Во-первых, для сбора информации, которую невозможно получить расчетным путем, например, определения форм и частот собственных колебаний лопаток компрессора и турбины, вибрационных нагрузок на элементах двигателя, демпфирующей способности замков лопаток и т. д.

Во-вторых, для проверки и уточнения характеристик и параметров, полученных расчетом. Если при проверке обнаруживается, что протекание характеристик и параметров не отвечает техническим условиям, производится корректировка элементов двигателя - доводка его.

В-третьих, для апробирования эффективности изменений, вносимых в конструкцию и технологию производства двигателя.

В-четвертых, для выяснения всестороннего влияния внешних воздействий на двигатель. Внешние воздействия при сложных взаимных связях отдельных процессов в двигателе вызывают вторичные явления, изменяющие газодинамические, прочностные и эксплуатационные свойства двигателя.

Создание испытательных установок может оказаться не менее сложной и более трудоемкой задачей, чем создание нового двигателя.

Испытания авиационных двигателей сформировалось в самостоятельную инженерную дисциплину о методах получения экспериментальных данных, характеризующих работу авиационного двигателя и его рабочие процессы. Накопленные методические приемы и разработанные теоретические основы проведения испытаний, правильность которых подтверждена опытом создания и эксплуатации авиационных двигателей, составляют его содержание.

Как и любая дисциплина, испытание авиационных двигателей развиваются. Можно отметить два основных пути развития:

- разработка методов испытаний новых свойств двигателя или исследование его свойств в новых условиях.

1. Общие положения

1.1 Основные технические характеристики и режимы испытания двигателя

Турбовинтовой двигатель ТВ3-117 ВМА-СБМ 1 предназначен для использования в маршевой установке пассажирского самолета местных воздушных авиалиний Ан-140 и его модификаций.

На двигатель устанавливается шестилопастной скоростной, малошумный воздушный винтАВ-140, разработанный Ступинским конструкторским бюро ОАО «Аэросила». Воздушный винт –с переменной частотой вращения и обратной связью по углу установки лопастей, обеспечивающей возможность реверсирования тяги и выполнения режима «тихое руление».

Для применения других воздушных винтов необходимо согласование посадочных мест и системы управления, так как в автоматическую систему управления двигателем заложено и управление воздушным винтом.

На самолете Ан-140 устанавливается два двигателя. Для перестановки двигателя с правой силовой установки на левую, никаких доработок двигателей не требуется.

Таблица 1 – Основные данные двигателя

11.1 Максимальный чрезвычайный режим, СА
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН =+37°С,л.с.	2800
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1200
1.2 Взлетный режим
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН =+30°С, л.с.	2500
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1200
Эквивалентный удельный расход топлива, кг/эл.с.Чч.	0,206
1.3 Чрезвычайный режим в полете
Высота полета, м	5170
Число Маха полета	0,3
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН = tН СА +10°С, л.с.	2000
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1202,9
1.4 Максимальный продолжительный режим, СА
Высота полета, м	0
Число Маха полета	0
Винтовая мощность, поддерживаемая до tН=+35°С, л.с.	2100
Высота полета, м	6000
Число Маха полета	0,5
Винтовая мощность, л.с.	1850
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1100
1.5 Максимальный крейсерский режим, СА
Высота полета, м	6000
Число Маха полета	0,5
Винтовая мощность, л.с.	1750
Эквивалентный удельный расход топлива, кг/эл.с.Чч.	0,190
Частота вращения воздушного винта, об/мин	1100
1.6 Частота вращения воздушного винта по режимам,об/мин	844 - 1202,9
1.7 Максимальные величины ресурсов, ч
Эксплуатационный	6000
Назначенный	20000…30000
1.8 Масса двигателя, кг	570

1.2 Краткое описание конструкции. Принцип работы двигателя

Атмосферный воздух поступает в двигатель через входное устройство и засасывается осевым компрессором.

Проходя воздушный тракт компрессора, воздух постепенно сжимается и затем подается в камеру сгорания , где делится на два потока: первичный и вторичный. Первичный поток воздуха поступает в полость камеры сгорания, куда непрерывно впрыскивается тонко распыленное топливо, которое , полнлстью сгорая при небольшом избытке воздуха, обеспечивает непрерывный факел и высокие температуры в зоне горения. В результате сгорания этой смеси образуется поток горячего газа.

Вторичный поток воздуха, омывая камеру сгорания снаружи и охлаждая ее, поступает во внутреннюю полость камеры сгорания, где смешивается с горячими газами от сгоревшего топлива в первичном потоке воздуха и, охлаждая их, обеспечивает заданную температуру всего потока газа на входе в турбину.

Из камеры сгорания газы с высокой температурой и давлением поступают в турбину компрессора и свободную турбину. В турбине компрессора часть энергии этого потока преобразуется в крутящий момент, который передается от компрессора. В свободной турбине – часть энергии преобразуется в крутящий момент, который через трансмиссию передается на воздушный винт.

Поток воздуха, отбрасываемый воздушным винтом, создает тягу винта. Кинетическая энергия части газов, выходящих из двигателя, создает реактивную тягу, которая вместе с тягой винта составляет суммарную (эквивалентную) тягу силовой установки.

Турбовинтовой двигатель ТВ3-117 ВМА-СБМ1 разработан на базе вертолетного двигателя ТВ3-117 ВМА. Двигатель выполнен по двухвальной схеме с вынесенной трансмиссией привода воздушного винта.

Особенность двухвальной схемы состоит в разделении ротора двигателя на ротор турбокомпрессора, установленный на трех подшипниках, и ротор свободной турбины, установленный на двух подшипниках. Ротор турбокомпрессора и свободной турбины связанны между собой тольго газодинамической связью, это позволяет использовать для запуска двигателя пусковое устройство малой мощности, так как при запуске стартер раскручивает только ротор турбокомпрессора, и обеспечивает высокую экономичность двигателя.

Двигатель состоит из двенадцатиступенчатого осевого компрессора, кольцевой прямоточной камеры сгорания, двухступенчатой турбины компрессора, двухступенчатой свободной турбины, заднего редуктора, валопровода, переднего редуктора, коробки приводов агрегатов, систем электро-, топливо- и маслопитания, выходного устройства.

Для удобства сборки и ремонта конструкция двигателя выполнена модульной.

Двигатель включает два крупных модуля: газотурбинный привод и редуктор трансмиссии. В свою очередь, эти модули делятся на более мелкие.

Газотурбинный привод крепится к трансмиссии с помощью:

- фланца подвески и четырех тяг в переднем поясе крепления;

- узла подвески газотурбинного привода в заднем поясе крепления

Газотурбинный привод имеет следующие самостоятельные модули, которые, при необходимости, могут поставляться в собранном виде: