Предыдущий материалК содержанию номераСледующий материал"ОСЬМИНОГ" ИЛИ О РОЛИ ТОРМОЗА
В ПРОГРЕССЕ ТУРБИНОСТРОЕНИЯ


ГП Научно-производственный комплекс газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект":

ОсьминогАлександр Головащенко, начальник управления маркетинга, к.т.н.
Владимир Спицын, зам. директора ЦНИОКР "Машпроект", начальник КО
Анатолий Боцула, главный конструктор проекта
Сергей Коссе, инженер-конструктор II категории



Роль различных испытаний при создании и опытно-конструкторской отработке газотурбинных двигателей трудно переоценить. Испытаниям подвергаются все без исключения опытные и серийные (поставочные) двигатели. При проведении испытаний огромная энергия, вырабатываемая двигателем, должна быть воспринята и преобразована загрузочным устройством, роль которого может играть электрогенератор, вырабатывающий электрическую энергию, компрессор, сжимающий воздух или другой газ, и, наконец, гидротормоз, превращающий механическую энергию вращения турбины в тепло, воспринимаемое водой.
Применение гидротормоза - не самый экономичный способ восприятия энергии двигателя при его испытаниях (особенно по сравнению с выработкой электроэнергии, которую можно продать). Однако в некоторых видах испытаний, например, при выполнении тензометрирования рабочих лопаток, ступенчатом нагружении, определении внешней характеристики силовой турбины и т. п. к нему приходится прибегать для обеспечения работы двигателя на заданных режимах и выполнения необходимых для его доводки проверок. При выполнении газодинамической и прочностной отработки турбин газогенераторов на газодинамических стендах применение гидротормозов становится обязательным условием.
Гидротормоз - это наиболее совершенный на сегодняшний день инструмент для измерения генерируемой двигателем мощности, обеспечения требуемого соотношения отбираемой от привода мощности и частоты вращения ротора турбины. Поэтому уровень гидротормозостроения характеризует уровень двигателестроения.

В свое время испытательные подразделения ГП НПК газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект" оснащались исключительно иностранными гидротормозами. С некоторых пор предприятие комплектует свои стенды гидравлическими загрузочными устройствами и гидротормозами только собственной разработки. Несколько единиц гидротормозов изготовлено для российских предприятий, ремонтных предприятий дальнего зарубежья. "Акула", "Краб", "Парус" и др. - это далеко не полный перечень гидротормозов, разработанных и изготовленных на предприятии. Можно с уверенностью утверждать, что в Центре НИОКР "Машпроект" создана школа гидротормозостроения, наличие которой позволило отказаться от закупок тормозов в дальнем зарубежье (в других странах СНГ гидротормоза практически не выпускаются). Разработка и поставка гидротормозов производится и для других предприятий и организаций, разрабатывающих, изготавливающих и ремонтирующих газотурбинные двигатели (в Российской Федерации, Греции, Индии, Китайской Народной Республике).

В 2002 г. с пермским ОАО "Авиадвигатель" был заключен контракт на разработку, изготовление и поставку гидротормоза, получившего впоследствии индекс ГТ-20/3000 "Осьминог".

Осьминог (схема)В соответствии с техническим заданием заказчика и конструкторским замыслом "Осьминог" представлял собой концептуально новое изделие, не имеющее аналогов в практике гидротормозостроения. Так, техническим заданием предусматривалось использование тормоза с загрузкой по винтовой характеристике (имитация гребного или воздушного винта), с загрузкой по нагрузочной характеристике с постоянной частотой вращения турбины (имитация электрогенератора), а также с загрузкой при постоянной мощности двигателя (имитация изменения нагрузки при постоянной мощности привода). Кроме того, требовалось обеспечивать быстрое изменение загрузки тормоза в широком диапазоне воспринимаемых мощностей.
Точность измерения должна быть высока и погрешность не превышать 0,5 %.

Качество гидротормоза (параметр, равный частному от деления величины максимальной мощности, воспринимаемой гидротормозом, на минимальную мощность при постоянной частоте вращения ротора) превышает 10. Такая широкая характеристика гидротормоза стала возможной в результате: применения определенной конфигурации рабочего диска; использования соответствующего требуемому сочетанию воспринимаемой мощности и частоты вращения ротора соотношения расходов воды на входе в гидротормоз, на сливе из него и т.д.

Корпус гидротормоза изготовлен из коррозионно-стойкой стали, а рабочий диск - из титана.

Так как гидротормоз ГТ-20/3000 "Осьминог" предполагается использовать и в качестве измерительной системы для испытаний двигателей, был выполнен большой комплекс конструкторских проработок, связанный с обеспечением заданной точности измерения крутящего момента, частоты вращения и мощности. Принятые меры позволили выполнить заданные технические требования по точности измерения.

Гидротормоз оснащен детекторами металлической стружки на сливах из масляных полостей и приспособлен для работы с системой виброконтроля заказчика.

Гидротормоз установлен на собственной раме, имеющей устройства для бескранового его монтажа на испытательном стенде заказчика.

Система автоматического управления (САУ) гидротормозом обеспечивает обмен данными с САУ газотурбинного двигателя и позволяет с виртуального пульта управления задавать требуемую по программе загрузку (т.е. сочетание поглощаемой мощности и частоты вращения ротора).

Гидротормоз ГТ-20/3000 "Осьминог" после испытаний, которые проводились на стенде ГП НПКГ "Зоря"-"Машпроект", с технологическим приводным двигателем UGT 15000 отгружен ОАО "Авиадвигатель".

При создании гидротормоза ГТ-20/3000 "Осьминог", который является концептуально новым агрегатом, прошли апробацию и были успешно подтверждены в процессе приемочных испытаний новые методики расчета и конструирования подобных изделий.

В настоящее время в соответствии с рядом контрактов и запросов от компаний-разработчиков и производителей турбинной техники НПКГ "Зоря"-"Машпроект" разрабатывает аналогичные гидротормоза увеличенной мощности, рассчитанные на более высокую частоту вращения.