10.14489/td.2017.02.pp.048-052

2017, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.048-052

Посадов В. В. (мл.), Посадов В. В., Багров С. В.
КОНТРОЛЬ УПРУГОМАССОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОПАТОЧНОГО ВЕНЦА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ В ЦЕЛЯХ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К ФЛАТТЕРУ
(c. 48-52)

Аннотация. В современных газотурбинных двигателях (ГТД) за счет снижения массы увеличивается вероятность возбуждения флаттера (при определенных условиях), сопровождающегося высокими вибрационными напряжениями в деталях и узлах ГТД. На основании проведенных исследований влияния разброса жесткости лопаток рабочего колеса на его устойчивость предложен способ комплектования лопаток рабочего колеса ГТД, повышающий устойчивость колеса ГТД к флаттеру при обеспечении требуемого уровня дисбаланса в соответствии с конструкторской документацией. Комплектование проводится с использованием комплексного критерия, учитывающего упругомассовые характеристики лопаточного венца.

Ключевые слова: контроль упругомассовых характеристик, комплектование лопаток, статический момент, устойчивость, частота колебаний.

Posadov V. V.(jr.), Posadov V. V., Bagrov S. V.
TESTING THE ELASTIC AND MASS CHARACTERISTICS OF A GAS TURBINE ENGINE BLADE RING IN ORDER TO INCREASE THE TOLERANCE TO FLUTTER
(pp. 48-52)

Abstract. One of well-known ways to improve efficiency of modern gas turbine engines is weight reduction. It degrades structural damping and increases the risk of flutter. Flutter causes high vibrating stress in parts and modules of gas turbine engine. It can result in destruction of blades. Usually flutter onsets on first stages of axial compressors. Further improvement of economical and fuel efficiency of modern gas turbine engines requires to use all flutter stability improvement reserves of blades, including inspection of their elastic and mass parameters. Usually during kitting-up the blades engineers use pattern methods where mass properties (i.e. weight and static moment) are used to draw blades from a pool. Blades are installed taking into account one parameter – to obtain unbalance level with accordance with design documentation. This approach allows keeping low vibration level in operation of gas turbine engine and defines broad applicability of these pattern methods. At the same time, these methods do not consider fundamental frequencies of blades at the most dangerous oscillation modes. It can lead to onset of flutter of gas turbine engine compressor. This paper presents impeller blades kitting-up method based on research of relation between impeller’s blade stiffness variation and impeller’s insensitivity to flutter. This method increases insensibility to flutter and provides minimal imbalance according to design documentation. Blades kitting-up is performed using integrated criterion that includes elastic and mass properties of impeller.

Keywords: inspecting of elastic and mass characteristics, blades kitting-up, static moment, stability, oscillations frequency.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. В. Посадов (мл.), В. В. Посадов, С. В. Багров (ПАО «Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. V. Posadov (jr.), V. V. Posadov, S. V. Bagrov (PJSC “NPO Saturn”, Rybinsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Самойлович Г. С. Возбуждение колебаний лопаток турбомашин. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.
2. Ольштейн Л. Е., Шипов Р. А. Условия возбуждения срывного флаттера лопаток компрессоров // Прочность и динамика авиационных двигателей: сб. ст. Вып. 1. М.: Машиностроение, 1964. С. 247 – 276.
3. Посадов В. В. (мл.), Посадов В. В., Еремин А. А., Ремизов А. Е. Исследование природы срывного флаттера рабочего колеса компрессора авиационного газотурбинного двигателя // Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Климовские чтения – 2013». C. 118 – 127.
4. А.с. 391430 СССР № 1616200. Способ комплектования лопаток турбомашины / А. Н. Бровко; заявл. 18.01.1971; опубл. 25.07.1973 // Бюл. 1973. № 31.
5. ОСТ 1.41672–77. Статическая балансировка колес роторов ГТД путем распределения лопаток в дисках. Метод анализа, введен 01.07.1978. М., 1978.
6. Гусаров А. А. Балансировка роторов машин: в 2 кн. Кн. 1. М.: Наука, 2004, С. 114 – 117.
7. Pat. 4097192 US. Turbine rotor and blade configuration / Mark R.Kulin; опубл. 27.06.1978.
8. А.с. 1167461 СССР № 3696407. Способ комплектования лопаток рабочего колеса турбомашины / А. Ю. Березкин, И. П. Вильнер, Н. С. Кондрашов, А. С. Сердотецкий; заявл. 13.01.1984; опубл. 15.07.1985 // Бюл. 1985. № 26.
9. Пат. 2590983 РФ № 2014143962. Способ комплектования лопаток рабочего колеса турбомашины / В. В. Посадов, В. В. Посадов, С. В. Багров; заявл. 30.10.2014; опубл. 10.06.2016 // Бюл. 2016. № 19.
10. Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981. С. 265 – 274.
11. Пат. 2317418 РФ № 2006111142. Способ расстановки лопаток ротора турбомашины / А. Л. Михайлов, В. В. Посадов; заявл. 05.04.2006; опубл. 20.02.2008 // Бюл. 2006. № 5.

Eng

1. Samoilovich G. S. (1975). Excitation of oscillations of turbomachinery blades. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Ol'shtein L. E., Shipov R. A. (1964). Terms of excitation of the stall flutter of compressor blades. Strength and dynamics of aircraft engines: collection of scientific articles. Vol. 1. (pp. 247-276). Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Posadov V. V., Posadov V. V. (jr.), Eremin A. A., Remizov A. E. (2013). Study the nature of stall flutter of rotor of aircraft gas turbine engine compressor. Proceedings of the Internaional scientific and technical conference «Klimov’s readings – 2013». (pp. 118-127). St. Petersburg. [in Russian language]
4. Brovko A. N. (1973). The process of acquisition of turbomachine blades. Certificate of authorship No. 391430. USSR. [in Russian language]
5. Static balancing GTE rotor wheels by distributing the blades in the disks. Method of analysis. (1977). Industry standard No. OST 1.41672–77. Russian Federation. Moscow. [in Russian language]
6. Gusarov A. A. (2004). Balancing the machines rotors: in 2 books. Book 1. (pp. 114-117). Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Mark R.Kulin (1978). Turbine rotor and blade configuration. US Patent No. 4097192 US.
8. Berezkin A. Iu., Vil'ner I. P., Kondrashov N. S., Serdotetskii A. S. (1985). The process of acquisition of the turbomachine impeller blades. Certificate of authorship No. 1167461. USSR. [in Russian language]
9. Posadov V. V., Posadov V. V., Bagrov S. V. (2016). The process of acquisition of the turbomachine impeller blades. Ru Patent No. 2590983. Russian Federation.
10. Skubachevskii G. S. (1981). Aircraft gas turbine engines. Structure and parts calculation. (pp. 265-274). Moscow: Mashinostroenie.
11. Mikhailov A. L., Posadov V. V. (2008). The method of placing the rotor blades of the turbomachine. Ru Patent No. 2317418. Russian Federation.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: