RU2607145C1 - Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction - Google Patents

Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction Download PDF

Info

Publication number
RU2607145C1
RU2607145C1 RU2015131063A RU2015131063A RU2607145C1 RU 2607145 C1 RU2607145 C1 RU 2607145C1 RU 2015131063 A RU2015131063 A RU 2015131063A RU 2015131063 A RU2015131063 A RU 2015131063A RU 2607145 C1 RU2607145 C1 RU 2607145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
destruction
kinetic energy
prototype
disk
value
Prior art date
Application number
RU2015131063A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Камалиддин Джамолдинович Каримбаев
Дмитрий Владимирович Сапронов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
Priority to RU2015131063A priority Critical patent/RU2607145C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607145C1 publication Critical patent/RU2607145C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/14Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to aviation engine-building and can be used for housing certification tests for impenetrability at gas turbine engine starter rotor disc destruction. Before tests disc prototype is made, corresponding to starter rotor disc comprising rim with blades and under rim part with thinning in form of double-sided annular groove and arranged regularly through 120° additional radial grooves. Then disc prototype annular thinning is reduced to smaller value, placing disc prototype inside housing and spinning away to rotation frequency, at which destruction occurs. After disc prototype destruction successively determining levels of kinetic energy for cylindrical cross-sections, specified by corresponding concentric radii, plotting kinetic energy on radius dependency diagram and by it determining kinetic energy value for critical cross-section. Then comparing values of obtained energies values, choosing kinetic energy maximum value, by its value determining certification tests angular rotation speed, and by value of latter disc prototype under rim part thinning thickness is determined for certification tests.
EFFECT: invention allows to enable guaranteed destruction of disc at selected rotation speed with permissible level of kinetic energy by specified cylindrical cross-section.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано при сертификационных испытаниях корпуса на непробиваемость при разрушении диска ротора стартера ГТД.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and can be used in certification tests of the hull for impenetrability during destruction of the rotor disc of a gas turbine engine starter.

Стартер является частью системы запуска двигателя, которая необходима для раскрутки ротора до частоты вращения, обеспечивающей надежное воспламенение топлива в камере сгорания. При проектировании воздушно-турбинных стартеров (ВТС) необходимо обеспечить высокую надежность и безопасность эксплуатации в течение всего жизненного цикла стартера. Одно из важнейших условий - обеспечение локализации фрагментов диска ротора ВТС в случае его разрушения. Статическая прочность, циклическая долговечность и несущая способность диска должны быть достаточными для обеспечения требований по ресурсу и прохождения сертификационных испытаний. Бронезащита корпуса должна проектироваться на удержание фрагмента обода диска с максимально возможной кинетической энергией, которая образуется в результате разрушения.The starter is part of the engine starting system, which is necessary to spin the rotor to a speed that provides reliable ignition of the fuel in the combustion chamber. When designing air-turbine starters (MTC), it is necessary to ensure high reliability and operational safety throughout the entire life cycle of the starter. One of the most important conditions is to ensure the localization of fragments of the disc of the rotor of the PTS in case of its destruction. Static strength, cyclic durability and bearing capacity of the disk should be sufficient to meet the resource requirements and pass certification tests. The body armor protection should be designed to hold a fragment of the disk rim with the highest possible kinetic energy, which is formed as a result of destruction.

Известен способ испытания корпуса на непробиваемость, согласно которому предварительно перед проведением испытания в заданном сечении одной из лопаток ротора выполняют ослабление в виде отверстия, расположенного вдоль сечения, по которому должен произойти отрыв с сохранением при этом запаса прочности по пределу текучести больше единицы, размещают ротор внутри корпуса, осуществляют выход ротора на определенную частоту вращения, при которой происходит отрыв лопатки, и по результатам разрушения оценивают непробиваемость корпуса (патент РФ №2279047, кл. G01M 15/14, 2004 г.). Отрыв лопатки в заданном сечении при выходе ротора на определенную частоту вращения инициируется при помощи детонирующего устройства. Недостатком известного способа является сложность обеспечения отрыва лопатки. Кроме того, способ не позволяет оценивать стойкость корпуса при разрушении диска ротора, что определяет его недостаточную информативность.A known method of testing the housing for penetration, according to which before testing in a predetermined section of one of the rotor blades, attenuation is performed in the form of an opening located along the section along which separation must occur while maintaining a safety margin of yield strength of more than one, and the rotor is placed inside the casing, the rotor exits at a certain rotation frequency at which the blade is torn off, and the impenetrability of the casing is evaluated by the results of the destruction t of the Russian Federation No. 2279047, class G01M 15/14, 2004). The separation of the blades in a given section when the rotor reaches a certain speed is initiated using a detonating device. The disadvantage of this method is the difficulty of providing the separation of the scapula. In addition, the method does not allow to evaluate the resistance of the housing during the destruction of the rotor disk, which determines its lack of information.

Известен способ сертификационных испытаний корпуса на непробиваемость при разрушении диска ротора стартера ГТД, заключающийся в том, что в диске ротора стартера, выполненном в виде обода с лопатками и подободочной части с локальным утонением полотна диска в виде двусторонней кольцевой канавки определенной толщины, предварительно выполняют дополнительные локальные утонения в виде радиально расположенных в подободочной части сквозных отверстий, размещают ротор внутри корпуса, раскручивают ротор до частоты вращения, при которой происходит разрушение диска по цилиндрическому сечению, фиксируют значение разрушающей частоты, и определяют уровень кинетической энергии 1/3 оторвавшейся части диска, по величине которой и по характеру разрушения оценивают стойкость корпуса (технический отчет «Исследование непробиваемости корпусов при разрушении дисков», ФГУП ЦИАМ, М., 1999 г.).There is a method of certification tests of the housing for impenetrability during the destruction of the GTE starter rotor disk, which consists in the fact that in the starter rotor disk made in the form of a rim with blades and an anterior part with local thinning of the disk blade in the form of a bilateral annular groove of a certain thickness, additional local thinning in the form of through holes radially located in the sub-side part, place the rotor inside the case, untwist the rotor to a rotational speed at which the destruction of the disk by cylindrical section is recorded, the value of the destructive frequency is recorded, and the kinetic energy level of 1/3 of the torn-off part of the disk is determined, the magnitude of which and the nature of the destruction evaluate the resistance of the case (technical report “Study of the impenetrability of cases during destruction of disks”, FSUE TsIAM, M ., 1999).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является известный способ сертификационных испытаний корпуса на непробиваемость при разрушении диска ротора стартера ГТД, заключающийся в том, что в диске ротора стартера, выполненном в виде обода с лопатками и подободочной части с локальным утонением полотна диска в виде двусторонней кольцевой канавки толщиной «h0», предварительно выполняют дополнительные локальные ослабления в виде радиальных канавок, расположенных равномерно через 120°, размещают ротор внутри корпуса, раскручивают ротор до частоты вращения, при которой происходит разрушение диска по цилиндрическому сечению, фиксируют значение разрушающей частоты, определяют уровень кинетической энергии 1/3 оторвавшейся части диска, по величине которой и по характеру разрушения оценивают стойкость корпуса (технический отчет «Результаты разгонных испытаний воздушного стартера с целью определения эффективности бронекольца над диском турбины», ФГУП ЦИАМ, М., 2004 г.). Общим недостатком известных способов является сложность обеспечения гарантированного отрыва 1/3 части диска по цилиндрическому сечению при определенной частоте вращения и неточность определения уровня кинетической энергии разрушения, что обусловливает низкую достоверность результатов испытания.The closest in the set of essential features to the proposed invention is a known method of certification tests of the housing for penetration resistance during destruction of the GTE starter rotor disk, which consists in the fact that the starter rotor disk is made in the form of a rim with blades and an anterior part with local thinning of the disk blade in the form two-sided annular grooves with a thickness of "h 0 ", pre-perform additional local attenuation in the form of radial grooves located evenly through 120 °, place the rotor inside the case, untwist the rotor to a speed at which the disk is destroyed in a cylindrical section, the value of the destructive frequency is fixed, the kinetic energy level of 1/3 of the detached part of the disk is determined, the magnitude of which and the nature of the destruction evaluate the resistance of the case (technical report “Results acceleration tests of an air starter in order to determine the effectiveness of an armored ring over a turbine disk ”, FSUE TsIAM, M., 2004). A common disadvantage of the known methods is the difficulty of ensuring a guaranteed separation of 1/3 of the disk in a cylindrical section at a certain rotation frequency and the inaccuracy of determining the level of kinetic energy of destruction, which leads to low reliability of the test results.

В основу предлагаемого технического решения положена задача определения параметров сертификационных испытаний.The basis of the proposed technical solution is the task of determining the parameters of certification tests.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого технического решения заключается в обеспечении гарантированного разрушения диска при выбираемой частоте вращения с допустимым уровнем кинетической энергии по заданному цилиндрическому сечению.The technical result achieved by the implementation of the proposed technical solution is to ensure guaranteed destruction of the disk at a selectable speed with an acceptable level of kinetic energy over a given cylindrical section.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что при сертификационных испытаниях корпуса на непробиваемость при разрушении диска ротора стартера ГТД, заключающемся в том, что в диске ротора стартера, выполненном в виде обода с лопатками и подободочной части с локальным утонением полотна диска в виде двусторонней кольцевой канавки толщиной «h0», предварительно выполняют дополнительные локальные ослабления в виде радиальных канавок, расположенных равномерно через 120°, размещают ротор внутри корпуса, раскручивают ротор до частоты вращения, при которой происходит разрушение диска по цилиндрическому сечению, фиксируют значение разрушающей частоты, и определяют уровень кинетической энергии 1/3 оторвавшейся части диска, по величине которой и по характеру разрушения оценивают стойкость корпуса. Согласно изобретению предварительно выполняют опытный образец, соответствующий диску ротора стартера, уменьшают кольцевое утонение опытного образца до толщины «h1», меньшей «h0». Величину «h1» определяют из условия обеспечения коэффициента «Kb» запаса по разрушающей частоте вращения при разрушении по цилиндрическому сечению меньше единицы. После разрушения опытного образца последовательно определяют уровни кинетической энергии «Ei» для цилиндрических сечений, заданных соответствующими концентричными радиусами «ri», строят график зависимости «Ei» от «ri», по которому определяют величину кинетической энергии «Екр» для критического цилиндрического сечения, соответствующего радиусу «rкр». Затем сравнивают величины полученных значений энергий, выбирают максимальное значение кинетической энергии «Ei mах» большее «Еi» и по величине «Ei max» определяют угловую скорость ωСЕРТ сертификационных испытаний по формуле:The claimed technical result is achieved due to the fact that during certification tests of the housing for impenetrability during destruction of the GTE starter rotor disk, it consists in the fact that the starter rotor disk is made in the form of a rim with blades and an anterior part with local thinning of the disk blade in the form of a double-sided ring grooves with a thickness of "h 0 ", pre-perform additional local attenuation in the form of radial grooves located evenly through 120 °, place the rotor inside the housing, untwist the rotor to the rotational speed at which the destruction of the disk occurs along a cylindrical section, the value of the destructive frequency is recorded, and the kinetic energy level of 1/3 of the detached part of the disk is determined, the magnitude of which and the nature of the destruction evaluate the resistance of the case. According to the invention, a prototype corresponding to the disk of the rotor of the starter is preliminarily performed, ring thinning of the prototype is reduced to a thickness “h 1 ” less than “h 0 ”. The value of "h 1 " is determined from the conditions for ensuring the coefficient "K b " of the stock at the destructive frequency of rotation during destruction along the cylindrical section is less than unity. After the destruction of the prototype, the kinetic energy levels "E i " are sequentially determined for cylindrical sections defined by the corresponding concentric radii "r i ", a graph of the dependence of "E i " on "r i " is constructed, which determines the value of the kinetic energy "E cr " for critical cylindrical section corresponding to the radius "r cr ". Then, the values of the obtained energy values are compared, the maximum value of the kinetic energy “E i max ” greater than “E i ” is selected and the angular velocity ω CERT certification tests are determined by the value “E i max ” according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: Vi - объем фрагмента, м3; ρ - плотность материала, кг/м3;where: V i is the volume of the fragment, m 3 ; ρ is the density of the material, kg / m 3 ;

rЦТi - радиус центра тяжести фрагмента, м.r CTi - radius of the center of gravity of the fragment, m

Толщину «hсерт.» утонения подободочной части опытного образца для сертификационных испытаний определяют из условия обеспечения разрушения по цилиндрическому сечению и отрыва 1/3 части опытного образца при достижении угловой скорости вращения сертификационных испытаний опытного образца. Последний раскручивают до разрушения при заданной угловой скорости ωСЕРТ и по характеру разрушений судят о стойкости корпуса.The thickness "h sert ." Of the thinning of the sub-base part of the prototype for certification tests is determined from the condition of ensuring destruction along the cylindrical section and separation of 1/3 of the prototype when the angular speed of certification tests of the prototype is reached. The latter is untwisted to failure at a given angular velocity ω SERT and judged by the nature of the damage about the durability of the body.

Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленной задачи с достижением заявленного технического результата, так как:These essential features provide a solution to the problem with the achievement of the claimed technical result, since:

- предварительное выполнение опытного образца, соответствующего диску ротора стартера, и уменьшение кольцевого утонения опытного образца до величины «h1», меньшей исходной величины «h0», и определение «h1» исходя из условия обеспечения коэффициента «Kb» запаса прочности по разрушающей частоте вращения при разрушении по цилиндрическому сечению меньше единицы обеспечивает гарантированное разрушение диска ротора на три части;- pre-execution of the prototype corresponding to the disk of the rotor of the starter, and reducing the ring thinning of the prototype to a value of "h 1 " less than the initial value of "h 0 ", and the definition of "h 1 " based on the condition of ensuring the coefficient "K b " safety margin the destructive rotation frequency during destruction along a cylindrical section of less than one provides guaranteed destruction of the rotor disk into three parts;

- последовательное определение уровней кинетической энергии «Еi» для цилиндрирических сечений, заданных соотвестствующими концентричными радиусами «ri», построение графика зависимости уровня кинетической энергии от радиуса цилиндрического сечения и определение величины «Екр» для критического цилиндрического сечения, соответствующего радиусу «rкр», позволяет повысить достоверность результатов испытаний для различных вариантов разрушения диска;- sequential determination of the kinetic energy levels "E i " for cylindrical sections defined by the corresponding concentric radii "r i ", plotting the kinetic energy level on the radius of the cylindrical section and determining the value "E cr " for the critical cylindrical section corresponding to the radius "r cr ", Improves the reliability of test results for various options for the destruction of the disk;

- определение угловой скорости сертификационных испытаний по заданной формуле в зависимости от максимального значения кинетической энергии «Ei max», большего «Ei», и толщины «hсерт.» утонения подобдочной части опытного образца для сертификационных испытаний из условия обеспечения разрушения по цилиндрическому сечению и отрыва 1/3 части опытного образца при достижении угловой скорости вращения сертификационных испытаний позволяет повысить точность определения данных для обеспечения непробиваемости корпуса при разрушении диска ротора стартера.- determination of the angular velocity of certification tests according to a given formula depending on the maximum value of the kinetic energy "E i max ", greater than "E i ", and the thickness "h cert. »Thinning of the under-side part of the prototype for certification tests from the condition of ensuring destruction along the cylindrical section and separation of 1/3 of the prototype when the angular speed of certification tests is achieved allows to increase the accuracy of data determination to ensure the penetration of the housing when the starter rotor disk is destroyed.

Настоящее изобретение поясняется следующим описанием со ссылкой на иллюстрации, представленные на фиг. 1 … фиг. 6, где:The present invention is illustrated by the following description with reference to the illustrations presented in FIG. 1 ... FIG. 6, where:

на фиг. 1 изображен диск ротора стартера;in FIG. 1 shows a disk of a rotor of a starter;

на фиг. 2 изображена схема утонения полотна диска;in FIG. 2 shows a scheme for thinning a disk web;

на фиг. 3 изображен фрагмент 1/3 части диска при разрушении по цилиндрическому сечению «слабого звена»;in FIG. 3 shows a fragment of 1/3 of the disk during destruction along the cylindrical section of the "weak link";

на фиг. 4 изображен фрагмент 1/3 части диска с цидиндрическими сечениями, соответствующими определенному радиусу «ri»;in FIG. 4 shows a fragment of 1/3 of a disk with cyndindrical sections corresponding to a certain radius “r i ”;

на фиг. 5 изображен изображен график зависимости «Ei» от «ri»;in FIG. 5 shows a graph of the dependence of "E i " on "r i ";

на фиг. 6 изображен фрагмент 1/3 оставшейся подободочной части диска после разрушения по цилиндрическому сечению.in FIG. Figure 6 shows a fragment of 1/3 of the remaining subsubpartial part of the disk after destruction along a cylindrical section.

Способ осуществляется следующим образом. Диск ротора стартера ГТД выполнен в виде обода 1 с лопатками 2 и подободочной части 3 с локальным утонением полотна диска в виде двусторонней кольцевой канавки 4 толщиной «h0». Диск содержит также дополнительные локальные утонения, выполненные в виде радиальных канавок 5, расположенных равномерно через 120° по окружности диска. Предварительно перед испытанием выполняют опытный образец, аналогичный диску ротора стартера, и в конструкцию опытного образца вносят «слабое звено», уменьшая толщину кольцевых канавок 4 до величины «h1». Последнюю определяют исходя из условия обеспечения коэффициента «Kb» запаса прочности по разрушающей частоте вращения при разрушении по цилиндрическому сечению:The method is as follows. The rotor disc of the GTE starter is made in the form of a rim 1 with blades 2 and an anterior part 3 with local thinning of the disk web in the form of a double-sided annular groove 4 with a thickness of "h 0 ". The disk also contains additional local thinning, made in the form of radial grooves 5 located evenly through 120 ° around the circumference of the disk. Before the test, a prototype is carried out similar to the starter rotor disk, and a “weak link” is introduced into the prototype design, reducing the thickness of the annular grooves 4 to the value “h 1 ”. The latter is determined on the basis of the conditions for ensuring the coefficient "K b " safety factor for destructive rotation frequency during destruction along a cylindrical section:

Figure 00000002
Figure 00000002

где nразр - разрушающая частота вращения;where n bit - destructive speed;

nмакс - максимальная (расчетная) частота вращения.n max - maximum (calculated) speed.

Для приближения условий испытания к реальным условиям работы диска принимают Kb=0,97-0,99. Размещают ротор внутри корпуса, раскручивают до частоты вращения, при которой происходит разрушение опытного образца по цилиндрическому сечению с гарантированным отрывом фрагмента, равного 1/3 части диска, которая находится выше радиуса «слабого звена», и фиксируют значение разрушающей частоты. После разрушения опытного образца определяют уровень кинетической энергии «E1» этого фрагмента, который обуславливается частотой вращения при разрушении «слабого звена»:To approximate the test conditions to the actual operating conditions of the disk take K b = 0,97-0,99. The rotor is placed inside the housing, untwisted to a rotation frequency at which the prototype is destroyed in a cylindrical section with a guaranteed separation of a fragment equal to 1/3 of the disk portion that is above the radius of the “weak link”, and the value of the destructive frequency is fixed. After the destruction of the prototype, determine the level of kinetic energy "E 1 " of this fragment, which is determined by the frequency of rotation during the destruction of the "weak link":

Figure 00000003
Figure 00000003

где: ρ - плотность материала образца; V - объем фрагмента образца; ω - угловая скорость вращения образца; rЦТ - радиус центра тяжести фрагмента образца.where: ρ is the density of the sample material; V is the volume of the fragment of the sample; ω is the angular velocity of rotation of the sample; r CT is the radius of the center of gravity of the sample fragment.

Далее проводится последовательное определение уровней кинетической энергии «Еi» фрагментов опытного образца при разрушении последнего по цилиндрическим сечениям, заданным соответствующими радиусами «ri», и строится график зависимости «Ei» от «ri». Это позволяет предусмотреть случай, соответствующий ситуации, при которой в образце пропущен такой дефект, который приводит к разрушению и образованию фрагмента, расположенного выше экстремального радиуса «ri» и который при движении в радиальном направлении не имеет препятствий до удерживающего кольца корпуса. Кинетическая энергия этого фрагмента также будет обуславливаться угловой скоростью вращения при разрушении «слабого звена». Для определения наиболее энергоемкого фрагмента, обладающего максимальной кинетической энергией, строится зависимость кинетической энергии «Ei» от экстремального радиуса «ri», по которому происходит разрушение, и по графику определяют величину кинетической энергии «Ei кр» для критического цилиндрического сечения, соответствующего радиусу «ri кр». Если ротор стартера по каким-либо причинам не отсоединяется от ротора основного двигателя, то при максимальной частоте вращения последнего ротор стартера достигнет значения разрушающей частоты, при которой вначале произойдет разрушение по цилиндрическому сечению в зоне локального утонения, а при достижении угловой скорости значения, превышающего значение разрушающей частоты, третья часть оставшейся части образца достигнет максимального значения кинетической энергии «Еmах», и произойдет разрушение оставшейся части диска. В результате сравнения всех величин полученных значений энергий выбирают максимальное значение уровня кинетической энергии «Ei max» исходя из условия, что:Next, a sequential determination of the kinetic energy levels “E i ” of the prototype fragments during the destruction of the latter along cylindrical sections defined by the corresponding radii “r i ” is carried out and a graph of the dependence of “E i ” on “r i ” is constructed. This allows us to provide a case corresponding to a situation in which a defect is missing in the sample that leads to the destruction and formation of a fragment located above the extreme radius "r i " and which when moving in the radial direction has no obstacles to the retaining ring of the housing. The kinetic energy of this fragment will also be determined by the angular velocity of rotation during the destruction of the "weak link". To determine the most energy-intensive fragment with the maximum kinetic energy, the dependence of the kinetic energy "E i " on the extreme radius "r i ", according to which the destruction occurs, is constructed and the kinetic energy "E i cr " for the critical cylindrical section corresponding to the radius of "r i cr ". If for some reason the starter rotor is not disconnected from the rotor of the main engine, then at the maximum rotational speed of the latter, the starter rotor will reach the value of the destructive frequency, at which the destruction at the cylindrical section in the local thinning zone will occur first, and when the angular velocity reaches a value exceeding the value destructive frequency, the third part of the remaining part of the sample will reach the maximum value of the kinetic energy "E max ", and the remaining part of the disk will be destroyed. As a result of comparing all the values of the obtained energy values, the maximum value of the kinetic energy level “E i max ” is selected based on the condition that:

Ei max>Ei E i max > E i

Бронезащита корпуса должна быть спроектирована с соблюдением условия:The body armor must be designed in compliance with the following conditions:

Еброни>Ei mах E armor > E i max

Для проведения сертификационных испытаний в дальнейшем используется опытный образец, который должен гарантированно разрушаться в области «слабого звена» с образованием 1/3 фрагмента с максимально возможной кинетической энергией «Ei mах» последнего. Ротор помещают в корпус и раскручивают до заданной скорости вращения. При этом величина необходимой для испытания угловой скорости вращения определяется по формуле:Prototype is then used for certification tests which must disintegrate guaranteed in the "weak link" to form a third fragment with the greatest possible kinetic energy «E i max" of the latter. The rotor is placed in the housing and untwisted to a given rotation speed. In this case, the value required for testing the angular velocity of rotation is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где: Vi - объем фрагмента, м3; ρ - плотность материала, кг/м3; rЦТi - радиус центра тяжести фрагмента, м.where: V i is the volume of the fragment, m 3 ; ρ is the density of the material, kg / m 3 ; r CTi - radius of the center of gravity of the fragment, m

Толщину «hсерт.» утонения подободочной части опытного образца для сертификационных испытаний выбирают исходя из условия обеспечения разрушения по цилиндрическому сечению при достижении угловой скорости вращения «ωсерт.». По характеру разрушения диска в результате сертификационных испытаний оценивают стойкость корпуса.Thickness "h cert. "Thinning of the underbody part of the prototype for certification tests is selected based on the conditions for ensuring destruction along the cylindrical section when the angular rotation speed" ω sert. ". The nature of the destruction of the disk as a result of certification tests assess the durability of the case.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить гарантированное разрушение диска при выбираемой частоте вращения с допустимым уровнем кинетической энергии по заданному цилиндрическому сечению, что обеспечивает достоверность определения параметров сертификационных испытаний.The proposed method allows to ensure guaranteed destruction of the disk at a selectable speed with an acceptable level of kinetic energy for a given cylindrical section, which ensures the reliability of determining the parameters of certification tests.

Claims (6)

Способ сертификационных испытаний корпуса на непробиваемость при разрушении диска ротора стартера ГТД, заключающийся в том, что в диске ротора стартера, выполненном в виде обода с лопатками и подободочной части с локальным утонением полотна диска в виде двусторонней кольцевой канавки толщиной «h0», предварительно выполняют дополнительные локальные ослабления в виде радиальных канавок, расположенных равномерно через 120°, размещают ротор внутри корпуса, раскручивают ротор до частоты вращения, при которой происходит разрушение диска по цилиндрическому сечению, фиксируют значение разрушающей частоты и определяют уровень кинетической энергии 1/3 оторвавшейся части диска, по величине которой и по характеру разрушения оценивают стойкость корпуса, отличающийся тем, что предварительно выполняют опытный образец, соответствующий диску ротора стартера, уменьшают кольцевое утонение опытного образца до толщины «h1», меньшей «h0», причем величину «h1» определяют из условия обеспечения коэффициента «Kb» запаса по разрушающей частоте вращения при разрушении по цилиндрическому сечению меньше единицы, после разрушения опытного образца последовательно определяют уровни кинетической энергии «Ei» для цилиндрических сечений, заданных соответствующими концентричными радиусами «ri», строят график зависимости «Ei» от «ri», по которому определяют величину кинетической энергии «Eкр» для критического цилиндрического сечения, соответствующего радиусу «rкр», сравнивают величины полученных значений энергий, выбирают максимальное значение кинетической энергии «Ei max», большее «Ei», и по величине «Ei max» определяют угловую скорость ωСЕРТ, сертификационных испытаний по формуле:The method of certification tests of the housing for impenetrability during the destruction of the GTE starter rotor disk, which consists in the fact that in the starter rotor disk, made in the form of a rim with blades and an anterior part with local thinning of the disk web in the form of a double-sided annular groove with a thickness of "h 0 ", preliminarily perform additional local attenuation in the form of radial grooves located evenly through 120 °, place the rotor inside the case, untwist the rotor to a speed at which the disk is destroyed by to the cylindrical section, the value of the destructive frequency is fixed and the kinetic energy level of 1/3 of the detached part of the disk is determined, the magnitude of which and the nature of the destruction evaluate the resistance of the housing, characterized in that the prototype corresponding to the starter rotor disk is preliminarily reduced, and the ring thinning of the prototype is reduced to thickness «h 1" at «h 0", and the value «h 1" are determined from the conditions of maintenance coefficient «K margin breaking rotational frequency at fracture of the cylindrical echeniyu less than one, after the destruction of the test sample sequentially determine the levels of kinetic energy «E cylindrical section defining respective concentric radii «r i», plotted «E by «r i», which determine the magnitude of the kinetic energy " E cr "critical to the cylindrical section corresponding to the radius« r kr "is compared values obtained energy values selected maximum value of the kinetic energy« E i max », more« E i », and magnitude« E i max »determine y oic speed ω CERT, certification tests by the formula:
Figure 00000005
Figure 00000005
где: V - объем фрагмента, м3;where: V is the volume of the fragment, m 3 ; ρ - плотность материала, кг/м3;ρ is the density of the material, kg / m 3 ; rЦТ - радиус центра тяжести фрагмента, м,r CT - radius of the center of gravity of the fragment, m, а толщину «hсерт.» утонения подободочной части опытного образца для сертификационных испытаний определяют из условия обеспечения разрушения по цилиндрическому сечению и отрыва 1/3 части опытного образца при достижении угловой скорости вращения сертификационных испытаний опытного образца, последний раскручивают до разрушения при заданной угловой скорости ωСЕРТ, и по характеру разрушений судят о стойкости корпуса.and the thickness "h cert. »Thinning of the sub-part of the prototype for certification tests is determined from the condition of ensuring destruction along the cylindrical section and separation of 1/3 of the prototype when the angular rotation speed of certification tests of the prototype is reached, the latter is untwisted to failure at a given angular velocity ω SERT , and by the nature of the damage judge the durability of the case.
RU2015131063A 2015-07-28 2015-07-28 Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction RU2607145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131063A RU2607145C1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131063A RU2607145C1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607145C1 true RU2607145C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015131063A RU2607145C1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607145C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1126833A1 (en) * 1983-01-07 1984-11-30 Омский политехнический институт Energy-generating machine disk testing method
SU1504548A1 (en) * 1987-04-13 1989-08-30 Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Method of testing components of turbomachine disk for low-cycle fatigue
US6250166B1 (en) * 1999-06-04 2001-06-26 General Electric Company Simulated dovetail testing
RU2279047C1 (en) * 2004-10-28 2006-06-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Method and device for strength testing of housing
RU2511214C2 (en) * 2012-06-25 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Method for determining service life of turbomachine discs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1126833A1 (en) * 1983-01-07 1984-11-30 Омский политехнический институт Energy-generating machine disk testing method
SU1504548A1 (en) * 1987-04-13 1989-08-30 Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Method of testing components of turbomachine disk for low-cycle fatigue
US6250166B1 (en) * 1999-06-04 2001-06-26 General Electric Company Simulated dovetail testing
RU2279047C1 (en) * 2004-10-28 2006-06-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Method and device for strength testing of housing
RU2511214C2 (en) * 2012-06-25 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук Method for determining service life of turbomachine discs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2393451C1 (en) Method of operating aircraft engine based on technical state thereof
US6098022A (en) Detecting anomalies in rotating components
US20120296575A1 (en) Damage tolerance of a rotor assembly
RU2511214C2 (en) Method for determining service life of turbomachine discs
US20180017065A1 (en) Method for release of fan blisk airfoil with external shaped charge
CN105486523A (en) Allowance test assessment method for mild detonation fuse separation device
RU2607145C1 (en) Method of housing certification tests for impenetrability at gte starter rotor disc destruction
CN107976482B (en) System and method for monitoring cracks of disc parts in situ in service life assessment test
RU2439527C2 (en) Method of operating aircraft gas turbine engine according to its technical state
CN105531462A (en) Method for the monitoring of a degree of coking at seals by a gas generator shaft
EP2672075B1 (en) Method and system for determining creep capability of turbine components prior to operation
RU2377415C2 (en) Method and device to reveal state of rotor incorporated with machine converting flow kinetic energy into mechanical power
RU2623856C1 (en) Way of aero gas-turbine engine disk diagnostic efficiency upgrading
RU2685438C1 (en) Method for determining cyclic durability of rotating part
US9946232B2 (en) Determining a machine condition
Roemer et al. Prognostics and health management software for gas turbine engine bearings
RU2442138C1 (en) Method for measuring adhesive strength between rocket armour coating and the surface of solid rocket fuel grain
RU2350765C1 (en) Device for localisation of turbojet engine broken blower blade
RU2696523C9 (en) Method of operating an aircraft gas turbine engine based on its technical state
RU2618145C2 (en) Method for inspection intervals determination for aero-derivative gas turbine engine parts in case of operation according to its technical condition
RU155239U1 (en) MODEL FOR RESEARCH OF LOCKED COMPOUNDS OF CERAMIC BLADES OF A GAS TURBINE ENGINE
US8959767B2 (en) Method of extending life of rotating parts
CN105699086A (en) Reproduction and verification method for cavitation fault on surface of cylinder liner
RU2732278C1 (en) Device for turbojet engine broken turbine blade localization
Sorenson et al. Low-cycle fatigue in small turbines: Low-cycle fatigue is discussed and is the basis for explaining a compressor-rotor failure which occurred during the development of a turbojet engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190729