Діагностування проточної частини турбореактивного двоконтурного двигуна на перехідних режимах його роботи - Автореферат

Параметричні методи діагностики базуються на вимірі параметрів робочого процесу двигунів на сталих режимах, що не дає можливості поширити їх з достатньою ефективністю на динамічні процеси роботи двигуна, які, певно, найбільш інформативні. Також існують несправності, наприклад, втрата газодинамічної стійкості роботи компресора, невірне регулювання паливної автоматики, які можуть бути виявлені тільки на перехідних режимах роботи двигуна. Розробка методики діагностування ПЧ ТРДД з використанням параметрів, що реєструються на перехідних режимах його роботи. Наукова новизна одержаних результатів визначається такими положеннями: розроблена методика діагностування ПЧ двовального ТРДД по комплексам динамічних параметрів та коефіцієнтам підсилення на перехідних режимах його роботи (розроблена вперше [3]); досліджено вплив різноманітних видів несправностей проточної частини ТРДД на його динамічні характеристики, а також проведено аналіз експериментальних даних на діагностичну інформативність параметрів робочого процесу на сталих та перехідних режимах його роботи (досліджено вперше [4]);Діагностування здійснюється на сталих режимах і виявляє несправності, які впливають на роботу двигуна на сталих режимах. Проведений аналіз відмов та несправностей ПЧ ТРДД, що виникають у процесі експлуатації, свідчить про те, що більшість пошкоджень, виявлених при розбиранні та дефектації розглянутих типів двигунів, звязані зі зміною конфігурації їхніх елементів, що, у свою чергу, впливає на роботу двигуна як на сталих, так і на перехідних режимах роботи. Отже, можна зробити висновок, що при наявності дієздатної методики діагностування за газодинамічними параметрами на перехідних режимах роботи, можна було б додатково до сталих режимів виявляти значну частину відмов та несправностей на ранній стадії розвитку. Спрощена динамічна багаторежимна модель трьохвального двигуна має вигляд: (1) де - зведені прискорення роторів; - динамічні коефіцієнти підсилення по надаванню палива; - динамічні коефіцієнти підсилення по частоті обертання ротора; - будь який параметр робочого процесу; Gп.над - надмір палива; Si - невідповідність частот обертання роторів їх значенням на лінії робочих режимів (ЛРР). Головна задача діагностування зводиться до оцінки ціх параметрів в присутності шуму вимірювання на перехідних режимах та виявленню кореляції між цими параметрами і умовами виникнення несправностей.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у звязку з появою в експлуатації двигунів підвищеної контролепридатності, обладнанням експлутаційних підприємств цивільної авіації автоматизованими робочими місцями на базі сучасних компютерів, а також можливістю вимірювати газодинамічні параметри роботи двигуна на перехідних режимах. Розроблена методика дозволяє істотно збільшити діагностичну інформативність вимірювальних параметрів і виявляти несправності, які не обовязково погіршують роботу ТРДД на сталих режимах, але можуть істотно погіршити надійність роботи в умовах нестаціонарності. Головні наукові результати роботи: Розроблена динамічна багаторежимна ММ трьохвального ТРДД, яка описує його динамічну характеристику двигуна, відображаючу нелінійну зміну параметрів по дросельним характеристикам та дозволяє розраховувати зміну параметрів робочого процесу, а також основних динамічних параметрів двигуна на перехідних режимах його роботи.

2. Основний зміст

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у звязку з появою в експлуатації двигунів підвищеної контролепридатності, обладнанням експлутаційних підприємств цивільної авіації автоматизованими робочими місцями на базі сучасних компютерів, а також можливістю вимірювати газодинамічні параметри роботи двигуна на перехідних режимах. Цією науковою задачею є розробка методики діагностування проточної частини ТРДД на перехідних режимах його роботи. Розроблена методика дозволяє істотно збільшити діагностичну інформативність вимірювальних параметрів і виявляти несправності, які не обовязково погіршують роботу ТРДД на сталих режимах, але можуть істотно погіршити надійність роботи в умовах нестаціонарності. Головні наукові результати роботи: Розроблена динамічна багаторежимна ММ трьохвального ТРДД, яка описує його динамічну характеристику двигуна, відображаючу нелінійну зміну параметрів по дросельним характеристикам та дозволяє розраховувати зміну параметрів робочого процесу, а також основних динамічних параметрів двигуна на перехідних режимах його роботи.

Запропоновані динамічні параметри та коефіцієнти підсилення, які входять до рівняння руху двовального ТРДД та які доцільно використовувати в якості діагностичних ознак для визначення класів ТС.

Запропоновані комплекси параметрів, які не залежать від зовнішніх умов и можуть бути використовані в якості діагностичних ознак.

Проведено модернізацію автоматизованого експериментального ГДС на базі повнорозмірного ТРДД АІ-25, що дозволяє моделювати різноманітні види несправностей ПЧ та оцінювати їхній вплив на протікання перехідних процесів.

Визначено вплив модельованих видів несправностей на динамічні параметри ТРДД, а також оцінено інформативність параметрів, що вимірюються на перехідних та сталих режимах роботи двигуна.

Розроблена методика діагностування ПЧ ТРДД на перехідних режимах його роботи.

Розроблені методичне та алгоритмічне забезпечення автоматизованої системи діагностування ТРДД за параметрами, які вимірюються у процесі експлуатації на перехідних режимах його роботи з глибиною діагностування до вузла.

Шаабдиев С.Ш. Математическое моделирование рабочего процесса турбореактивного двухконтурного двигателя на переходных режимах его работы // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. Тр. - Харьков: “ХАИ”. - 1999. - №3. - С. 158-164.

Шаабдиев С.Ш. Оценка динамических свойств турбореактивного двухконтурного двигателя // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. Тр. - Харьков: “ХАИ”. - 1999. - №9 - С. 253-256.

Дмітрієв С.О., Моісєєв Б.М., Абу Хайдар Салім Ханна, Шаабдієв С.Ш. Оцінка технічного стану двовального турбореактивного двоконтурного двигуна за параметрами, що реєструються на перехідних режимах роботи // Вісник КМУЦА. - Київ: КМУЦА. - 1998. - № 1. - С. 77-81.

Дмитриев С.А., Карпов А.Е., Ратынский В.В., Шаабдиев С.Ш. Оценка повторяемости протекания переходных процессов при испытаниях газотурбинных двигателей // Вісник КМУЦА. - Київ: КМУЦА. - 1999. - № 1. - С. 62-68.

Дмитриев С.А., Ратынский В.В., Шаабдиев С.Ш. Исследование переходных процессов в двухконтурных двигателях при повреждении элементов проточной части // Промышленная теплотехника. - 1998. - т. 20, №6. - С. 42-44.