Влияние климата пустыни Каракумы на ресурс двигателей CFM56-7B

Преамбула:

Ни для кого не секрет, что географическое положение баз авиакомпаний из Центральной Азии, характеризуется резко-континентальными климатическими условиями с наличием в данной зоне преобладающего количества песчаных пустынь, одной из которых является Каракумы, что в буквальном переводе означает «Черные пески». Своим названием, напрямую говорящим о присутствующем в химическом составе углерода, а также помимо основного состава кварцевого песка, представляющего собой преобладающий диоксид кремния, включает определенные вкрапления алюминия в виде корунда и прочих примесей. Таким образом вся эта «гремучая смесь», абсолютно устойчивая к кислотно-щелочным воздействиям, присутствует в атмосфере и в особенности приземном воздухе (1000 м и выше) на протяжении практически 300 дней в году, включая периоды цветения растений и миграции летающих насекомых, переносящих на себе элементы песка, пыли и т.п. фракций.

Риски и критические состояния воздействия песка при работе двигателя:

Общеизвестные риски, возникающие по ходу воздуха в двигателе, такие как:

- абразивный износ, либо развивающиеся отложения / налипания, лопаток вентилятора и компрессора низкого / высокого давления, включающих также позиции крепления лопаток, приводят к повышенному уровню вибрации, вплоть до случаев превышения 4.0 единиц на взлетном режиме;

- снижение проходного сечения, либо полного блокирования элементов отбора давления / фильтров системы FADEC, системы охлаждения двигателя, системы управления зазорами лопаток турбин (LPTACC / HPTACC), а также системы охлаждения ЕЕС, приводят к некорректной работе систем АТА 73, 75, 76 и 77;

- снижение проходного сечения, либо полного блокирования элементов топливных форсунок камеры сгорания приводят к неполноценному образованию топливовоздушной смеси, в свою очередь не обеспечивающей полное сгорание топлива и последующую просадку тяги, с соответствующим повышенным расходом топлива, которое в виде направленной струи догорает на стенках камеры сгорания, с последующим образованием трещин и прогаров;

- как было отмечено выше, неполноценное образование топливовоздушного облака наряду с образованием термически образованных отложений / спеканий кварцевого песка на стенках камеры сгорания приводят к недостаточному охлаждению поверхности камеры сгорания, с последующим образованием трещин и прогаров;

- также нарушение теплообменного баланса приводит к возникновению трещин и сколов термобарьерного покрытия (ТВС), которые также в процессе отделения от поверхности представляют собой твердое инородное тело (FOD / FDI) атакующее в последствии как направляющие лопатки (HPT Nozzle Guide Vanes), так и сами лопатки турбины высокого давления (HPT Blades) и их обвязку (Shrouds);

- снижение проходного сечения, либо полного блокирования охлаждающих отверстий направляющих лопаток (HPT Nozzle Guide Vanes) и лопаток турбины высокого давления (HPT Blades) приводит к частичному прогару, либо полному выгоранию / разрушению данных элементов, а также сколу / выкрашиванию обвязки (Shrouds), впоследствии приводящих в превышению TGT на взлетном режиме, особенно в случае повышенной температуры окружающей среды (+30° С и выше), которое впоследствии приводит к вынужденному изменению режима взлета со стороны пилотов, что тоже представляет определенный риск;

- продукты сгорания с включениями совокупно спекшихся химических и биологических элементов, обозначенных в Преамбуле, в процессе воздействия на лопатки турбины низкого давления (LPT) также влияют на поверхности лопаток в виде остаточного абразива, на практике, особого превышения уровня вибрации не зафиксировавшего.

Процедуры авиакомпаний и Организаций по поддержанию летной годности:

При всех нововведениях, модификациях и усовершенствованиях технологий в области фильтрации отбираемого воздуха, а также применения покрытий, устойчивых к износу, внедряемых со стороны разработчиков и производителей указанных систем, в свою очередь, наиболее эффективными превентивными мероприятиями на практике применяемыми операторами данной зоны, являются:

- полноценное использование системы SAGE от компании CFM;

¾ щадящая политика эксплуатации двигателей со стороны операторов;

- увеличенная частота процедур мойки двигателя с применением сертифицированных материалов и моющих средств;

- полноценное взаимодействие между пилотами и инженерно-техническим персоналом в вопросе оперативного отслеживания параметров работы двигателя;

- оперативное доведение расшифрованной информации со стороны Readout Shop для последующих проактивных действий со стороны оператора / САМО;

- увеличенная частота проверок и инспекций, включая бороскопические осмотры и NDT инспекции (при необходимости, либо подозрении), на двигателе;

- полноценное взаимодействие операторов и метеорологической службы в отношении корректной информации, определяющей порог / коэффициент видимости (прозрачности) приземного слоя воздуха, характеризующего концентрацию посторонних фракций.

Примечание: Данный аспект может повлиять на коррекцию расписания рейсов, выполняемых со стороны авиакомпании, оптимально применительно к состоянию чистоты воздуха / атмосферы.

Заключение:

Как бы то ни было, авиакомпании сталкиваются с указанной проблемой как с неизбежной данностью, и дополнительные вложения в применения новых материалов и технологий со стороны разработчиков / производителей систем и двигателей, естественно повлекут за собой удорожание поставляемых компонентов / двигателей, а также их техническое / сервисное обслуживание. Важно в данном случае найти баланс в разработке АМР (программы технического обслуживания) в области гармонизации работ по выполнению технического обслуживания, как на воздушном судне, так и на сопутствующих системах и двигателях, минимизирующих риски внепланового технического обслуживания.

Ниже приведены результаты неблагоприятного воздействия климатических условий, а также отсутствия здравомыслящей политики эксплуатации двигателей со стороны оператора.

Автор: Мырат Котуров, занимавший ключевые должности в Администрации гражданской авиации Туркменистана.