Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 |

Т* Т* т т Классификация проточной части конкретного двигателя из серии по определнным признакам с использованием двумерных распределений (эллипсов качества) позволяет определить предрасположенность двигателя в последующей эксплуатации. Для классификации проточных частей двигателей эллипс разделн на четыре сектора. Классификация позволяет определить индивидуальные особенности воздушно-газового тракта (проточной части) конкретного двигателя, под которыми понимаются значения характерных площадей проходных сечений тракта, а также показатели эффективности турбомашин (адиабатические КПД). Принадлежность двигателя к определнному сектору для двух контролируемых при испытании ТГД параметров рабочего процесса явля ется следствием сочетания индивидуальных особенностей проточной части двигателя. Например, двигатели, имеющие малые значения тяги, но при этом повышенную частоту вращения РВД или температуру газа за турбиной, что отрицательным образом влияет на прочностные свойства двигателя.

Рассмотрены два метода классификации (на примере двигателей Р95Ш):

1) статистическое моделирование эллипса качества при случайном рассеивании площадей проходных сечений и показателей эффективности турбомашин (рис.7); 2) анализ располагаемой информации об особенностях сборки характерных площадей проточной части, дополненной косвенной оценкой показателей эффективности турбомашин по данным прямых измерений термодинамических параметров тракта при испытании двигателя (рис. 8).

R, кгс r = 0,1 1 сектор 4060 2 сектор 3 сектор 4 сектор 3 95 95,2 95,4 95,6 95,8 96 96,2 96,4 96,6 96,8 n2, % Рисунок 7 - Эллипс качества R - n2 Рисунок 8 - Эллипс качества R - nПредложена классификация новых двигателей после примо-сдаточных испытаний по лцветовым признакам, причм выявлено, что с учтом влияния наработки и условий эксплуатации цветовая схема двигателя может меняться. На рисунке 9 показан дрейф параметров рабочего процесса при длительных стендовых испытаниях (эквивалентных 1000 ч) двигателя (Р95Ш) относительно секторов эллипса рассеивания серии новых двигателей (Р95Ш), испытанных на стенде.

По результатам проведнных в работе исследований предложен алгоритм оценки состояния проточной части двигателя по контролируемым параметрам рабочего процесса на этапе эксплуатации (рис. 10).

Оценка состояния проточной части проводится сравнением ТГД параметров конкретного двигателя в эксплуатации с многомерной статистической моделью серии исправных (лновых) двигателей, соответствующей моменту и условиям оценки. При этом исходная статистическая модель (эллипсоид или двумерный эллипс), полученная для стенда заводаизготовителя, должна передвигаться на Рисунок 9 - Дрейф R новые условия сравнения смещением цен тра эллипса на величину, соответствующую текущему состоянию двигателя в момент контроля его проточной части.

Если каждый измеряемый параметр конкретного двигателя находится внутри разрешнного объма (пространства эллипсоида) состояний, и, помимо того, внутри каждого из двумерных эллипсов, то проточная часть двигателя находится в работоспособном состоянии. Следовательно, продолжается дальнейшая эксплуатация двигателя.

Термогазодинамические параметры не в норме Термогазодинамические параметры в норме Стенд АРП С учтом ремонта Рk Рk Наземная Pk проверка на ЛА Pk Новые Pj 0 Рj С учтом ремонта Pj 0 Рj С учтом Рi наработки Рi Pi Pi Проверка на ЛА в полте Новые 0 Рj С учтом ремонта 0 Рj С учтом или наработки Рk Продолжение эксплуатации Pk 0 Рj Принятие Pj Да решения Отладка, ремонт Рi о дальнейшей 0 эксплуатации Pi 0 Рj Нет Списание Рисунок 10 - Оценка состояния двигателя по термогазодинамическим параметрам с помощью двумерных эллипсов Основным критерием оценки проточной части является нахождение параметра конкретного двигателя внутри двумерного эллипса для серии исправных двигателей, прошедших примо-сдаточные испытания на заводе-изготовителе или внутри многомерной статистической модели в общем случае.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Выявлено изменение степени тесноты взаимосвязи между контролируемыми параметрами рабочего процесса определнных пар термогазодинамических параметров по основным режимам работы и по состоянию двигателя в эксплуатации, снижающее качество оценки технического состояния двигателя.

2. Установлена взаимосвязь между случайными отклонениями термогазодинамических параметров рабочего процесса на установившихся режимах работы для различных этапов жизненного цикла нескольких типов двигателей:

а) неслучайное влияние наработки на ряд параметров рабочего процесса с тенденцией ухудшения параметров ремонтных двигателей, не устраняемое при ремонте, что требует корректировки некоторых норм ТУ для двигателя большого ресурса;

б) значимое влияние установки двигателя на самолт. Более значимые величины изменений параметров отмечены для двигателей Р25-300 и Р29Б-со сверхзвуковыми входными устройствами по сравнению с Р95Ш с дозвуковым входным устройством; установлена необходимость уточнения ряда норм при контроле технического состояния двигателя на самолте;

в) установлены величины отклонений параметров при загрязнении проточной части двигателя, позволяющие идентифицировать состояние и дать рекомендации по периодичности промывок. Для двигателей АЛ-31Ф критическим, требующим промывки двигателя, определн уровень Gв = -3%.

3. Разработаны методические основы определения температуры воздуха на входе в двигатель Р95Ш по полтным данным, использованные при создании ПАК ДК-95Ш, проверенного при стендовых ресурсных испытаниях и с применением которого проведена отработка технологии лидерной эксплуатации двигателей Р95Ш по техническому состоянию до достижения предельного состояния.

4. Установлена эффективность моделирования двумерных распределений параметров рабочего процесса для оценки технического состояния двигателя в серийном производстве и эксплуатации. При этом выявлено следующее:

учт основных факторов геометрии тракта при моделировании двумерных распределений параметров рабочего процесса двигателя является обязательным; геометрические факторы берут на себя значительную часть распределения тяги (94,3%), а также довольно существенную долю часового расхода топлива (57,9%) и температуры газа за камерой сгорания (47,5%);

ввиду существенного влияния изменения *кнд и *тнд на тягу (отклонение *кнд и *тнд на 1% вызывает изменение тяги более, чем на 1%) диапазон значений варьируемых параметров (адиабатических КПД компрессоров и турбин) ограничен;

у двигателей в состояниях, отличных от предъявительских испытаний на стенде завода-изготовителя, эллипсы качества целесообразно получать сдвигом центра двумерного распределения на определнную величину, связанную с переходом в новое состояние;

вследствие различного разброса параметров рабочего процесса, в частности, из-за точности измерения их, а также различной степени влияния на них независимых (геометрических) и варьируемых факторов полностью адекватную математическую модель двумерных распределений параметров рабочего процесса с К = 1 получить методом Монте-Карло не представляется возможным. Максимально допустимый средний коэффициент К, характеризующий адекватность моделирования, для серии новых двигателей в условиях стенда получен равным 0,533; для серии новых двигателей в условиях ЛА (только по двум параметрам) К = 0,415; для серии ремонтных двигателей в условиях стенда (только по двум параметрам) К = 0,58; для серии ремонтных двигателей в условиях ЛА (только по двум параметрам) К = 0,656. То есть при моделиро вании необходимо учитывать технологический процесс отладки параметров рабочего процесса.

5. Разработана методика классификации проточных частей новых двигателей после примо-сдаточных испытаний по принадлежности к определнным секторам эллипса качества, позволяющая прогнозировать тренды параметров рабочего процесса двигателя в последующей эксплуатации.

6. Разработаны алгоритм методики и критерии оценки технического состояния проточной части двигателя в эксплуатации по контролируемым параметрам рабочего процесса.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях по перечню ВАК:

1. Абдуллин, Б.Р. К оценке технического состояния газотурбинного двигателя, работающего в условиях загрязнения проточной части / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев, А.А. Волик, Х.С. Гумеров // Вестник УГАТУ. - Уфа: Изд.

УГАТУ, 2007. Т.9, №1(19). - С. 22-25.

и другие:

2. Абдуллин, Б.Р. Анализ программных сред для термогазодинамических расчетов авиационных ГТД в учебном процессе / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев //Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Пермь: ПГТУ, 2001. - С. 16.

3. Абдуллин, Б.Р. Некоторые закономерности многомерной статистической модели авиационных ГТД нового поколения / В.П. Алаторцев, Х.С. Гумеров, Б.Р.

Абдуллин // Доклады Международной научно-технической конференции, посвящнной памяти генерального конструктора аэрокосмической техники академика Н.Д. Кузнецова, 21-22 июня 2001 г. Часть 1. - Самара: СГАУ, 2001. - С. 187-193.

4. Абдуллин, Б.Р. Влияние программ регулирования на технологическую наследственность ГТД по термогазодинамическим параметрам / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы международной молоджной научно-технической конференции, 5-6 декабря 2001 г. - Уфа: Изд. УГАТУ, 2001. - С. 76.

5. Абдуллин, Б.Р. Исследование тренда параметров рабочего процесса двухвального ТРД в эксплуатации / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев, Х.С. Гумеров // Проблемы современного машиностроения: Материалы Всероссийской молоджной научно-технической конференции, 26-27 ноября 2002 г. - Уфа:

Изд. УГАТУ, 2002. - С. 120.

6. Абдуллин, Б.Р. Статистическое сглаживание при обработке параметров рабочего процесса авиационных ГТД в эксплуатации / Б.Р. Абдуллин, В.П.

Алаторцев // Интеллектуальные системы управления и обработки информации:

Материалы международной молоджной научно-технической конференции, 34 декабря 2003 г. - Уфа: Изд. УГАТУ, 2003. - С. 46.

7. Абдуллин, Б.Р. Моделирование технологической наследственности по параметрам рабочего процесса авиационных ГТД / Б.Р. Абдуллин, В.П. Ала торцев // Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов: Труды Пятой Международной конференции (16-18 июня 2003 г., г. Ульяновск). - Ульяновск: УГУ, 2003. - С. 3-4.

8. Абдуллин, Б.Р. О приведении к САУ при оценке изменения состояния ТРД по контролируемым параметрам рабочего процесса в эксплуатации / Б.Р.Абдуллин, В.П. Алаторцев //Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2003: Материалы VI Всероссийской научно-технической конференции и XXX научно-технической конференции ПГТУ. - Пермь: ПГТУ, 2003. - С. 13.

9. Абдуллин, Б.Р. Влияние пропускных способностей сопловых аппаратов турбины на характеристики взаимосвязи термогазодинамических параметров серийных ТРДФ / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев // Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей: Межвузовский научный сборник, вып. 20. - Уфа: Изд. УГАТУ, 2004. - С. 124-132.

10.Абдуллин, Б.Р. Исследование двумерных распределений параметров рабочего процесса авиационных ГТД / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев, Х.С.

Гумеров // Проблемы современного машиностроения: Материалы Всероссийской молоджной научно-технической конференции, 22-23 декабря 2004 г. - Уфа: Изд. УГАТУ, 2004. - С. 17.

11.Абдуллин, Б.Р. Нормирование параметров авиационного двигателя в условиях эксплуатации / Б.Р. Абдуллин, И.В. Салимов, Х.С. Гумеров // ХХХ Гагаринские чтения: Материалы международной молоджной научной конференции, 6-10 апреля 2004 г. - М.: МАТИ, 2004. - С. 42-43.

12. Абдуллин, Б.Р. Контроль параметров двигателя на режиме Малый газ.

Трхмерные модели режима малого газа / Б.Р. Абдуллин, Х.С. Гумеров, И.В. Салимов // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2006: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Пермь: ПГТУ, 2006. - С. 14.

13. Абдуллин, Б.Р. Точность определения температуры воздуха на входе в двигатель в системе эксплуатации по техническому состоянию / Б.Р. Абдуллин, Х.С. Гумеров, И.В. Салимов // Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности: Материалы IV научно-практической конференции молодых учных и специалистов, 24-26 октября 2007 г. - М.: ОАО Компания Сухой, ОАО ОКБ Сухого, 2007. - С. 127-131.

14. Абдуллин, Б.Р. Эффективный метод для объективной оценки малых эффектов в авиационных ГТД / Б.Р. Абдуллин, В.П. Алаторцев, Х.С. Гумеров, А.А. Волик // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2008: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Пермь: ПГТУ, 2008.

- С. 71-73.

Диссертант Абдуллин Б.Р.

АБДУЛЛИН Булат Ринатович ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ АВИАЦИОННОГО ГТД ПО ПАРАМЕТРАМ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ Специальность 05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 14.11.08. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman.

Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт. 1.0. Уч. - изд. л. 0,9.

Тираж 100 экз. Заказ № 530.

Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги по разным темам