Масляные системы газотурбинных двигателей - Кравец А.С., Домотенко Н.Т.

Author: Кравец А.С. Домотенко Н.Т.
Tags: авиация и космонавтика летательные аппараты ракетная техника космическая техника авиация газотурбинные двигатели авиастроение авиационные двигатели
Year: 1972
Similar
Авиационный технический справочник. Эксплуатация, обслуживание, ремонт, надежность
Влияние топлив на надежность реактивных двигателей и самолетов. Химмотологическая надежность
Энергетические масла. Часть 1. Турбинные масла
Справочник по авиационным материалам и технологии их применения
Text
                    Н.Т.ДОМОТЕНН.О
А.С.КРАВЕЦ
МАСЛЯНЫЕ
СИСТЕМЫ
ГАЗОТУРБИННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
Н. Т. ДОМОТЕНКО, А. С. КРАВЕЦ
Масляные системы
газотурбинных
двигателей
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ТРАНСПОРТ»
Москва, 1972
ЭЛЕКТРОННАЯ
РЕСТАВРИРОВАННАЯ
КНИГА
Благодарю Земфиру Равилевну за
предоставленный экземрляр книги.
КЮВ
2014
Без права размещения в файловом архиве форума
Ассоциации Экспериментальной Авиации (АЭА)
{- reaa.ru -}

УДК 629.7.063.7.004(022)
Масляные системы газотурбинных двигателей. До м о-
Тёнко Н. Т., Кравец А. С, Изд-во «Транспорт», 1972 г.,
стр, 1—96.
В книге изложена вопросы устройства и эксплуатации
масляных систем авиационных газотурбинных двигателей, рас-
сматриваются условия работы масел, их основные физико-хи-
мические й эиоплуатациоиные свойства, приводятся характе-
ристики, нефтяных и синтетических масел, указываются требо-
вания х масляным системам, а также описаны их принципи-
альные и монтажные схемы, проанализирована работа одно-
контурных, двухконтурных и короткозамкнутых масляных си-
стем современных самолетов, приводятся особенности работы
масляных систем вертолетов, рассмотрены факторы, влияющие
на высотность масляных систем.
Значительное внимание уделено вопросам технического об-
служивания масляных систем в различных климатических ус-
ловиях; описан иринцпп действия различных типов сигнализа-
торов наличия ст.ружки в масле; рассмотрены основные неис-
правности масляных ометом л методы их обнаружения,
Книга предназначена для летного и инженерно-техвиче-
ского состава гражданской авиации, студентов авиационных
вузов, а также курсантов летных и технически» училищ.
Рис. 58, табл. 3, библ. 24.
3-18-6
86-72
ВВЕДЕНИЕ
Надежная работа газотурбинного двигателя (ГТД) во многом зависит от
совершенства масляной системы. Подача масла к двигателю необходима для
уменьшения трения и .взноса трущикся поверхностей, для предохранения их от
коррозии и наклепа, для отвода тепла, выделяющегося при т.реиии .» передавае-
мого в масло от более нагретых деталей, а также для выноса твердых включе-
ний, 'которые образуются между трущимися ‘парами. Масло в силовых установ-
ках -может исяюльзсватьСя и в качестве рабочей жидкости ра-зличных автомати-
ческих устройств: механизмов изменения угла установки лопастей воздушного
винта и лопаток входного направляющего аппарата, команд!о-топливных агре-
гатов и т. п.
.Масляные системы современных ГТД выполняются .преимущественно цирку-
ляидайного типа. В таках система» отработавшее масло после очистки, отделе-
ния от него воздуха и охлаждения вновь подается в двигатель. Сорт применяе-
мого масла определяется нагрузками на смазываемые деталя, нх рабочими тем-
пературами и типам применяемых подшипников.
У&еличение мощности (тяги) двигателей, скорости и высоты полета приво-
дит к ухудшению условий работы масляной системы. Высокие температуры и
интенсивный контакт с воздухом вызывают окисление масла, что способствует
появлению на деталях двигателя и в масляной системе различного рада осадков
а отложений. На больших высотах полета наблюдается падение давления масла
в двигателе, происходит .интенсив ное данообрааовавие, а в некоторых случаях
в выброс масла через дренажную магистрали
Переход на сверхзвуковые скорости полета, увеличение нагрузок на подшип-
ники, а также повышение температуры газов перед турбиной приводят к зна-
чительному росту температуры узлов и деталей двигателя. Маловязкие мине-
ральные масла в таких условиях работы усиленно испаряются и окисляются.
Вследствие этого повышается вязкость масла, иамоияются его физико-химическте
свойства, затрудняется запуск двигателя при ниэмих температурах. Надежная
смазка -двигателей сверхзвуковых самолетов достигается за счет приме нигтя вы-
сокотемпературных нефтяных и синтетянескийс масел, а также усовершенствова-
пи.я^онстружцаи и системы охлаждения подшиинжов.
’Маслимую систему условино разделяют на две част»: внешнюю (самолетную)
и внутреннюю (двигательную). Внешняя часть системы обычно содержит масля-
ный бак, радиатор, трубопроводы всасывающей и откачивающей магистралей,
элементы управления, контроля и сигнализации. К внутренней части относят .мас-
ляные каналы двигателя, а также агрегаты, устанавливаемые на двигателе и
|Поста!&тяемые вместе с ним (масляные насосы, фильтры, воздухоотделители
и т. п.). На некоторых типах двигателей агрегаты маслимой системы, включая
бак и радиатор, размещают непосредственно на корпусе двигателя. В этом слу-
чае уменьшается длина трубопроводов, их вес и гидравлические сопротивления,
упрощается монтаж двигателя, повышается надежность его работы.
Надежная работа масляной системы обеспечивается выполнением следую-
щих требований, предъявляемых к ней.
i.	Обеопечение потребной прокачки масла через двигатель на всех режимах
его работы в широком диапазоне скоростей, высот полета и температур окру-
жающего воздуха. Возможность работы масляной системы при действии на ле-
тательный аппарат отрицательных перегрузок.
2.	На летательных апнаратах вертикального взлета и посадки масляная си-
стема должна обесценивать надежную подачу масла к трущимся поверхностям
при вертикальном положении двигателя и любом наклоне его.
3.	На летательном аппарате с несколькими, двигателями каждая силовая
установка должна иметь автономную масляную систему. Это'способствует улуч-
3
шевию компактности системы, сокращается длина трубопроводов, повышается
надежность работы двигателя.	/
\-4. Возможность охлаждения масла с минимальными затратами мощности на
работу охлаждающих устройств. При наличии в системе масляных радиаторов
необходимы дополнительные устройства, обеспечивающие автоматическое под-
держание температуры масла в заданных пределах.
1 б. Возможность ускоренного прогрева масла в системе. За счет этого умень-
шается время работы двигателя на пониженных режимах, более экономно расхо-
дуется его ресурс, сокращаются сроки подготовки летательного аппарата к по-
лету.
lz6. Количество масла в системе должно быть достаточным для обеспечения
полета наибольшей продолжительности при максимально возможном расходе
масла для флюгерования воздушных винтов.
../7. Отсутствие выброса масла через дренажную магистраль и переполнения
двигателя маслом на всех режимах его работ', на земле и в полете. Исключение
возможности перетекания масла ,из бака в неработающий двигатель.
;/ 8. Достаточная прочность, вибростойкость, герметичность трубопроводов и
их соединений, а также небольшие гидравлические сопротивления элементов мас-
ляной системы.
г 9. Обеспечение минимального расхода масла за полет. Расход масла’в ГТД
обусловлен в основном уходом испарившихся фракций через суфлер в атмосфе-
ру и утечками его через уплотнения. У выполненных конструкций ГТД расходы
масла незначительны и обычно не превышают 3 кГ/ч.
 j 10. Обеспечение надежной очистки масла от механических примесей и мак-
симального отвода от него газов. Фильтрующие элементы должны иметь тон-
кость фильтрации, определяемую техническими условиями на данный тип двига-
теля, и грявеемкость фильтра, достаточную для работы без очистки в течение
срока, предусмотренного регламентом технического обслуживания. На случай
преждевременного засорения фильтрующего элемента в конструкции фильтра
необходимо предусматривать клапаны, перепускающие масло через фильтр без
очцстки.
w-1'l1. Безопасность в пожарном отношении, которая обеспечивается, прежде
всего, герметичностью системы. Кроме того, современные ГТД оборудованы про-
тивопожарными системами, которые при возникновении очага пламени на сило-
вой установке подают огнегасящее вещество не только в подкапотное простран-
ство, но и во .внутренние полости двигателя (в зону редуктора и масляных по-
лостей)'.	„
При заполнении системы маСлом и ее работе в трубопроводах и агре-
гатах не должны образовываться воздушные пробки, так как они могут приве-
сти к нарушению смазки двигателя.
\/!1в. Обеспечение свободного подхода к отдельным агрегатам, возможности
замера количества масла в баке на земле и в полете, быстрой заправки и пол-
ного слива масла из системы. Расположение агрегатов и их крепление не долж-
ны затруднять проведения технического обслуживания, выполнения монтажных
и демонтажных работ.
^/’14 Трубопроводы и арматура масляной системы должны быть окрашены
в коричневый цвет с указанием стрелками направления движения масла.
Глава I. ХАРАКТЕРИСТИКИ АВИАЦИОННЫХ МАСЕЛ
1.	УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАСЕЛ, ИХ ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
Условия работы масел
Современные ГТД характеризуются большими скоростями вращения рото-
ров, высокой температурой газов, многократной степенью повышения давления
воздух,а в компрессоре. В результате этого на трущиеся поверхности детален
двигателей действуют значительные тепловые напряжения и механические на-
rpysKHj
Известно, что сила трения F прямо пропорциональна нагрузке N, перпенди-
кулярной поверхности трения:
F = f N н,	(1)
где f — коэффициент трения; величина которого зависит от материала и состоя-
ния трущихся поверхностей.
При сухом трении между трущимися поверхностями нет смазки. Численное
значение коэффициента сухого трения находится в пределах 0,1—3,0. Для на-
дежной работы трущихся поверхностей применяют смазку, предохраняющую де-
тали от сухого трения и повышенного износа, а также обеспечивающую отвод
тепла, которое выделяется при трении. Когда смазывающая жидкость полностью
отделяет трущиеся поверхности друг от друга, возникает жидкостное (внутрен-
нее) трение. Если масляный слой между трущимися поверхностями частично раз-
рушен, то в отдельных местах соприкосновения деталей возникает как сухое, так
и граничное (молекулярное) трение. В последнем случае твердые тела отделены
друг от друга тончайшей (толщиной в одну или две молекулы) пленкой смазки,
находящейся под действием молекулярных сил поверхности детали. При дости-
жении некоторых критических значений температуры или нагрузки граничная
пленка теряет смазывающую способность, происходит разрыв пленки и резко
увеличивается износ деталей.
Характерной особенностью конструкций современных ГТД является отсут-
ствие подшипников скольжения. В качестве опор валов роторов двигателя и ва-
ликов привода агрегатов применяют подшипники качения. Коэффициент трения
качения находится в пределах 0,001—0,003 для шариковых и 0,002—0,005 для
роликовых подшипников, в то время как для подшипников скольжения эта ве-
личина составляет примерно 0,010.
(Уменьшение трения вследствие применения подшипников качения приводит
к снижению моментов сопротивления вращения роторов двигателя и облегчает'
его запуск. Подшипники качения не требуют обильной смазки. Поэтому масло
к ним подается через форсунки, которые осуществляют тонкий его распыл. Это
обеспечивает надежное Обволакивание трущихся поверхностей маслом, что спо-
собствует более равномерному распределению сосредоточенных нагрузок, увели-
чению долго,вечности деталей и лучшему отводу тепла.;
Роторы' ГТД хорошо уравновешены (отсутствует кривошипно-шатунный ме-
ханизм и поступательно-возвратно движущиеся массы) и, несмотря на большую
скорость вращения и значительный гироскопический момент, работают почти без
переменных нагрузок. Сравнительно .малые веса .роторов при их равномерном и
уравновешенном вращении приводят к тому, что максимальная радиальная на-
грузка на подшипники качения обычно не превышает 1'500 кГ. Благодаря неболь-
о
Рис. 2, Определение критиче-
ской нагрузки разрушения мас-
ляной пленки и Диаметра пят-
на износа по диаграмме изно-
са шарика На машине трения
Рис. I. Зависимость температу-
ры наружного кольца ролико-
вого подшипника от окружной
юкорасти вращения
шим нагрузкам в ГТД трение скольжения участков подшипников качения (на-
пример, между сепаратором подшипника и шариками) невелико. ОдДако в ТРД
с осевым компрессором и в ТВД наблюдаются значительные осевые нагрузки,
которые передаются на упорные и радиально-упорные подшипники.
С увеличением скорости вращения вала возрастает температура подшипника
(рис. 1). При достижении критического режима (обозначенного на рисунке
штрих-пуиктирной линией) тепловой баланс подшипника нарушается, что может
привести его к повреждению. В первую очередь разрушаются сепараторы как
самый слабый элемент подшипника.
Смазывающая способность
Большое значение для обедпечения надежной и длительной работы двига-
телей имеют смазочные масла./условия работы масел в .двигателях очень слож-
ны и разнообразны, поэтому к их физико-химическим свойствам предъявляются
весьма жесткие требования. Обеспечение надежной работы трущихся поверх-
ностей достигается выбором масла с хорошей смазывающей способностью. Под
последней понимается свойство образовывать поверхностную масляную пленку
и этим обеспечивать «незначительные потери на трение и малый износ трущих-
ся пар. .
В подшипниках современных ГТД наблюдаются все виды износа (механи-
ческий, коррозионный и абразивный), задиры и усталостное выкрашивание (пит-
тинг). Масла с хорошей смазывающей способностью даюг возможность умень-
шить трение, повысить нагрузку иа опорную поверхность подшипника, снизить
.'износ деталей^ .	' 	'
Оценка смазывающей способности масел может быть сделана путем меха-
нических испытаний на машинах трения. Показателями является критическая
нагрузка, которая вызывает разрушение масляной пленки или заедание трущих-
ся поверхностей, диаметр следа износа при этой нагрузке, коэффициент трения,
температура подшипника, выбег вала и др. Исследование смазочной способности
масла обычно выполняют на четырехшариковой машине трения. На основе испы-
таний при заданных значениях температуры масла и времени опыта можно по-
строить диаграмму износа (рис. 2). Характерными точками диаграммы являются
критические нагрузки, при которых разрушается масляная пленка (точка- А) и
дютсходит заедание шариков (точка В)
6
Вязкость
На смазывающую способность масла большое влияние оказывает его вяз-
кость. Она представляет собой свойство жадности сопротивляться сдвигу или
скольжению ее слоев. Вязкость характеризует внутреннее трение между части-
цами жидкости. Это понятие противоположно текучести (подвижности); более
вязкие жидкости являются менее текучими и наоборот.
Значение вязкости указывают ее коэффициентами. Выразим силу жидкост-
ного трения формулой
/7 = ц^у-н,	(2)
п
где р.— динамический коэффициент вязкости, н  сек/мг\
S—площадь соприкосновения трущихся тел, л*2;
v—скорость перемещения одной поверхности относительно другой, м/сек-,
ft —толщина смазочного слоя, м.
Тогда динамический коэффициент вязкости
, На основе соотношений (1) и (2) можно написать
' F Sv
N ~ ** hN "
Следовательно, коэффициент жидкостного трения тем больше, чем больше
динамический коэффициент вязкости масла. Исходя из этого при жидкостном
прении желательно применять маловявкие масла. При правильно подобранном
масле коэффициент жидкостного трения в десятки н сотни раз меньше, чем при
сухом трении .и находится в пределах 0,001—0,010.
При эксплуатации ГТД не всегда наблюдается жидкостное трение. Запуск
двигателя, медленное движение роторов перед остановкой, резкие колебания ско-
рости'вращения валов и значительные нагрузки на них, малая вязкость масла
и недостаточная его подача сопутствуют граничному трению. В этих условиях
лучшей смазывающей способностью обладают масла повышенной вязкости, обес-
печивающие более прочную масляную пленку. Коэффициент граничного трения
меньше, чем при сухом трении, но боль-ше, чем при жидкостном (обычно поряд-
ка 0,01—0,10).	.	
IB гидравлических расчетах чаще применяют кинематический коэффициент
вязкости, значения которого легко определить в лабораториях:
и.
v = — м?[сек,
Р
где ?— массовая плотность, кг/л3.
Единица кинематического коэффициента вязкости 1 мг/сек — сравнительно
большая величина и при измерениях пользуются ее дробной частью, именуемой
стоксом (,1 ст = 10-4 м*/сек) или сантистоксом (Ф сст = .10—2 ст = 10—6
= 1 мм?/сек).
Вязкость масел возрастает с понижением температуры, причем рост ее тем
резче, чем ниже температура (рис. 3). По характеру изменения кривых зависимо-
сти вязкости масла от температуры, т. е. по вязкостно-температурным кривым
можно судить о. смазывающей способности масла. Наилучшей смазывающей
способностью обладает маслю с пологой вязкостно-температурной кривой, про-
ходящей через оптимальные для данных условий значения вязкости,  Тогда при
низких температурах оно остается достаточно жидким и не затрудняет запуск
Рис. 3. Зависимость вязкости масел
от температуры:
I — МС-20; 2 — 75% МС-20 и 25% МК-8; 3 -
75% МК-8 и 25% МС-20; 4 — МК-8; 5 — МК-6
двигателя, а при высоких темпе-
ратурах относительно густым,
обеспечивая надежную смазку
трущихся поверхностей.
В стандартах на масла при-
водятся величины вязкости при
нескольких значениях температур.
Указываются максимально допу-
стимые величины вязкости при
низких температурах (—54, —40,
—20, +20°С) и минимально до-
пустимые при высоких температу-
рах (50, 100° С).
Степень изменения вязкости
масел при изменении температу-
ры можно оценить отношением
Например, для масла МС-6 —
должно быть не более 30, для
МК-6 — не более 46,5,~"-а для
МК-8 — не более 60. Для сужде-
ния о пологости вязкостно-темпе-
ратурной кривой определяют температурный коэффициент вязкости
ткв =
 . — э,
mm max
(3)
Ср
Значения температур в формуле (3) обычно следующие: /min—0°С;
tmux = 1100° С; /сР = 50° С. Чем меньше ТКВ, тем более пологая вязкостно-тем-
пературная кривая. Для масла МК-6 температурный коэффициент вязкости ра-
вен 10, а для МК-81—12.
Вязкость масла оказывает существенное влияние на ряд эксплуатационных
характеристик масляной системы. При малой вязкостоТ масло не может удер-
жаться в зазорах между трущимися поверхностями, из-за чего усиливается их
.износ. Оптимальное значение кинематического коэффициента вязкости масла для
ТРД при 100° С не должно быть ниже 2,5 сст. Большая вязкость масла также
нежелательна, так как растут силы трения, затрудняется запуск двигателя при
низких температурах, нарушается нормальная прокачка масла, ухудшается его
разбрызгивание. Уровень вязкости, при которой нарушается нормальная работа
масляной системы ГТД при низких температурах, составляет около 4000 сст.
Эта величина носит название «предельной пусковой вязкости». Для масла МК-8
значение предельной пусковой вязкости наступает при снижении температуры
до минус 35° С.	4
Так как масло в ГТД применяется не только для смазки трущихся поверх-
ностей двигателя, но и в качестве рабочей жидкости различных автоматических
устройств, то при выборе сорта масла необходимо считаться и с этими обстоя-
тельствами.
Потребная вязкость масла зависит от типа ГТД. Удельные давления в под-
шипниках ТРД невелики, вследствие чего возможно применение масел понижен-
ной вязкости. У ТВД шестерни редукторов работают при больших контактных
напряжениях. Маловязкое смазочное масло, обладающее недостаточной способ-
ностью удерживаться на металле и выдерживать высокое давление, выжимается
из зоны контакта, что приводит к большим износам, заеданию или поломке зубь-
ев шестерен. Поэтому для смазки редукторов нужны более вязкие масла. Одна-
8
ко применение таких масел сопровождается уменьшением скорости изменения
угла установки лопастей винтов, затруднением запуска двигателя при низких
температурах, понижением чувствительности регулирования в командных агре-
гатах.
Выходом из создавшегося противоречия явилось бы устройство на двигате-
ле раздельных систем с различными маслами для смазки редукторов и двига-
теля. Однако это усложняет конструкцию и эксплуатацию летательного аппа-
рата. Поэтому у самолетов с ТВД более широкое применение находит единая
масляная система. Эксплуатация двигателя в этом случае производится на
маслах повышенной вязкости.
У ТВД вертолетов ввиду значительного расхождения между потребными
вязкостями масла для смазки двигателя иь редукторов устанавливают раздельные
Системы, заполненные маслами различных вязкостей.'
Термоокислительная стабильность
Температурные условия работы масла в различных зонах ГТД неодинако-
вые. В более благоприятных условиях находится та часть масла, которая обес-
печивает смазку переднего подшипника, .редукторов, коробок приводов агрегатов.
Температура подшипников турбины за счет подвода к ним тепла от более на-
гретых деталей двигателя достигает 200—260° С (рис. 4), что привадит к разо-
греву масла на выходе из подшипников до 100—140° С и более. Подшипники
турбины нагреваются не только во время работы двигателя, но и после его
остановки, когда подача масла для охлаждения подшипников и подача воздуха
для охлаждения турбины прекращаются, а тепло от горячих деталей двигателя
в течение некоторого времени сообщается подшипникам (рис. 5).
Рис. 4. Температура подшипников двухзального ТРД
Наррев масла сверх максимально допустимых температур вызывает его кок-
сование и приводит к выпадению смолистого осадка. Интенсивность окисления
зависит от химического состава масла, его температуры, вида и времени кон-
такта с воздухом и каталитического действия металлов. При большой прокачке
масла через двигатель оно интенсивно перемешивается с воздухом, вспенивает-
ся, что также способствует окислению. С повышением температуры скорость
.окисления возрастает. Если при температуре 1'5—20° С минеральное масло дли-
Рис. 5. Изменение температу-.
ры внешнего кольца подшип-
ника турбины в зависимости от
времени после остановки дви-
гателя
МК-8 в зависимости от его наработки
тельное время (несколько лет) прак-
тически не. окисляется, то при тем-
пературе выше 200° С его окисле-
ние (сопровождающееся испарением) 
происходит в течение нескольких
минут.'
Продукты окисления, накапли-
ваясь в масле, приводят к измене-
нию его внешнего вида и физико-
химических свойств. Масло темнеет,
увеличивается его вязкость, возра-
стает кислотность (рис. 6). Под ки-
слотностью масла понимается коли-
чество миллиграммов щелочи (едкого
кали КОН), необходимого для нейтрализации органических кислот, содержа-
щихся в 1 Г масла.
Термическое окисление горячего масла способствует отложению различных
углеродистых веществ на деталях, соприкасающихся с ним. Наиболее часто
встречаются следующие случаи загрязнения двигателя, вызванные окислением
масла:
появление лаковой пленки вдоль беговой дорожки подшипников;
забивка элементов масляных фильтров откачивающих магистралей;
отложение осадка на по|дшип1н.иках турбины в виде «бахромы»;
появление отложений в трубопроводах, канавках и жиклерах маслоподаю-
щ.их форсунок. -
Вследствие большой площади контакта с металлами и воздухом при окис-
лении масла образуется липкая маслообразная масса темного цвета — шлам.
Загрязнение масла продуктами окисления приводит к значительному .перегреву
двигателя (ухудшается теплоотдача), вызывает'коробление деталей, заедание и
заклинивание подвижных сочленений, усложняет и удорожает техническое об-
служивание- и ремонт двигателя.	.
Учитывая возможность значительного нагрева подшипников двигателя и со-
ответственного роста рабочей температуры масла, необходимы такие масла, ко-
торые при высокой температуре длительно противостояли бы образованию смо-
листых веществ. Способность (*асла сохранять свой состав и свойства при ра-
боте в двигателе называют стабильностью. Противостояние масла термическому
окислению получило название термоокислителыной стабильности.)
Исходя из термооюи|слительной стабильности данного масла устанавливают
предельную температуру его работоспособности и время стабильной работы. Для
обеспечения надежной смазки: теплонапряженных ГТД необходимо обеспечить
длительную работоспособность масла (50—100 ч) при температуре 200—250° С,
а кратковременно (несколько часов) — до 300° С. Термоокислительн|ую стабиль-
ность масла определяют после его окисления при заданных значениях темпера-
туры и времени испытаний путем проверки веса находившихся в масле 'Пласти-
нок из различных металлов и сплавов и их состояния, кислотного числа масла
и его вязкости.
Испаряемость и огнеопасность
Расход масла двигателем обусловлен утечками через лабиринтные уплот-
нения, разложением и превращением его в продукты окисления под действием
высоких температур и потерями через магистрали суфлирования за счет испа-
рения легких фракций (рис. 7). При температуре масла на выходе из двигате-г
ля, не превышающей 100° С, потери масла из-за испарения незначительные. При'
температурах более 120° С из масла испаряются легкие фракции и его вязкость
постепенно увеличивается.
Увеличение вязкости масла вследствие испарения отражается прежде всего
На ухудшении его пусковых качеств и часто вызывает по этой причине'необхо-
димость смены масла. Превышение вязкости над предельной пусковой вязкостью
приводит к тому, что запуск двигателя после некоторой наработки масла может
10
Рис. 7. Испаряемость мама
MiK-8 в зависимости от
его температуры
Рис. 8. Изменение вязкости масла
МК-в (при температуре минус 36° С)
в зависимости от его наработки
существляться только ;цр,и более высокой температуре масла (рис. 8). С увели-
ением высоты полета уменьшается внешнее давление и испаряемость масла воз-
растает. Это приводит к увеличению расхода масла и повышению пожарной
Опасности, Об испаряемости масла судят по температуре его вспышки. Она дол-
жна быть не ниже 150° С в закрытом тигле и не ниже 200° С в открытом.
Попадая в подшипники двигателя, масло подвергается воздействию высоких
емператур, что может вызвать его самовоспламенение. Кроме того, самовоспла-
(внение может произойти при поломке летательного аппарата, когда масло по-
ддает на горячие детали двигателя. Температура самовоспламенения масла, ха-
>актеризующая его огнеопасность, представляет собой минимальную тем лерату-
эу, при которой оно загорается само, без постороннего источника огня. Темпе-
затура самовоспламенения паров масла в воздухе'достигает около 240, а ка-
пель масла на стальной пластинке — около 350° С. Эти температуры не явля-
ются постоянными величинами и зависят от условий работы масла. Стандарта-
ди температура воспламенения масел не нормируется^
Вспенивание
процессе смазки двигателя в подшипниках и коробках зубчатых передач
ЕЬроисходит разбрызгивание масла и интенсивное его перемешивание с возду-
хом, в результате чего образуется воздушно-масляная эмульсия. Эта же эмуль-
сия образуется и за счет выделения воздуха’ из масла при’ уменьшении вивш-
его давления. При всплывании пузырьки воздуха образуют на поверхности мас-
а пену. Вспененное масло переполняет  отстойники, внутренние полости двига-
еля, свободный об^ем масляного бака и может через суфлерные и дренажные
гтуцера выйти в атмосферу.
При откачке масла из отстойников’засасывается большое количество воз-
духа, так как насосы откачивают не чистое масло, а вовдушно-масляную эмуль-
сию. При дальнейшем движении -масла по откачивающей магистрали оно -в воз-
духоотделителе и баке не полностью освобождается от воздуха и часть его пу-
ырьков попадает в нагнетающую магистраль масляной системы и к узлам тре-
ния. При увеличении высоты полета давление перед нагнетающим насосом умеиь-
дпается, объем воздушных пузырьков, включенных в масло, увеличивается, а ко-
личество масла, поступающего в нагнетающий насос, уменьшается.
Воздух, находящийся в масле, снижает высотность масляной системы, ухуд-
|пает смазку подшипников из-за местных разрывов масляной пленки, уменьшает
охлаждающую способность масла, приводит к повышенному расходу его из-за
/выброса пены через дренажные и суфлирующие магистрали. Наличие вовдуш-
но-масляной эмульсии в автоматических устройствах способствует увеличению
.времени срабатывания агрегатов, вызывает отставание в работе следящих си-
стем, приводит к возникновению колебательных процессов.
Склонность масла к пенообравова'нию оценивается коэффициентом вспени-
1ваемости К в е п, который характеризует отношение высоты слоя вспененного мас-
I ча к его столбу по окончании разрушения пены,
11
Рис. 9. Коэффициент вопениваемости
масла MiK-8 в зависим ости от его тем-
пературы и высоты полета
Пенообразование зависит от вели-
чины поверхностного натяжения ма-
сляной пленки. Малая величина по-!
верхностного натяжения увеличивает;,
пенообразование. При большом по-
верхностном натяжении пенообразо-
вание уменьшается, однако пена в
этом случае состоит из мелких пу-
зырьков и отличается высокой стой-!
костью.
Прочность масляной пленки по-.
нижается по мере уменьшения вяз?
кости масла. Маловязкое масло лег1
че вспенивается, но зато скорости
усадки пены у него выше, чем у бо-
лее вязкого масла. С увеличением
высоты полета вспениваемость масел при постоянной температуре растет. С по-
вышением температуры масла вспенив а емюсть вначаде возрастает, а затеей
падает (рис. 9)J
Совместимость масла с металлами и резиной
В ГТД масло контактирует с деталями из металла и резины. Вследствие на-
личия в масле воды и химически активных веществ (кислот, щелочей, серы и их
соединений) возможно коррозионное и агрессивное воздействие на металлы и
резину.
Коррозионное воздействие масел на металлы при низких температурах не-
значительное. При высоких температурах и больших нагрузках оно несколько
возрастает, особенно при контакте с цветными металлами (в первую очередь, а
изделиями из меди и свинцовистой бронзы).
Агрессивное воздействие масла на детали из резины значительное. Оно при-
водит к изменению веса и объема резины (она разбухает), способствует ухуд-
шению ее прочности и эластичности. Наиболее сильное воздействие на резину
оказывает синтетическое масло-. Для таких .масел необходимо применять на дви-
гателе детали из специальной резины^
Присадки в маслах
'Качество масел может быть улучшено путем добавления к нефтепродуктам1
присадок, содержащих различные химические вещества (азот, фосфор, хлор, се-1
ру, растительные и животные жиры, эфиры кислот, соли кальция, бария, цинка,
алюминия, никеля, кобальта и др.). Присадки бывают:
моющие, для уменьшения лаковых отложений и осадков на деталях дви-
гателя;
противоокислительные, для замедления окисления масла, уменьшения кор-
розии деталей и образования осадков;
противокоррозионные, для предотвращения коррозии деталей;
вязкостные, для загущения масла;
депрессорные, для снижения температуры застывания масла;
маслянистые, для - понижения износа деталей и уменьшения потерь на
трение;
противозадирные, для предотвращения заедания трущихся поверхностей, ра-
ботающих в условиях больших нагрузок и -высоких температур;
противопенные, для устранения вспенив аемости масла в системе смазки дви-
гателя.
Некоторые присадки улучшают одновременно несколько свойств масла.
12
Токсичность
При обычном обращении с нефтяными маслами, когда соблюдают меры лич-
ной гигиены, они практически безвредны. Масла могут принести вред организму
человека только при частом попадании на открытые участки кожи, при длитель-
ной работе в одежде, пропитанной .маслом, при вдыхании масляного тумана или
паров масла, содержащего много сернистых соединений. При наличии серы в
масле могут создаться условия для образования сероводорода, вызывающего
отравление.
При термическом окислении масла, кроме отложения на деталях углероди-
стых веществ, происходит испарение его легких фракций. В газовой фазе содер-
жатся токсичные и корродирующие продукты: метановые углеводороды, серово-
дород и меркаптаны, аммиак, окись и двуокись углерода и др.
Синтетические масла содержат ядовитые присадки: фенилальфанафтиламин
и трикрезилфосфат. Необходимо соблюдать специальные правила обращения с
этими маслами^!
Стоимость
В зависимости от сорта масла меняется его стоимость. Синтетические масла
р 8—10 раз дороже, чем нефтяные. Нефтяное масло селективной очистки доро-
же, чем масло кислотно-контактной очистки одинаковой вязкости. Чем больше
Ьязкость масла, тем оно дороже. На стоимость масл.а влияет также исходное
сырье, технология получения, наличие присадок.
Хотя разница в стоимости различных сортов нефтяного масла сравнительно
Незначительна и его расходы на одном двигателе для непродолжительного рейса
летательного аппарата невелики, до уже для одного эксплуатационного пред-
приятия расходы на масло составляют значительную величину. Если же рас-
смат^ивать расходы на смену масла в двигателях в масштабе воздушного транс-
порта всей страны и дополнительные расходы на доставку, хранение, контроль,
рчет, заправку и слив масла, то, очевидно, что стоимость масла является нема-
ловажным фактором при его подборе.
Стоимость масла должна однако учитываться вместе с его фиэико-химиче-
скими и эксплуатационными свойствами. Несколько более дорогое масло при его
рысоком качестве в конечном итоге может дать больший экономический эффект
за счет повышения сроков его смены и увеличения ресурса двигателя.
Для некоторых теплонапряженных двигателей пользоваться сравнительно де-
шевыми нефтяными маслами не представляется возможным, и неизбежным яв-
ляется применение дорогих синтетических маселП
2.	применяемые масла
Нефтяные масла для ТРД
Для смазки современных ТРД применяют маловязкие нефтяные масла МК-8,
МК-8п (ГОСТ 64671—66), МК-6 (ГОСТ 103:28—63) и МС-6 (ГОСТ 11652—65, при-
ложение 1). Возможно использование и трансформаторного масла (ГОСТ
982—68), которое в промышленности применяется для заливки трансформаторов,
масляных выключателей и другой высоковольтной аппаратуры. Оно имеет не-
сколько большую, вязкость и худшие низкотемпературные свойства.
В Обозначениях масел буква М указывает, что масло применяется в авиа-
ции, буквы К или С — способ очистки (кислотный или селективный), цифра —
кинематический коэффициент вязкости в сантистоксах: для маловязких масел —
при 50, а для более вязких — при 100° С. Буква после цифры указывает на на-
личие в масле присадки.
Масло МК-8 получают из бакинских, эмбенских, доссорюких и других высо-
кокачественных нефтей. Его очистка производится серной кислотой и натриевой
щелочью. Оно содержит значительное количество легкокипящих фракций, испа-
43
рение которых в двигателе при повышенных температурах вызывает резкое уве-
личение вязкости и интенсивное окисление масла. Это вынуждает ограничивать
сроки службы масла в двигателе (не более 150 ч).
Улучшение термоокислителыюй стабильности масла МК-8 достигается путем,
добавления к нему на нефтезаводах антиокислительной присадки ионол (дйОУ*
тилпаракреоэол) или топанол в количестве 0,6% по весу. Масло МК-8 с вря*;
садками получило обозначение МК-8<п. Присадки позволяют использовать мйсДч
МК-бп для более теплоиапряженных двигателей. Однако испарение легких ф.рв^
ций масла МК-8п значительное, из-за чего сроки смены его вследствие yxjy^ljiite*
ния пусковых свойств сокращаются.	, %
Масло МК-6 изготовляют из троицко-анастасьевской .нефти Краснодарск-ош
края и очищают при помощи серной кислоты. Эта нефть является беспарафин!*-.
стой, беосернистой и высоко а романизированной (содержит до 40% ароматиче-
ских углеводородов) с низкой температурой застывания.
Масло МС-6 получают из туймазинской нефти восточных месторождении.
Несмотря на высокое содержание в восточных нефтях парафиновых углеводоро-
дов и сернистых соединений, применяя селективную очистку фенолом, депара-
финизацию и ректификацию, получают масло высокого качества:
Масла МК-6 и МС-6 имеют меньшее количество легкокипящих и высокое
вязких фракций. Масло МК-8 вскипает в пределах 290—420, а масла МК-6 и
МС-6 вследствие более узкого фракционного состава — в пределах 305—370° С
Повышение температуры начала кйпеиия уменьшает испарение масла во врез(|
работы двигателей и увеличивает таким образом периодичность смены масла
Понижение температуры конца выкипания масла позволяет, избежать увёЛЙШ
ния вязкости и не только сохранить, но и улучшить пусковые свойства масел
Вязкость масел МК-6 и МС-6 при 50° С несколько ниже, чем у масла МК-8!
но по смазывающей способности эти масла мало отличаются от масла МК-8. Он?
имеют более низкую температуру застывания и более низкое значение вязкосм
п|ри минус 4ЮРС. Перед запуском ТРД при температуре наружного воздуха но-
же минус 25° С необходимо предварительно подогревать двигатель, если систему
заполнена маслом МК-8. При эксплуатации двигателя на маслах МС-6 и МК-6
надежный запуск его без подогрева. осуществляется до температуры мй)
нус 37° С.
В маслах МК-8, МК-6 и МС-6 ограничивают значение анилиновой точки.
Анилиновой точкой называют наименьшую температуру полного взаимного рай-
творения нефтепродукта и анилина, взятых в равных объемах. Наибольшие зна-
чения анилиновых точек имеют нефтепродукты, содержащие большое количество
парафиновых цепей; наименьшее — нефтепродукты, содержащие много apqeiaif
тических углеводородов. Последние обладают высокой термоокислительной ста-
бильностью. однако являются хорошими растворителями и вызывают набухание
и разрушение неметаллических прокладок и шлангов. Ограничение минимальных
значений анилиновых точек вызвано последним обстоятельством.
Нефтяные масла для ТВД
Наличие в ТВД редукторов вызывает необходимость применения масел с
повышенной .вязкостью. С этой целью используют смеси мало- и высоковязкйх
нефтяных масел. В зависимости от типа ТВД (его мощности) состав смеси p'as-j
личен. Для смазки ТВД типа АИ-24 и АИ-20 применяют маловязкую смесь и!
25% (по объему) масла МС-'29 (ГОСТ 1018—49) и 7|5% масла. МК-8, а для
ТВД .большей мощности — высоковязкую смесь, содержащую 75% масла МС-2(1
и 25% масла МК-8 или высоковязкое масло МН-7,5 (ВТУ НП 159—64) (прило<
жение 2).
Масло МС-20 может быть заменено маслом МК-.22 (ГОСТ Ю1»Д—49). Но
следует иметь в виду, что смеси с использованием масла МК-22 имеют менёе по-
логую вязкостно-температурную кривую, 'чем смеси, содержащие масло МС-20
(приложение 3). Вырабатываемое промышленностью масло МС-.20С (ГОС!
9320—60) может содержать сравнительно много серы (до 1%) и Оно взаимоза-
меняемо с маслами МС-20 и МК-22 только для поршневых двигателей.
14
Смеси масел, приготовляют в аэропортах. Для этого используют емкости
маслоэаправщиков или специальные смесители. Время перемешивания составляет
20— 30 мин при температуре 20—<25° С. При недостаточно квалифицированном
изготовлении смесей на местах качество их может не соответствовать техниче-
ским требованиям. Это в первую очередь оказывает влияние на надежность
работы автоматических устройств. Целесообразнее изготовлять смеси на нефте-
заводах.
Предельная пусковая вязкость смеси масел 25% МС-20 и 75% МК-8 насту-
пает при температуре минус 25, у смеси 715% МС-20 и 25% МК-8 — при тем-
пературе минус 5° С, а у масла МН-7,5 — при минус 30° С. При более низких
температурах перед запуском двигателя необходимо производить подогрев сило-
вой установки или заправку системы гбрячим маслом.
Перспективными являются маловяйкая смесь, состоящая из 35% МС-20 и
65% МС-6 (температура наступления предельной пусковой вязкости минус 30° С)
и высоковяэкая смесь из 70% МС-20 и 30% МК-6 (температура наступления
предельной пусковой вязкости минус 15° С).
Синтетические масла для ТРД
Недостаточная термоокислительная стабильность и высокая испаряемость
нефтяных масел вызвали применение в теплонапряженных ТРД синтетических
масел. В настоящее время используется масло ВНИИ НП 5О-1-4ф (ГОСТ
13076—67), разработанное Всесоюзным научно-исследовательским институтом
нефтеперерабатывающей проги ышленности!, и масло ЛНМЗ 36/1К (МРТУ
38г 1 -16465), предложенное Ленинградским нефтемаСлазаводом (приложение 4).
Масло 50Н1'-|4ф представляет собой двойной сложный эфир, получаемый в
результате взаимодействия органических двухосновных карбонных кислот с
одноатомным спиртом при температуре 140—225° С в присутствии катализатора
(окиси свинца, серной и других кислот).
Масло Эб/iliK получается на базе сложных эфиров низкомолекулярных кар-
боновых кислот и многоатомных спиртов с присадками.
Синтетические масла обладают высокой термоокислительной стабильностью.
Масло 5О-1-4ф длительно работоспособно до температуры 175, кратковременно—
до 200° С; масло 36/1К длительно — до 200, кратковременно (10 ч) — до 250
й Г ч — до 300° С. При температурах менее Г50° С эти масла в течение дли-
тельного времени не образуют осадка и не изменяют кислотного числа. Однако,
отличаясь хорошей термоокислительной стабильностью в объеме, эти масла не-
достаточно стабильны в,тонком слое. Испаряемость эфирных масел незначитель-
на. Температура вспышки более высокая, йем у нефтяных. При окислении в ус-
ловиях высоких температур они имеют повышенную кислотность. Вязкость при
окислении резко возрастает. Эти масла имеют светлый вид и обладают прият-
ным запахом.
Синтетические масла на основе эфиров вызывают набухание обычной резины
и других органических материалов (кожа, пластмасса), применяемых в качестве
прокладок и шлангов.
Масла 5О-1-4ф и 36/1К содержат антиокислительные и лротивоизносные при-
садки, а масло 36/1К, юроме того, — антикоррозионную присадку. Последняя не-
обходима ввиду того, что кислотное число масла 36/ГК в 10 раз больше, чем у
нефтяных масел. Без присадки оно вызывает интенсивную коррозию некоторых
сплавов и защитных металлических покрытий.
Вязкостно-температурные характеристики синтетических масел протекают
более полого, чем нефтяных, поэтому при тех же пусковых свойствах, как у ма-
ловявких нефтяных масел, эти масла имеют увеличенную вязкость при темпера-
турах 50-41'50“ С.
Масла на основе эфиров можно смешивать с нефтяными маслами, но эти
смеси не имеют преимуществ перед нефтяными маслами (по стабильности, испа-
ряемости) и такое смешение в процессе эксплуатации нецелесообразно.
15
Синтетические масла для ТВД
Для смазки ТВД применяют более вязкие синтетические масла ВНИИ
НП 4-|у-2с (ГОСТ 1Q817I--64) л ВНИИ НП 7 (ГОСТ 122,40—66) (приложение 5).
Масло 4-iy-2|c предотавляет собой полисинтетическое масло. Его получают
путем смешения маловявкого нефтяного. и диэфирного масел, запущенных вяз-
костной присадкой — полиизобутиленом. Оно обладает хорошими низкотемпера-
турными свойствами, пологой вязкостно-температурной характеристикой" и по-
зволяет запускать ТВД без подогрева до температур минус 25—40° С. В основе
масла 4-у-,2с допускается сера не более 0,45%.
Масло 7 представляет собой диэфирное масло 50-1-4ф, загущенное вяз-
костной присадкой октол. Оно обладает малой испаряемостью и высокой темпер
ратурой вспышки. Агрессивное воздействие этого масла на резину повышенное/
Несмотря на то что синтетические масла дороже нефтяных, эффективность
их применения не. вызывает сомнений. Снижение расходов ввиду отсутствия не-,
обходимОсти в подогреве, например, силовых установок самолета Ил-18 при тем-
пературах до минус 35—40° С составляет около 300 руб. в год [5].
Синтетические масла на основе сложных эфиров можно применять при тем-
пературе не выше 300° С. При более высоких температурах процесс отложения
кокса из синтетических масел заметно ускоряется и протекает даже быстрее, чем
у минеральных. Для температуры выше 300° С, возможно, найдут применение]
синтетические масла в виде соединения сложных эфиров с хлором и фтором, cl
хлорированными фенилсиликонами.
Трансмиссионные масла для двигателей вертолетов
Для смазки высоконагруженных зубчатых передач (редукторов вертолетов)
и карданных соединений (шарниры втулок винтов вертолетов) применяются
трансмиссионные масла (приложение 6), в качестве которых выступают масла
повышенной вязкости МС-20, МК-22 или их смеси с МК-8, масла МС-14 (ГОСТ
1013—40), ВНИИ НП 25 (ГОСТ 11122-60), гипоидное (ГОСТ 4003-53) и сме-
си последнего с маслом АМГ-'Ю (ГОСТ 6794—53). Эти масла отличаются доста-
точно высокой вязкостью при температуре 1'00° С, но при низких температурах
теряют свою текучесть.
Из синтетических масел в качестве трансмиссионных применяют редукторное
масло Б-ЗВ (МРТУ 38-1 -157-65). Оно содержит многофункциональную присадку,
обладающую антиокислительными, антиизносными и антизадирными качествами.
Взаимозаменяемость отечественных и зарубежных
авиационных масел
Нефтяные масла СССР, Англии и США, применяемые для летательных ап-
паратов с ТРД, по основным физико-химическим свойствам близки друг к другу
и могут быть взаимозаменяемы. Дозаправка масляных баков отечественных ле-
тательных аппаратов с ТРД, работающими на нефтяных маслах, разрешается
нефтяными маслами турбоойль-2 или турбоойль-8 и не разрешается синтетиче-
скими маслами турбоойль-,300 и турбоойль-750 (приложения 7 и 8).
Для смазки ТВД за рубежом применяют нефтяные масла турбоойль-9 и
сорт lil'OO и синтетические масла турбоойль-15 и турбоойль-750.
Нефтяные масла СССР, применяемые на летательных аппаратах с ТВД, от-
личаются по качеству от зарубежных сортов масел, поэтому при дозаправке са-
молетов Ил-48, Ан-10, Ан-12 и Ан-Й4 в зарубежных аэропортах необходимо при-
менять смеси нефтяных масел 75% турбоойль-2 или турбоойль-3 и 25% сортов
1100 или 011-100. При дозаправке самолетов Ту-114 необходимо применять неф-,
тяные смеси 25% турбоойль-2 или турбоойль-3 и 715% сортов 1100 или
Oil-W-lOO, Oil-100. Не разрешается отечественные самолеты с ТВД дозаправлять
зарубежными маслами турбоойль-300 и турбоойль-750.
16
3.	КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАСЛА ВО ВРЕМЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Состояние масла можно проверить путем испытания его в химической лабо-
ратории по всем контролируемым показателям. Ниже излагаются только спосо-
бы контроля в аэродромных условиях.
Определение цвета, прозрачности и флюоресценции масла
Цвет масла может дать ценные сведения о его состоянии. Свежее авиаци-
онное масло обычно светлого цвета с желтым или зеленым оттенком. В эксплуа-
тации под влиянием образующихся при окислении смол и осадков, а также за-
грязнений масло темнеет и приобретает различные тона:. Если масло сильно окис-
лилось, то оно имеет красноватый оттенок. В случае сильного перегрева масло
йахнет горелым и в нем могут быть мельчайшие частицы сажи, придающие ему
темный цвет. Контроль состояния масла, находящегося в баке, по цвету можно
Осуществить путем осмотра указателя уровня масла (масломерной линейки).
Дасло не должно быть слишком темным и отметки на линейке должны быть
отчетливо видны через масляную пленку.
Масло в период эксплуатации должно оставаться прозрачным. Для проверки
прозрачности масла его наливают в стеклянную пробирку диаметрам 30—40 мм
и охлаждают до 5° С. Если в пробирке не обнаруживается помутнения, то масло
Считается прозрачным. Масло, содержащее большое количество эмульсионной во-
ды, приобретает цвет «кофе с молокам» и теряет прозрачность.
Если рассматривать свежее масло в проходящем свете, то на его поверхно-
сти наблюдается голубоватое или зеленоватое отсвечивание (флюоресценция).
. Это особенно заметно при рассмотрении масла против блестящей черной бумаги
и сильном солнечном освещении. В работавших маслах (старых или загрязнен-
ных) флюоресценция выражена слабо (матовая или едва голубоватая) или со-
всем Отсутствует.
Определение механических примесей и осадка в масле
Механическими примесями считают посторонние вещества, попавшие тем
шли иным путем в масло и не вступившие с ним в химическое соединение. За-
грязнения ухудшают физико-химические и эксплуатационные свойства масла
1(вязкость, температуру застывания). Механические примеси в масле обнаружи-
вают при просматривании его .на свет (ъ стеклянной посуде). Присутствие в мас-
:(ре механических примесей можно также обнаружить на ощупь, путем энергич-
ного растирания нескольких капель масла между пальцами руки. В чистом мас-
yie нет легко ощущаемых твердых частиц. Если при растирании происходит за-
метное нагревание пальцев и отсутствует ощущение липкости, то это свидетель-
ствует о недостаточной вязкости масла.
Осадок в масле определяют путем осторожного взбалтывания масла, кото-
рое предварительно отстаивалось. Если при этом Обнаруживают как бы легкие
дымовые струйки (одна-две), поднимающиеся со дна сосуда, то такой осадок
Является допустимым. Осадок в виде порошка темно-коричневого или бурого
Цвета, мази светлого или темно-бурого цвета, углеродистых отложений черного
диета — недопустим.
В практике встречаются такие случаи, когда никакого осадка на дне сосуда
(чет, масло светлое, но мутное. Это может быть взвешенный осадок или влага,
^ля выяснения нагревают масло в пробирке до 1'00° С и выдерживают 5—10мин.
Затем дают ему остыть. Если после охлаждения масло снова помутнеет — это
чсадок, так как при нагревании масла он растворяется в нем, а при охлажде-
1ии — снова выпадает. При наличии воды масло после этого испытания остает-
:я прозрачным, так как влага из такого объема успевает выделиться.
Освободиться от взвешенного осадка можно только путем пропускания мас-
Eia через силикагель. Сепарация не дает никакого эффекта, так как во взвешен-
|Ом состоянии находятся слишком мелкие частицы.
— 1040	17
О степени загрязнения и окисления масла можно судить также но пятну От
-капли на белой фильтровальной бумаге. Свежее чистое масло характеризуется
круглым светлым пятном, имеющим одинаковый цвет по всей площади. Ра-
ботавшее, загрязненное масло дает на бумаге след в виде темного ядра в цент-
ре пятна и более светлого кольцевого пояска. В ядре пятна собираются углеро-
дистые и другие нерастворимые в масле частицы. В зависимости от количества
нерастворимых загрязнений, находящихся в масле, меняется цвет ядра ,пятна
от серого или светло-коричневого до черного. Чем темнее ядро пятна,
тем сильнее загрязнено масло. Когда ядро становится темно-коричневым и^и
черным, масло необходимо заменить. В зависимости от степени окисления масла
цвет кольцевого пояска меняется от лимонного до темно-коричневого. Чем тем-
нее поясок, тем сильнее окислилось масло. Когда поясок становится коричневы^,
мдсло подлежит замене.
Определение воды в масле
Присутствие воды в масле может быть обнаружено по потрескиванию. Для
этого масло наливают в чистую сухую пробирку диаметром 8—12 мм и закры-
вают ее пробкой с отверстием, куда вставляют термометр так, чтобы он не ка-
сался стенок пробирки, а шарик находился на расстоянии 20—30 мм от ее дна.
Пробирку подогревают до 1150° С на электрической плитке, покрытой сеткой.
В случае присутствия влаги масло пенится (верхний слой) и слышится треск.
Иногда (при значительном количестве воды) при температуре 80—90° С со дна
пробирки цепочкой поднимаются пузырьки влаги. Наличие воды считается уста-
новленным, если слышится явственный треск не менее 2 раз. Треск очень харак-
терный — похож на треск разрываемой крепкой ткани.
Повторную проверку проводят в следующих случаях:
слышится однократный треск и заметно вспенивание;
слышится слаборавличимый треск и наблюдается вспенивание;
наблюдается только вспенивание.
Если при повторном испытании снова слышится однократный треск и замет*
но вспенивание, то наличие воды считается установленным. Если же при дести*
женин в пробирке температуры 130° С наблюдается только слаборазличимый
треск и вспенивание или только вспенивание, то считается, что испытуемое масла
не содержит воды.	• '
Для определения связанной воды в масле его предварительно фильтрую»
(для удаления свободной воды). Просушенное масло нагревают в пробирке цоЧ|'
ти до кипения, затем пробирку резко наклоняют и, быстро вращая, смачиваю^
маслом ее стенки. Если при этом слышно потрескивание, то это указывает на
наличие в масле связанной воды.
Присутствие воды в масле не допускается. Обводненное масло подвергаю»
фильтрации и сепарации и таким путем, освобождаются от воды. Нельзя допускать
длительного обводнения масла, так как вода является фактором, резко ухуд-{
щающим физико-химические и эксплуатационные свойства масла. Присутствий
-воды в масле приводит к интенсивному ценообразованию, выбросу масла чере>
дренажную магистраль, ухудшению смазки и к образованию шлама — нераствой
римого-в масле осадка, состоящего из окислов железа и металлических мыл?
Это оказывает разъедающее действие на металлические детали. Окислительный
Процессы в масле в присутствии воды ускоряются.
Глав II. УСТРОЙСТВО И РАБОТА МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ
1, МАГИСТРАЛИ СИСТЕМЫ
Масляные системы ГТД подразделяются на разомкнутые и
замкнутые (циркуляционные). В разомкнутых системах масло пос-
ле смазки трущихся поверхностей обычно теряет смазывающие
свойства и удаляется из двигателя. Такая система содержит бак
и магистраль подвода масла к подшипникам. Внутри бака, в его
верхней части, находится обычно поршень, к которому подводится
топливо. Под действием давления топлива при запуске и работе
двигателя из бака периодически выжимается часть масла, одной
порции которого достаточно для надежной смазки подшипников в
течение нескольких м'инут. Отработавшее масло затем удаляется
в зону выходных газов и сгорает.
Разомкнутые системы конструктивно менее сложны, чем замк-
нутые, так как у них отсутствуют элементы (агрегаты), обеспечи-
вающие подготовку масла к последующему циклу (откачивающие
насосы, воздухоотделители, радиаторы). Эти системы чаще всего
находят применение в температуронапряженных двигателях одно-
разового или кратковременного действия, для которых создание
замкнутых систем смазки затруднительно или экономически Неце-
лесообразно.	.
В циркуляционных системах отработавшее масло после очист-
ки, отделения от него воздуха и охлаждения возвращается в бак
.или на вход в нагнетающий насос двигателя. В этих системах все
высоконагруженные подвижные поверхности узлов и агрегатов
(подшипники, зубчатые и шлицевые соединения, втулки и т. л.)
смазываются маслом, подводимым под давлением. Малонагружен-
ные поверхности смазываются за счет разбрызгивания масла. _
При использовании последнего-способа смазки масло вращаю-
щимися деталями двигателя раздробляется на мельчайшие, капель-
ки. Образующийся масляный туман, проникая в зазоры между тру-
щимися поверхностями, предохраняет их от заеданий. Кроме того,
масло, обладающее достаточной липкостью, покрывает внутренние
поверхности масляных полостей пленкой, защищая их от коррозии.
Для ТРД сверхзвуковых самолетов возможно применение ком-
бинированных систем, в которых циркуляционная система обеспе-
чивает смазку узлов трения, работающих при сравнительно низких
температурах, а' разомкнутая — температурно нагруженных (на-
пример, опор турбины).
Циркуляционные системы (рис. 10) имеют три характерных
участка. Первый — от масляного бака 1 до нагнетающего насо-
2*	19
Рис. 10, Схема одноконтурной масляной системы:
1 — бак; 2 — центробежный суфлер; 3 — нагнетающий насос; 4 и 5 — дат-
чик и указатель температуры; 6 — фильтр; 7 и 8 — датчик и указатель дав-
ления; 9 — двигатель; 10 — откачивающие насосы; II — воздухоотделитель:
12 — радиатор
са 3. Он носит название всасывающей магистрали. Для уменьшения
гидравлического сопротивления этого участка, что благоприятно
сказывается на работе насоса в высотных условиях, желательно
чтобы он был по возможности'прямым, коротким и с трубопрово-
дами большого диаметра. Улучшение условий работы нагнетаю-
щего насоса достигается за счет установки бака выше насоса. Так
как фильтры во всасывающей магистрали заметно повышают ее
сопротивление и тем самым понижают высотность масляной систе-
мы, установка их на этом участке нежелательна, несмотря н-а
целесообразность применения с точки зрения защиты системы от
пыли и других механических частиц, попадающих в бак.
. (Второй участок заключен между нагнетающим 3 и откачиваю-,
щими 10 насосами. Это внутренняя (цагнетающая) магистраль:
двигателя. Здесь масло после очистки В’ фильтрах обеспечивает
смазку подшипников ротора двигателя, различных приводов и ча-;
сто используется как рабочая жидкость в автоматических устрой-
ствах.
Кроме очистки масла в фильтрах, установленных за нагнетаю-
щим насосом, дополнительно очистка производится фильтрами,
установленными перед форсункамй подачи масла к подшипникам,
в автоматических регуляторах и других агрегатах. В ряде случает,
на выходе масла из двигателя устанавливают сетчатые фильтры;
предохраняющие откачивающие насосы от попадания в них меха-'
нических частиц.
Появление металлической стружки на поверхности этих фильтр
ров является обычно первым признаком, позволяющим судить о не|
нормальностях в работе двигателя.
20
Для предотвращения перетекания масла из бака через зазоры
нагнетающего насоса в неработающий двигатель за насосом часто
располагают запорный (обратный) клапан, открывающийся при
давлении, превышающем статический напор масла перед насооом.
На участке внутренней магистрали устанавливают датчики темпе-
ратуры и давления масла.
Третий участок — от откачивающих насосов 10 до масляного
бака 1 — называют откачивающей магистралью. В целях обеспе-
чения надежного отсоса масла при различных положениях двига-
теля в полете на этом участке устанавливают обычно несколько
секций откачивающих насосов. На участке откачивающей маги-
страли располагают радиатор 12, центробежный воздухоотделит
тель (центрифугу) 11 и другие устройства, обеспечивающие под-
готовку масла к повторному циклу работы.
Воздухоотделитель целесообразно устанавливать до радиато-
ра, так как в горячем масле облегчается процесс воздухоотделе-
ния, а также улучшается теплоотдача радиатора при протекании
через него масла, очищенного от воздушных включений. Кроме
того, центрифуга создает напор, достаточный для преодоления гид-
равлических сопротивлений радиатора и других агрегатов, уста-
новленных на участке откачивающей магистрали.
xj Для обеспечения надежной подачи масла к насосу необходи-
мо сообщение воздушной полости бака с атмосферой. В зависимо-
сти от способа сообщения циркуляционные системы смазки раз-
деляют на открытые и закрытые. В первых масляный бак при по-
мощи дренажной магистрали непосредственно сообщается с атмос-
ферой, во вторых — сообщение его с атмосферой осуществляется
через предохранительные клапаны или магистраль суфлирования
двигателя. Иногда в открытых системах в дренажную магистраль
!бака включают маслоуловительный (дренажный) бачок, откуда
.воздух по дренажным трубкам отводится в атмосферу, а масло
(сливается в отстойник двигателя или в бак. Установка таких бач*
)ков предназначена для борьбы с выбросом масла через дренаж-
ную магистраль при действии на самолет отрицательных перегру-
зок. Однако из-за увеличения веса и усложнения масляной систе-
мы применение их ограничено.
Выводить дренажные трубки целесообразно в утепленное место
(например, в туннрль радиатора), что устраняет опасность их об-
мерзания. ’ Для повышения надежной работы дренажных магист-
ралей, особенно зимой, внутри подкапотного пространства на тру-
бопроводе дренажа иногда устанавливают предохранительные кла-
паны.
Системы с суфлированием бака через двигатель получили бо-
лее широкое распространение, так как при этом устраняется вы-
брос масла из бака в атмосферу и уменьшается попадание в бак
пыли и влаги. Особенно хорошо работают такие системы в случае
сообщения бака с атмосферой через центробежный суфлер, пре-
дусмотренный на двигателе,
21
Независимо от схемы масляной системы в ней всегда предуст
матривают Элементы, обеспечивающие заправку, слив и контроль:
количества масла в баке. Для быстрого слива масла трубопровод
ды выполняют с достаточным уклоном к-сливному крану. Особое
внимание уделяют сливу масла из отстойников двигателя, бака ф
радиатора. При проектировании устройств слива должны быть,
приняты меры к тому, чтобы масло не попадало на электрическую1,
проводку, горячие детали двигателя и покрышки колес.
2.	ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ МАСЛЯНЫХ СИСТЕМ САМОЛЕТОВ
В настоящее время широкое распространение подучили два тщ
па циркуляционных систем: одноконтурные и д&ухконтурные.
Одноконтурную масляную систему (См. рис. 10) выполняют по
следующей схеме циркуляции масла: бак — двигатель — радиа-
тор — бак. В этой системе масло из бака 1 по всасывающей маги-
страли поступает к нагнетающему насосу 3, откуда под давлением
подается к фильтру 6. Пройдя фильтр, масло по трубопроводам
или внутренним каналам двигателя поступает на смазку подшип-
ников, а также зубчатых колес различных приводов самолетных
и двигательных агрегатов.
К подшипнику масло может подводиться через форсунки
(рис. Ill) или через сверления 1 (рис. 12) в ei;o кольцах (обой-
мах). Форсунки имеют калиброванные отверстия, размер которых
при расчетном давлении определяет прокачку масла через подшип-
ник. В некоторых форсунках для лучшего раслыливания масла при-
меняют различные завихрители, сообщающие маслу вращательное
движение (центробежные форсунки). Однако такие форсунки спо-
собствуют. насыщению масла воздухом, поэтому более широкое
фаспр'остранение получили струйные форсунки.
(Подвод масла через форсунки производится параллельно оси
подшипника или под утлом 1:5—-120° (см. рис. 11, а). Второй способ
предпочтительнее, так как маслр, попадая между внутренним коль-
цом подшипника и сепаратором, хорошо смазывает рабочую
подшипники через форсунки:
б —параллельно оси подшипника
Рис. 11. Схема подачи масла, на
а — под углом к оси подшипника,
22’
поверхность, кольца, а за-
тем, увлекаемое шариками
(рынками), под действи-
ем-Щентробежных сил под-
нимается к рабочей поверх-
ности наружного кольца,
смазывает ее и сливается в
мйлосборник. Для обеспе-
чения необходимой прокач-
кимасла через подшипник
по окружности его на спе-
циальном кольце может рас-
полагаться от трех до две-
Рис. 1й. Схема подачи масла на подшип-
ники через сверления
надцати форсунок.
При использовании, сверлений в обоймах подшипника масло
желательно подводить через внутреннее кольцо, беговая дорожка
которого в результате действия центробежных сил смазывается
Недостаточно. Однако в этом случае встречаются затруднения, свя-
занные с обеспечением герметичности каналов, подводящих масло
внутрь вращающегося с большой скоростью вала ротора двига-
теля: Поэтому на практике чаще встречается подвод масла к под-
шипникам через отверстия в наружном кольце. Отработавшее мас-
!р сливается в отстойники, откуда по трубопроводам поступает к
укачивающим насосам 10 (см. рис< 10). Пройдя насос и центро-
бежный воздухоотделитель 11, масло подается в радиатор 12, а
атем направляется в бак.
На некоторых типах силовых установок масло до поступления
i радиатор из воздухоотделителя подается в масляную проставку
! 1вигатеЛя, выполненную в виде полого кольца, установленного
; гежду каналом воздухозаборника и двигателем. В проставке мас-
s ю частично охлаждается поступающим в двигатель воздухом, а
Ьатем, пройдя радиатор, направляется в бак. '
По указанной выше схеме обеспечивается циркуляция масла
в системах силовых установок большинства современных самоле-
тов с ТРД. Из представленной на рис. 13 схемы видно, что масло
из бака 1 по трубопроводу 2 самотеком поступает к нагнетающей
секции насоса 14, откуда под давлением подается к масляному
фильтру 6.
Пройдя фильтр, масло попадает в распределительную колонку,
откуда направляется на смазку опор ротора двигателя, промежу-
точных приводов и коробок приводов самолетных и двигательных
агрегатов. В конструкции фильтра предусмотрен предохранитель-
ный клайан 5, который при засорении фильтрующих элементов и
достижении на них перепада давлений 0,5 кГ/см* открывается,
перепуская в систему нефильтрованное масло. После смазки сред-
ней и задней опор ротора масло сливается в сборники, откуда по
трубопроводам 11 поступает к откачивающим секциям /3 насоса.
Обеспечив смазку правого и левого промежуточных приводов, пе-
23
Рис. 13. Схема масляной системы ТРД:
/ — бак; 2 — магистраль всасывания; 3 — нагнетающая магистраль; 4 — об-
ратный клапан: 5 — предохранительный клапан; 6 -г- фильтр; 7 и 9 — датчики '
давления и температуры масла; 8 — запорный клапан; 10 — трехстрелочный
' указатель; 11 и 17 — откачивающие магистрали; 12 — сливной кран; 13 — отка-
чивающие секции насоса; 14 — нагнетающая секция насоса; 15 — редукционный
клапан; 16 — радиатор
редней опоры и коробок приводов самолетных и двигательных
агрегатов, масло стекает в корпус нижнего привода, а затем в от-
качивающую секцию насоса.
Из откачивающих секций масло по общей магистрали подается
к топл'ивно-масляному радиатору 16, охлаждается проходящим че-
рез него топливом и направляется в бак. Для защиты от перете-
кания масла в неработающий двигатель в корпусе масляного
фильтра установлен запорный клапан 8.
Система смазки турбостартера берет свое начало от всасываю-^
щей магистрали 2 масляной системы -двигателя. Пройдя нагнетаю-
щую секцию насоса стартера, масло поступает в гидравлическую
муфту, обеспечивая оцепление роторов стартера и двигателя при
запуске последнего. Одновременно масло подается на смазку под^
шинников ротора стартера, а также подшипников и шестерен ре-4
дуктора. Отработавшее масло собирается в нижней части корпуса
редуктора и сливается по трубопроводу в передний корпус ком-
прессора и далее в коробку нижнего привода двигателя. Из маги-
страли смазки передней опоры ротора двигателя масло через об-
ратный клапан 4 может поступать в систему смазки турбостартера,
предохраняя его трущиеся поверхности от заеданий при возможной
авторотации ротора турбостартера в полете.
Дренаж бака осуществляется через масляные полости двигате-
ля. Дренажная трубка из верхней части масляного бака подводит
воздух и пары масла к левой горизонтальной накладной спице
компрессора, через которую пары попадают в полость переднего
24
корпуса компрессора, а затем к центробежному суфлеру. В систе-
ме суфлирования бака установлен редукционный клапан, поддер-
живающий .в баке избыточное давление, равное 0,3—0,35 кГ/см2.
Прокачка масла через двигатель составляет 28 ± 3 л/мин; коли-
чество отводимого от двигателя тепла — 280 ккал/мин.; применяе-
мое масло •— МК-6, МК-8.
Работу масляной системы контролируют по давлению и темпе-
ратуре масла на входе в двигатель и по давлению масла в системе
смазки турбостартера. Датчик давления масла в системе
двигателя подсоединен к штуцеру, расположенному на крышке
масляного фильтра. Давление масла на номинальном и ’ макси-
мальном режимах работы двигателя должно быть 4—5 кГ/см2, а
нй режиме малого газа — не менее 1,7 кГ/см2. Датчик температу-
ры масла представляет собой термопару, установленную в нагне-
тающей магистрали перед маслораспределительной колонкой. Ре-
комендуемая температура масла на входе в двигатель не должна
превышать 75—80° С. Указатель давления и температуры масла
уходит в комплект прибора ЭМИ-ЗР, расположенного в кабине
Пилотов на средней приборной доске.
'Наличие давления масла в системе смазки турбостартера кон-
тролируют по загоранию зеленой сигнальной лампы, расположен-
ной на средней приборной доске. В процессе запуска двигателя
лампа должна загореться не позже, чем через 10—12 сек после
нажатия на кнопку «Запуск». Допускается затухание лампы на
1—2 сек при включении гидравлической муфты и на 2—3 сек — в
конце работы стартера при скорости вращения ротора двигателя
700—900 об/мин.
Количество масла в баке контролируют по мерной линейке,
вмонтированной в пробку заправочной горловины масляного бака.
•Рабочая емкость системы (без учета заполнения маслом каналов
. двигателя) составляет 31 л, из них в баке — 24, радиаторе — 4
'и трубопроводах 3 л. Минимально допустимое количество масла в
баке — 15 л. Расход масла двигателем не превышает 1,5 кГ/ч.
Основные магистрали двухконтурной масляной системы
(рис. 14) аналогичны одноконтурной. Различие их состоит в том,
’что у двухконтурной системы имеется подкачивающий насос (па-
фос подпитки) и два контура течения масла: основной и дополни-
тельный.
• По основному контуру на участке нагнетающий насос — дви-
гатель — откачивающие насосы — воздухоотделитель — радиатор
'прокачивается потребное для обеспечения надежной работы дви-
гателя количество масла (в дальнейшем будем называть его по-
требной прокачкой №дв). Так как в откачивающей магистрали за
радиатором установлен жиклер 14 и благодаря наличию трубопро-
вода аб, именуемого иногда короткозамкнутым участком, значи-
тельная часть масла (около 90% от потребной прокачки), минуя
бак, поступает на вход в нагнетающий насос, а небольшая часть
(около 10%) — по дополнительному контуру проходит в бак для
25
Рис. 14. Схема двухконтурной масляной системы:
/ — бак; 2 — насос подпитки; 3 — Обратный клапан; 4 и 5 — датчик и указатель темпе-
ратуры; 6 — нагнетающий насос; 7 — фильтр; в и 9 — датчик и указатель давлений;
10 — двигатель; 11 — откачивающие насосы; 12 — воздухоотделитель; 13 — радиатор; 14 —
жиклер; 15 — флюгерный насос
подогрева находящегося там масла. Из бака масло подкачиваю-
щим насосом подается в основной контур на вход в нагнетающий'
насос. Вследствие того что по основному контуру циркулирует
только масло, находящееся в двигателе, трубопроводах и агрега- '
тах, ускоряется его прогрев, уменьшается расход ресурса двигате» -
ля, сокращается время подготовки летательного аппарата к выле-
ту. Вторым преимуществом двухконтурной системы является воз-
можность получения большей высотности, чем при одноконтурной
масляной системе. Это достигается за счет установки во всасываю-
щей магистрали подкачивающего насоса, поддерживающего перед
нагнетающим насосом определенное избыточное давление, благо-
даря чему исключается возможность-образования на входе в насос
воздушных пробок. Двухконтурные масляные системы применяют
в силовых установках самолетов Ту-114, Ил-62.
Разновидностью двухконтурной масляной системы является ко-
роткозамкнутая (рис. 15), применяемая в силовых установках са-
Рйс. 16. Схема короткозамкнутой масляной системы:
1 — бак; 2 — насос подпитки; 3 — обратный клапан; 4 и 5 — датчик и указатель темпе-
ратуры; 6 — нагнетающий насос; 7 — фильтр; 8 и 9 — датчик и указатель давления; 10 -
двигатель; 11 — откачивающие насосы; 12 — воздухоотделитель: 13 — радиатор: 14 —
флюгерный насос
26
молетов Ил-18, Ан-10, Ан-24. В этой системе масло, минуя иак,
циркулирует по контуру: двигатель — радиатор — двигатель.
Первоначальное заполнение маслом двухконтурных и коротко-
замкнутых систем, поддержание постоянного' давления на входе в
нагнетающий насос, а также пополнение израсходованного Дви-
гатфем масла производится из бака подкачивающим насосом 2.
Нагнетающий насос 6 через фильтр 7 подает масло на смазку дви-
гателя. Отработавшее масло при помощи откачивающих насосов
11 Додается в воздухоотделитель 12. Освобожденное от воздуха
масло направляется в радиатор 13, откуда после охлаждения по-
стукает на вход е нагнетающий насос.
.фри давлении масла на входе в нагнетающий насос свыше
определенного значения открывается редукционный клапан подка-
чивающего насоса и излишек масла возвращается снова на вход
в насос. В случае понижения давления масла на входе в нагне-
тающий насос подкачивающий насос компенсирует потери давле-
ния. Воздух, выделенный. из масла в центрифуге, направляется
в бак.
 ''Поскольку вспененное в двигателе масло в короткозамкнутых
системах в бак не возвращается, то последний является только ре-
зервуаром для хранения' запаса масла, расходуемого в полете, и
емкостй его может быть небольшой. В то же время это является
и недостатком, так как бак не используется для охлаждения мас-
ла, в связи с чем требуется большая поверхность охлаждения ра-
диатора, увеличиваются его вес и габариты.
> При циркуляции масла по короткозамкнутой схеме, как это
выполнено, например, на одном из отечественных ТВД (рис. 16),
Нагнетающая секция насоса 13 подает масло в канал лобового
Кйртера, где оно разделяется на два потока. Один из них идет на
сказку механизма редуктора двигателя и питания насоса измери-
теля крутящего момента, другой —. на смазку приводов лобового
картера, подшипников ротора двигателя, приводов коробки агре-
гатов, а также для питания регулятора скорости вращения, ротора
и воздушного винта.
Отработавшее в редукторе и лобовом картере масло сливается
в маслосборник, расположенный в нижней части картера. Снизу
к?‘фланцу маслосборника прикреплен маслоагрегат 17, имеющий
насос подпитки 15, нагнетающую 13 и три откачивающих секции 7
9: одна из них — 9 подает масло в воздухоотделитель 10 из ло-
бового кйртера, а две другие — из корпуса камеры сгорания. Очи-
щенное от воздуха масло поступает в радиатор 11, охлаждается,
а Затем направляется на вход в нагнетающую секцию насоса. От-
делившийся от. масла .воздух по трубопроводу отводится в бак. Из-
быточное давление на входе в нагнетающую секцию насоса, рав-
ное 0,6—0,8 кГ/см2, поддерживается редукционным клапаном 16
подпитывающей секции 15 маслоагрегата.
Для подогрева масла в баках двухконтурных и короткозамкну-
тых систем ТВД предусматривают циркуляцию небольших коли-
27
|р|ию. 16. Схема масляной системы ТВД:
1 — бак; 2 — насос измерителя крутящего момента; 3 — трубопровод подвода масла на
смазку редуктора; 4 — фильтр; 5 — регулятор оборотов; 6 — подшипники; 7 и 9 — отка-
чивающие секции насоса; 8 — обратный клапан; 10 — воздухоотделитель; 11 — радиатор;
12 и 16 — редукционные клапаны; 13 — нагнетающая секция насоса; 14 — запорный кла«
пан; 15 — насос подпитки; 17 — маслоагрегат; 18 — указатель давления и температуры
масла
честв масла по магистрали от селекторного клапана регулятора
постоянной скорости вращения ротора по трубопроводу флюги-
рованйя воздушного винта в бак. Циркуляция масла по этой
магистрали обеспечивает прогрев ее и бака, а следовательно, и по-
стоянную готовность ж работе при отрицательных температурах
окружающего воздуха.
На некоторых силовых установках с ТРД находят применение
топливно-масляные агрегаты. В корпусе такого агрегата, одновре-
менно являющегося и емкостью для масла, обычно устанавливает
топливно-масляный радиатор, топливный и масляный фильтры,
устройства для забора масла и суфлирования бака. Такая компо-
новка позволяет осуществить в одном агрегате охлаждение масла,
фильтрацию топлива и его подогрев (с целью предупреждения
льдообразования на топливном фильтре), а также непрерывную
подачу масла к насосам двигателя при различных эволюциях ле-
тательного аппарата и действии отрицательных перегрузок.
3.	ОСОБЕННОСТИ МАСЛЯНЫХ СИСТЕМ СИЛОВЫХ
УСТАНОВОК ВЕРТОЛЕТОВ
Силовые установки вертолетов с ГТД имеют' две самостоятель-
ные (автономные) системы смазки: одну — для питания маслом
двигателя и вторую — для, смазки редукторов. Схема системы
смазки вертолетного двигателя практически не отличается от рас»
смотренной выше одноконтурной масляной системы силовых уста-
новок самолетов. Это относится и к применяемым маслам. Что же
28
касается смазки редукторов, то на этом вопросе остановимся не-
сколько подробнее. .
На вертолете мощность от двигателя передается несущему, а
на некоторых типах вертолетов и хвостовому винтам при помощи
трансмиссии, состоящей из му|фт, валов и редукторов (главного,
промежуточного и редуктора хвостового винта). Главные редукто-
ры, или редукторы несущих винтов, имеют большое передаточное
отношение, так как в них осуществляется понижение скорости вра-
щения ротора двигателя до необходимой скорости вращения несу-
щего винта. В связи с этим, а также в зависимости от типа редук-
тора и мощности, передаваемой на винт, система смазки редукто-
ров имеет некоторые особенности.
'При небольшой мощности, передаваемой на винт, система
смазки состоит из отстойника, который является одновременно
масляным резервуаром, насоса, фильтров и форсунок. Внешние
участки масляных магистралей и радиаторы в такой системе Обыч-
но отсутствуют. Масло охлаждается в отстойнике редуктора при
обдуве его потоком воздуха от специального вентилятора. Пере-
дача редуктором большой мощности требует появления внешних
участков масляной системы, а охлаждение масла производится в
воздушно-масляных радиаторах.
Применительно к представленной на рис. 17 схеме масляной си-
стемы смазка редуктора осуществляется следующим образом. На-
гнетающая ступень насоса 1 забирает масло из холодного отсека
13 и подает его на смазку редуктора. Так как в зоне контакта
зубьев выделяется большое количество тепла, то для отвода его
и для создания масляной пленки между зубьями желательна по-
дача масла в зону зацепления по направлению вращения переда-
чи. При малом зазоре в зубчатых зацеплениях рекомендуется по-
давать масло на выходе из зацепления, в противном случае выдав-
ливаемое с рабочих поверхностей масло приводит к расклинива-
нию зубьев.
Отработавшее масло стекает из редуктора в горячий отсек 2
отстойника, откуда откачивающей ступенью насоса 10 подается в
Рис. 17. Схема масляной системы
главного редуктора двигателя верто-
лета:
1 — нагнетающий насос; 2 — горячий от-
сек отстойника; 3 и 4 — датчик и указа-
тель температуры входящего в отсек мас-
ла; 5 — фильтр; 6 и 8 — датчик и ука-
затель давления; 7 и 9 — указатель и
датчик температуры масла в отстойнике;
10 — откачивающий насос; 11 — отстой-
ник; 12 — радиатор; 13 — холодный от-
сек отстойника
29
радиатор 12 для охлаждения. Из радиатора масло возвращается
в холодный отсек. Контроль за работой системы осуществляется
по давлению масла в нагнетающей магистрали и температурящего
в холодном отсеке й откачивающей магистрали. Для повышения
надежной работы масляной системы заборный штуцер откачиваю-
щей магистрали несколько приподнят, чем обеспечивается сохран-
ность определенного количества масла в отстойнике при потере
герметичности откачивающей магистрали. Оставшееся в отсто^и-
ке масло предназначено для Обеспечения нормальной смазки.'ре-
дуктора в течение времени, необходимого для выбора места .вы-
нужденной посадки вертолета. О появлении негерметичности су^я г
по повышению в отстойнике температуры масла, вызванном 1^е-
кращением циркуляции его в системе.
Смазка главных редукторов может производиться маслом
МС-ЙО или МК-Й2, смесью масел МС-ЙО и МК48 (например, 7$ %
МС-20 и 25% МК^8), а также маслом для гипоидных передач. Вы-
бор сорта масла зависит от типа редуктора, величины удельных
давлений в его зубчатых зацеплениях, мощности, передаваемой
редуктором, и т. и.
В некоторых типах вертолетов с двумя ГТД масляная система
двигателя обеспечивает смазку только компрессорной части, а туф?
бинная часть двигателя смазывается маслом из системы редуктора
(рис. 18). Подача масла на смазку редуктора и муфт свободного
Рис. 18. Схема смаэки редуктора и трансмиссии двигателя вертолета:
1 — нагнетающий насос; 2 — радиатор; 3, 4, 10 и 11 — трубопроводы; 8 — маслоагрегат;
9 — откачивающий насос; 12 — трубка суфлирования
30
хода производится по трубопроводу 4 нагнетающими секциями на-
соса' маслоагрегата 8, а роликовых муфт, подшипников валов
трансмиссии и турбин по трубопроводу 11 нагнетающим насосом 1.
К последнему масло подается по трубопроводу 3 от подкачиваю-
щей ступени насоса маслоагрегата. Из полости муфты свободного
хода масло насосом 9 откачивается в горячий отсек отстойника.
Туда же стекает масло после смазки редуктора. Отработавшее
масло из полости подшипников трансмиссии и турбин в горячий
отсек отстойника направляется по трубопроводу 10. Из горячего
отсека масло откачивающими секциями насоса маслоагрегата по-
дается в воздушно-масляный радиатор 2, охлаждается там, а за-
тем поступает в холодный (нижний) отсек в зону располо-
жения нагнетающих и подкачивающей секций насоса масло-
агрегата.
Применение таких систем повышает безопасность полета вер-
толета, так как позволяет в случае заклинивания обгонной муфты
и выключении .одного из двигателей продолжать полет на втором.
При этом свободная турбина первого двигателя имеет возмож-
ность вращаться, а ее подшипники надежно смазываются маслом,
подаваемым насосом редуктора.
В промежуточных и хвостовых редукторах применяется авто-
номная система смазки с заправкой масла непосредственно в кар-
тер редуктора. Трущиеся лары редуктора смазываются принуди-
тельно (под давлением) или барботажем, а некоторые типы редук-
торов (силовые установки с ГТД) имеют оба вида смазки. Прину-
дительная подача масла к редуктору осуществляется насосом, ко-
торый совместно с фильтром и предохранительным клапаном рас-
полагается в корпусе масляного агрегата редуктора. Смазка раз-
брызгиванием производится за счет того, что обод одного или не-
скольких зубчатых колес частично погружен в. масло. При вра-
щении этих колес в картере создаётся масляная эмульсия, обеспе-
чивающая достаточную смазку редуктора. В качестве масла для
промежуточных и хвостовых редукторов чаще используют гипо-
идное. .
(Известно, что ГТД могут применяться и в качестве реактивно-
го привода несущего винта вертолета (ТРДЛ). Напомним, что под
реактивным приводом подразумевается такая силовая установка,
в которой требуемая^ сила тяги создается в реактивных двигате-
лях, расположенных непосредственно на лопастях несущего винта.
Масляные системы таких двигателей могут быть различными. Са-
мой простой является система с выбросом отработавшего масла в
атмосферу. Недостатком ее является ухудшение экономичности, за-
грязнение аэродромов и самих вертолетов^
Циркуляционные системы ТРДЛ бывают двух типов [23]: ав-
тономные и системы с центральным баком. В автономных системах
(рис. 19) все агрегаты и трубопроводы устанавливают на двига-
теле. Масло в системе циркулирует по контуру: бак —двигатель —
откачивающий насос — радиатор — бак. Недостатком такой систе-
31
Вис. В9. Схема автономной масляной системы ТРДЛ:
/ — насос; 2 — отстойник картера; 3 — двигатель; 4 — трубка суфлера; 5 — бак-радиаТор
мы является повышенный дисбаланс винта при неравномерном
расходе масла в симметрично расположенных двигателях. '
В системе с центральным баком (рис. 20) масло к дви^телш
подается из бака, расположенного на втулке винта, под действием
центробежных сил. Обратно в бак масло возвращается при помо-
щи откачивающего насоса, установленного на двигателе,. Для под-
Рис. 20. Схема масляной системы ТРДЛ с центральным баком:
/ — картер; 2 — трубка суфлирования; 3 — ограничительный клапан; 4 — маслопровод:
5 — бак; 6 — двигатель; 7 — откачивающий насос
‘32
держания на входе в двигатель требуемого давления на пути мас-
ла из бака в двигатель устанавливают дросселирующее устрой-
ство, а откачивающий насос подбирают высоконапорным, чтобы
преодолеть в маслопроводе давление, создаваемое центробежными
силами.
4.	ПОТРЕБНАЯ ПРОКАЧКА МАСЛА ЧЕРЕЗ ДВИГАТЕЛЬ
Прокачка масла через двигатель (принимая плотность и удель-
ную теплоемкость масла постоянными) зависит От количества теп-
ла Опотр, которое необходимо отвести в масло, и допустимого пере-
пада температуры масла в двигателе, т. е.
^сек,
СМ рм А *м
где	см — удельная теплоемкость масла, дж/кг  град;
рм—плотность масла, кг/'М*;
вых — /и. вх—(разность температур масла на выходе и входе в двига-
тель. Обычно Д/м = 35 4- бОР С.
Количество тепла, которое «необходимо отвести от двигателя
маслом, складывается из тепла, выделяемого за счет механических
пбтерь в редукторах и подшипниках, и тепла, передаваемого от
нагретых частей двигателя,
Фпотр — Фред + Фподш,
где	Qpen — количество тепла, которое необходимо отвести от редук-
тора и различных приводов;
Qnonm — количество тепла, которое необходимо отвести от под-
шипников, и горячих деталей двигателя.
Теплоотдача в масло зависит от многих факторов, основными
из которых являются тип и мощность двигателя, температуры мас-
гла и окружающей среды. С увеличением мощности двигателя теп-
лоотдача в масло возрастает (рис. 21). Так, для двигателя АИ-20
при температуре масла на входе 70°С и изменения мощности с
0,4 NH0M до номинальной теплоотдача увеличивается на 20%. При
постоянной мощности с увеличением температуры масла на входе
из-за уменьшения теплоперепада между нагретыми деталями дви-
гателя и маслом теплоотдача уменьшается (рис. 22). Уменьшение
теплоотдачи происходит также и при понижении температуры воз-
духа, .что обусловлено увеличением теплоотдачи от двигателя в
окружающую среду.
Количество тепла, передаваемого подшипникам от нагретых де-
талей, зависит от совершенства системы охлаждения двигателя и
вследствие влияния большого числа факторов точный расчет его за-
труднен. Поэтому обычно для определения потребной прокачки
масла через двигатель пользуются статистическими данными. Для
ориентировочных расчетов можно принять, что теплоотдача в мас-
3-1040	.	33
Рис. 21. Относительная тепло-
отдача в масло при изменении
режимов работы двигателя:
1 — N = 4000 л. с,; 2-N - 12 000 л. с.
Рис. 22. Зависимость теплоотдачи
от температуры масла:
1 N =12 000 л. с,\ 2 — W =4000 л. с,
ло (рис. 23) для наиболее теплонапряженных одноконтурных ТРД
составляет 70—<90 ккал/мин на каждые 1000 кГ стендовой тягща
для ТВД — 160—1180 ккал/мин на 1000 л. с. эквивалентной мовц-
ности. Для двухконтурных двигателей (ДТРД) за счет передачи
.части тепла воздуху, проходящему по наружному контуру, тепло-
отдача в масло незначительно зависит от тяги, развиваемой двига-
телем, и для выполненных конструкций находится в диапазоне
(500—800 ккал/мин. Имея количество тепла, которое необходима
отвести от двигателя, и перепад температуры масла, определяют
потребную прокачку масла через двигатель.
 Если неизвестны значения теплоотдачи, то прокачку масла че-
рез двигатель можно определить по формуле [16]:
= (3-ь 10)z + (1,4 + 1,8) 1(T«W л/мин,
где z — число подшипников (опор) в двигателе;
N— мощность, передаваемая редуктором, кет.
1 - ТВД; 2 - ТРД
(N =4000 л. с.)
34
.Слагаемые в приведенной формуле представляют потребную
прокачку масла через подшипники двигателя и редуктор соответ-
ственно.
Анализ статистических данных показывает, что для ТРД по-
требная прокачка масла Составляет 3,0—6,0 л/мин на каждые
1000 кГ стендовой тяги, а для ТВД — 1'8—125 л[мин на 1000 л. с.
эквивалентной мощности. Приведенные значения прокачек опреде-
лены при температуре масла на входе в двигатель 70—80° С. От-
клонения от указанных температур вызывают изменения прокачки
масла через двигатель. При этом характерно, что чем выше вяз-
кость применяемого масла (рис. 24), или круче его вязкостно-тем-
пературная характеристика, тем существеннее эти изменения.
В заключение отметим, что указанные зависимости справедли-
вы только при определении количества масла, необходимого для
двигателя в делом. Тип подшипника, его размеры, действующие
на него нагрузки, расположение на двигателе, количество переда-
ваемого тепла и другие факторы оказывают существенное влияние
на количество масла, которое необходимо прокачать через подшип-
ник. Анализ статистических данных показывает, что прокачка мас-
ла через роликовый подшипник компрессора составляет 2—4л/лшн,
а через шариковый компрессора и роликовый турбины —
6—9 л!мин [16].
5.	СУФЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Масляные полости двигателя отделены от .воздушных-и газовых
полостей уплотнениями. Для обеспечения нормальной работы этих
уплотнений масляные полости сообщают с атмосферой, т. е. суф-
лируют. Суфлирование необходимо для предотвращения повыше-
ния давления в масляных полостях, которое возможно'из-за про-
никающих через уплотнения воздуха и газов, испарения масла, а
также подогрева воздуха разбрызгиваемым маслом. При отсут-
ствии суфлирования может произойти .выброс масла в газовоздуш-
ный тракт двигателя.
Суфлирование выполняют различными способами. В одних ти-
пах двигателей масляные полости соединяют между собой, а затем
одну из них через суфлер сообщают с атмосферой; в других —
каждая из полостей имеет самостоятельную систему суфлирова-
ния. Пропуская Воздух и газы в атмосферу, суфлер задерживает
к&пельки масла, уменьшая тем самым его расход. На современ-
ных ГТД большое распространение получили центробежные суф-
леры.
Конструктивно центробежный суфлер (рис. 25) представляет
собой вращающуюся с большой скоростью крыльчатку 3, располо-
женную в корпусе. При работе двигателя, когда давление воздуха
в масляных полостях повышается, эмульсия (воздух с маслом)
устремляется из этих полостей в суфлер. Под действием центро-
бежных сил частицы масла, как более тяжелые, отбрасываются к
Г	35
Рис. 25. Центро-
бежный суфлер:
1 — корпус; 2 --'••ка-
нал отвода воздух^;
3 — крыльчатка; 4
окно; 5 — канал вхо-
да эмульсии; 6 > —
крышка; 7 — отвер-
стие для отвода мас-
ла
ериферии (стенкам корпуса) и сливаются через отверстие 7вдви-
атель. Воздух и газы, скапливаясь в центре, через окна 4 крыль-
атки и канал 2 отводятся в атмосферу.
При работе центробежного суфлера в масляных полостях д»й-
ателя и баке поддерживается некоторое избыточное давление, за
чет чего создается подпор на входе в нагнетающую и откачиваю-
тие секции масляных насосов. Это благоприятно сказывается на
аботе насосов, в высотных условиях.
6.	ЗАЩИТА МАСЛЯНЫХ ПОЛОСТЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОЖАРА
Для тушения пожара в случае возникновения его в масляных
полостях двигателя на современных силовых установках предус-
матривают противопожарные системы. Эти системы могут быть
как централизованными, так ц автономными для каждой силовой
установки.
Противопожарная система (рис. 26) объединяет в себе системы
сигнализации и тушения пожара. Первая предназначена для того,
чтобы своевременно обнаружить пожар и предупредить о его по-
явлении экипаж; вторая — для размещения потреб ноте количества
огнегасящего вещества на борту летательного аппарата и обеспе-
чения подачи его из баллонов к очагу пламени.
Чувствительным элементом системы сигнализации является
датчик 1, представляющий собой дифференциальную термобата-
рею, собранную из ряда последовательно соединенных между со-
бой термопар. Термобатарея размещается в металлическом кор>
36
'пусе, который закрепляют в специальных гнездах, имеющихся на
двигателе. Малоинерционные спаи батареи располагают внутри
двигателя (в зоне масляных полостей), инерционные — с внешней
стороны. В случае охвата пламенем и достижении заданной тем-
пературы в термобатарее датчика возникает электродвижущая си-
ла, достаточная для включения поляризованного реле исполни-
тельного блока 3. Последний подает команду на загорание ламп
сигнализации (красного цвета) на приборной доске или щитке
управления противопожарной системой в кабине экипажа и на
автоматическое (если система имеет несколько очередей) вклю-
чение первой очереди системы тушения пожара.
Подача огнегасящего вещества в зону масляных полостей мо-
жет производиться по специально предназначенным для этих це-
лей трубопроводам или по трубопроводам системы суфлирования
двигателя. Второй способ находит меньшее применение, так как
перекрытие магистрали суфлирования при поступлении огнегася-
щего вещества в зону масляных полостей приводит к возможному
выбросу масла через лабиринтные уплотнения в воздушно-газовый
тракт двигателя.
Система тушения пожара срабатывает при подаче сигнала на
пиропатрон 10 затвора баллона. При взрыве пиропатрона силой
пороховых газов открывается клапан затвора и огнегасящее веще-
ство поступает по трубопроводам в зоны масляных полостей дви-
гателя. Одновременно с этим включается первая очередь огнету-
шителей системы тушения пожара в гондоле двигателя. Выбор
места подачи огнегасящего вещества во внутренние полости дви-
Рис. 2&. Противопожарная система ТВД:
1 — термодатчик; 2 — отсечной клапан; 3 - исполнительный блок- 4 — выклю-
чатель проверки; 5 — переключатель; 6 — кнопка проверки; 7 — лампа сигна-
лизации пожара; 8 — выключатель ручного управления системой; 9 — баллоны
с огнегасящим веществом; 10 — пиропатроны
гателя обусловливается вероятностью возникновения пожара в этих
полостях. Оптимальными условиями для тушения пожара счита-
ются те, при которых огнегасящее вещество подается одноврейбй-
,но в пожароопасные зоны как масляных полостей, так и смежные
с ними воздушные полости.
Следует отметить, что автоматический ввод опнегасящего веще*
 ства .во внутренние полости может оказаться неэффективным, если
одновременно с включением системы тушения пожара не будет
выключен двигатель, т. е. не будут устранены причины возникно-
вения пожара и условия, способствующие его развитию.
В качестве огнегасящих веществ для тушения пожара в масля-
ных полостях двигателя применяют состав «3,6» или фреон llt^Bj.
Основным недостатком состава «3,15» является повышенная корро-
зионная активность его к алюминиевым и магниевым сплавам. По-
этому Длительное (более 5 ч) пребывание этого состава во внут-
ренних полостях двигателя при ложном срабатывании системы ту-
шения пожара из-за нарушения покрытий и коррозии деталей дви-
гателя не допускается. В случае разрядки баллонов при отсутствии
пожара и попадании состава «3,6» во внутренние полости двига-
теля последний допускается к эксплуатации, если на нем не пов-
же, чем через 5 ч с момента срабатывания системы будет произ-
ведена двукратная замена масла с запуском и опробованием дви-
гателя после каждой замены в течение 5—7 мин на режимах до
номинального включительно. При подготовке двигателя к первому
запуску трубопроводы системы тушения пожара должны быть про-
мыты в чистом керосине или бензине и продуты сухим сжаШм
воздухом. Заправляемое в двигатель масло должно иметь темпе-
ратуру 50^-70° С.	 \
Фреон IMB2 за счет наличия в своем составе фтора менее
агрессивен к алюминиевым сплавам, поэтому пребывание его во
внутренних полостях двигателя Допускается более продолжитель-
ным (до 120 ч). Для удаления фреона из масляных полостей про-
изводят одноразовую замену масла с последующим запуском и
опробованием двигателя с трехкратным выходом его на номиналъ-
нйй режим включительно.
7.	ВЫСОТНОСТЬ МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ
Высотностью масляной системы называется максимальная вы-
сота полета, до которой нагнетающий насос обеспечивает потреб-
ную прокачку масла через двигатель. При этом высотность систе-
мы считается достаточной, если при максимально допустимой тем-
пературе масла давление его в системе не падает ниже минималь-
ного значения. на высоте практического потолка летательного ап-
парата, достигаемого при использовании максимального режима,
работы двигателя.
Для силовых установок, не имеющих средств для регулирова-
ния температуры масла (масляные системы с топливно-масляными
38
райййторами), высотность системы определяется при максималь-
ноТдопустимой по техническим условиям температуре топлива на
выходе из радиатора.
'Высотность масляной системы можно определить из уравнения
Рн = Лх.пип + ДА +	+ Д Р» - У 7м - Д Ризб .	(4)
As
где й»х. min—мШималыюе давление на входе в насос, н/л2;
Дрг—гидравлическое сопротивление, «/л2;
ом —^скорость движения масла, м/сек;
Ли—удельный вес масла, н/м?;
&р в — инерционные потери давления, н/м2\
у — превышение минимального уровня масла в баке над нагнетаю-
щим насосом, м;
g—'ускорение силы тяжести, м/сек?\
Д Ризб — избыточное давление в воздушной полости бака.
Гидравлические сопротивления при движении жидкости по ма-
гистрали рассчитывают по формуле и
/2	2
Дрг = Д?ГР +	= к- .	= (кА + X
, , им 7м _ У , 7м
Х 2g ~ Сэ 2g '
где Д рТр — сопротивление трения при движении жидкости по трубопроводам,
н/мг\
Д/>м —местные сопротивления, н/м2;
к — коэффициент сопротивления трения;
I —- длина Трубопровода, м;
внутренний диаметр трубопровода, м;
См — коэффициент местных сопротивлений;
Сэ — эквивалентный коэффициент гидравлических сопротивлений.
Сопротивление трения Дртр обусловлено главным образом вяз-
ко<?гью жидкости. Вследствие этого внутри жидкости, а также
между жидкостью и стенкой возникают силы трения, на преодоле-
ние которых необходимо затратить определенную работу. Сопро-
тивление трения также зависит от гидродинамических условий дви-
жения жидкости. Для ламинарного режима движения масла
(Re ^ЙЗОО) .коэффициент сопротивления трения
k= АА;
У Re
при турбулентном режиме (3 • 103 Re 105 *)
, _ 0.31&У
Л — 1	।
4 у—
к Re
Ом d
пде число Рейнольдса Re = - •
Ум
(5)
(6)
39
Рис. 27. Зависимость коэффициента со-
противления трения от числа
Рейнольдса:
1 и 2 — ламинарный и турбулентный режи-
мы движения маловязкой жидкости; 3 — вы-
соковязкой жидкости
Рис. 28. Зависимость коэффициента
местных сопротивлений, трубопрово-
да, 'изогнутого под углом SXr, от ско-
рости движения масла й относитель-
ного радиуса поворота
Скорость движения масла .во всасывающих магистралях дости-
гает 1, в нагнетающих — 2,5—3,5 и в откачивающих — 1—2 м/сек.
Для вязких жидкостей, к которым принадлежат авиационные мас-
ла, коэффициент сопротивления трения рекомендуется определясь
по формуле [2]
к = 0,02 + -Ч- .	(7)
/Re
Эта формула применима как для ламинарного, так и для тур-
булентного режимов. На рис. 27 приведены значения к, определен-
ные по формулам (5—7).
Местные сопротивления Лрм являются суммой отдельных со-
противлений, возникающих при движении жидкости из-за сужений
и расширений потока, его поворота, наличия в магистралях трой-
ников, угольников и других агрегатов. Средние значения коэффи-
циентов местных сопротивлений представлены в табл. 1. Для рада
агрегатов коэффициент местных сопротивлений зависит от сто-
Таблица 1		рости движения жидкое щ Поэтому для точного опреде- ления необходимо распола* гать соответствующими зави- симостями (рис. 28).	< Несмотря на то что гидрав- лические сопротивления всасы- вающей магистрали невелики (20—50 мм рт. ст.), целесооб- разно принимать все возмож- ные меры для их дальнейшего уменьшения, избегая резко- го изменения площади сече- ния трубопроводов и надрав-
Агрегат, арматура		
Вход в бак из трубопро- вода . .	.	. . Выход из бака в трубо- провод 	 Колено	закругленное (под углом 90°) .. Соединение дюритовое Тройник 	 Угольник 	 Обратный клапан . .	1,0 0,5 0,2—0,4 0,2—0,3 1,5—2,5 1,2—1,3 1,7—2,0	
40
Рис. 29. Кавитационные характери-
стики масляного насоса при содер-
жании воздуха в масле:
1 - 30%; 2 - 20%; 3 — 10%; 4 — 5%;
5-0
ления потока. Это необходимо по следующим соображениям.
На режиме запуска при холодном масле давление в системе рас-
пространяется неравномерно во всех направлениях. Поэтому, на-
пример, для подачи .масла через колено или угольник потребуется
тем большая разность давлений, чем больше вязкость масла. При
очень большой вязкости колено или угольник могут «запереть»
трубопровод, несмотря на то, что при нормальном эксплуатацион-
ном режиме, когда масло в системе прогрето, их сопротивление
составляет незначительную часть общего гидравлического сопро-
тивления всасывающей магистрали.
Так как расчет высотности масляной системы производится
для установившегося горизонтального полета, то инерционные по-
тери давления Дри можно принять равными нулю.
 Минимально допустимое давление на входе в насос рвх. тш
определяется по кавитационным характеристикам насоса (рис. 29).
Для этого, определив потребную прокачку масла через двигатель
из условия отвода необходимого количества тепла, откладывают
ее значения на оси ординат (точка а), а затем проводят горизон-
таль (аб). Значение рВх. min, соответствующее принятому процент-
ному содержанию воздуха (обычно 4—б°/о), получают на оси абс-
цйсс (точка в). Примерные значения рвх.min для насосов ТРД с
хорошими кавитационными •характеристиками при нулевом содер-
жании воздуха составляют 60—80 мм рт. ст. Подставив имеющиеся
данные Всформулу (4), определяют рн, а затем по таблице стан-
дартной атмосферы находят высотность системы.
Если масляная система не обеспечивает необходимой высотно-
сти, то принимают специальные меры, например, увеличивают дав-
ление во всасывающей магистрали с целью сохранения на входе
в нагнетающий насос до возможно больших высот полета мини-
мально допустимого давления. Увеличение давления на входе в на-
сос достигают повышением давления в баке или установкой в ма-
гистрали всасывания подкачивающего насоса.
ДляЛювышения давления в масляном баке достаточно устано-
вить в его дренажной магистрали клапан постоянного перепада
давления на Аризб = ОД—ОДб кГ/см2. Избыточное давление в ба-
ке возникает за счет выделения из масляной эмульсии воздуха.
Подкачивающий насос, устанавливаемый во всасывающей ма-
гистрали, включают последовательно с основным нагнетающим на-
41
СО'СОМ. С подъемом на высоту давление на входе в подкачивающий
насос уменьшается, что вызывает снижение его производительно-
сти. Чтобы давление на входе в основной насос при этом не Зада-
ло до расчетной высоты, производительность подкачивающего на-
соса берут достаточно большой. Часть масла перепускается редук-
ционным клапаном подкачивающего насоса в линию всасывания.
При уменьшении давления на входе в насос снижается перепуск
масла через клапан, вследствие чего давление на выходе из под-
качивающего насоса сохраняется постоянным. Таким образом уда-
ется поддержать давление на входе в нагнетающий насос, соот-
ветствующее значениям, которые превышают минимально допусти-
мое давление.
Кроме того, для повышения высотности необходимо применять
специальные схемы масляных систем, увеличивать превышение .ба-
ка над насосом, применять системы подлавливания, устанавливать
агрегаты и устройства, способствующие лучшему выделению’ воз-
духа из масла.
8.	ОХЛАЖДЕНИЕ МАСЛА
Для поддержания температурного состояния двигателя в допу-
скаемых пределах при изменении режимов его работы необходи-
мо регулировать температуру масла. Нормальным считается пере-
пад температуры масла на выходе из двигателя и входе в него
35—50° С. Величина этого перепада зависит от сорта применяемого
масла, потребной вязкости, возможностей охлаждения и ограни-
чивается допустимым изменением 'физико-химических свойств мас-
ла при повышении температуры.
Температуру минеральных масел на входе в двигатель по со-
ображениям удовлетворительной вязкости рекомендуется выбирать
в пределах 70—80, а на выходе — 140—1120°С. При более высрких
температурах масла на выходе из двигателя заметно увеличивает-
ся испарение легких фракций, что приводит к повышению вязко-
сти масла и интенсивному смолообразованию.
В зависимости от типа летательного аппарата и двигателя, ско-
рости и высоты полета, теплонапряженности двигателя могут при-
меняться различные способы охлаждения масла. У ТРД с неболь-
шой тягой количество тепла, которое требуется отвести от двига-
теля. незначительное, а поэтому охлаждение масла может произ-
водиться непосредственно в масляных емкостях двигателя илиТба-
ке. По мере увеличения тяги двигателя возрастает и количество
отводимого тепла, что требует наличия в силовых установках ра-
диаторов. Наиболее часто для этих целей используют топлирйо-
масляные радиаторы.
Охлаждение масла топливом целесообразно с точки зрения
уменьшения габаритов и веса радиатора, а также использования
тепла, отдаваемого маслом топливу. Кроме того, применение топ-
ливно-масляных радиаторов позволяет исключить затраты мощно-
42
сти на преодоление внешнего сопротивления радиаторной установ-
ки. При наличии топливно-масляных радиаторов поддержание тем-
пературы масла в заданных пределах при изменении режимов ра-
'боты двигателя происходит автоматически за счет изменения коли-
чества топлива, проходящего, через радиатор и расходуемого дви-
гателем.
Увеличение количества тепла, отводимого от двигателя (что ха-
рактерно для ТВД), затрудняет применение топливно-масляных
радиаторов. Это вызвано тем, что отводимое от двигателя тепло
<2потр при наличии в системе топливно-масляных радиаторов идет
на подогрев топлива в радиаторе
д/т= ,
Гу т Рт
вде Ст — удельная теплоемкость топлива, дж/кг  град;
W't — прркачка топлива через радиатор, м3!сек\
рт—плотность топлива, кг/м3.
Из приведенной зависимости следует, что подогрев топлива
прямо пропорционален количеству отводимого от двигателя тепла
и обратно пропорционален расходу топлива (прокачке топлива
через радиатор). Так как при прочих равных условиях расходы
топлива в ТВД меньше, а количество отводимого тепла больше,
 чем в ТРД, то это может привести к чрезмерному подогреву топ-
лива в радиаторе. Для устранения этого недостатка имеются два
пути. Первый из них — применение возДушно-масляных радиато-
ров, а второй — увеличение прокачки топлива через радиатор с.
последующим отводом части топлива в бак.
За количеством топлива, которое необходимо перепускать в
бак, следят специальные термостаты, которые устанавливают в
топливной системе за радиатором. При температуре топлива на
выходе из радиатора ниже заданной термостат перекрывает ма-
гистраль слива топлива в бак и через радиатор проходит только
количество топлива, расходуемое двигателем. Если она превышает
заданную, термостат начинает перепуск части топлива в бак. За
счет этого прокачка топлива через радиатор увеличивается, что
обеспечивает постоянство температуры масла в радиаторе. Так как
второй путь приводит к усложнению конструкции топливной си-
стемы и увеличению произ*водительности самолетных подкачиваю-
щих насосов, что в конечном счете отражается на увеличении веса
системы, в настоящее время на летательных аппаратах с ТВД бо-
лее широкое применение находят воздушно-масляные радиаторы.
iC целью предупреждения перегрева масла воздушно-масляные
радиаторы рассчйтывают на наиболее тяжелые случаи охлажде-
ния. К ним относится работа двигателя на земле и при взлете, так
как при этом сочетаются интенсивная теплоотдача в масло с ма-
лым обдувом радиатора. В последнем случае для увеличения про-
тока воздуха через радиатор должны быть предусмотрены устрой-
43
Рис. 30. Схема эжекции воздушно-мас-
ляного радиатора:
/ — кран; 2 — трубопровод; 3 — эжектор
ства, такие, например, как
на самолетах Ту-114 и
Ан-IOA, обеспечивающие
подвод воздуха «. из-за
компрессора двигателя в
туннель радиатора для
создания эжекции  (рис.
30). В то же время яа не-
которых режимах полета .
имеется опасность пере-
охлаждения масла. . Та-
ким случаем, например,
является режим длитель-
ного планирования с задросселированными двигателями, когда со-
четается интенсивный обдув радиатора с пониженной отдачей теп-
ла в масло.
Чтобы иметь возможность изменять обдув воздушно-масляного
радиатора, его устанавливают .в туннель с регулируемой плсйцадью
выходного .канала (рис. 31). Для уменьшения скорости воздух*,пе-
ред радиатором входной участок туннеля выполняют в виде диф-
фузора м располагают в местах торможения воздуха частями" ле-
тательного аппарата и обдуваемых винтом. Это обеспечивает не-
обходимое охлаждение радиатора в полете и при работе двигате-
ля на земле.
Рис. 31. Схема уста-
новки воздушно*мас-
лян-ого радиатора в
туннеле:
1 — радиатор; 2— створ-
ка
'Регулирование площади выходного канала осуществляется
створкой, изменение положения которой может производиться . ’ав-
томатически или вручную. Автоматическое управление створкой
выполняется при помощи специальных регуляторов (рис. 32), ЖД-
держивающих температуру масла в заданных пределах за Жет
изменения степени продувки сот радиатора'. В качестве чувстви-
тельного элемента регулятора используют выполненный в вйде
спирали биметаллический элемент 12, связанный со следящей' си-
стемой. При низкой температуре масла биметаллическая спираль
удерживает nnn.wH 16 на участке ламели «Хол.» 17, обеспечивая
тем самым замыкание минусовой цепи реле 19. При срабатывании
реле электрический ток через переключатель 2, находящийся в по-
ложении «Автомат», размыкающие контакты реле 3 и замкнувшие-
ся контакты реле 19 поступает к электродвигателю 10 на закрытие
44
Рис. 32. Автоматический регуля-
тор температуры масла:
/ — автомат защиты сети; 2 — пере-
ключатель управления; 3 и 19 — реле
открытия и закрытия створки; 4 —
реле давления; 5 и 17 — ламели «Гор»
и «Хол.»; 6 и 15 — контактные вин-
ты; 7 и 14 — подвижные контакты; 8
и 13 — электромагниты; 9 — кулачок
прерывателя; 10 — электродвигатель;
11 — реле прерывателя; 12 — биметал-
лическая спираль; 16 — ползун; 18 —
нейтральная ламель;
а, б, в — концевые выключатели
стйорки. В конце хода створки концевой выключатель а разрывает
цепь питания электродвигателя. Достижение температуры масла,
соответствующей .нижнему пределу заданного диапазона регулиро-
вания (64—68°iC), приводит к тому, что ползун сойдет с ламели
«Хол.» на нейтральную ламель 18, а реле 19 возвратится в исход-
ное положение. Начиная с этого момента, система переключается
на автоматическое регулирование.
При дальнейшем повышении температуры масла ползун, пере-
мещаясь по нейтральной ламели вправо, подводит подвижный кон-
такт 14 к винту 15. Замыкание этих контактов обеспечивает сра-
батывание реле 3, а следовательно, и включение электродвигателя
на открытие створки. Одновременно с открытием створки вращает-
ся кулачок прерывателя 9. При подходе впадины кулачка к кнопке
концевого выключателя в последний размыкает цепь питания реле
11 прерывателя. Реле обесточивается и замыкается цепь импульс-
ных электромагнитов 8 и 13. При открытии створки на заданный
угол кулачок прерывателя выводит кнопку концевого выключате-
ля из впадины кулачка. Тогда ток через замкнувшийся концевой
выключатель поступает одновременно на импульсные электромаг-
ниты и реле прерывателя. Так как реле 11 размыкает свои контак-
ты с некоторым запозданием, то этого времени достаточно для По-
дачи импульса тока на обмотки электромагнитов. Электромагниты
притягивают к себе подвижные контакты 7 и 14, разрывая минусо-
вую цепь реле 3. Выпуск створки прекращается.
Если температура масла повышается и дальше, то Подвижный
контакт 14 снова приходи^ в соприкосновение с винтом 15, что
45
вызывает открытие створки на следующую ступень. Таким обра-
зом, по мере повышения температуры масла происходит неотрыв-
ная подача импульсных команд на открытие створки до тёХ пор,
пока она не займет положение, при котором температура Эйасла
достигнет требуемого значения.
Если в процессе ступенчатого открытия створки температура
масла поднимается до верхнего диапазона температуры регудиро-
рования, то ползун перемещается на ламель «Гор.» 5, что приво-
дит к полному открытию створки.
При понижении температуры масла ползун смещается' влево.
В этом случае приходят ,в соприкосновение контакты 6 и 7, замы-
кая цепь реле 19 закрытия створки. Далее система регулирования
работает аналогично описанной выше.
Для защиты от переохлаждения масла в радиаторе при пла-
нировании летательного аппарата в терморегуляторе имеется уст-
ройство (реле давления), которое при повышении давления масла
на входе в радиатор до расчетного значения (4,4—4,8 кГ/ciffi не-
зависимо от температуры масла в системе включает элект|МЦеха-
низм поворота створки на полное закрытие туннеля радиатора.
При понижении давления до 3,5 кГ/см2 реле давления вно^йрод-
ключает систему автоматического регулирования.
Недостатком такой системы регулирования является возмож-
ность ложных срабатываний из-за низкой вибрационной устойчи-
вости подвижных контактов.
Разрабатывают системы регулирования, датчиком температуры
масла в которых используют термопары сопротивления, а «Цемен-
том сравнения — мост, в одно из плеч которого встроен датчик.
Эти системы из-за отсутствия подвижных контактов оказываются
более надежными в работе и, вероятно, в ближайшее время най-
дут широкое применение.
Глава III. АГРЕГАТЫ
1.	БАКИ
В современных масляных системах применяют мягкие и метал-
лические баки.
Мягкие баки выполняют из маслостойкой резины, покрытой
капроновой тканью. Толщина стенок бака достигает 3—4 мм. Для
передачи нагрузок мягкие баки помещают в контейнеры (рис. 33),
изготовленные из стеклотекстолита или дюралюминия. Фланцы
крепления арматуры — резиновые, с металлической основой внут-
ри. Контейнеры прикрепляют к опорным поверхностям или дета-
лям конструкции летательного аппарата болтами. Для уменьше-
нияz передачи вибраций на бак в узлы подвески вставляют резино-
вые амортизаторы.
Металлические баки (рис. 34) изготовляют из листов алюми-
ниевомарганцевых сплавов типа АМг-М или АМц-М. Эти листы
допускают глубокую выколотку, хорошо свариваются, эластичны и
достаточно стойки против коррозии. Металлические баки обычно
подвешивают на стальных лентах, стягиваемых тандерами. Для
повышения жесткости конструкции и предохранения лент от спол-
зания на баках делают специальные рифления. Под ленты подкла-
дывают кожу, резину, войлок и т. д. При креплении бака к боко-
вым опорным поверхностям (пожарной перегородке, раме, двига-
теля) под бак подводится опора, к которой его притягивают лен-
тами. Между баком и опорой устанавливают амортизирующие про-
кладкй.
Нормальная смазка -двигателя во многом зависит от правиль-
ного размещения в баке заборного штуцера. Его целесообразно
располагать на 3—б мм выше днища бака для предотвращения по-
падания в систему механических частиц и влаги. В масляных баках
ТВД заборный штуцер поднимают на уровень, соответствующий
сохранению в баке определенного количества масла, которое не
поступает в систему смазки, а используется для флюгирования
воздушного винта при отказе в работе силовой установки.
'Возвращать масло из откачивающей магистрали следует в
верхнюю часть бака, так как это увеличивает длительность пре-
бывания его в баке и обеспечивает участие в циркуляции всего
предназначенного для этой цели масла. Внутри бака конец трубки
откачивающей магистрали направляют касательно к стенке, бла-
годаря чему масло, поступающее в бак, стекает под общий уровень
спокойно, без пенообразования. Размещать дренажный штуцер на
47
'баке рекомендуется подальше от штуцера ввода масла в бак, так
как при малом расстоянии между этими штуцерами возможна по-
тери масла. В верхней части бака устанавливают заправочную гор-
ловину, в которой помещают сетчатый фильтр, а .в нижней — слив-
ные краны. На заправочной горловине или рядом с ней находите^
мерная линейка. Внутри баков монтируют датчики дистанционных
масломеров, указывающих количество и минимальный остаток
масла в баке.
Для обеспечения надежной работы системы при действии от-
рицательных перегрузок внутри баков устанавливают специальные
устройства (горизонтальные перегородки, отсек, поворотный за-
борник и т. п.). Одно из таких устройств приведено на рис. 35.
Оно представляет собой заборный отсек 3, отделенный от основ-
ной емкости горизонтальной перегородкой 1. При действии отри-
цательных перегрузок масло удерживается под перегородкой и
окна заборного отсека остаются в масле, благодаря чему смазка
двигателя не прекращается.
48
Рис. 34. Металлический бак:
1 — горловина; 2 — мерная линейка; 3 — датчик масломера; 4, 6, 7 и 8 — штуце-
ра; 5 — сливной кран
В баке содержится расходуемое за полет и минимально допу-'
тимое нерасходуемое количество масла
Нмб — ^-расх Ч" ^-min •
Количество масла, "расходуемое за полет, находят по формуле
^-pacs — Qm "-max ^Г,
где q№ — часовой расход масла, кГ/ч;
"max—максимальная продолжительность полету летательного аппарата при
полной заправке таплив’ной системы, ч.	'	.
Часовой расход масла на каждом двигателе определяют опыт-
ным путем и приводят в соответствующих инструкциях. Макси-
Рис. 35. Схема бака с отсеком для
питания двигателя маслом при отри-
цательных перегрузках:
1	— перегородка; 2 — дренажная трубка;
3	заборный отсек; 4 — патрубок пита-
ния; 5 — диафрагма
4—1040
49
мальную продолжительность полета подсчитывают по формуле
‘’max	’
т у?
где Gt — -полный запас топлива на летательном аппарате, кГ;
т — количество двигателей на летательном аппарате;
9т — часовой расход топлива двигателем на режиме, для которого указан
в инструкции максимально допустимый расход масла, кГ/ч.
Нерасходуемое количество масла в баке соответствует такому
его количеству, при котором обеспечивается допустимое по техни-
ческим условиям давление масла на всех режимах работы двига-
теля и высотах полета летательного аппарата. Для ТВД мини-
мально допустимое количество масла включает в себя и резерв-
ный (невырабатываемый) запас масла для флюгирования винта.
Его определяют из условия получения минимального потребного
времени нахождения масла в баке, при котором обеспечивается
устойчивая работа системы. Для приближенных расчетов можно
принять, что количество масла в баке летательных аппаратов с
ТВД составляет 46—55%, а для ТРД — 70—80% от потребной
прокачки его через двигатель в минуту.
Для предотвращения выброса масла через дренаж и создания
лучших условий воздухоотделения объем масляного бака должен
быть на 20—30% больше максимально допустимого количества
масла в баке. Кроме объема бака, известную роль играет и его,
форма. При увеличении высоты бака уменьшается площадь попе-
речного сечения и увеличивается скорость опускания масла в баке,
но зато увеличивается и время воздухоотделения. При увеличении
горизонтальных размеров бака скорость опускания масла умень-
шается, пузырьки воздуха всплывают легче. Однако слишком ма-
лая высота бака вызывает опасность оголения заборного штуцера
при эволюциях летательного аппарата и затрудняет прогрев масла
в баке. На форму бака оказывает влияние также место его уста-
новки на летательном аппарате.
Количество масла в системе Л4М.С подсчитывают по формуле -
^м.с — ^.,б 4~ Дмаг ~^-дв 4“	’
где Ек а г — количество масла, находящегося в трубопроводах и агрегатах си-
стемы;
£дв—количество масла в двигателе;	. '
Ев — количество масла, находящегося в цилиндровой группе винта
(для ТВД).
-Количество масла, находящегося в трубопроводах, агрегатах и
цилиндровой группе винта, определяют опытным путем или под-
считывают на основании компоновочной схемы, данных агрегатов
и размеров трубопроводов. Количество масла, находящегося в дви-
гателе, может быть определено сливом. Для приближенных расче-
тов, считая, что система работает по принципу сухого картера, это
количество масла можно принять равным нулю.
50
2.	ТРУБОПРОВОДЫ
Трубопроводы масляной системы находятся в условиях посто-
янно действующих нагрузок от давления жидкости, изгиба, темпе-
ратурных деформаций и переменных напряжений от вибраций си-
ловой установки.
На .внешнем участке масляной системы устанавливают метал-
лические трубопроводы и гибкие шланги. Металлические трубопро-
воды, располагаемые в отсеках двигателя, часто выполняют из
стальных труб, на остальных участках системы — из алюминие-
вых сплавов. Трубопроводы соединяют между собой дюритовыми
муфтами с двумя хомутами на каждой стороне, а также при по-
мощи ниппельного или штуцерного соединения.
В местах, подверженных вибрационным нагрузкам, проклады-
вают гибкие шланги, концы которых заделывают в стандартные
наконечники, обеспечивающие надежное соединение между собой,
а также со штуцерами агрегатов. Гибкие шланги выполняют из
маслос'тойкой резины и покрывают изоляцией (внутренний слой из
асбестовой ткани АТ-7, наружный — из ткани АНЧМ).
На отдельных участках масляной системы иногда устанавлива-
ют гибкие компенсаторы, выполненные в виде тонкостенной метал-
лической или фторопластовой оболочки с оплеткой ее наружной
поверхности проволокой. Эти компенсаторы могут быть в виде от-
дельного шланга или упругой вставки. Последняя позволяет мон-
тировать трубопроводы при несовпадениях осей, а также компен-
сировать температурные перемещения без нарушения герметично-
сти системы. Основной недостаток гибких шлангов состоит в том,
что у них больший вес, чем у металлических трубопроводов, и
большое гидравлическое сопротивление.
В зависимости от величины прокачки масла диаметры приме-
няемых всасывающих и откачивающих трубопроводов находятся в
пределах 25—40, а дренажных и суфлирующих — 15—25 мм.
При прокладке трубопроводов не допускают образования пе-
тель, в которых при сливе могло бы задержаться масло. В зимнее
время из-за этого возможно образование масляных пробок, кото-
рые могут вызвать разрушение трубопроводов или масляное голо-
дание двигателя.
Разъемы трубопроводов выполняют у пожарных перегородок,
отдельных агрегатов системы (баки, фильтры, насосы) с учетом
удобств' монтажа двигателя. Очень ответственными местами явля-
ются присоединения трубопроводов к насосам, так как малейшие
"“точности- в этих местах приводят к подсасыванию воздуха.
Места отбортовки (промежуточные крепления) трубопроводов
выбирают так, чтобы частота собственных колебаний заполненных
маслом трубопроводов не совпадала с частотой возмущенных ко-
лебаний. Количество креплений зависит от длины трубок и их диа-
метра. Обычно расстояние между опорами I выбирают из условия
/	120]/d для алюминиевых трубопроводов и /	150 j/ d— для
стальных (d — наружный диаметр трубопровода в миллиметрах)
В качестве промежуточных креплений применяют ленточные хо
муты, скобы, накладки и зажимы. Параллельно идущие трубопро
воды рекомендуется отбортовывать одним общим креплением.
3.	НАСОСЫ
В масляных системах находят широкое применение шестерен-
чатые насосы. Qhh компактны, обеспечивают большую производи-
тельность, обладают достаточной всасывающей способность#, про-
сты' в производстве и надежны в эксплуатации. По назначению
эти насосы подразделяются на подкачивающие (насосы Подпит-
ки), нагнетающие и откачивающие. В ряде конструкций нагйетаю-
щий и откачивающий насосы (именуемые секциями) или несколь-
ко откачивающих насосав объединяют в одном корпусе. Каждая
секция такого насоса (рис. 36) состоит из двух цилиндрических
шестерен, одна из которых является ведущей.	' !
При вращении шестерен масло, заполнившее впадины между
зубьями во всасывающей полости, переносится в полость нагнета-
ния и выдавливается дам при входе зубьев в зацепление. За счет
этого происходит повышение давления масла на выходе из насо-
са. Во впадинах зубьев, находящихся в. зацеплении, часть масла
может запираться, что создает дополнительные нагрузки на оси
шестерен и подшипники. Для устранения этого явления на торцо-
вых поверхностях корпуса насоса со стороны полости нагнетания
Рис. 36. Схема работы шестеренча-
того масляного насоса:
1 —"золотник редукционного клапана; 2 —
пружина; 3 — контргайка; 4 — регулиро-
вочный вннт: А — полость всасывания;
Б — полость нагнетания
делают специальные разгрузоч-
ные канавки-.
Интересны по конструктивно-
му выполнению насосы, схема ко-
торых приведена на рис. 37. Для
трех насосов используется всего
четыре зубчатых колеса, из кото-
рых внутренние являются рабо-
чим элементом одновременно для
двух насосов (принцип работы
этих насосов показан на схеме
стрелками).	•
Теоретически объем Йасла
№вп, переносимого парой одина-
ковых шестерен за один Оборот
из полости всасывания в полость
нагнетания, равен объему впадин
между зубьями: 
= 2/вп /3 z,
пде fBn—площадь сечения одной впа-
дины;
1з — длина зуба;
г—-число зубьев одной шестерни.
52
Рис. 3'7., Схема тре.хсекционного мас-
ляного насоса
Фактическая производительность насоса меньше теоретической.
Это учитывается коэффициентом наполнения т|w, который равен’
отношению фактической производительности насоса к теоретиче-
ской. На величину т]т оказывает влияние скорость вращения ше-
стерен, давление на входе в насос, вязкость масла, торцовые и ра-
диальные зазоры в насосе. С ростом скорости вращения и увели-
чением зазоров т]^ понижается, при повышении давления на вхо-
де — увеличивается.
Фактическая производительность Тнас насоса определяется по
формуле
<	-	WlM = 2-Wa ^dm 13п г^ л/мин,
где d — диаметр делительной окружности шестерен, мм;
т — модуль зубьев (диаметр, разделенный на число зубьев); .
п — скорость вращения шестерен, об/л«я.
Зная потребную производительность насоса (обычно №нас —
— (1,54-2) 1ГдВ) и задаваясь величинами п, ц^и двумя из трех
размеров шестерен (d, т, 1а), определяют третий размер. Для мас-
ляных насосов принимают равным 0,75—0,85.
Возможны радиальный и осевой подводы масла к шестерням
насосов. Первый применяют при окружных скоростях шестерен до
8—>10 м/сек. Дальнейшее повышение скорости вращения из-за дей-
ствия на масло центробежных сил приводит к снижению произво-
дительности насоса. В этом случае целесообразно применять насо-
сы с осевым подводом масла (рис. 38), а на торцовых поверхйо-
стях шестерен со стороны входа масла устанавливать лопатки
(крыльчатку) 4. В некоторых конструкциях насосов роль крыль-
чатки выполняют фрезерованные радиальные канавки, являющие-
ся продолжением' впадин зубьев.
Величина давления, создаваемого насосом, зависит от вязко-
сти масла, скорости вращения шестерен насоса, гидравлических
сопротивлений системы и выбирается из условия обеспечения необ-
ходимой прокачки масла через двигатель- на всех режимах его ра-
боты и высотах полета летательного аппарата. Для поддержания
заданного давления в конструкции нагнетающего насоса предус-
матривают редукционный клапан (см. рис. 36). Регулирующий
орган клапана, выполненный в виде шарика, тарелочки или золот-
ника, находится под воздействием давления масла на выходе из
53
Вис. 38. Насос с осевым подводам масла:
1 — канал выхода масла из откачивающей ступени; 2 и 9 — крышки; 3 и 5 — шес-
терни откачивающей секции; 4 — крыльчатка; 6 ~ канал выхода масла( из нагнетаю-
щей секции; 7 и 8 — шестерни нагнетающей секции; 10 — корпус
насоса. Эта сила уравновешивается силой упругости пружины,
предварительная затяжка которой равна заданному значению дав-
ления масла в системе.
При небольшой скорости вращения шестерен насоса (рис. 30, а)
его производительность и давление масла ниже заданных и редук-
ционный клапан закрыт. При п = п,\ давление достигает величины,
достаточной для открытия клапана. Дальнейшее увеличение п со-
провождается ростом производительности насоса и силы давления
масла на клапан, .вследствие чего клапан открывается, перепуская
часть масла на сторону всасывания (пунктирный участок кривой йа
рис. 39, а показывает изменение производительности насоса при
заглушенном редукционном клапане). Количество перепускаемого
масла определяется разностью между производительностью и по-
требной прокачкой масла через двигатель (см. заштрихованную
Рис. 39. Характеристики редукционного клапана при изменении:
а—скорости вращения насоса; б — высоты полета;
1 — давление за насосами; 2 — производительность насоса; 3 — потребная
прокачка масла через двигатель
54
площадь). Типовая характеристика
масляного насоса приведена на
рис. 40.
В конструкции масляных насо-
сов некоторых типов двигателей ре-
дукционный клапан выполняют
двухступенчатым. Первая ступень
такого клапана при запуске и на
оборотах авторотации двигателя
поддерживает давление масла в си-
стеме до 0,9 кГ/см2. Благодаря это-
му уменьшается расход масла через
лабиринтные уплотнения, в зоне
расположения которых давление
Рис. 40. Производительность мас-
ляного насоса:
1 — откачивающей секции; 2 — нагне-
тающей секции при отрегулированном
редукционном клапане
воздуха . на пониженных режимах
работы двигателя незначительное. При переводе двигателя на по-
вышенные режимы под действием возрастающего давления масла
золотник клапана первой ступени, переместившись до упора, пере-
крывает каналы слива. Увеличение давления масла в системе про-
исходит до тех пор, пока не достигнет заданных значений и в ра-
боту не вступит вторая ступень клапана.
С увеличением высоты полета за счет падения давления воз-
духа в масляном баке производительность насоса уменьшается
(см. рис. 39, б).
/Редукционный клапан, стремясь сохранить давление масла в
системе постоянным,' прикрывает отверстие для перепуска масла.
На высоте, при которой Ц7нас = №дв, .редукционный клапан закры-
вается полностью. Эта высота Hv называется расчетной. Дальней-
шее увеличение высоты полета приводит к понижению производи-
тельности насоса и давления масла в системе.
/Корпусы и крышки насосов отливают из алюминиевого (АЛ-4,
АЛ-5) или магниевого (МЛ-5) сплавов. Шестерни выполняют из
цементируемых или азотируемых сталей. Число зубьев шестерен
берут равным 7—115 при модуле 2,5—6,0. Большие значения моду-
ля необходимы для увеличения размера впадин между зубьями,
что обеспечивает повышение производительности насоса. Отноше-
ние длины зуба шестерни к диаметру головки составляет 0,6—12,0.
При увеличении давления на выходе из насоса длину зуба реко-
мендуется брать ближе к нижнему пределу.
Подшипниками для валиков зубчатых колес служат бронзовые
втулки, а иногда — игольчатые подшипники. Герметичность сое-
динения отдельных деталей корпуса насоса обеспечивают при по-
мощи уплотнительных прокладок, а также за счет тщательной об-
работки сопрягаемых поверхностей. На некоторых типах двигате-
лей в одном корпусе с масляными насосами устанавливают фильт-
ры, воздухоотделители и другие агрегаты. Это уменьшает длину
'маслопроводов и вес конструкции, повышает надежность системы
смазки.
4.	ФИЛЬТРЫ
Масляные фильтры" предназначены -для очистки масла от по-
сторонних примесей, которыми являются обычно продукты его
разложения, а также частицы от коррозии и износа трущихся пар.
Основными характеристиками фильтров являются:
поопускная способность, под которой подразумевают прокачку
масла через фильтр при определенном перепаде давления «а нем;
полнота фильтрации, т. е. до загрязняющих примесей, удер-
живаемых фильтром из проходящего через него масла;
тонкостью фильтрации, которая определяется минимальным
размером задерживаемых фильтром частиц.
В зависимости от способа очистки масла фильтры подразделя-
ют на щелевые, сетчатые, центробежные, магнитные, ультразву-
ковые и электростатические. В масляных системах авиационных
двигателей широкое распространение получили сетчатые фильтры.
Их устанавливают в откачивающей и нагнетающей магистралях и
именуют соответственно фильтрами низкого и высокого давлений.
Установка фильтров в откачивающей магистрали (чаще всего
перед насосами) позволяет улавливать твердые частицы сразу при
выходе их из двигателя, чем предотвращается загрязнение насо-
сов, радиатора и бака. Гидравлические сопротивления таких филь-
тров должны быть незначительными.
В нагнетающей магистрали фильтр целесообразно устанавли-
вать за насосом, что оказывает меньшее влияние на работу систе-
мы в высотных условиях, чем установка его перед насосом.
чВ качестве' фильтрующих элементов обычно применяют метал-
лические сетки (рис. 41), изготовленные из латунной или сталь-
ной проволоки. Число ячеек на 1 см2 для фильтров низкого дав-
ления составляет 2600—3600, а фильтров высокого давления —
10000—42000.
г
iPmc. 41'. Металлическая проволочная сетка:
а — прямоугольное плетение; б — саржевое
56


Рис. 42. Секция фильтра:
1 я 4 — обоймы; 2 и 3 — фильтрующие сетки; 5 — гофрированный каркас
Сетчатые фильтры набирают из отдельных секций (дисков)
чечевицеобразной формы. Такие фильтры удобны в эксплуатации
и при одинаковых габаритах имеют полезную площадь в несколь-
ко раз большую, чем цилиндрические сетчатые и пластинчатые
щелевые.
Каждая секция фильтра (рис. 42) состоит из двух слоев сеток,
окантованных обоймами (ободками). Внутренняя более крупная
сетка является каркасом, а наружная мелкая — фильтром. Сет-
ки совместно с гофрированным каркасом собирают в фильтрующую
секцию и завальцовывают в общую наружную обойму. Число сек-
ций В фильтре определяется потребной величиной фильтрующей
поверхности и обычно не превышает 12—1!4 шт.
Фильтры подбирают по каталогу, учитывая потребную тон-
кость фильтрации и допускаемую прокачку масла. В табл. 2 пред-
ставлены характеристики наиболее распространенных сетчатых
фильтрующих элементов.
'При отсутствий в каталоге подходящего фильтра можно общую
площадь фильтрующей поверхности приближенно рассчитать по
формуле
где Wф—потребная прокачка масла через фильтр, м?/сек;
°Ф — 'условная скорость масла, м/сек, которая равна отношению количества
масла, проходящего через фильтр в единицу времени, к общей пло-
щади фильтрующей поверхности.
Таблица 2
Тонкость фильт- рации, мк	Диаметр прово- локи, мкм	Число проволок на длине I см	Число ячеек иа 1 см2	Коэффициент живого сечения
40	30	143,0	20450	0,326
45	35	125, 1	15600	0,316
50	35	118,0	13900	0,345
60	40	100,0	10000	0,360
70	55	80,0	6400	0,314
85	65	66,6	4400	0,321
100	70	58,8	3460	0,346
,	150	100	40,0	1600	0,360
57
Рис. 43. Гидравличе-
ская характеристика
фильтра
Значения Оф зависят от типа двигателя и находятся в пределах
0,01—0,06 м/сек. Верхний предел рекомендуется принимать для
ТВД, имеющих увеличенную прокачку масла через фильтр. Зная
гидравлические характеристики фильтров (рис. 43), определяют,
сможет ли он обеспечить потребную прокачку масла и какое при
этом будет его гидравлическое сопротивление.
Типовой сетчатый фильтр состоит из набора фильтрующих сек-
ций 3 (рис. 44), посаженных на сердечник 4 и затянутых гайкой.
Сердечник с набором секций крепится в крышке 2 фильтра. При
работе двигателя масло от нагнетающей секции насоса проходит
через боковые поверхности дисков во внутреннюю полость сердеч-
ника и далее на смазку двигателя.
Для Обеспечения поступления масла в двигатель во время за-
пуска при низких температурах окружающего воздуха (когда мас-
ло имеет повышенную вязкость и не может циркулировать через
фильтрующие секции), а также в случае загрязнения секций, в
конструкции фильтра предусматривают перепускной клапан 7.
е При достижении перепада давления на фильтре 0,5—11,0 кГ/см1
2	3	4	5~ Б
1
Рис. 44. Фильтр:
I — болт-съемник; 2 — крышка; 3 — фильтрующая секция; 4 — полый сердечник; 5 —
резьбовая втулка; 6 и 7•— клапаны
58
клапан открывается, перепуская в систему нефильтрованное масло.
Металлические сетчатые фильтры задерживают частицы, вели-
чина которых превышает 30—40 мкм. В масляных системах двига-
телей, где требуется более тщательная очистка масла, находят
применение центробежные фильтры.
На одном из типов иностранных двигателей, например, уста-
новлен фильтр, выполненный по следующей схеме. В корпусе
фильтра на двух подшипниках вращается полый вал с грязеудер-
живающим цилиндром на конце. Масло, подводимое внутрь вала,
через радиальные сверления попадает в цилиндр. Здесь оно рав-
номерно растекается по стенкам цилиндра-. При этом грязь и тя-
желые частицы, отбрасываемые центробежными силами в ради-
альном направлении, захватываются специальными карманами,
выполненными в стенках цилиндра, а чистое масло стекает в сбор-
ники. Центробежные фильтры удерживают частицы величиной бо-
лее 5 мкм. К недостаткам таких фильтров относится затрата мощ-
ности на их привод, а также понижение эффективности работы при
увеличении вязкости масла в системе.
iB качестве магнитных фильтров используют постоянные маг-
ниты, устанавливаемые в различных точках системы. В электро-
статических фильтрах очистка масла осуществляется силами элек-
тростатического поля, в котором частицы, заряженные прением о
масло, притягиваются к противоположно заряженным электродам,
расположенным на небольшом расстоянии друг от друга. Очищае-
мое масло пропускают в зазор между электрода ми, к которым
извне подводят постоянный потенциал. Эти фильтры пока находят-
ся в стадии экспериментальных исследований.
5.	ВОЗДУХООТДЕЛИТЕЛИ
Одной из возможных причин нарушения нормальной работы
[асляной системы является насыщение масла воздухом. При стан-
.артных атмосферных условиях в масле в растворенном состоянии
одержится по объему 8—10% воздуха. Перемешиванию масла с
оздухом способствует раздробление его при смазке подшипников
: многочисленных цриводов и передач. В результате этого переме-
шивания образуется воздушно-масляная эмульсия, которая отса-
ывается из двигателя откачивающими насосами.
Для надежной откачки масла из отстойников двигателя произ-
одительность откачивающих насосов должна быть больше произ-
одительности нагнетающих. Это приводит к дополнительному на-
ыщению масла воздухом, так как насосы, кроме эмульсии, отка-
ивают большое количество свободного воздуха и газов. Переме-
панный таким образом воздух находится в масле во взвешенном
остоянии в виде пузырьков. В агрегатах откачивающей магистра-
[и (насосах, радиаторе) пузырьки воздуха в свою очередь раз-
фобляются, часть воздуха из-за повышенного давления в откачи-
шющей магистрали дополнительно растворяется в масле. Попа-
59
Рис. 46. Время, (по-
требное для выделе-
ния воздуха в Зави-
симости от диаметра
пузырька при темпе-
ратуре масла 80° С
(кривые 2 и 4) в
1WC (кривые 1,® 3)
0 »,?	0,6 d,ММ	0 0,2 0,4^ 0,6 0,8 d,ММ
дая в бак, крупные пузырьки воздуха всплывают. Так как в баке
давление меньше, чем в откачивающей магистрали, то из масла вы-
деляется в виде мельчайших пузырьков и растворенный возДух.
Однако скорость всплывания этих пузырьков незначительная, и
они не смогут выделиться в надмасляное пространство бака. <
Исследования [14] показывают, что при постоянном диаметре
пузырька скорость всплывания его обратно пропорциональна .вяз-
кости масла-, а время всплывания прямо пропорционально вязко-
сти й высоте'уровня масла в баке. Связь между диаметром nv-
зырька и временем его всплывания представлена на рис. 45.
Время нахождения масла в баке оказывает существенное влия-
ние на количество воздуха, поступающего во всасывающую маги-
страль системы. Очевидно, что в надмасляное пространство бака
могут выделиться воздушные пузырьки такого диаметра, скорость
всплывания которых больше или равна скорости опускания масла.
В масляных системах силовых установок с ТРД скорость опуска-
ния масла в баках находится в пределах (3—5) • 10-3 м/сек.. Про-
веденные для масла МК-6 расчеты (рис. 46) показывают, что при
указанных скоростях и температуре масла в баке 70°С минималь-
ный диаметр всплывающих пузырьков равен 0,44—0,18 мм., Пу-
зырьки воздуха меньшего диаметра не успевают всплыть на по-
верхность и поступают вместе с маслом к насосу.
Рис. 46. Граница между диамет-
рами всплывающих (зона Д) и
остающихся в масле (зона Б) пу-
зырьков воздуха в зависимости от
скорости опускания масла в баке
60
Таким образом, количество воздуха, поступающего во всасы-
вающую магистраль, зависит от сорта и температуры масла, дав-
ления в откачивающей магистрали, времени нахождения и уровня
масла в баке, степени раздробленности пузырьков воздуха и т. п.
Чем больше откачивается из двигателя с маслом воздуха, тем
больше его будет и на всасывании. С повышением давления в от-
качивающей магистрали и понижение^ вязкости масла раствори-
мость воздуха в нем . увеличивается, а следовательно, меньшая
часть его выделяется за время пребывания масла в баке.
При увеличении высоты полета давление в баке и перед нагне-
тающим насосом уменьшается. Объем воздушных пузырьков,
включенных в масло, увеличивается, а количество масла, посту-
пающего к насосу, соответственно уменьшается. Наличие воздуш-
ных пузырьков увеличивает гидравлические сопротивления трубо-
проводов, уменьшает теплоемкость и теплопроводность масла, а
это приводит к ухудшению охлаждения трущихся поверхностей
двигателя.
Для того чтобы уменьшить процентное содержание воздуха в
масле, необходимо применять специальные меры. Так, для умень-
шения механического раздробления масла и перем.ешивания его
с воздухом целесообразно при выполнении внутреннего участка
масляной системы двигателя отстойники и пути слива масла рас-
полагать в местах, удаленных от вращающихся деталей. Посколь-
ку увеличение разности производительностей откачивающего и на-
Рис. 4". Цент-
робежный воз-
духоотделитель:
1 — Корпус; 2 —
крыльчатка: 3 —
патрубок отвода
масла; .4 и Б —
кольцевые поло-
сти
61
гнетающего насосов способствует насыщению масла воздухом, то
не следует выбирать указанную разность чрезмерно большой. Это
условие не всегда выполнимо, однако при рациональном выборе
расположения насосов, отстойников и путей слива масла можно
снизить величину отношения производительности откачивающих
насосов к нагнетающим до 2,5—3,0.
Для обеспечения наиболее полного выделения воздуха из мас-
ла применяют центробежные воздухоотделители — центрифуги
(рис. 47). В корпусе воздухоотделителя находится ротор, установ-
ленный на двух опорах. На роторе закреплена крыльчатка 2. От-
качиваемое из двигателя масло поступает в воздухоотделитель.
Под действием центробежных сил частицы масла, как более тя-
желые, отбрасываются к периферии и попадают в кольцевую по-
лость А, а затем направляются в отводящий трубопровод. Воздух
и пары масла, скапливаясь в центре внутренней полости ротора,
проходят в полость Б и оттуда в бак или в полость суфлирования
двигателя.
Эффективность работы воздухоотделителя зависит от скорости
вращения его ротора и вязкости масла. Наиболее эффективно
центрифуга работает при скорости вращения ротора 5000—
6000 об/мин. С увеличением вязкости масла эффективность ее ра-
боты понижается, что может привести при запуске двигателя к
переполнению маслом отстойников (в системах с отводом воздуш-
но-маеляной эмульсии в двигатель). Для устранения этого недо-
статка в конструкции воздухоотделителя или в магистрали отвода
воздушно-масляной эмульсии устанавливают специальные (эмуль-
сионные) клапаны. Роль клапана сводится к перекрытию указан-
ной магистрали при малых скоростях вращения ротора двигателя.
Оптимальным размером ротора центрифуги является диаметр
внутренней полости ее 80—il00 мм и высоте цилиндра полости ро-
тора от 70 до 90 мм. При правильно выбранной центрифуге со-
держание воздуха в масле уменьшается до 4—5%.
Из других средств, способствующих уменьшению содержания
воздуха в масле, заслуживают внимания специальные присадки
(обычно кремнийорганического происхождения),* уменьшающие
прочность поверхностной пленки, усиливающие коагуляцию (слия-
ние, укрупнение) мелких пузырьков воздуха и облегчающие выход
их на поверхность.
6.	РАДИАТОРЫ
*Большинство типов масляных радиаторов выполняют из набора
медных или латунных трубок длиной 250—300, толщиной стенки
0,1—0,;2 и диаметром 4—5 мм, заключенных в латунный корпус
(обечайку). Концы трубок на длине двух-трех диаметров разваль-
цованы на шестигранник и припаяны между собой таким образом,
что между трубками остаются щели. По этим щелям циркулирует
горячее масло. Внутри трубок в воздушно-масляных радиаторах
62
Мшо
Рис. 48. .Вовдушно-масляный радиатор:
терморегулятор; 2 — корпус; 3 ц 4 — окна в перегородках; 5 — перегородки; А и С —клапаны
63
протекает охлаждающий воздух, а в топливно^масляных — рас-
ходуемое двигателем топливо. Радиаторы, выполненные таким об-
разом, получили название сотовых.
Для достижения оптимальной скорости протекания масла че-
рез щели между трубками (за счет чего улучшается теплоотдача
радиатора) и уменьшения застойных зон (в которых масло из-за
недостаточной скорости движения может застыть) в конструкцию
радиатора вводят перегородки, которые разделяют межтрубное
пространство радиатора на отдельные секции (рис. 48 и 49). Каж-
дая перегородка имеет окна, через которые масло понадаёт из
одной секции в другую, проходя все секции и каждый раз меняя
свое направление.
Из этих же соображений в топливно-масляных радиаторах топ-
ливная полость также разделена перегородками (см. рис. 49. б).
Поступающее в радиатор топливо по трубкам одного цучка дохо-
дит до полости крышки, поворачивается там и входит в другой,
пучок. Так оно изменяет направление своего движения 3—-5 раз.?
Пучки обычно содержат одинаковое количество трубок, за счет
чего скорость движения топлива в радиаторе увеличивается про-
порционально числу пучков.	J
Увеличение скорости движения топлива в радиаторе приводит5’
к уменьшению его размеров и веса. Однако при этом значительно
возрастают гидравлические сопротивления радиатора, что приво-
дит к необходимости размещения его в топливной магистрали за
насосом высокого давления. Такое размещение радиатора устра-
няет повышение температуры топлива на входе в насос.
В радиаторах масло может двигаться перпендикулярно пучку
трубок или параллельно ему. Предпочтение отдают поперечному
обтеканию пучка, так как в этом случае при прочих равных усло-
виях коэффициент теплоотдачи будет несколько большим.
Для предупреждения разрушения сот радиатора при низких
температурах масла на трубопроводах масляной системы или в са-
Рис. 49. Схема топливно-масляного радиатора:
а—циркуляция масла; б—циркуляция топлива;
1 — перегородки; 2 — предохранительный клапан
64
мом радиаторе устанавливают предохранительные клапаны, кото-
рые пропускают масло в обход сот радиатора или через соты в за-
висимости от вязкости масла. При повышенной вязкости масла (за-
пуск двигателя при отрицательных температурах) гидравлическое
сопротивление сот радиатора возрастает и давление на входе в ра-
диатор увеличивается. При достижении давления определенной
величины предохранительный клапан 2 (см. рис. 49) открывается,
соединяя входную и выходную полости радиатора.
В предохранительных клапанах другого типа имеются допол-
нительные устройства (например, клапаны А и С, см. рис. 48), ко-
торые при определенном давлении на входе в радиатор закрыва-
ются, полностью прекращая вход и выход масла из радиатора.
Применение предохранительных клапанов способствует более бы-
строму прогреву масла, так как последнее циркулирует, минуя ра-
диатор. По мере разогрева масла в системе и уменьшения дав-
ления предохранительный клапан подключает радиатор к системе.
Форма масляных радиаторов в зависимости от места их уста-
новки бывает самая разнообразная. Наибольшее распространение
получили круглые и подковообразные. Форму первых в большин-
стве своем имеют топливно-мрсляные радиаторы, вторых — воз-
душно-масляные. Элементы силовой схемы радиатора, арматуру и
охлаждающие элементы -обычно унифицируют, что повышает тех-
нологичность радиаторов и их надежность.
Разработаны алюминиевые конструкции масляных радиаторов.
Впервые они нашли применение в системах охлаждения силовых
установок вертолетов. Охлаждающими элементами радиатора слу-
жат плоские трубки, собранные в пакет.. Трубки изготовлены из
алюминиевого сплава и оребрены с внешней и внутренней сторон
турбулизирующими пластинами.
В корпусе радиатора, в его топливной части, иногда устанав-
ливают фильтры (рис. 50), что позволяет использовать подогретое
топливо для защиты фильтрующих элементов от обмерзания при
низких температурах окружающего воздуха. Для поддержания по-
стоянной температуры масла при изменении режимов работы дви-
гателя, а следовательно, и расходов топлива в корпусе топливного
фильтра 2 устанавливают термостатический клапан 3, который
перепускает часть топлива в бак при достижении определенных
значений температуры топлива на выходе из радиатора. Горячее
масло, минуя обратный клапан 6, поступает внутрь радиатора, где
проходит последовательно по трубкам обоих пакетов 4, отдавая
при этом тепло холодному топливу, циркулирующему между труб-
ками. При повышении перепада давления масла в радиаторе выше
расчетного значения открывается предохранительный клапан 5 и
часть масла, минуя трубки, направляется на выход из радиатора.
Характерной особенностью таких радиаторов является малый вес
и высокая тепловая отдача.,
, Тепловые расчеты радиаторов могут быть поверочными и про-
ектировочными. Чаще производят поверочные расчеты. Для этого
5-1040	'	да
Рис: 50. Схема топливцо-маолянаго -рад-иато-ра с термостатическим клапаном:
а — циркуляция топлива; б — циркуляция масла;
/, 5 и 6 — клапаны (перепускной, предохранительный, обратный); 2 — топливный фильтр;
3 — термостатический клрпан; 4 — пакеты сот
должны быть известны геометрические характеристики радиато-
ров (поверхность охлаждения, число трубок, их длина, диаметр
и т. п.) и требуется определить количество тепла, передаваемого
от одного теплоносителя к другому, и конечные температуры теп-
лоносителей (рабочих жидкостей). Проектировочные расчеты вы-
полняют при создании новых радиаторов, и целью их тепловогр
расчета является определение поверхности охлаждения (теплооб-
мена).
Рассмотрим в качестве примера приближенную методику про-
ведения поверочных расчетов применительно к топливно-масляным
радиаторам, т. е. из нескольких типов радиаторов выберем тот,
который обеспечит отвод от двигателя потребного количества тегг-
ла. Для проведения этих расчетов, кроме геометрических характер
ристик радиаторов и потребного количества тепла, необходимо
иметь значения прокачки топлива и масла через радиатор (Г*,
Гм), их температуры на входе в радиатор (/т.вх, ^м.вх), а также
физические свойства топлива и масла (вязкость, плотность, тепло-
емкость, теплопроводность и т. п.).
(Количество тепла, которое хможет отвести радиатор, определя-
ют из уравнения теплопередачи
Qpacn = k S Д t дж !сск.
(8)
где	k — коэффициент теплопередачи, дж/м1  сек.  град-,
__ _ S—поверхность охлаждения, .и2;
А/=/м — /т —разность средних температур (индекс т относится к топли-
ву, м — к маслу).
66
Принимая изменение температуры по длине поверхности тепло-
обмена линейным (что справедливо при незначительном изменении
температуры вдоль поверхности), можно Записать, что:
~t ~ t — —<м •
‘'М - ^М.ВХ	2	’
t —t + -*T •
ьт ьт.вхТ 2
Повышение температуры топлива в радиаторе
. J   ,	,	____ QnOTp
Гт — *т.вых	^т.вх —	~
Ст 1Гтрт
Понижение температуры масла в радиаторе
д t — t —t = Qn0Tp .
U Рм - t'M.BX \м.вых	___
При неизвестных значениях коэффициента теплопередачи его
можно определить по формуле
k =-----------L-------
— + -Г- + —
«М	Л-ст	GtT
(9>
где «м, ат — коэффициенты теплоотдачи от масла к стенке и от стенки к топ-
ливу;
8СТ, Хст — толщина и коэффициент теплопроводности стевки трубки радиатора
соответственно.
Для тонких стенок
теплопроводности, что
торов, можно принять
Тогда формула (9)
k
из материала с большим коэффициентом
характерно для трубок авиационных радиа-
Al = 0.
^СТ
принимает вид
1
11
®м ат
Коэффициенты теплоотдачи ам, ат определяют из зависимости
Nu А
а  --- ,
d
где Nu — критерий Нуссельта, характеризующий конвектив1ный теплообмен меж-
ду жидкой средой и поверхностью теплообмена;
к коэффициент теплопроводности (масла, топлива), дж!м • сек • град;
d — диаметр трубок, м.
5:
67
Для расчета коэффициента теплоотдачи от масла к стенке ус-
ловно принимают наружный диаметр трубки. Рассчитывая коэффи-
циент теплоотдачи от стенки к топливу, берут внутренний диаметр
трубки. Для трубок некруглого поперечного сечения с площадью
4/
f и периметром П вводят эквивалентный диаметр d9 — —- 
Из теории подобия тепловых процессов известно, что критерий
Нуссельта есть функция двух критериев: Прандтля
 рг =
X.
и Рейнольдса
Re=—.
V
где Ср — теплоемкость жидкости при постоянном давлении (в рассматривае-
мом случае см, Ст), дж/кг  град;
v — скорость топлива (масла) в радиаторе, м/сек. ,
Так как v = —, то для определения скорости топлива (масла)
Г	.	
в радиаторе необходимо знать площади проходных сечений. Для
топлива, движущегося по трубкам, проходное сечение равно
р _	” *вн ”
т 4гт
где п — число трубок в радиаторе; •
zT — число секций в топливной полости радиатора.
Для масла, движущегося между трубками,
FM = (x+l)AZ,
где х—число трубок в самом узком поперечном сечении лучка;
h — расстояние между трубками; „
I — длина трубок.
При расчете критериев Рейнольдса и Прандтля входящие в
формулы параметры необходимо брать при средних значениях тем-
пературы топлива и масла в радиаторе. Дальнейшие расчеты сво-
дятся к следующему [4]. При ламинарном течении топлива внутри
трубок (Re С 2 • L03)
Nu =0,17 Re0,33 Рг0,43.
В переходном режиме течения (2  103 Re 104)
Nu = kn Pr°'43.
При сильно развитом турбулентном течении (104 Re 5 • 106)
Nu = 0,021Reo,8Pr°’43 .
«8
Последнюю формулу' можно
принять также для расчета Nu
при продольном внешнем обтека-
нии трубок потоком масла. Зна-
чения k0 приведены на рис. 51.
Рис. 52. Схема расположения
трубок в пучке:
а — коридорное; б — шахмат-
ное
Рис, .51. Зависимость коэффи-
циента «о от числа Рейнольдса
При поперечном обтекании трубок потоком масла необходимо
учитывать способ расположения их в пучке (рис. 52). Если трубки
располагаются в шахматном порядке, что наиболее характерно для
масляных радиаторов, то
Nu = 0,41 Re°’6Pr0,33;
при коридорном расположении
Nu = 0,23 Re0’65 Рг0,33.
По известным значениям NuM и NuT находят коэффициенты теп-
лоотдачи ам и ат, а затем коэффициент теплопередачи й.
Зависимость k = f(aM, aT) приведена на рис. 53. Из графика
следует, что при увеличении ам (принимая ат неизменным) относи-
тельно быстрый рост k происходит до тех пор, пока ам и ат не
сравниваются между собой. При дальнейшем увеличении ам рост
k замедляется, а затем практически прекращается. Из этого можно
сделать следующие выводы. При ам = ат интенсифицировать тепг
лопередачу (увеличить съем тепла с единицы поверхности радиа-
тора) можно за счет одновременного увеличения ам и ат. Если
ам^ат, то интенсификация может быть получена только путем
увеличения меньшего из них, что достигается развитием поверх-
ности со стороны теплоносителя с меньшим коэффициентом тепло-
отдачи, а также повышением скорости теплоносителя.
Имея k, S и Ы, по формуле (8) определяют QpaCn и сравнивают
его с Рпотр. Если разница между ними не превышает 10%, то ра-
диатор подобран правильно. При значениях, превышающих 10%,
необходимо произвести перерасчет, т. е. выбрать радиатор с дру-
69
Рис. 53. Зависимость коэффициента теп-
лопередачи от коэффициентов теплоот-
дачи
гой поверхностью охлажде-
ния, По окончании расчетов
проверяют, чтобы темпера-
тура топлива на выходе из
радиатора не превышала
максимально допустимой,
т. е.
^Т.ВЫХ А
Qpacri
Су т Рт
'^-^т.тах-
Уравнение теплопередачи
может быть использовано в
верхностью охлаждения радиатора
затраченной на передвижение
проектировочном расчете
для определения поверхно-
сти охлаждения S. Количе-
ство тепла, которое необхо-
димо отвести от двигателя,
в этом случае должно быть
известным и задача сводит-
ся к вычислению коэффици-
ента теплопередачи, а затем
. и поверхности охлажде-
ния.
При выборе формы и раз-
меров радиатора принимают
наивыгоднейшее соотноше-
ние между поверхностью
теплообмена и мощностью,
теплоносителя. Для воздушно-
масляных радиаторов накладывается дополнительное усло-
вие — минимальные затраты мощности на преодоление сопротив-
ления радиаторной установки в воздушном потоке. У выполненных
конструкций радиаторов поверхность охлаждения больше фронто-
вой площади в 1120—130 раз.
Зависимость между весом и поверхностью охлаждения радиа-
тора приведена на рис. 54.
7.	СИГНАЛИЗАТОРЫ НАЛИЧИЯ СТРУЖКИ В МАСЛЕ
В целях более раннего обнаружения неисправностей двигателя
в настоящее время разрабатывают различные способы контроля
качества масла. Все они в основном сводятся к обнаружению в
масле металлических частиц (стружки).
Существуют три типа датчиков-сигнализаторов наличия струж-
ки в масле (стружко-сигнализаторов): магнитные, щелевые и ин-
дуктивные.
70
Pilp. 55. Магнитная
пробка:
1 — рукоятка: 2 — дер-
жавка магнита; 3 —
штифт; 4 — корпус; 5 —
пружина; 6 — уплотни-
тельное кольцо; 7 — ось;
8 — пружина; 9 — кла-
пан; 10 — магнит
Магнитные сигнализаторы. Простейшим датчиком-сигнализа-
тором магнитного типа является устанавливаемая в магистралях
откачки масла магнитная пробка. Один из вариантов ее представ-
лен на рис. 55. Корпус магнитной пробки имеет два ушка, к кото-
рым на ос'и 7 крепится клапан, препятствующий вытеканию масла
из системы при снятии пробки. С противоположной стороны кла-
пана расположены пазы штыкового соединения для фиксации ру-
коятки 1 в рабочем положении. Внутри корпуса размещена дер-
жавка магнита 2, рукоятка 1, пружина 5 и уплотнительное резино-
вое кольцо 6.
Масло, циркулируя в системе, омывает магнит, при этом имею-
щиеся в масле стальные частицы притягиваются им. Осуществляя
периодический осмотр магнитных пробок, можно установить зави-
симость между содержанием в масле металлических частиц и на-
чалом разрушения трущихся пар.
Сигнализатор, схема которого представлена на рис. 56, в отли-
чие от магнитной пробки автоматически выдает сигнал о наличии
стружки в масле. Он состоит из корпуса (выполненного из диэлек-
трического материала) с закрепленными в нем постоянными маг-
нитами, источника питания, электропроводки и сигнальной лампы.
При прохождении масла между торцами магнитов и при накопле-
нии определенного количества стружки на них создается контакт в
электрической цепи датчика, что приводит к загоранию сигнальной
лампы.
Для повышения эффективности работы сигнализаторов указан-
ного типа их целесообразно устанавливать на участках магистрали
с минимальной скоростью движения масла и в зонах, макси-
мально приближенных к местам возможного повреждения трущих-
ся пар.
Рис. 56. Схема стружко-
сигналияатора магнитно-
го типа:
/ — сигнальная лампа; 2 —
источник питания; 3 — ди-
электрическая проставка:
4 — постоянные магниты
71
Сигнализаторы магнитного типа имеют тот недостаток, что онц
позволяют обнаруживать только, ферромагнитные частицы, тогда
как для начала развития многих неисправностей двигателя харак-
терно появление в масле алюминиевых включений.
Щелевые сигнализаторы. Идея щелевого сигнализатора заклю-
чается в том, что его датчик, выполненный из нескольких изоли-
рованных друг от друга пластин, устанавливают в трубопровод от-
качки масла.
Попадание металлических частиц в зазоры между пластинами
приводит к замыканию электрической цепи сигнализатора и заго-
ранию лампы «Стружка в масле».
В некоторых сигнализаторах щелевого типа в качестве датчика
используется фильтр с изолированными друг от друга секциями.
При прохождении через- секции фильтра масла, содержащего ме-
таллические частицы, клиновидные щели между секциями забива-
ются, замыкая электрическую цепь сигнализатора.
Индуктивные сигнализаторы. Принцип действия такого сигна-
лизатора основан на Изменении индуктивности колебательного кон-
тура автогенератора при внесении в его электромагнитное поле
какого-либо металла. Датчик сигнализатора, выполненный в виде
катушки, установлен в откачивающей магистрали масляной систе-
мы. При появлении в столбе масла внутри датчика металлических
частиц индуктивность катушки изменяется, что регистрируется
электронным блоком с последующей выдачей сигнала «Стружка в
масле».
Обеспечив непрерывную запись поступающих сигналов, можно
установить зависимость между состоянием трущихся пар и концен-
трацией металла в масле.
Рассмотренные выше сигнализаторы обладают тем недостат-
ком, что все они не обеспечивают надежного контроля за состоя-
нием трущихся поверхностей в начальной стадии развития неис-
правности.
Это происходит из-за того, что единичные частички металла, на-
ходящиеся в масле, не могут создать требуемого контакта в элек-
трической цепи сигнализатора.
Разработаны сигнализаторы, в основу которых положен прин-
цип измерения омического сопротивления масляного слоя, находя-
щегося между трущимися поверхностями. Появление в масле еди-
ничных металлических частиц приводит к разрушению этого слоя,
что вызывает падение омического сопротивления. Последнее мож-
но использовать как сигнал о появлении неисправности в Трущих-
ся парах двигателя. «
Эффективным диагностическим методом раннего обнаружения
неисправностей двигателя может служить также периодический
отбор проб масла с последующим их химическим или спектрогра-
фическим анализом на содержание в них металлических вклю-
чений.
fz
\ На некоторых типах двигателей в магистралях откачки масла
практикуют установку датчиков-сигнализаторов масляного голо-
дания подшипников. По мере роста температуры масла, омываю-
щего датчик, увеличивается электрическое сопротивление послед-
него, а так как цепь его включена в мостовую схему, то насту-
пает разбалансировка моста. При величине разбалансировки, со-
ответствующей температуре настройки системы, выдается сигнал
о перегреве подшипников.
На одном из типов отечественных ТВД в магистрали откачки
масла от задних опор ротора двигателя установлен датчик пре-
дельной температуры. Он состоит из капсулы, внутри которой по-
мещена вставка из легкоплавкого материала. При повышении тем-
пературы масла выше температуры плавления материала вставки
происходит замыкание цепи датчика с последующей выдачей сиг-
нала о перегреве подшипников.
Внедрение в эксплуатацию контроля качества масла как одно-
го из методов ранней диагностики позволит выявить неисправно-
сти двигателя в начальной стадии их развития, что, несомненно,
окажет существенное влияние на повышение безопасности по-
летов.
Глава IV. ЭКСПЛУАТАЦИЯ
1.	ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Уход за масляной системой и ее обслуживание являются со-
ставной частью общего комплекса подготовки силовой установки
к полету и производятся в период выполнения оперативных видов
и периодических форм технического обслуживания.
В процессе монтажа масляной системы на трубопроводах и
штуцерах агрегатов должны быть заглушки. После снятия заглу-
шек трубопроводы продувают сухим сжатым воздухом. Детали и
узлы масляной системы, устанавливаемые на двигатель, не долж-
ны иметь загрязнений, коррозии, механических повреждений. За-
тяжку гаек крепления агрегатов необходимо производить с равно-
мерным усилием, не допуская чрезмерной перетяжки, приводящей
к срыву резьбы и обрыву шпилек (болтов).
Перед сборкой все резьбовые соединения трубопроводов масля-
ной системы промывают керосином или бензином Б-70. Для исклю-
чения заедания соединений разрешается применять смазку типа
БУ, при этом нужно следить, чтобы она не попала внутрь трубо-
проводов.
Если соединение осуществляется при помощи дюритов, то об-
ращают внимание, чтобы торцы трубопроводов не имели острых
кромок и заусенцев, которые могут повредить внутренний слой ре-
зины. Их необходимо устанавливать симметрично относительно
разъема, а расстояние между торцами трубопроводов не должно
превышать 4—В мм.
Для обеспечения надежности соединения концы трубопроводов
должны иметь кольцевую развальцовку. Количество и расположе-
ние стяжных' хомутов, устанавливаемых на дюритовое соединение,
зависит от давления в соединяемых трубопроводах. В масляных
системах обычно устанавливают по два хомута, равномерно рас-
положенных за развальцовкой труб с каждой стороны соедине-
ния. Уменьшать количество хомутов, предусмотренное технически-
ми условиями, запрещается.
Для улучшения электрического контакта соединяемых трубо-
проводов и предохранения от скопления в них зарядов статическо-
го электричества необходимо следить за надежностью металлиза-
ции каждого дюритового соединения. Для этого в процессе техни-
ческого обслуживания масляной системы нужно обращать внима-
ние на то, чтобы на дюритах под хомутами проходила Полоска
алюминиевой фольги, концы которой должны быть загнуты под
дюрит для соприкосновения с трубами, очищенными в этих местах
от лакокрасочного покрытия.
74
После монтажа масляной системы ее испытывают на герметич-
ность при первой пробе двигателя. При обнаружении течи выяс-
няют причину ее появления, устраняют, а затем повторно прове-
ряют на герметичность.
В сроки, указанные регламентом технического обслуживания,
осматривают масляный бак, трубопроводы, радиатор и другие
агрегаты системы. Обращают внимание, нет ли трещин, вмятин,
деформаций, потертостей, ослабления креплений и течи масла, не
повреждена ли металлизация и контровка. Убеждаются, что тру-
бопроводы закреплены к элементам конструкции двигателя хому-
тами с прокладками под ними из резины, кожи или фетра.
Плохое крепление трубопроводов может быть причиной их раз-
рушения вследствие усталости материала от вибраций или перети-
рания о рядом расположенные детали. При наличии трещин, по-
тертостей и рисок глубиной более 0,2 мм, а также вмятин глубиной
свыше 2 мм трубопровод подлежит замене. Если риски и забоины
менее 0,2 мм, то поврежденное место зачищают шкуркой, обезжи-
ривают и закрашивают.
При осмотре трубопроводов обращают внимание, чтобы зазор
между ними и неподвижными агрегатами самолета или двигателя
был не менее 5, а между трубопроводами и подвижными деталями
не менее 10 мм.
Проверяют крепление радиатора, убеждаются в отсутствии течи
масла (топлива), вмятин и потертостей поверхности. Если охлаж-
дение радиатора воздушное, то проверяют работу регуляторов тем-
пературы масла и механизмов управления заслонками. Неправиль-
ная их работа приводит к перегреву масла или замерзанию его
в радиаторе. Контролируют, чтобы заслонка не закрывалась с на-
тягом, так как это может привести к выходу из строя электроме-
ханизма управления заслонкой или заклиниванию заслонки в за-
крытом положении.
Убеждаются, что резиновый герметизирующий профиль не за-
теняет трубок радиатора. При нарушении этого условия в трубках
скапливается вода, что может привести к разрушению радиатора
при низких температурах окружающего воздуха.
При подготовке летательного аппарата к полету замеряют ко-
личество масла в баке и при необходимости производят дозаправ-
ку. Перед заправкой проверяют соответствие данных масла, ука-
занных в паспорте, требованиям ГОСТ, чистоту фильтров разда-
точного пистолета и маслозаправщика, убеждаются в отсутствии
в масле воды и посторонних примесей.
Масло заливают в бак открытым способом, т. е. через запра-
вочную горловину. Этому способу заправки присущи такие недо-
статки: большое время заправки, вызванное дополнительными ра-
ботами (открытие и закрытие крышек люков заправочных горло-
вин, подтаскивание раздаточного шланга и т. п.); размещение об-
служивающего персонала у заправочных горловин, расположенных
обычно в верхней части силовой установки; возможность попада-
75
ния в бак пыли и влаги. В настоящее время на некоторых типах
летательных аппаратов предусматривают закрытую заправку мас-
лом, выполненную по такой же схеме, как и закрытая заправка
топливом.
Для каждого типа двигателя применяется только тот сорт мас-
ла, который указан в инструкции по эксплуатации и техническому
обслуживанию. Произвольная замена сорта масла недопустима,
так как это отрицательно сказывается на работе трущихся поверх-
ностей и температурном режиме двигателя и может служить при-
чиной преждевременного выхода его из строя.
Особое внимание необходимо обращать на заправку маслом
системы после установки нового двигателя или замены масла. Во
всех случаях после заправки системы маслом запускают и опро-
буют двигатель, а после его остановки проверяют уровень масла
в баке и дозаправляют недостающее количество. Для некоторых
типов двигателей дозаправку производят после двух-трех холодных
прокруток с последующим контролем количества масла в баке пос-
ле запуска и опробования двигателя.
Количество заливаемого в бак масла указывается в инструкции
по эксплуатации, в регламенте или технологических указаниях по
техническому обслуживанию летательного аппарата. Переполнение
бака приводит к выбрасыванию масла через дренажную магист-
раль. Недостаточное заполнение бака маслом является причиной
перегрева двигателя и снижения давления масла в системе. Кроме
того, вследствие уменьшения времени пребывания масла в баке за-
трудняется выделение из него воздуха, что способствует пониже-
нию высотности масляной системы.
В составе нерастворимых веществ, накапливающихся в масле
и оседающих на фильтрах, находятся частицы пыли, продукты
окисления и углеродистые вещества, находящиеся в масле (кокс,
зола), металлические частицы от износа деталей двигателя и их
коррозии.
Загрязнение масла при работе двигателя идет непрерывно. На
скорость загрязнения оказывает влияние сорт применяемого мас-
ла, тип двигателя, время работы его на данном масле и условия
эксплуатации двигателя. Для предупреждения загрязнения масла
его необходимо периодически заменять. Основными методами
определения периодичности замены масла в настоящее время яв-
ляются стендовые и эксплуатационные испытания масел на двига-
телях. Последующая корректировка сроков службы масла произ-
водится на основании обобщения опыта эксплуатации данного ти-
па двигателей.
Периодичность замены масла определяется специальными при-
казами и указывается обычно в регламентах технического обслу-
живания.
В указанные регламентом сроки производят промывку масля-
ных фильтров. Обычно для вновь установленного двигателя фильт-
ры промывают после первой пробы, первых 5 и 25 ч работы; в
76
дальнейшем для большинства двигателей — при выполнении тех-
нического обслуживания по первой форме.
.В качестве моющей жидкости применяют чистый керосин или
бензин Б-70, разбавитель РД4} (ГОСТ 4399—48) или каменно-
угольный креолин (МЙТУ 2728—60). Последний особенно активно
разлагает смолистые, коксовые и жировые загрязнения. При рабо-
те с креолином необходимо помнить, что из-за его агрессивности
в ванну нельзя помещать детали, имеющие резиновые уплотнения,
так как даже незначительное пребывание резины в креолине вы-
зывает ее разрушение. Если на сетках фильтрующих элементов нет
смолообразований или значительных загрязнений, то пакет промы-
вают без разборки. При сильном загрязнении и невозможности
очистки элементов в собранном виде пакет разбирают и каждый
элемент промывают отдельно.
Фильтрующие элементы из саржевого плетения, загрязненные
в эксплуатации механическими примесями и смолистыми вещест-
вами, рекомендуется промывать в ультразвуковых ваннах. Сетка
саржевого плетения имеет большое количество капиллярных ка-
налов, эффективйая очистка которых возможна только при нали-
чии нормально действующих сил в этих каналах. Такие силы воз-
никают в момент захлопывания кавитационных пузырьков при воз-
действии ультразвуковых колебаний на моющую жидкость. При
этом в кавитационных пузырьках происходит местное повышение
давления и температуры, что улучшает удаление.загрязнений
В качестве звукового генератора используют специальные уста-
новки типа УЗГ-10. Моющая жидкость для очистки фильтров —
масло АМГ-10 с добавкой смачивателя типа ОП-7 или ОП-Ю
(10 г/л). Температура нагрева моющей жидкости — не более
70° С. Время выдержки фильтров в ультразвуковых ваннах —
10—15 мин. Технология промывки определяется специальными ин-
струкциями.	•
Контроль степени очистки секций масляных фильтров произво-
дят выборочно (несколько секций из комплекта) при помощи сте-
реоскопического бинокулярного микроскопа. Во время осмотра
фильтра внутри ячеек сеток не должно наблюдаться загрязнений.
Если при осмотре масляных фильтров на их элементах обнару-
жены металлические частицы в виде алюминиевых, бронзовых или
оловянных блесток, то необходимо провести анализ возможных
причин попадания их в масло. Для этого выясняют, какие работы
проводились на двигателе, не было ли замены отдельных агрега-
тов, деталей или трубопроводов, не занесена ли стружка в масло
извне, вследствие плохого контроля средств заправки маслом или
неудовлетворительного качества выполнения регламентных работ.
После тщательного осмотра двигателя и промывки фильтров
заменяют масло в системе, запускают и опробуют двигатель, а за-
тем вновь проверяют фильтры. Если они чистые, то двигатель до-
пускается к дальнейшей работе с последующим осмотром фильт-
ров после первого рейса. Если установлено, что загрязнение фильт-
77
ров является следствием разрушения отдельных деталей или уз-
лов, двигатель к дальнейшей эксплуатации не допускается.
При замене двигателя по наличию на фильтрах металлических
частиц необходимо заменить масляный радиатор, промыть бак,
трубопроводы и другие агрегаты системы. Замену воздушного вин-
та производят. при наличии металлических частиц на масляном
фильтре регулятора оборотов.
2.	ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
Длительная стоянка летательного аппарата в условиях низких
температур вызывает повышение вязкости масла, изменение вели-
чины зазоров в трущихся парах сопрягаемых деталей двигателя.
Это приводит в процессе запуска к увеличению мощности трения,
затруднению раскрутки ротора, а также увеличивает опасность
масляного голодания двигателя.	/.
Для обеспечения надежного запуска при температуре окружаю-
щего воздуха минус 5° С и ниже ТВД и его масляную систему У пе-
ред запуском рекомендуется подогревать горячим воздухом ^''Тем-
пература воздуха на выходе из рукава подогревателя не /должна
превышать 90° С. Продолжительность подогрева зависит zot темпе-
Р<и 1 упуха, силы и	ветра, мощно-
сти средств подогрева и их количества, качества теплоизоляции
подводящих рукавов и подгонки чехлов.
Готовность двигателя к запуску определяют по температуре
масла и по легкости проворачивания воздушного винта от руки.
Для двигателя АИ-20, например, перед запуском после подогрева
температура масла на входе в двигатель должна быть не менее
40° С. Подогрев масляной системы Т,РД производят при темпера-
турах минус 25° С и ниже.
Разжижение масла топливом, широко используемое для порш-
невых двигателей, оказалось для ГТД нежелательным, а р неко-
торых случаях — неприемлемым вследствие чрезвычайно медлен-
ной испаряемости керосина. Последнее приводит к длительной ра-
боте двигателя на масле пониженной вязкости.
Разжижение масла бензином способствует резкому повышению
пожарной опасности.
В полостях редукторов трансмиссии вертолетов масло разжи-
жают 1 раз на зимний период. Это объясняется тем, что темпера-
тура редуктора и масла в системе значительно ниже температуры
двигателя и испарение бензина из масляной системы редуктора
практически не происходит.
В целях контроля за состоянием масла 6 полостях редукторов
регламентами технического обслуживания предусматривается пе-
риодическая проверка содержания бензина в масле по удельному
весу разжиженного масла. Для этого сливают 1—0. л нагретого до
78
20° С масла и замеряют его удельный вес, а затем, пользуясь таб-
лицами или графиками, определяют процентное содержание бен-
зина в масле.
Гипоидные смазки разжижают маслом АМГ-10. Обычно состав
смеси состоит из 2/3 гипоидной смазки-и 1/3 масла АМГ-10. Пере-
ходить на разжиженную смазку рекомендуется при температуре
окружающего воздуха ниже 10°О. Применение разжиженной смаз-
ки уменьшает потери мощности двигателя на преодоление трения
в редукторах, особенно в момент запуска и раскрутки трансмис-
сии, что облегчает работу фрикционной муфты и предотвращает
ее преждевременный износ и выход из строя.
При температуре окружающего воздуха ниже минус 40° iC и
длительной стоянке летательного аппарата масло из системы реко-
мендуется сливать. Эту работу выполняют сразу же после очеред-
ного полета, пока масло не остыло. Свежее масло заливают перед
запуском двигателя, причем оно должно быть предварительно'
подогрето до температуры 75—®0°С. При заправке сливные краны
рекомендуется держать открытыми до тех пор, пока из них не пой-
дет горячее масло. Это обеспечивает хороший подогрев и запол-
нение маслом трубопроводов, баков и радиаторов.
3.	КОНТРОЛЬ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
В процессе эксплуатации масляной системы проверяют коли-
чество масла в баке, контролируют давление и температуру его на
входе в двигатель, а для летательных аппаратов с ТВД следят
за положением створок воздушно-масляного радиатора.
Количество масла в баке при техническом обслуживании опре-
деляют при помощи мерной линейки. На некоторых типах лета-
тельных аппаратов для контроля в полете за количеством масла
в баке применяют электрические дистанционные масломеры.
По давлению косвенно судят о количестве масла, поступающе-
го в двигатель. Для большинства типов двигателей давление мас-
ла на пониженных режимах составляет 2—3, а на основных —
4—6 кГ/см?-. Дальнейшее повышение давления нецелесообразно,
так как это приводит к увеличению турбулентности струи, посту-
пающей на смазку подшипников, сокращению длины сплошной ча-
сти струи, насыщению масла воздухом. Распыленная смазка плоха
проникает в подшипник, вследствие чего охлаждение его ухудша-
ется. Кроме того, необходимость создания больших давлений тре-
бует дополнительных затрат мощности на привод масляных насо-
сов, возникают затруднения в обеспечении герметичности уплотне-
ний, увеличиваются нагрузки на трубопроводы нагнетающей маги-
страли системы.
В масляных системах некоторых типов силовых установок пре-
дусматривают также сигнализацию максимального запаса и ми-
нимального остатка масла в баке, минимального давления масла
на входе в двигатель и максимального перепада давления на мас-
79
ляном фильтре. .Последний параметр позволяет судить о состоянии
фильтрующих элементов и наличии в масле посторонних примесей
(смолообразований, механических включений и т. п.).	.
Температура выходящего масла характеризует теплонапряжен-
ность деталей двигателя. Верхние допустимые значения темпера-
туры минеральных масел по соображениям удовлетворительной
вязкости не должны превышать 120° С на выходе из двигателя и
80°С на входе. Нижняя граница температуры масла на входе в
двигатель, определяемая условиями запуска, зависит от типа дви-
гателя и сорта применяемого масла. Для ТВД она составляет ми-
нус 5°, а ТРД — минус 35° С.
Температура масла, при которой разрешается переводить дви-
гатель на повышенный режим работы, находится в диапазоне
20—40° С. При этом иногда накладывают дополнительное усло-
вие — определенное время работы двигателя на режиме малого
газа (обычно не менее 5 мин).
4.	ВОЗМОЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ
Непрерывно, возрастающая сложность авиационной техники не
дает возможности проверяющему без применения специальных ме-
тодов контроля за короткое время по показаниям большого коли-
чества приборов и сигнальных ламп, расположенных в кабине, оце-
нить значения параметров различных систем и на основании этих
данных установить состояние летательного аппарата и степень его
готовности к полету. Особую трудность представляет контроль за
изменением многочисленных параметров на переходных режимах
работы двигателя.
Существующие в настоящее время технологические процессы
технического обслуживания летательных аппаратов складываются
в большинстве своем как простая сумма операций по обслужива-
нию отдельных агрегатов и систем. Техническое состояние ряда
агрегатов характеризуется параметрами, для замера которых тре-
буются сложные и дорогостоящие приборы. Это обстоятельство
повлекло за собой появление большого количества контрольно-из-
мерительной аппаратуры и вспомогательных механизмов индивиду-
ального назначения. Использование этих средств требует значи-
тельных затрат времени и может проводиться техническим персо-
налом высокой квалификации.
Стремление поддержать заданный уровень надежности авиаци-
онной техники при усложнении ее конструкции приводит к увели-
чению объема работ по техническому обслуживанию. Это вызыва
ет рост численности личного состава, занятого обслуживанием
увеличивает время и трудовые затраты на подготовку летательногс
аппарата к полету. Для высококачественного обслуживания авиа
ционной техники и поддержания ее в исправном состоянии требу-
ются новые методы контроля. Необходимо применение специаль-
ного оборудования, которое, имея в своем составе вычислительную
80
технику, обеспечило бы приемлемую достоверность полученных
результатов. В настоящее время разрабатывают и внедряют в экс-
плуатацию новые комплексы оборудования, получившие название
систем автоматизированного контроля (САК).
Не останавливаясь на классификации существующих типов си-
стем, их принципиальных схемах и решаемых задачах (об этом
см. [17]), отметим, что развитие методов автоматизированного кон-
троля состояния авиационной техники в условиях эксплуатации и
особенно диагностическая функция этого, контроля позволяют об-
наружить. возникающие неисправности в ранней стадии их раз-
вития.
Лри решении задач автоматизированного контроля встречается
ряд трудностей, одной из которых является выбор оптимального
числа параметров, подлежащих контролю. Большое количество за-
меряемых параметров при анализе полученных результатов дает
более ясное представление о состоянии проверяемого изделия.
Однако нельзя чрезмерно увеличивать число этих параметров, так
как для замера каждого из них необходимо устанавливать датчи-
ки, что усложняет конструкцию проверяемого изделия, увеличива-
ет его вес, уменьшает надежность. Кроме того, усложняется назем-
ная часть САК. Количество параметров целесообразно выбирать
таким, чтобы получаемая информация была достаточной для ха-
рактеристики технического состояния контролируемого изделия.
Существует несколько методик выбора оптимального числа
контролируемых параметров. Наиболее приемлемой является ме-
тодика, идея которой заключается в следующем. На основании
анализа работы агрегатов и систем объект контроля мысленно рас-
членяют на структурные схемы (например, силовую установку раз-
бивают на топливную, масляную, противопожарную системы
и т. п.). Затем строят схемы причинно-следственных связей или
схемы логической последовательности отыскания неисправностей
по каждому из выбранных параметров. При этом рассматривают
точки структурной схемы, где данный параметр претерпевает из-
менение.
Построение схем логической последовательности отыскания не-
исправностей для данной структурной схемы позволяет определить
число параметров, подлежащих включению вiCAK, и выбрать наи-
более рациональные места расположения датчиков. Если сложный
агрегат (например, двигатель) разбить на структурные схемы не
представляется возможным, производится расчленение его на кон-
структивные узлы (камера сгорания, турбина и т. п.) с последую-
щим определением входных и выходных параметров каждого узла.
Анализ этих параметров позволяет выделить те из них, которые
характеризуют работоспособность узла.
Используя приведенную на рис. 16 (см. гл. II) схему масляной
системы, рассмотрим методику выбора параметров, которые целе-
сообразно включить в САК. Для построения схемы причинно-след-
ственных связей (рис. 57) проведем анализ влияния различных
6—>1040	о|
факторов на ра'боту системы. Известно, что величина давления
масла на входе в двигатель зависит от технического состояния на-
гнетающего насоса и давления на входе в него. Так как к насосу
масло поступает по двум магистралям (от радиатора и из бака
через насос подпитки), то давление на входе в насос зависит от
состояния насоса подпитки и его редукционного клапана, а также
от состояния агрегатов, установленных на участке откачивающей
магистрали (откачивающих секций насоса, воздухоотделителя, ра-
диатора).
Подаваемое на смазку двигателя масло проходит фильтрацию.
Обеспечив контроль за перепадом давления на фильтре, можно су-
дить о состоянии фильтрующих элементов и степени их загрязне-
ния. Засорение фильтрующих элементов в магистрали откачки
масла из полостей подшипников или отказ насосов откачки приво-
дят к переполнению этих полостей, что влечет за собой выброс мас-
да в газовоздушный тракт двигателя. Повышенный расход масла
происходит и при разрушении лабиринтных уплотнений. Указан-
ные неисправности, а также негерметичность системы смазки мож-
но обнаружить по значительному понижению уровня масла в. баке.
Интенсивное смолообразование в трубопроводах подачи масла
к подшипникам, а также забивание смолистыми отложениями фор-
сунок приводит к уменьшению прокачки масла через подшипник,
что может вызвать масляное голодание подшипника, повышение
его температуры и последующее разрушение. Регистрация темпе-
ратуры масла на выходе из двигателя позволяет своевременно об-
наружить указанные неисправности и принять необходимые меры
для их предотвращения.
Одним из наиболее действенных критериев, характеризующих
нормальную работу системы смазки, является контроль качества
масла. Установив датчики-сигнализаторы наличия стружки в мас-
ле или произведя анализы периодически отбираемых проб масла,
можно обнаружить неисправности двигателя на ранней стадии их
развития.
Степень охлаждения масла в силовых установках с ТВД зави-
сит от положения створки туннеля воздушно-масляного радиато-
ра. Поэтому за контролируемый параметр можно принять угол по-
ворота створки и по изменению этого угла косвенно судить об ис-
правности регулятора температуры масла.
Таким образом, для обеспечения контроля работы масляной
системы, кроме параметров, по которым в настоящее время судят
о работоспособности системы, (давление и температура масла на
входе в двигатель, уровень масла в баке, а на летательных аппа-
ратах с ТВД — дополнительно угол поворота створки туннеля ра-
диатора) целесообразно использовать и такие параметры, как дав-
ление масла на входе в нагнетающий насос, перепад давлений на
фильтрах и радиаторе, температура масла на выходе из двигате-
ля, а также параметры, по которым можно судить о состоянии
масла.
82
6*
83
Некоторые из рассмотренных выше параметров, такие как дав-
ление и температура масла на входе в двигатель, уровень масла в
баке, стружка в масле, можно назвать аварийными, так как выход
любого из них за пределы технических условий приводит к необ-
ходимости выключения двигателя.
Спецификой масляной системы является то, что функциониро-
вание ее неразрывно связано с работой двигателя. Поэтому объек-
тивно судить о надежности системы смазки можно лишь в случае
контроля ее параметров на работающем двигателе. Обеспечив ре-
гистрацию указанных параметров в полете, можно составить до-
стоверную характеристику работы масляной системы, а также со-
брать необходимый материал для прогнозирования безотказной ра-
боты двигателя в целом.
5.	НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ СМАЗКИ
Ухудшение работы масляной системы может быть вызвано кон-
структивно-производственными дефектами и нарушениями правил
ее эксплуатации и технического обслуживания. Наиболее характер-
ными неисправностями масляной системы являются отклонения
давления и температуры масла от значений, указанных в инструк-
ции по эксплуатации, и повышенный расход масла.
Понижению давления масла способствуют нарушения регули-
ровки редукционного клапана или его неисправности (зависание
клапана, поломка пружины, попадание под клапан твердых ча-
стиц). Зависание клапана в открытом положении при увеличении
высоты полета приводит к плавному падению давления масла. По-
ломка пружины или попадание под клапан твердых частиц вызы-
вает значительное уменьшение давления. Понижение давления
марла в системе до нуля обычно происходит из-за разрушения на-
соса или его привода.
Разрушение нагнетающего насоса вызывает резкое падение дав-
ления масла, разрушение откачивающих насосов приводит к ухо-
ду масла из бака в двигатель, переполнению отстойников с после-
дующим выбросом масла через магистраль суфлирования или ла-
биринтные уплотнения.
Причинами недопустимого повышения давления масла может
быть перезатяжка пружины редукционного клапана, заклинивание
его в закрытом положении, засорение фильтров или форсунок, по-
дающих масло на смазку подшипников и зубчатых зацеплений.
Последняя неисправность особенно опасна, так как засорение
фильтров и форсунок приводит к масляному голоданию подшип-
ников, их перегреву и разрушению.
Рост температуры масла сверх допустимых значений может
происходить из-за загрязнения поверхности охлаждения воздушно-
масляных радиаторов, отказов в работе терморегуляторов или За
счет попадания горячих газов в масляную полость двигателя вслед-
ствие ухудшения работы уплотнений. В некоторых типах силовых
84
установок с воздушно-масляными радиаторами имеет место повы-
шение температуры масла при работе двигателя на земле из-за
ухудшения обдува радиатора, особенно при высоких температурах
окружающего воздуха.
Перегрев масла определяют по его цвету. Анализ качества на-
ходящегося в системе масла позволяет судить о состоянии трущих-
ся поверхностей, возникавших перегревах двигателя, износе его
лабиринтных уплотнений. Все эти факторы приводят к потемнению
масла, изменению его химического состава, увеличению содержа-
ния посторонних примесей.
Повышенный расход масла при отсутствии течи свидетельствует
о неудовлетворительной работе уплотнений. По мере износа и по-
тери упругости уплотнений происходит постепенное увеличение
расхода масла. Значительное повышение расхода, которое обнару-
живают по понижению уровня масла в баке, наблюдается при не-
герметичности соединений в трубопроводах и агрегатах, разруше-
нии трубопроводов, негерметичности установки крышек заливной
горловины бака или масляных фильтров, а также из-за повышен-
ного выброса масла в атмосферу через систему суфлирования при
неисправностях ее работы. Одним из признаков разрушения тру-
бопроводов, расположенных во внутренних полостях двигателя и
предназначенных для подвода масла к подшипникам, является по-
падание дыма в систему вентиляции и наддува кабины.
Контроль уровня масла в баке дает возможность своевременно
обнаружить возникшие на двигателе или в системе неисправности.
Во всех случаях, когда после полета обнаруживается, что масло
из бака не расходуется или в баке наблюдается повышение уров-
ня, необходимо проверить масло на отсутствие в нем топлива. При-
чиной данного явления может быть нарушение герметичности топ-
ливно-масляного радиатора или масляных полостей командно-топ-
ливного агрегата.
В процессе эксплуатации масляной системы под воздействием
внутреннего давления, монтажных, температурных и вибрацион-
ных напряжений в трубопроводах возможно появление различных
неисправностей. Это, прежде всего, трещины, забоины, вмятины и
потертости. Особенно неблагоприятные условия работы для трубо-
проводов создаются при ослаблении их крепления в отбортовочных
колодках.
Наиболее часто трещины появляются по обрезу ниппеля и на
границе перехода цилиндрической части трубопровода в кониче-
скую развальцованную часть. В зависимости от величины зазора
между ниппелем и трубопроводом изменяются границы концентра-
ции наибольших изгибных напряжений, а следовательно, меняется
и место возникновения усталостных трещин. Чем больше зазор,
тем ближе к концу развальцованной части трубки появляется тре-
щина. При посадке ниппеля на трубопровод без зазора трещины
образуются чаще всего по обрезу хвостовика ниппеля. Плотная
85
Таблица 3
Наименование
неисправностей
Агрегат, элемент
насадка ниппеля повышает усталостную прочность трубопроводов
и случаи возникновения трещин встречаются реже.
Монтажные напряжения в материале трубопроводов мОгут воз-
никать из-за перекосов и неточной подгонки штуцеров, а также
из-за больших расстояний между штуцерами и трубопроводами.
Лри замене трубопроводов необходимо следить, чтобы длина и кон-
фигурация их обеспечивали установку и присоединение трубопро-
водов без натяга. Между терцами ниппельного соединения в сво-
бодном состояний должен быть небольшой (0,6—1,0 мм) зазор.
При установке коротких или неправильно изогнутых трубопрово-
. дов после подтягивания гаек возникают дополнительные напряже-
ния, которые могут привести к появлению трещин или обрыву тру-
бопроводов. Признаком правильного соединения трубопроводов яв-
ляется совпадение оси ниппеля с осью штуцера, при этом разваль-
цованная часть трубопровода стыкуется с конусной поверхностью
штуцера, а накидная гайка трубопровода навертывается на. шту-
цер от руки не менее чем на 2/3 длины резьбы. При разъединении
одного конца трубопровода отгибать его разрешается на величину
не более диаметра, при этом длина свободного) конца трубопрово-
да должна быть не менее 50 диаметров.
Важное значение для работы масляной системы имеет состоя-
ние штуцерных соединений.
При низкокачественном мон-
таже возможно • врезание
ниппеля в тело трубки, под
накидными гайками могут
образоваться трещины,
кольцевые риски, забойны и
деформация трубок.
Радиус изгиба гибких
шлангов должен быть не ме-
нее трех диаметров их сече-
ния. При монтаже шлангов
не допускаются скручива-
ние, натяг, смятие и резкие
перегибы. Если гибкие шлан-
ги монтируют при отрица-
тельных температурах, то их
рекомендуется предвари-
тельно подогреть. Шланги к
дальнейшей эксплуатации
не допускают, если на них
обнаружены повреждения- в
виде порезов и потертостей
до проволочной спирали*
выпучивания и расслоения
резины, смятие накидных
гаек, трещины на гайках,
Бак
Радиатор
из-под обе-
Дюритовые
соединения
хомутов
расслоение,
Потертость
Обрыв контровки на лен-
тах крепления
Течь масла из сот
Обрыв контровки на гай-
ках подсоединения
трубопроводов
Течь масла из-под проб-
ки слива
Течь масла
чайки
Ослабление
Старение,
разрушение дюритов
Течь масла из-под дю-
ритов
Давление масла не соот-
ветствует норме
Разрушение шестерен
Течь масла из-под гайки
редукционного клапа-
на
Течь масла из-под флан-
ца крепления трубо-
провода к насосу
Масдяный
насос
86
ниппелях и манжетах наконечников, вытяжка в местах заделки и
свертывания наконечников, а также течь масла по телу шланга
или в заделке.
Приведем в качестве примера характерные неисправности
(табл. 3), наблюдавшиеся при эксплуатации масляной системы
одного из ТВД.
Из табл. 3 видно, что наряду с неисправностями, не оказываю-
щими влияния на безопасность полетов, при техническом обслужи-
вании выявляют и такие неисправности, которые могут привести
к задержке или срыву рейса или даже послужить причиной пред-
посылки к летному происшествию.
6.	НЕИСПРАВНОСТИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ,
ВЫЗВАННЫЕ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ
МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ
Неудовлетворительная работа масляной системы, связанная. с
нарушениями режима смазки и охлаждения трущихся пар, наи-
более часто приводит к разрушению подшипников ротора двига-
теля и зубчатых зацеплений редукторов.
Недостаточная подача масла или прекращение ее вызывают
перегрев подшипников, изменение зазоров между шариками (роли-
ками) и, кольцами, в результате чего в подшипнике возникают по-
вышенные усилия от трения. Это приводит к еще более сильному
разогреву подшипника и дальнейшему уменьшению в нем зазоров.
В итоге температура в местах контактов шариков с кольцами уве-
личивается настолько, что превышает темпера-
туру плавления материала шариков. Расплав-
ляющийся материал налипает на беговую до-
рожку колец (рис. 58), тем самым заклини-
вая шарики между внутренним и наружным
кольцами. К перегреву подшипников приво-
дит также экстренный останов двигателя без
предварительного охлаждения его на режиме
малого газа.
Пониженная вязкость применяемого масла
и попадание абразивных частиц на рабочие
поверхности подшипника приводят к увеличе-
нию в нем радиальных зазоров. На дорожках
качения в местах контакта с шариками при
высоких нагрузках появляются отпечатки в
виде вмятин, которые в дальнейшем ^развива-
ются в очаги усталостного выкрашивания и
приводят к выходу подшипника из строя.
Рис. 58. Разрушение шариков вследствие
масляного голодания подшипника
87
Разрушение подшипников турбины может происходить при за-
пуске двигателя и выводе его на повышенные обороты бе^ пред-
варительного прогрева. В этом случае внутреннее кольцо подшип-
ника имеет температуру выше наружного, дополнительно сжатого
корпусом, что вызывает изменение радиального зазора в подшип-
нике.
При уменьшении зазора до нуля начинается разрушение под-
шипника. Внешним признаком разрушения является обилие метал-
лических частиц (стружки) на фильтрующих элементах, повыше-
ние уровня вибраций и температуры газа, характерный металли-
ческий скрежет, рост температуры масла, уменьшение времени
свободного выбега ротора и, наконец, заклинивание ротора дви-
гателя. При этом на деталях газо-воздушного тракта, лопатках соп-
лового аппарата и турбины могут наблюдаться следы постороннего
металла.
Разрушение задних подшипников трансмиссии приводит в на-
чальной стадии к повреждению лабиринтных уплотнений. Первым
признаком этого явления может служить дымление двигателя из-
за сгорания масла, попадающего через разрушенный лабиринт в
газо-воздушный'тракт.
Наиболее характерной неисправностью редуктора является по-
вышенный износ или заедание его зубчатых зацеплений и износ
осей сателлитов. Заедание происходит при работе зубьев без смаз-
ки или недостаточной вязкости масла, вызванной его перегревом,
при выдавливании масла с рабочих поверхностей зуба, а также
из-за снятия масляной пленки острой кромкой зубьев при входе их
в зацепление. Перемещение профиля зубьев в этом случае приво-
дит к отрыву частиц металла и возникновению надиров на рабо-
чей поверхности. Повышенному износу зубьев способствует нали-
чие в масле абразивных частиц.
Сателлиты редуктора являются наиболее удаленными деталя-
ми, к которым масло подается под давлением. Поэтому на них
прежде всего отражаются ненормальности в работе масляной си-
стемы. Прекращение доступа масла к осям сателлитов вызывает
усиленный износ осей и втулок. Это приводит к перегреву сател-
литов, росту нагрузок на зубья шестерен с последующим разруше-
нием деталей редуктора.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Нефтяные масла для ТРД
Характеристика	МС-6	МК-6	МК-8 МК-8п
Кинематический коэффициент вязкости, сст.			
при 50° С, не менее 		6,0	6,0	8,3
» 20° С, » более		18,0	19,0	30,0
» —40° С, >>	»	.......	1700	3300	8500
Отношение вязкостей при —20 и +50° С, не бо-			
лее .......			30	46,5	60
Кислотное число, мг КОН, на 1 г масла, не более	0,04	0,04	0,04
Стабильность после окисления при температуре,	150	150	120
			175
			0,1
осадок, %, не^болве		Отсутст- вует .	0,1	М~5
кислотное число, не более 		0,15	0,35	0,25
•			0,60
Зола, %, не более		0,005	0,005	0,005
Сера, %, »	»		0,7	0,14	0,14
Водорастворимые .кислоты, щелочи, вода и меха-			
нические примеси		Этсутству	ОТ
Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не			
ниже	  .	140	140	135
Температура застывания, °C, не выше ....	-55	-60	-55
Натровая проба с подкислением, баллов, не более	мм	2	2
Температура растворения анилина в масле (ани-			
линован точка), °C 		80	60	79
Коррозия на иластин'как из свинца, г/м3 не более	5	30	—
Плотность при 20° С, кг/м3, не более ....	860	900 '	885
89
Приложение
Нефтяные масла для ТВД
Характеристика	25% МС-20 75% МК-8 j	75% МС-20 25% МК-8	\и-7,5
Кинематический коэффициент вязкости, сст-. при 100° С, не менее ......	4,4 "	9,Ъ	7,5
» 50° С, »	»			15,0	55,0	—
' » —20° С,» более		1615	—	—-
» —30? С,»				—	—	4200
Кислотное число, не более		0,05	0,1	ОД
Температура вспышки в открытом тигле, °C, не ниже 			138	150 J	153
Температура застывания, °C, не выше ....	-40	-20	—35
Стабильность при 150° С, за 50 ч: - осадок, %, не более				од	0,1
кислотное число, не более .	.	.	.	.	— -	0,3	0,35
Водорастворимые кислоты, щелочи, вода и меха- нические примеси	 ;	Этсутству!	ОТ
Эола. %, не более		0,005	0,005	
Кокс, %,»	»				0,15	0,03	—
Приложение 3
Высоковяэкие нефтяные масла
Характеристика	МС-20	К МК-22
Кинематический коэффициент вязкости при 100° С,		
сст, не менее		20	> 22
Отношение вязкостей при 50 и 100° С, не более	7,85	8,75
ТКВ в пределах температур от 20 до 100° С, не		
более .... 		10,6	11,0
КоКс, %, не более	0,45	0,70
Кислотное число, не более 	 .	0,05	ОДО
Зола, %, не более		0,003	0,004
Водорастворимые кислоты, щелочи, механические		
примеси и вода	Отсутствуют	
Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не		
ниже			225	230 .
Температура застывания, °C, не выше ....	-18	-14
Плотность при 20° С, кг[м\ »	»	895	905
Термоокислительная стабильность при 250° С, мин	17	35
Коррозия на пластинке из свинца, г/м2, не более	45	20
90
Приложение 4
Синтетические масла для ТРД
Характеристика	ВНИИ НП 50-1-4Ф	ЛНМЗ 36/* к
Кинематический коэффициент вязкости, сст:		
при 100е С, не менее		3,2	3,0
» —40°С, » более .	.	.	> .	2000	3000
» —54° С, »	»	1	11000	. —
Стабильность вязкости при минус 54° С:	±6	
изменение вязкости[ после 3 ч, %, не более		——
кинематический коэффициент вязкости после 3 ч, сст, не более ........	11700	—
Температура застывания, °C, не выше . .	-60	-60.
»	вспышки в открытом тигле, °C, не ниже . . . 				204	195
Кислотное число, не более ч		0,22	0,5
Водорастворимые кислоты, щелочи, вода и меха- . нические примеси		Отсутствуют	
Термоокислительная стабильность:	175	200
при температуре, °C .	.	. ' .		
в течение часов 		72	10
коррозия, мг]см2, не более, на пластинках из:		
стали ЗОХГСА, алюминиевого сплава АК-4, магниевого сплава Мл-5, серебра 	.	.	±0,2	0,003
меди 		  .	±0,4	0,003
кислотное число, не более 		2,0	• Ив -
изменение вязкости при 100° С, % не более	+ю	±43
внешний вид масла	Прозрачный	—
количество осадка, не растворимого в изоок- тане, %, не более	  .	—	0,15
количество в бензоле, %, не более ....	—	0,03
Плотность цри 20° С, кг/м3, »	»	.	.	926	997
Числр омыления, мг КОН, » ниже	. .	235	—
.Зола, %, не более		0,1	Отсутствует
Кокс, %, »	»				—	0,3
Испаряемость за 1 ч при 200° С, % . .	,	—	3 .
91
Приложение 5
Синтетические масла для ТВД
Характеристика	ВНИИ НГи-у-2	ВНИИ НП 7
Кинематический коэффициент вязкости, сст:	9.0	7,5
при 100° С, не менее			
» —35°С, » более		4500	7500
Кислотное число»	»		0,1	о.з
Температура вспышки в открытом тигле, °C, не	135	210
ниже 			 Стабильность после окисления воздухом при 150° С в течение 50 ч:		
осадок, не растворимый в бензоле, %, не более	0,1	0,06
кислотное число, не более 		0,2	0,6
Температура застывания, °C, не выше .... Смазывающие свойства:	-60	-60
критическая нагрузка разрушения масляной		
пленки Рк , кГ, не менее , ш отношение PK^ масла к Рк^ масла МС-20, не	90	
менее .		 KopiposHH при 150° С, г/м2, не более пластинок:	—	1,3
из стали ШХ-15 и алюминиевого сплава АЛ-4	Отсутствует	
, из латуни		5	1
Плотность при 20° С, кг/м3, не более ....		922
Приложение 6
Трансмиссионные масла для ТВД вертолетов
Характеристика	МС-14	ВНИИ НП 25	Г ипоидное	2/3 гипоид- ного и 1/3 АМГ-10	Редуктор- ное Б-Зб
Кинематический коэффициент вязкости, сст: при 100° С, не менее .	L. 14	9,8	20,5	9,06	5
» —40° С, » более . у	Г	...	55 000		—	14000
Температура застывания, °C, не выше		-30	-54	-20	-40	-60
Температура вспышки, °C, не ниже: в открытом тигле .		135	—	—	230
» закрытом »	200	—	—	—	
Водорастворимые кислоты и щелочи	 Вода, %, не более . . .	.	-	О:	сутствуют			0,15
Механические примеси, %, не более 		Отсутствуют		0,1	Отсутст- вуют	0,15
Кислотное число, не, более . Сера, %, не менее .	0,25	0,1	——	—	5,5
	мм	—	1,5	—	—
Кокс, %, » более .	.	. .	0,45	—	—	—	—
Зола, %, »	»	. . . .	.0,003	—	—	—	—
Плотность, кг/ма ,	.	.	.	890				
92
Приложение 7
Зарубежные масла для ТРД
Характеристика	Турбоойль		
	2	3	300
Кинематический коэффициент вязкости, сст:			
при 99° С, не менее 		2,5	3,5	3,0
» 38° С, »	»		10,0	13,0	11,0
» —26° С,» более .				—	1250	—•
» —40чС, »	»		3000	8000	—
» —04“С, » »		40000	—	13000
Изменение вязкости при минус 54° С после 3 ч, %, не более			—	—	6,0
Кислотное число, не более		0.1	0,3	0,3
Зола, %, не более			0,01	—
Сера, %, »	»		—	Отсутст-	—
Водорастворимые кислоты и щелочи .	Отсут	вует гтвуют	—
Температура вспышки, °C, не ниже:	132	143	
в закрытом тигле				—
» открытом »	  .	—		204
Температура застывания, °C, не выше .	.	.	.	—57	-46	—
Число омыления, мг КОН на 1 г масла, не более	—	1,0	—
Коррозия и окислительная стабильность после 168 ч при температуре 121° С: коррозия меди, стали, алюминиевых и маг- ниевых сплавов, кадмированной стали, мг/смг, не более	.	.			
	±0,2	—	—-
* изменение вязкости при 38° С, % .	-5-20		—-
Анилиновая точка, °C не ниже		—	85	—
Коррозия и окислительная стабильность после 72 ч при 175° С: коррозия стали, серебра, алюминиевого и маг- ниевого сплавов, мг/см2, не более .			±0,2
коррозия меди, мг/см2, не более		—	—	±0,4
изменение вязкости при 38° С, %	.	—	—	-5-15
кислотное число, не более		—	—	2,0
Испаряемость при 100° С в течение 22 ч .	8	—	—
Плотность при 20° С, кг/м3		893	870	
93
Приложение 8
Зарубежные масла для ТВД
Характеристика	Турбоойль			(JopT 1100
	9	15	750	
Кинематический коэффициент вяз-			•	
кости, сст:				
при 99° С, не менее . . .	8,7	3,0	7,5	19
»	38° С »	»	——	и	39	—
» —40° С, » более .	. . .	—	13000 (	13000	
Кислотное число, не более	0,1		0,1	0,1
Зола, %, не более		0,01	— .	— .	. 0,0025
Температура вспышки в открытом тигле, °C, не выше .....	210	221	215	243
Температура застывания, °C, не выше	-29	-60	—52	-12
Число омыления, мг КОН на 1 г мае-				
ла, не более		1,0	—	—	—
Коррозия меди, кадмированной стали,	•			
мг/см1, не более .	.	.	.	.	—	—	0,2	—
Кокс, %, »	» ". ....	—	__	—	12
'Плотность при 20° С, кг/м3' .	870	—	—	
ЛИТЕРАТУРА
Аксенов А. Ф. Авиационные топлива, смазочные материалы и специ-
альные жидкости, М., «Транспорт», 1970. 2712 с.
-*	2. Андреев В. А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей. Л.,
Энергия», 19(7)1. 162: с.
,3	. Дометенко Н. Т., Кравец А. С. и др. Авиационные силовые уста-
лки. Системы и устройства. М., «Транспорт», 1970. 362 с. -
4.	Исаченко В. П., Осипова В, А., Сухомел Л. О. Теплопередача.
М., «Энергия», 1966. 440 с.
5.	Кал ай тан Е. Н. Смазочные масла для .реактивных двигателей. М., «Хи-
Мйя», 1©|G8. 196 с.
6.	Кожевникова Ф. А. Испытания масел в химических лабораториях.
М-, «Энергия», 1967. 128 с.
7.	К узь ми» Г. А. Конструкция авиационных двигателей. М., Оборонгиа,
.1962, 444 с.	•
8.	Кушииренко К. Ф. Краткий Справочник по горючему, техническим
средствам и складам. М., Воениздат, 1968. 2712 с.
• 9,: Масленников М. М., Бехли Ю. Г., Шалыная Ю. И. Газотурбин-
ные двигатели для вертолетов. М., «Машиностроение», 1969. 380 с.
10.	П аллей 3. С., Королев И. М., Ров и некий Э. В. Конструкция и
прочность авиационных газотурбинных двигателей. М., «Транспорт», 1967. 426 с,
1'1. Панов В. В., Папок К. К. Смазочные масла современной техники.
М..«Наука», 1966. 132 с.	х
1(2	. Панов В. В., Соболев Ю. С. Масла для газотурбинных двигателей.
М., Гостоптехиздат, 1958. 96 с.
13.	Папок К. К. Смазочные масла. Изд. 2-е, М., Воениздат, 1962. 256 с.
14. Поликовский В. И. Самолетные силовые установки: М., Оборонгиз,
1962. -ДО с.
fls, Резников М. Е. Авиационные и ракетные топлива и смазочные мате-
риалы. М., Воениздат, I960. 208 с.
46,	Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. Кон-
струкций и расчет двигателей. М., «Машиностроение», 1969. 544 с. •
4'7	. С oik и к В. В., Коньков Н. ,Г. Автомат проверяет самолет и ракету.
М., Воениздат, 1967. 166 с.
18.	Соломонов П. А. Вопросы надежности авиационной техники. М.,
Воениздат, 1965. 1412 с.
19.	Товарные нефтепродукты, их свойства и применение. М., «Химия», 197Г.
416 с.
ЙО.	Фельдман Е. Л., Даниленко Г. И., Капустин Л. Н. Осн'4'
конструкции авиационных двигателей. М., «Транспорт», 1970, 272 с.
21.	Черняк В. В. Определение концентрации металлически'
носа в макросистемах двигателей. — «Дефектоскопия», 196'’
22.	Шерлыгин Н. А. Предупреждение перепое»',
датская авиация», 1970, К» 9.
23.	Шерлыгин Н. А., Шахвердов
авиационных ГТД, М., «Машиностроение"
24.	Штода А. В. и др. Коники
гелей. М., Воениздат, 1961. 412 .«и,00
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр
Введение..................................................	3
Глава- 1. Характеристики авиационных масел......................5
1. Условия работы масел, их основные физико-химические 
и эксплуатационные свойства и требования к ним	5
12. Применяемые масла .	....................13
в. Контроль состояния масла во время эксплуатации .	. 17
Глава II. Устройство и работа масляной системы.................J9
il. Магистрали системы...............................19
й. Принципиальные схемы масляных систем самолетов . 22
3.	Особенности масляных систем силовых установок вер-
толетов .............................................28
4.	Потребная прокачка масла через двигатель .	.	.33
5.	Суфлирование двигателя...........................35
6.	Защита масляных полостей	двигателя от пожара .	.36
7.	Высотность масляной системы......................38
8.	Охлаждение масла .	.	.	.	. .	.	.42
Глава III. Агрегаты.......................................... .47
1. Баки..............................................47
Й. Трубопроводы .	.................... 51
3.	Насосы...........................................52
4.	Фильтры..........................................56
5.	Воздухоотделители............................	. 59
'6.	Радиаторы........................................62
7.	Сигнализаторы наличия стружки в масле • •.	.	.	70
Глава IV. Эксплуатация	74
1.	Техническое обслуживание...........................74
2.	Особенности технического обслуживания масляной си-
стемы гари .низких температурах окружающего воздуха 78
3.	Контроль работы системы . ’.........................79
4.	Возможности автоматизированного контроля ... 80
5.	Неисправности системы смазки.......................84
6.	Неисправности узлов и деталей двигателя, вызванные
неудовлетворительной работой масляной системы .	. 87
Приложения .	........................................89
Литература* .	.	....................... ....................95
Николай Тихонович Домотенко
Аркадий Семенович Кравец
МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Редактор А. М. Мещеряков
Техн, редактор Р. А. Иванова
'-'пректор С. М. Лобова
Подписано в печать 15/Ш—1972 г
Уч.-ивд. л. 6,74	Т-03306
' ,п40а Изд. № 1-3-1/17 № 52j70
Тасмаиный туп., 6а
''Мтрома
'Ср