Ненадежная работа ГТД в условиях лессовой запыленности потребовала от специалистов ЗиК, КБ-3 и ВНИИТрансМаш проведения продолжительных и трудоемких работ по обеспечению требуемой работоспособности двигателя. Разработка мер по снижению интенсивности образования пылевых отложений велась по нескольким направлениям:
– исследование мероприятий по предотвращению образования пылевых отложений;
– совершенствование конструкции деталей и узлов ГТД;
– разработка специальных устройств для удаления отложений пыли.
По результатам многочисленных экспериментов в 1970 г. в конструкцию двигателя внедрили систему пылесдува и продувки форсунок. Борьба с образованием пылевых отложений в этом случае велась подачей на входную кромку и галтели вторичного воздуха под давлением через специальные пазы. В процессе экспериментальной отработки были определены оптимальные размеры пазов и их расположение относительно входных кромок лопаток. Кроме этого, периодически, через специальные форсунки, установленные в газовом тракте, весь двигатель продувался сильной струей сжатого воздуха, который удалял пылевые конгломераты и выбрасывал их наружу. Предпринятые меры снизили интенсивность образования пылевых отложений в 2-3 раза, но не исключили их полностью.
В 1971 г. диаметр трубок системы пылесдува увеличили, расширили входную часть рабочего колеса компрессора I каскада, ввели пылевые щитки и выхлопной насадок. Одним из эффективных мероприятий оказалась ликвидация полок рабочих лопаток турбины компрессора высокого давления. Пылевые отложения, накапливающиеся под верхними полками, приводили к повышению нагрузок на рабочие лопатки и к их поломкам.
Для улучшения охлаждения в сопловые лопатки компрессора II каскада ввели дефлекторы, направляющие воздух к задней кромке. Исследования вышедших из строя двигателей, проведенные специалистами ЗиК, позволили наряду с разработкой конструктивных решений выявить причины технологического характера. Так, было установлено, что неравномерное распределение расхода охлаждающего воздуха между лопатками вызвано значительными технологическими отклонениями размеров дефлекторов и лопаток, затеканием припоя в зазор между лопатками, служащего для прохода охлаждающего воздуха, при выполнении пайки соплового аппарата. Нарушения геометрии зазоров влекли за собой слабое охлаждение части лопаток при достаточном общем расходе охлаждающего воздуха и интенсивный рост пылевых отложений. Потребовалось изменение технологического процесса: дефлекторы стали устанавливать в лопатки после пайки, ввели также межоперационный контроль равномерности гидравлических сопротивлений внутренних каналов лопаток.