ГОСТ Р 58849-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Авиационная техника гражданского назначения. Порядок создания. Основные положения

6.2 Порядок создания авиационных двигателей

 

6.2.1 Исследования в обеспечение создания опережающего научно-технического задела для образца авиационного двигателя

Фундаментальные и поисковые исследования в обеспечение создания опережающего НТЗ для образца авиационного двигателя осуществляются в рамках комплексных научно-технологических проектов и должны завершаться демонстрацией новых материалов, технологий, конструктивных решений, усовершенствованных методов газодинамических, тепловых и прочностных расчетов, испытаниями моделей и экспериментальных (демонстрационных) образцов деталей, узлов и систем с подтверждением их работоспособности.

6.2.2 Прикладные научно-исследовательские работы в обеспечение создания образцов авиационных двигателей, их систем и составных частей

6.2.2.1 Прикладные НИР включают совокупность теоретических и экспериментальных работ по обоснованию путей создания перспективных АД и их составных частей, в том числе оценку достижимых уровней параметров, характеристик и других показателей качества АД с учетом использования новых технических и конструктивных решений систем и узлов. В ходе прикладных НИР должна быть подтверждена эффективность новых технических и конструктивных решений применительно к создаваемому двигателю.

Этап прикладных НИР завершается изготовлением работоспособных демонстрационных образцов и их испытаниями, а также созданием демонстрационного двигателя и/или экспериментального ГГ.

6.2.2.2 Разработка технического предложения и последующие конструкторские работы для АД нового поколения должны осуществляться в соответствии с требованиями действующих НТД.

Проект ТЗ на техническое предложение разрабатывает заказчик с участием НИИ.

6.2.2.3 Содержание и порядок выполнения технического предложения образца АД осуществляют в порядке, описанном в разделе 5. В частности, в рамках технического предложения выполняют:

- расчетные, аналитические и проектные работы;

- работы по экспериментальному обоснованию и подтверждению технического предложения, в том числе на моделях, экспериментальных узлах и системах, ГГ и двигателе-демонстраторе;

- обоснование и разработку предложений к ТЗ на ОКР.

6.2.2.4 Экспериментальное обоснование и подтверждение технического предложения должно включать отработку узлов двигателя и системы автоматического управления, направленную на достижение заданной эффективности узлов, прочности, надежности и ресурса, а также требуемых характеристик системы управления. Отработку узлов проводят на автономных стендах, а также в составе демонстрационных (экспериментальных) ГГ и двигателя. При этом:

- все полноразмерные элементы, узлы и системы, имеющие новые конструкторские решения, новые материалы и детали, изготовленные по новой технологии, должны пройти обязательные прочностные и газодинамические испытания;

- все ресурсные стендовые испытания необходимо проводить по программам ЭЦИ с имитацией полетных условий. Программы ЭЦИ составляет разработчик и согласовывает с НИИ.

6.2.2.5 Основными целями предусмотренных техническим предложением исследований и стендовых испытаний экспериментального ГГ должны быть отработка рабочего процесса и газодинамической устойчивости, согласование и оценка соответствия заявленным параметрам компрессора, камеры сгорания и турбины, а также отработка прочностных характеристик элементов и ГГ по ресурсу с проведением эквивалентно-циклических испытаний при наработке, демонстрирующей возможность достижения, заданного в ТЗ ресурса и др.

При стендовых испытаниях ГГ максимально должны применяться ЭЦИ, при этом должны воспроизводиться наиболее тяжелые условия работы его узлов, в том числе режимы работы с максимальными значениями температуры и давления воздуха на входе в ГГ и с максимальной температурой газа перед турбиной, а также с запасом по температуре газа.

6.2.2.6 Демонстрационный двигатель, создаваемый в рамках технического предложения, представляет собой прототип опытного двигателя (ДДП) и должен создаваться на основе новых технологий и новых конструктивных элементов, обладать основными показателями качества, близкими к показателям будущего опытного двигателя.

ДДП используют в исследовательских и доводочных работах на начальном этапе ОКР. Испытания ДДП проводят для демонстрации новых технологий, разработанных на основе результатов поисковых НИР, и подтверждения технологической готовности к разработке двигателя.

6.2.2.7 На ДДП необходимо проверять работоспособность и отрабатывать взаимодействие узлов и систем, высотно-скоростные, эксплуатационные, экологические и прочностные характеристики, подтверждать правильность выбора конструкторских, технологических решений, отрабатывать идеологию бортовой и наземной систем диагностики и прогнозирования состояния двигателя и системы автоматического управления, а также следует продемонстрировать расчетно-экспериментальными методами реальные возможности получения требуемых параметров и характеристик, в том числе экологических характеристик, показателей надежности и ресурса соответственно типу и назначению АД.

В процессе экспериментальных работ на ДДП выполняют оценку газодинамической эффективности узлов, исследование рабочего процесса, оценку высотно-скоростных характеристик в термобарокамере, формулирование и отработку задач доводки по эксплуатационным характеристикам и другим данным, раннее выявление "критических" деталей и прочностную отработку двигателя, в том числе в высотно-скоростных условиях, с использованием ЭЦИ и испытаний с запасом по температуре газа.

6.2.2.8 Показатели безотказности и ресурса, которые должны быть продемонстрированы при испытаниях ДДП, суммарная эквивалентная наработка в часах и циклах, наработка с максимальной температурой газа и с ее превышением, которые должны быть достигнуты на его основных узлах (на автономных стендах, в составе ГГ и двигателя), величины запасов по температуре газа, а также критерии, порядок оценки достаточности выполнения прикладных НИР и возможности перехода к ОКР указывают в ТЗ на ДДП и программных испытаний ДДП.

6.2.3 Опытно-конструкторские работы по созданию образца авиационных двигателей

Основанием для выполнения ОКР по АД является решение заказчика с учетом перспективных планов (программ) развития АТ.

6.2.4 Разработка технического задания на опытно-конструкторские работы

ТЗ на ОКР по АД разрабатывают на основе материалов технического предложения с учетом результатов испытаний двигателя-демонстратора, его систем и агрегатов, согласовывают с головным разработчиком АД, разработчиком ВС. ТЗ утверждает заказчик.

6.2.5 Разработка эскизного проекта образца авиационного двигателя

6.2.5.1 ЭП АД разрабатывает головной разработчик и разработчики СЧ с целью установления принципиальных конструктивных, схемных, технологических и других решений по АД, на основе утвержденного ТЗ и в соответствии с действующими НТД.

6.2.5.2 Проектирование АД проводят на величину заданного в ТЗ полного (проектного) назначенного ресурса. Необходимо использовать современные методы проектирования, методы многодисциплинарной оптимизации схемных и конструктивных решений АД и его элементов, новые технологии аэродинамического проектирования, а также ресурсного проектирования на полный назначенный ресурс в часах и циклах, с учетом ожидаемых условий эксплуатации, заданных в ТЗ и включающих обобщенный типовой полетный цикл, и с запасом по температуре газа в соответствии НТД.

6.2.5.3 Проект двигателя и его основных узлов и деталей выполняют с применением прогрессивных технических решений, материалов, технологий, апробированных при выполнении поисковых НИР, а также на ранее созданных двигателях. Проект должен удовлетворять требованиям ТЗ к основным эксплуатационно-техническим характеристикам, нормам летной годности, нормам прочности, требованиям ИКАО к экологическим характеристикам с учетом ожидаемого их ужесточения, содержать необходимую проектно-техническую документацию.

6.2.5.4 Комиссию по рассмотрению ЭП создает заказчик. Утвержденный головным разработчиком АД ЭП представляют в НИИ и разработчику ВС, которые рассматривают ЭП и выдают заключение на него. Головной разработчик направляет заказчику проект (при необходимости доработанный) вместе с заключениями.

6.2.5.5 По замечаниям, отмеченным в акте, головной разработчик АД с привлечением специалистов предприятий, выдавших заключения, а также разработчиков СЧ АД должен оформить план мероприятий по устранению недостатков, согласовать и утвердить этот план у заказчика установленным порядком и доработать ЭП.

Устранение недостатков и доработку ЭП подтверждают актом комиссии по рассмотрению ЭП.

6.2.5.6 Основанием для закрытия этапа ЭП является утвержденный заказчиком акт комиссии о принятии проекта.

6.2.5.7 По результатам ЭП должен быть разработан ПУР АД.

Примечание - ПУР является документом, свидетельствующим о технической возможности (готовности) эксплуатации двигателя по 2-й или 3-й стратегии управления ресурсом.

 

6.2.6 Разработка технического проекта, макета образца и рабочей конструкторской документации авиационного двигателя

6.2.6.1 Разработку технического проекта, макета образца и РКД АД нужно осуществлять в порядке, описанном в 5.3.6 - 5.3.8.

6.2.6.2 Макет АД (допускается электронная версия) разрабатывают для выявления окончательных технических решений, дающих полное представление о конструкции двигателя, его эксплуатационной технологичности (в частности, доступности и удобству обслуживания), и представляют совместно с макетом ВС. На макете оценивают эксплуатационную технологичность АД.

6.2.6.3 Работы на этапе макета проводит макетная комиссия. По результатам рассмотрения макета и представленных расчетных и экспериментальных материалов комиссия оформляет акт, который утверждает заказчик. Утвержденный акт направляют головному разработчику ВС, а также разработчикам СЧ ВС (в том числе АД), НИИ промышленности. По замечаниям и предложениям макетной комиссии головной разработчик АД с участием разработчиков СЧ АД разрабатывает план мероприятий и согласовывает его с независимой инспекцией. Протокол комиссии о принятии макета или об окончании доработки макета является основанием для закрытия работ по этапу макета.

6.2.7 Проведение экспериментальных работ и испытаний

6.2.7.1 При выполнении экспериментальных работ на стадии ОКР предусматривают следующие этапы:

- доводочные (инженерные) испытания двигателя, доводка основных узлов и систем на автономных стендах и установках;

- расчетно-экспериментальные исследования АД и его составных частей в обеспечение начала ЗЛИ ВС;

- СИ АД и его составных частей на соответствие требованиям ТЗ, нормам летной годности и требованиям ИКАО.

6.2.7.2 СДИ АД и его составных частей при ОКР должны проводить с целью доводки АД (СЧ) до надежного работоспособного состояния и обеспечения ЗЛИ.

В процессе доводочных испытаний проводят предварительную проверку выполнения требований НТД, в частности ТЗ, норм прочности, норм летной годности, требований ИКАО.

Должны быть проведены испытания деталей (узлов) на циклическую долговечность (преимущественно на автономных стендах), испытания двигателей (ГГ) на стендах с имитацией высотно-скоростных условий (в термобарокамере), а также испытания с повышенной температурой газа перед турбиной.

Порядок проведения доводочных испытаний АД на стендах и установках, а также отчетная документация по их результатам определяются НТД.

По всем недостаткам, проявившимся в процессе доводочных испытаний, необходимо проводить исследования по выявлению причин и разрабатывать мероприятия по их устранению. Эффективность мероприятий должна быть подтверждена дополнительными или последующими стендовыми испытаниями.

6.2.7.3 ЗЛИ двигателя следует проводить на ВС, для которого он предназначен.

В отдельных случаях ЗЛИ необходимо провести на ВС-аналоге. Компоновка и системы ВС в этом случае должны максимально соответствовать этим компонентам оригинального ВС.

Предварительно следует провести ЛИ АД на ЛЛ по специальным программам, согласованным с головным разработчиком и НИИ.

Разрешение на первый полет образца ВС с опытным АД выдается на основании решения методического совета по ЛИ по результатам рассмотрения представленной головным разработчиком АД документации и заключений НИИ.

Головной разработчик АД формирует и предъявляет головному разработчику ВС перечень регистрируемых параметров, в том числе разрабатывает и поставляет согласующие устройства для регистрации параметров, счетчика выработки ресурса и алгоритмы, а также программно-аппаратные средства обработки информации.

6.2.7.4 План СИ АД на этапе макета подлежит согласованию с уполномоченным органом в области гражданской авиации и организациями, участвующими в проведении сертификационных испытаний и проверок.

6.2.7.5 Стенды, предназначенные для испытаний АД, должны быть аттестованы и соответствовать требованиям НТД. АД предъявляются на СИ с КИ, штатным и специальным оборудованием, средствами наземного обслуживания и контрольно-проверочной аппаратурой, предусмотренными ТЗ. Предъявленные АД должны быть одобрены независимой инспекцией. СИ должен проводить головной разработчик АД, разработчик ВС, НИИ и другие предприятия промышленности (соисполнители) на основании приказов руководителей предприятий, на базе которых проводятся испытания. СИ конкретного АД и отдельных компонентов должны проводиться по программам и методикам головного разработчика АД, разработанным в соответствии с типовыми программами и методиками и согласованным с независимой инспекцией. При этом программы и методики стендовых и летных ресурсных испытаний, а также отдельных специальных испытаний, на которые нет типовых документов, должны согласовываться с НИИ и разработчиком ВС.

6.2.7.6 В ходе СИ должны быть проверены и подтверждены технические решения, обеспечивающие заданные в ТЗ и договорах (контрактах) уровни основных технических данных и эксплуатационных характеристик, а также показатели безотказности, ресурса и суммарной эквивалентной наработки (в часах и циклах), требования норм летной годности, а также подтверждены характеристики системы контроля и диагностики АД.

Для обеспечения заявленных показателей безотказности и ресурса должна быть разработана и согласована с НИИ и заказчиком программа обеспечения конструкционной надежности, прочности и ресурса двигателя.

Запасы по температуре газа перед турбиной, испытательным циклам и другим параметрам при испытаниях, наработки на повышенных температурах, режимные наработки должны определяться действующими НТД.

На этапе СИ разработчиком АД должны быть выполнены все предъявляемые к двигателю требования для разрешения применения 2-й или 3-й стратегии управления ресурсами двигателя и подтверждены:

- начальный назначенный ресурс основных деталей двигателя;

- назначенные ресурсы основных деталей;

- начальные ресурсы агрегатов и комплектующих изделий;

- начальные сроки службы.

Объем испытаний и запасы по числу циклов, ресурсы и сроки службы двигателей, их агрегатов и КИ должны определяться действующими рекомендательными циркулярами к нормам летной годности.

По результатам испытаний на начальный назначенный ресурс должны быть представлены материалы с оценкой начального межремонтного ресурса двигателей (модулей), также должны быть представлены материалы по результатам оценки возможности эксплуатации двигателя по установленной стратегии и достаточности применяемых при этом методов и средств контроля состояния, технического обслуживания и ремонта двигателя.

По всем выявленным при испытаниях критическим отказам АД, угрожающим безопасности полетов, а также другим дефектам и недостаткам, должны быть выявлены причины, разработаны и внедрены мероприятия по их устранению. Эффективность мероприятий подтверждается дополнительными испытаниями.

В процессе СИ должна быть отработана система бортовой и наземной диагностики, прогнозирования технического состояния двигателя и контроля выработки ресурса в эксплуатации, отработана технология необходимой замены деталей, узлов и модулей АД без специальной подготовки и балансировки, установлена технология эксплуатации двигателя по техническому состоянию. Созданы (модернизированы) соответствующее оборудование и контрольно-измерительная аппаратура для эксплуатации АД по техническому состоянию.

План мероприятий по устранению недостатков, выявленных в процессе СИ, головной разработчик АД согласовывает с заинтересованными предприятиями и организациями промышленности.

К окончанию СИ должна быть выполнена в полном объеме программа обеспечения безопасности полетов, надежности, контролепригодности и эксплуатационной технологичности двигателя.

По результатам СИ разработчик оформляет и предоставляет в авиарегистр документы, перечисленные в пункте 21.29 (g) федеральных авиационных правил [2].

6.2.7.7 После оформления авиарегистром заключения по результатам СИ разработчик направляет в уполномоченный орган по сертификации представление на получение сертификата типа.

После выдачи сертификата типа и утверждения предусмотренной пунктом 21.29 (k) федеральных авиационных правил [2] документации головной разработчик АД совместно с заказчиком принимает решение об организации и сроках серийного производства АД.

Типовая конструкция образца включает полный комплект рабочих КДД образца. Указанный комплект КДД хранится в течение срока серийного выпуска АД у разработчика АД или передается на хранение изготовителю серийных двигателей. Вносить изменения в контрольный комплект не допускается.

Корректировку документации по результатам СИ, проставление литеры "О₁" головным разработчиком с участием изготовителя АД и передачу ее изготовителю осуществляют под контролем независимой инспекции.

На основании результатов СИ головной разработчик разрабатывает план мероприятий по устранению дефектов и недостатков по АД и технической документации, не устраненных в процессе СИ. План утверждается заказчиком.

6.2.8 Изготовление опытного образца (опытной партии) двигателей

Изготовление опытного двигателя необходимо проводить по РКД и РТД, с учетом результатов испытаний ДДП. Приемку двигателя проводит независимая инспекция по ТУ головного разработчика, согласованным в установленном порядке. Изготовление опытного АД осуществляют на серийном и/или опытном предприятии в соответствии с утвержденной заказчиком кооперацией и заключенными контрактами. Основанием для приемки опытного образца служит акт о соответствии изготовленного образца АД требованиям ТУ, его комплектности и готовности к испытаниям, выданный независимой инспекцией.

6.2.9 Испытания авиационных двигателей

Испытания авиационных двигателей необходимо осуществлять в соответствии с требованиями действующих НТД.