отказу. Пусть, далее: η пр. от - предкритический уровень
контролируемого параметра; η от - η пр. от - допуск,
упреждающий отказ.
Стратегия ТО строится так, чтобы момент контроля и
обслуживания Тоб отвечал бы условию
η пр. от ≤ η(Тоб) < η от
(7.23)
В некоторых случаях допускается и условие
η(Тоб)=η от,
(7.24)
т.е. работа до отказа.
η (t)
η от
η (t)
η от
η пр.от
а)
tот tрег
t
η (t)
t1
б)
t1
t2
t2
η (t)
η от
η пр.от
в)
–
–
η пр.от
t
η от
η пр.от
t
г)
t к1
tк2
t
Рисунок 7.7 Схемы моделей ТО
а – по фиксированной наработке; б – при отказе;
в – при непрерывном контроле; г – при периодическом
контроле.

13. Слайд 15.12
Упреждающие допуски
•
Упреждающий допуск определяется как разность
предельного Ппр и предотказного Ппо значений параметра.
Выход параметра за предельный уровень означает отказ;
при достижении предотказного уровня возникает
необходимость проведения профилактических мероприятий
(рисунок 7.8).
•
Рисунок 7.8 Изменение параметра по наработке
Ппр – предельное значение параметра П; Ппо – предотказное значение
параметра П;
t1 и t2 – моменты первой и второй проверки параметра;
T1 и T2 – моменты пересечения значений параметра П уровней Ппо
и Ппр
•
В момент времени t = t1 агрегат находится в исправном
состоянии и выдается разрешение на его дальнейшую
эксплуатацию, в момент t = t2 агрегат находится в состоянии,
когда требуется выполнить его профилактическую замену
(ремонт), и в момент t > Т2 агрегат находится в состоянии,
когда требуется его аварийная замена или ремонт.

14. Слайд 15.13
Экономический эффект от ввода ЭТС
авиационных ГТД
– Опыт ЭТС авиационных ГТД в крупнейших
авиакомпаниях ряда стран показал, что
получаемый экономический эффект очень
значителен. Так, на 20% сокращается
количество запасных частей, количество
запасных ГТД сокращается с 30… 35% до
15…18% плюс 4…5% запасных модулей.