33.27. Роторы турбин, компрессоров, вентиляторов и турбонагнетателей

(a) Для каждого ротора вентилятора, компрессора, турбины и турбонагнетателя Заявитель должен установить с помощью испытания, расчета или сочетания того и другого, что каждый ротор не будет разрушаться при работе в составе двигателя в течение 5 минут при тех условиях, определенных в пункте (b) данного параграфа, которые являются наиболее критическими по отношению к прочности такого ротора.

(1) Испытуемые роторы, используемые для демонстрации соответствия этому параграфу, которые не имеют наиболее неблагоприятного сочетания свойств материалов и допусков на размеры, предусмотренных его типовой конструкцией, должны быть испытаны при условиях, отрегулированных для гарантии того, что ротор с наиболее неблагоприятным сочетанием свойств обладает требуемой возможностью по превышению частоты вращения.

Это может быть выполнено с помощью увеличения испытательной частоты вращения, температуры и/или нагрузок.

(2) Когда испытание двигателя используется для демонстрации соответствия условиям превышения частоты вращения, перечисленным в пунктах (b)(3) или (b)(4) данного параграфа, и отказ компонента или системы является внезапным и неустановившимся, то может оказаться невозможной работа двигателя в течение 5 минут после отказа. При таких обстоятельствах реальная продолжительность превышения частоты вращения является приемлемой, если достигается требуемое максимальное превышение частоты вращения.

(b) При определении условий максимального превышения частоты вращения применительно к каждому ротору для того, чтобы соответствовать пунктах (a) и (c) данного параграфа, Заявитель должен оценить следующие частоты вращения ротора, учитывая рабочие температуры детали и температурные градиенты в пределах области рабочих режимов двигателя:

(1) 120% ее от максимально допустимой частоты вращения ротора, связанной с любым из режимов двигателя, за исключением режимов при одном неработающем двигателе продолжительностью менее 2,5 минут.

(2) 115% ее от максимально допустимой частоты вращения ротора, связанной с любым из режимов при одном неработающем двигателе продолжительностью менее 2,5 минут (установленной 30-секундной мощности и установленной 2-минутной мощности при одном неработающем двигателе).

(3) 105% от наивысшей частоты вращения, которая будет в результате или:

(i) Отказа компонента или системы, который в представительной установке двигателя на воздушное судно является наиболее критическим в отношении превышения частоты вращения при работе на любом режиме за исключением режимов при одном неработающем двигателе продолжительностью менее 2,5 минут, или

(ii) Отказа любого компонента или системы в представительной установке двигателя на воздушное судно в сочетании с любым другим отказом компонента или системы, который обычно не может быть обнаружен при плановой предполетной проверке или во время нормального полета, и который является наиболее критическим в отношении превышения частоты вращения, за исключением случаев, охваченных в пункте (c) данного параграфа, при работе на любом режиме, за исключением режимов при одном неработающем двигателе продолжительностью менее 2,5 минут.

(4) 100 процентов от наивысшей частоты вращения ротора в результате отказа компонента или системы, который в представительной установке двигателя на воздушное судно является наиболее критическим в отношении превышения частоты вращения, при работе на любом режиме при одном неработающем двигателе продолжительностью менее 2,5 минут.

(c) Наивысшее превышение частоты вращения в результате полной потери нагрузки на роторе турбины должно быть включено в условия превышения частоты вращения, рассматриваемые в пунктах (b)(3)(i), (b)(3)(ii) и (b)(4) данного параграфа, независимо от того, является ли это превышение частоты вращения результатом отказа внутри двигателя или вне двигателя. Превышение частоты вращения в результате какого-либо другого единичного отказа должно быть рассмотрено при выборе наиболее ограничивающих условий превышения частоты вращения для каждого ротора.

Превышения частоты вращения в результате комбинации отказов должны быть также рассмотрены, если Заявитель не сможет показать, что вероятность возникновения комбинации является не более чем крайне маловероятная (диапазон вероятностей от 10^-7 до 10^-9 на час наработки двигателя в полете).

(d) Дополнительно Заявитель должен продемонстрировать, что каждый ротор вентилятора, компрессора, турбины и турбонагнетателя соответствует пунктам (d)(1) и (d)(2) данного параграфа для максимального превышения частоты вращения, достигаемого при воздействии условий, указанных в пунктах (b)(3) и (b)(4) данного параграфа. Для определения требуемых условий испытаний Заявитель должен использовать подход, изложенный в пункте (a) данного параграфа.

(1) Увеличение размеров ротора не должно вызывать на двигателе:

(i) Возгорания,

(ii) Вылета обломков с высокой энергией сквозь корпус двигателя или опасного разрушения корпуса двигателя,

(iii) Создания нагрузок больше предельных нагрузок, указанных в параграфе 33.23(a) НЛГ 33, или

(iv) Потерю возможности выключения.

(2) После превышения частоты вращения и последующей работой на деталях ротора не должно быть трещин или деформаций, которые препятствуют безопасной эксплуатации двигателя в течение возможного продолжения работы после заброса частоты вращения.

(e) Конструкция и функционирование устройств, систем и приборов, а также методы управления двигателем, не указанные в параграфе 33.28 НЛГ 33, должны обеспечивать отсутствие превышений тех эксплуатационных ограничений двигателя, которые влияют на механическую целостность роторов турбин, компрессоров, вентиляторов и турбонагнетателей.

(f) [Зарезервировано]

(g) Если для удовлетворения требований к превышению частоты вращения используется расчет, то аналитические средства должны быть проверены на результатах предшествующих испытаний с превышением частоты вращения сходного ротора. Эти средства должны быть проверены для каждого применяемого материала.

Ротор двигателя, заявленного на сертификацию, не должен превышать условия для роторов, используемых для проверки аналитических средств, в отношении геометрической формы, рабочих напряжений и температур. Проверка аналитических средств включает оценку возможности прогнозирования увеличения размеров ротора и разрушающей частоты вращения. Прогнозирование должно также показать, что ротор двигателя, заявленного на сертификацию, обладает запасами по разрушающей частоте вращения и увеличению размеров, не меньшими, чем у роторов, используемых для проверки аналитических средств.