Методы эволюционного совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров газотурбинных двигателей

Разработка моделей и методов анализа и синтеза характеристик семейства многоступенчатых компрессоров газотурбинных двигателей. Системное исследование качества функционирования серийных конструкций, разрабатываемых аванпроектов и рабочих проектов.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 10.08.2018
Размер файла 714,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Методы эволюционного совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров газотурбинных двигателей

Специальность 05.07.05 -

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Фаррахов Фирдавис Агзамович

Рыбинск - 2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева.

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент Шишкин Владимир Никифорович;

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Богомолов Евгений Николаевич;

- кандидат технических наук, профессор Леонов Борис Николаевич

Ведущая организация ЦИАМ им. П. И. Баранова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Компрессор газотурбинного двигателя - сложная газодинамическая система, характеристики которой во многом определяют облик и конкурентоспособность изделия. Он создается и совершенствуется в условиях ограничений по себестоимости, срокам создания, при растущих требованиях к ресурсу, статической и динамической прочности, газодинамической эффективности и др. В создании компрессоров для ГТД различного назначения участвуют большие коллективы людей, использующие на практике высокий научный потенциал, накопленный в отрасли за многие годы.

Магистральным путем создания и совершенствования высокоэффективных компрессоров является теоретико-физический анализ сложных процессов функционирования ГТД, разработка расчетных методов исследования, позволяющие находить нетривиальные, даже революционные решения. Однако в условиях растущей конкуренции всё большее внимание обращается на резервы эволюционного совершенствования собственных конструкций, когда риск оказаться в малоисследованной области физического механизма явлений сводится к минимуму. Значительный парк двигателей, находящихся в эксплуатации, нуждается в повышении ресурса, экономичности, надежности. Эта актуальная задача может решаться только на пути эволюционного совершенствования серийных конструкций в производстве и эксплуатации за счет повышения КПД узлов, снижения температуры газа перед турбиной, модифицирования геометрии элементов проточной части. Мировая тенденция повышения нагрузки на ступень компрессора породила новые проблемы поиска компромиссных решений в многокритериальных задачах объёмного (3D) моделирования процессов газодинамики и прочности. Каждый численный эксперимент при проектировании компрессора стал уникальным, серия таких «проб и ошибок» - не обозримой, а конечный результат трудноуловим. Здесь то и нужна область достижимых решений, в которой могут быть обозначены пределы возможностей данной конструкции при эволюционном преобразовании параметров, т. е. спрогнозировано её развитие, найдены перспективные уровни совершенства изделия.

Даже при современном уровне автоматизации производства изделий авиационной техники остается актуальной проблема обеспечения воспроизводимости параметров чертежа в производстве. Достигнутый при проектировании сложный компромисс между газодинамикой и прочностью в производстве может быть легко нарушен, так как система допускового контроля пригодна лишь для обнаружения грубых промахов и непосредственно не связана с эксплуатационными характеристиками изготавливаемого узла.

На этапе проектирования находятся решения, позволяющие сделать «запас по КПД» с тем, чтобы производство его «истратило». Однако такое авансирование на практике себя не оправдывает. Сложности конструкции и физического механизма явлений предопределяют существование предельно-допустимых соотношений между параметрами, которые целесообразно искать и не нарушать. Эти соотношения могут быть найдены на пути эволюционного совершенствования компрессора за счет использования методов системного анализа, квалиметрии, методов описания, оптимизации и диагностики сложных объектов при проектировании, производстве и доводке узлов. Для реализации обозначенных направлений исследования необходима разработка эффективной информационной технологии одновременного совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров.

Таким образом, решение проблемы эволюционного совершенствования компрессоров может быть найдено на пути создания моделей и методов, обеспечивающих:

поиск скрытых закономерностей при проектировании, производстве, доводке и эксплуатации компрессоров;

построение области достижимых и компромиссных решений на различных этапах работы над изделием;

решение задач многокритериального синтеза требуемых эксплуатационных характеристик компрессора;

обеспечение воспроизводимости параметров компрессора в производстве.

Целью работы является разработка моделей и методов анализа и синтеза характеристик семейства многоступенчатых компрессоров на основе системного исследования качества функционирования серийных конструкций, разрабатываемых аванпроектов и рабочих проектов, решения некоторых проблем экспериментальной доводки компрессоров, что позволяет:

на основе существующих вычислительных средств, расчетных методов моделирования физических процессов, результатов натурных и лабораторных экспериментов получать обобщенную информацию о качестве компрессора и тенденциях изменения его характеристик;

на основе методов структурно-параметрического анализа фактических данных находить скрытые закономерности и определять перспективные направления эволюционного совершенствования компрессоров;

строить области достижимых и компромиссных решений, находить возможные оптимальные корректирующие воздействия.

Научная новизна. Получены теоретические положения для разработки методологии анализа и эволюционного совершенствования важнейших составляющих качества многоступенчатых компрессоров (газодинамическая эффективность, статическая и динамическая прочность, надежность, ресурс), основанной на физических законах и принципах, современных методах информационной технологии и системного анализа. Разработана методология количественного прогноза технического состояния компрессора, его эволюционного совершенствования в сложных неопределенных ситуациях.

Достоверность полученных результатов определяется корректным и системным применением методов многомерного статистического описания, оптимизации и распознавания образов и подтверждается высокой точностью прогноза характеристик компрессоров.

Практическая значимость работы состоит в том, что на основе предложенных подходов и методов разработаны методики имитационного моделирования характеристик многоступенчатых компрессоров, методы управления качеством результатов объемного моделирования компрессоров низкого и высокого давления, методы элиминирования производственных отклонения при комплектовке, сборке ГТД и модифицировании элементов проточной части турбомашин.

Реализация в промышленности. Результаты исследований автора отражены в спецотчетах, использованы в разработках ЦИАМ, в лаборатории компрессоростроения Санкт-Петербургского ГТУ при исследовании осевых и радиальных компрессоров.

Рекомендуемые методы использованы в промышленности и позволили:

разработать и внедрить в серийное производство модификации изделия с увеличенной на 20 % тягой, улучшенной на 10 % экономичностью;

разработать одноступенчатый и двухступенчатые компрессора на степень повышения давления 9, пятиступенчатый компрессор на степень повышения давления 7. Экспериментальными исследованиями подтверждены расчеты;

разработать и внедрить мероприятие по устранению разрушения лопатки рабочего колеса последней ступени осевого компрессора;

оптимизировать технологический процесс сборки малоразмерного ГТД.

Апробация работы. Работа доложена на 8 Международной научно технической конференции «Кибернетика и высокие технологии 21 века» (г. Воронеж 2007г.), на Международной научно-технической конференции «Технологическое обеспечение и автоматизированное управление параметрами качества поверхностного слоя, точности обработки деталей и сборки газотурбинных двигателей» (г. Рыбинск 2007 г.), научно-технических семинарах кафедры авиационных двигателей Рыбинской государственной авиационной технологической академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, из них в изданиях, рекомендуемых ВАК - 1.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы и приложения. Полный объем диссертации составляет 134 страницы.

На защиту выносится:

Модели и методы совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров ГТД на основе системного анализа ретроспективной информации.

Методы прогнозирования и оптимизации параметров компрессора в условиях информационной недостаточности.

Комплексная методика контроля производства сложнопрофильных элементов проточной части ГТД по эксплуатационным характеристикам.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность исследования, сформулирована цель и задачи исследования, а также положения, которые выносятся на защиту.

В главе 1 рассматривается состояние проблемы, цель работы и решаемые задачи. Приведен обзор публикаций по современным проблемам создания и совершенствования компрессоров газотурбинных двигателей. Работая над созданием методологии одновременного совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров автор опирается на основополагающие работы Шляхтенко С. М., Биргера И. А., Холщевникова К. В., Ольштейна Л. Е., Селезнёва К. П., Гельмедова Ф. Ш.,. Талызиной В. С. и др., обозначивших фундаментальные направления исследований качества функционирования компрессорной техники и пневматики. Современные мотивы и принципы оптимального проектирования компрессоров автор нашел в исследованиях Егорова И. Н., Кретинина Г. В., Кривошеева И. А., Милешина В. И., Шмотина Ю. Н. Значительное влияние на автора оказала совместная работа по алгоритимизации процессов проектирования, производства и контроля турбомашин с Безъязычным В. Ф., Виноградовой О. В., Шишкиным В. Н.

В работах этих и других исследователей многократно отмечалась важность и актуальность применения эволюционных методов повышения эффективности серийных, проектируемых и опытных ГТД, необходимость использования на практике современных идей и методов искусственного интеллекта, нечеткой логики, структурно-параметрических методов исследования. В данной главе рассматриваются основные законы и принципы технической кибернетики, системного анализа, наблюдаемого прогнозирующего управления, подчеркивается необходимость и целесообразность «увязки» исходных параметров объекта с характеристиками верхнего уровня - эксплуатационными характеристиками, одновременного исследования объектов различной физической природы (геометрия элементов проточной части, газодинамические характеристики, параметры монтажа и др.). Для этого требуется дальнейшая разработка численных методов описания, оптимизации и диагностики в системах объёмного моделирования, построения структурных уравнений связи особенно при аванпроектировании, рабочем проектировании и доводке многоступенчатых компрессоров (рис. 1).

компрессор газотурбинный двигатель

В главе 2 рассматриваются методологические проблемы совершенствования серийных, перспективных и опытных компрессоров. Необходимость в ускорении работ одновременно по этим трем направлениям определяется современной Концепцией развития авиационных двигателей до 2015 года, конъюнктурными мотивами рыночных отношений, рациональным использованием имеющихся ресурсов предприятия - разработчика газотурбинной техники. Опорной информацией для решения этих проблем являются теоретико-физические расчетные 1D, 2D, 3D модели компрессоров, разработанные в отрасли, лабораторные и стендовые испытания компрессорных ступеней, данные о конструктивных и эксплуатационных характеристиках собственных двигателей предприятия, различная производственная информация. Основным способом эффективного использования этой информации считается организация наблюдаемого прогнозирующего управления за счет сжатия зашумленной многомерной информации, организации поиска структурно-параметрических функциональных связей между переменными, построения областей достижимых решений. Реализация данного подхода осуществляется на основе трёх стандартных программ: датчика равномерно распределённых случайных чисел, программы обращения симметричной матрицы и программы вычисления главных компонент (собственных значений и собственных векторов корреляционной матрицы) (рис. 2).

На основе датчика случайных чисел строятся различные схемы имитационного моделирования, реализуется метод глобального случайного поиска с направляющим конусом, формируется процесс поиска систем наиболее информативных диагностических аддитивных или мультипликативных признаков. Программа обращения симметричной матрицы положена в основу построения уравнений регрессии произвольной аддитивной или мультипликативной структуры, определения расстояния многомерной точки до множества таких точек (оценка степени экстраполяции за область статистических данных с помощью расстояния Махалонабиса), реализации процедуры многомерной экстраполяции. Указанным способом обеспечивается прогнозирование эксплуатационных характеристик узлов, как в условиях информационной избыточности, так и информационной недостаточности.

Программа вычисления главных компонент используется для сжатия векторной и скалярной информации при построении квалиметрических шкал качества (мониторинг многомерных данных), для генерации перспективных аванпроектов проточной части компрессоров, для формирования плавных нелинейных допусков на геометрию узлов рабочего проекта. Совместное применение указанных алгоритмов в значительной маре перекрывает проблематику эволюционного совершенствования одновременно серийных, вновь разрабатываемых и опытных компрессоров газотурбинного двигателя.

Датчик случайных чисел

Метод Монте-Карло

Имитационное

моделирование

Случайный поиск с направляющим конусом

Оптимизация

Случайный поиск

с адаптацией

Структурные факторы

Обращение матрицы

Регрессия

Расстояние Махолонобиса

Многомерная экстраполяция

Главные компоненты U=FX;

Мониторинг качества

Управление геометрией

Нелинейный допуск

Рис. 2. Численные методы анализа

В главе 3 рассматриваются проблемы эволюционного совершенствования компрессоров серийных ГТД. На примере обобщения геометрии и эксплуатационных характеристик девяти вариантов серийных двухконтурных двигателей показаны возможности эволюционного совершенствования геометрии элементов проточной части турбомашин, их модифицирования без принципиальных изменений конструкции. Входной информацией для построения обобщенной стохастической модели верхнего уровня служат главные компоненты меридиональных контуров элементов ГТД - КНД, разделителя потоков, КВД, турбины, выходного устройства, затурбинного обтекателя, длины этих контуров, числа ступеней турбокомпрессора, наличие или отсутствие дожига и реверса. Всего 34 переменные. Выходными переменными служат тяга и расход топлива (рис. 3).

Требуется, например, уменьшить расход топлива при сохранении тяги. Организуется поиск максимума некоторого обобщенного критерия качества путем вариации главными компонентами того или иного контура.

На рис. 4 приведено изменение проточной части турбины одного из двигателей при снижении расхода топлива на 7 % и сохранении тяги.

Полученное изменение геометрии проточной части турбины связано с уменьшением аксиальной площади в горле соплового аппарата. Такое изменение потребовало увеличения запасов газодинамической устойчивости компрессора на 4 %. для данного двигателя это было обеспечено путем изменения углов установки лопаток направляющих аппаратов компрессора от 2 до 5 для различных ступеней. Это распределение углов получено при поиске на одномерной математической модели осевого многоступенчатого компрессора. Данный метод позволил для различных серийных компрессоров найти существенные резервы повышения их КПД (от 3 до 5 %) только за счет согласования геометрических углов ступеней по тракту компрессора.

Предлагаемый подход позволяет находить величины оптимальных допусков на геометрические углы входных и выходных кромок лопаток всех ступеней компрессора по заданным допускам на его эксплуатационные характеристики. Так имитационное моделирование допусков на углы при допустимом рассеянии КПД, расхода воздуха, степени повышения давления и запасов ГДУ в пределах 1 % показало необходимость обеспечения предельно-допустимых соотношений между разностями отклонений от номинала углов установки РК и НА не более 1,2. При этом эти разности должны быть положительными.

Таким образом, переходя от стохастической модели ГТД высокого уровня к моделям узлов и их элементов, то есть, реализуя системный подход к совершенствованию серийных компрессоров, удается алгоритмированно найти простые решения, существенно повышающие характеристики изделия.

В главе 4 рассматриваются проблемы эволюционного совершенствования перспективных компрессоров на этапах их аванпроекта и рабочего проектирования. Именно на этих важнейших этапах ошибка в исходных позициях не может быть в дальнейшем исправлена. Здесь определяющим является совершенство методов анализа результатов объёмного моделирования характеристик компрессора. Суть предлагаемого подхода к эволюционному аванпроентированию состоит в том, что на эвристическом уровне формируем некоторый «затравочный» набор из 3 - 5 вариантов аванпроекта геометрии проточной части. Для этих вариантов последовательно рассчитываем эксплуатационные характеристики и проводим поиск геометрии проточной части, обеспечивающей минимальные диффузорность, потери полного давления и др. Начиная с четвертого варианта переходим от геометрии проточной части к её главным компонентам и анализируем ситуацию в окрестности «лучшего» из имеющихся вариантов (рис. 5). Для этого генерируем значения главных компонент, близких к компонентам «лучшего» варианта. Путем обратного перехода восстанавливаем значения координат новых каналов, для которых проводим формальную или неформальную оценку качества. Таким образом, создается генератор перспективных вариантов аванпроекта компрессора. Селектором этих вариантов является профессионально-логический анализ, а машина играет роль усилителя мыслительной деятельности людей, занимающихся проблемами оптимального проектирования.

В рамках идеи эволюционного совершенствования сложных систем решается и задача оптимизации рабочего проекта компрессора. «Затравочный эксперимент» состоял из одиннадцати пробных шагов по поиску геометрии компрессора низкого давления на его 3D модели, обеспечивающей требуемые параметры одновременно в канале рабочего колеса, внутреннего и наружного контура.

Была сформирована матрица данных и получены структурные уравнения связи компонент с расходом воздуха, КПД и запасом ГДУ в этих каналах.

Далее из исходного варианта А двумя различными методами поиска были получены варианты главных компонент геометрии В и С с более высокими характеристиками, чем исходный. Исчерпаны ли этими вариантами возможности конструкции? Для оценки этого от трех вариантов компонент перейдем к ортогональному плану (0,0), (0,1), (1,0) и построим на нем сетку (55) (рис. 6).

Для полученных 25 вариантов компонент по уравнениям связи рассчитаем эксплуатационные характеристики. Вариант D оказывается более предпочтителен по сравнению с вариантами В и С. Таким образом, удалось построить область достижимых решений, в которой экстремальные характеристики оказываются исчерпанными.

Для обеспечения воспроизводимости найденных решений в производстве требуется определить нелинейные допуска на геометрию при заданных допусках на эксплуатационные характеристики. Варьируя случайным образом главными компонентами меридионального профиля КНД, отберем только варианты генерации, удовлетворяющие рассеянию эксплуатационных характеристик не более чем на 0,5 %. Переходя от главных компонент к геометрии каналов, получим пучёк линий, в пределах которого заданные требования будут выполнены. Чем уже пучек линий в данной области, тем допуск жестче. На рис. 7 приведено сопоставление нелинейных допусков с распределением скоростей потока в КНД. Наблюдается однозначная связь между ними: высоким скоростям соответствует малое допустимое рассеяние геометрии канала в производстве. Аналогичная картина наблюдается для КВД. Полученный результат меняет традиционное представление о необходимости допускового контроля в исходной метрике. Такие сложные нелинейные поверхности как каналы КНД и КВД нуждаются в непосредственной оценке эксплуатационных характеристик изделия. Предлагается измерения геометрии каналов проводить с помощью фотометрических систем типа ATOS, определять главные компоненты поверхностей и с помощью структурных уравнений связи «характеристики - компоненты» оценивать пригодность профиля канала, возможность его доработки. Это устраняет проблемы несогласованности проектирования и производства сложных изделий, снижает брак, стабилизирует параметры в серийном производстве.

Таким образом, методами эволюционного совершенствования сложнопрофильных элементов компрессора удается найти эффективный аванпроект, обеспечить предельно-возможные параметры рабочего проекта и найти условия стабильного сохранения найденных экстремальных параметров в производстве.

В главе 5 рассматривается проблемы эволюционного совершенствования компрессоров в процессе их экспериментальной доводки в опытном производстве. Междисциплинарный характер процесса доводки ГТД предопределяет необходимость, с одной стороны обобщения информации различной физической природы, а, с другой применения адаптивных, эволюционных методов анализа, ориентированных на наблюдаемое прогнозирующее управление, когда каждый осторожный шаг надежно контролируется на профессионально-логическом уровне. Несмотря на многообразие проблем доводки в компрессоростроении, наиболее типичными из них являются ошибки проекта, когда неудачно выбранный проект приходится улучшать всеми доступными мероприятиями, использование в качестве базового варианта готовых конструкций, когда не соблюдается принцип автомодельности и, наконец, внезапный отказ типа обрыва лопатки при форсировании двигателя. Рассмотрим эти три случая подробнее.

При создании центробежной ступени в составе осецентробежного компрессора проводились испытания вариантов конструкции (сборки) с различными мероприятиями с целью повышения КПД. На пятой сборке произошло его падение. Была систематизирована статистическая информация о процессе доводки компрессора. По этим данным была получена матрица главных компонент. Переход компонент от сборки к сборке представляет собой плавную кривую (рис. 8). Это означает, что в процессе принятия решений действует динамический стереотип поведения - новые решения есть продолжение предыдущих. В точку А система «не пошла» из-за опасности помпажа. В следующих двух сборках стереотип привел к еще большему снижению КПД. Выход из создавшейся ситуации найден путем виртуального подбора к одному из диффузоров рабочего колеса. Для этого были получены структурные уравнения связи КПД с варьируемыми параметрами компрессора, в которые по очереди подставлялись главные компоненты рабочего колеса и диффузора (таблица 1).

Таблица 1

Прогноз КПД при различных вариантах геометрии диффузоров и рабочих колес

Диффузор

I

II

Рабочее колесо

I

II

III

I

II

III

Прогноз КПД

0,708

0,745

0,716

0,713

0,770

0,723

Получен приемлемый результат. Представление текущих данных процесса доводки компрессора в пространстве главных компонент сделало этот процесс наблюдаемым. Уже после пятого опыта можно было сказать, что система идет в тупик и в рамках господствующего стереотипа поведения следующие опыты излишни. Однако для построения структурных уравнений связи и последующего поиска они оказались необходимы, так как по пяти опытам в данном случае разумную процедуру прогноза построить не удается.

Таким образом, системное применение алгоритмов описания, оптимизации и диагностики позволило алгоритмированно решить сложную научно-техническую задачу.

В таблице 2 приведены главные компоненты вентилятора (U) и рабочего колеса (V) компрессора, а также параметры турбины и сопла (А, S, Q)

Таблица 2

Матрица данных испытаний пяти двигателей

№ вар.

Вентилятор

Рабочее колесо

СА ТВД

Сопло

СА ТНД

Y1

Y2

U1

U4

V1

V2

V3

A

S

Q1

Q2

1

0,261

2,252

-0,887

3,176

-0,138

13,634

110,00

-0,068

-0,044

0,0

-11,5

2

0,261

2,252

-0,887

3,176

-0,138

13,634

117,30

-1,837

0,953

0,0

-7,9

3

-1,118

-1,900

-3,113

2,199

0,624

14,040

114,50

1,119

0,623

3,3

-4,3

4

-1,118

-1,900

6,147

-1,065

1,916

14,040

122,50

1,119

0,623

1,0

-1,8

5

-0,074

3,813

-5,301

-3,517

0,282

13,798

111,00

5,405

0,083

1,5

-7,5

Целевыми функциями Y1 и Y2 здесь являются отклонения от требуемых значений основных параметров двигателя в процентах. По данным таблицы 2 получены структурные уравнения связи:

; .

Оба эти уравнения включают все рассматриваемые элементы таблицы 2 и являются функциями сложных взаимодействий геометрических параметров. Это означает, что доводка данного двигателя должна быть комплексной и не должны ограничиваться каким-либо единичным мероприятием. Заштрихованными компонентами (подбор эффективных узлов) удается повысить характеристики Y1 и Y2 на 2-3%.

При форсировании осевого компрессора произошел обрыв лопатки 9-й ступени компрессора. Для «лечения» этого дефекта использована информация о результатах испытаний 135 вариантов изолированных ступеней. геометрические параметры x1 - x17, по которым отличаются рассматриваемые ступени, на рис. 9 представлены в пространстве двух главных компонент U1 U2. Номера точек соответствуют номеру варианта испытанной изолированной ступени.

В этом пространстве для прогноза запасов устойчивости данной ступени выбирается 10-15 ближайших к ней. По этой опорной выборке находятся структурные уравнения связи запасов устойчивости с параметрами ступеней, с помощью которых прогнозируется их запас устойчивости. Данным методом обнаружено резкое падение запаса устойчивости 8-9 ступеней до 5-10 % (рис. 10). За счет изменения углов установки лопаток от 1,5 до 3 запасы существенно возросли. Дефект был устранен.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Разработанные методы получения функциональных соотношений между эксплуатационными характеристиками и геометрическими параметрами компрессоров позволяют совершенствовать конструкцию изделия на различных этапах ее создания.

Разработанные методы эволюционного совершенствования серийных компрессоров позволили:

оптимизировать характеристики компрессора, узлов серийного газотурбинного двигателя и разработать модификации двигателя с увеличенными на 20 % тяговыми характеристиками, улучшенной на 10 % экономичностью - изделия внедрены в серийное производство;

разработать загрузочные устройства для испытательных стендов предприятия мощностью от 4 до 10 Мвт.

Разработанные методы эволюционного совершенствования перспективных компрессоров позволили разработать одноступенчатый и двухступенчатые компрессора на степень повышения давления 9, пятиступенчатый осевой компрессор на степень повышения давления 7. Экспериментальными исследованиями подтверждены расчетные параметры.

Разработанные методы эволюционного совершенствования опытных компрессоров позволили разработать и внедрить в конструкции компрессоров мероприятия по оптимизации согласования характеристик рабочего колеса и выходной системы центробежной ступени, устранению разрушения лопатки рабочего колеса последней ступени многоступенчатого осевого компрессора.

Разработанные методы эволюционного совершенствования компрессоров позволили определить величины нелинейных допусков на изготовление деталей компрессора и обеспечить воспроизводимость этих характеристик в производстве.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ

1. Безъязычный, В. Ф. Структурный анализ технических решений при доводке многоступенчатых компрессоров [Текст] / В. Ф. Безъязычный, О. В. Виноградова, Н. Б. Комаров, А. Р. Кривоногов, Ф. А. Фаррахов, В. Н. Шишкин // Полет. - 2004. - № 1. - С. 57-60.

2. Безъязычный, В. Ф. Мониторинг тенденций и временного дрейфа в процессе превентивного контроля сложнопрофильных элементов проточной части ГТД [Текст] / В. Ф. Безъязычный, В. Н. Шишкин, О. В. Виноградова, Ф. А. Фаррахов // Вестник РГАТА - 2003. - № 2(4). - С. 46-53.

3. Кузменко, М. Л. эволюционное совершенствование газодинамических характеристик гтд-110 [Текст] / М. Л. Кузменко, А. Р., Ф. А. Фаррахов, В. Н. Шишкин, О. В. Виноградова, Р. А. Измайлов // Вестник РГАТА - 2004. - № 1-2(5-6). - С. 25-29.

4. Фаррахов, Ф. А. Поиск технических решений по повышению газодинамической эффективности и ресурса серийного двигателя Д30КУ [Текст] / Ф. А. Фаррахов, С. М. Пеганов, О. В. Виноградова, В. Н. Шишкин, Р. А. Измайлов // Вестник РГАТА - 2004. - № 1-2 (5-6). - С. 36-45.

5. Виноградова, О. В. cпособ генерации перспективных вариантов аванпроекта укороченного многоступенчатого компрессора [Текст] / О. В. Виноградова, Ф. А. Фаррахов // VIII международная научно-техническая коференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века», Воронеж, т.1, C. 509-515.

6. Безъязычный, В. Ф. Информационная технология модифицирования конструкции одноконтурных ГТД [Текст] / В. Ф. Безъязычный, М. Н. Буров, О. В. Виноградова, А. А. Лазарев, Ф. А. Фаррахов, В. Н. Шишкин // Вестник РГАТА - 2007. - № 1(11). - C. 377-382.

7. Безъязычный, В. Ф. О компьютерной информационной технологии модифицирования геометрии проточной части серийного ГТД [Текст] / В. Ф. Безъязычный, М. Н. Буров, О. В. Виноградова, А. А. Лазарев, Ф. А. Фаррахов, В. Н. Шишкин // Вестник РГАТА - 2007. - № 1(11). - C. 373-376.

8. Виноградова, О. В. Системный анализ и синтез параметров турбокомпрессора в задаче снижения удельного расхода топлива авиационного ГТД [Текст] / О. В. Виноградова, И. С. Козлякова, А. А. Лазарев, А. В. Пальцева, С. М. Пиотух, Ф. А. Фаррахов, В. Н. Шишкин // Вестник РГАТА - 2007. - № 1(11). - C. 366-372.

9. Пат 2005898 Российская федерация, МПК5 F 02 C 6/08. Способ аварийного обеспечения энергией вспомогательной силовой установки жизнеобеспечения самолета [Текст] /В.А. Грехнев, В.Г. Костогрыз, В.И. Устюгов, Ф.А. Фаррахов; заявитель и патентообладатель Моторостроительное конструкторское бюро- №5037815/06; заявл. 15.04.92; опубл. 15.01.94, бюл. №1-8с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Предназначение и принцип работы паротурбинных и газотурбинных двигателей. Опыт эксплуатации судов с ГТУ. Внедрение ГТД в различные отрасли промышленности и транспорта. Производство турбореактивного двигателя с форсажной камерой, схема его подключения.

    презентация [2,7 M], добавлен 19.03.2015

  • Основные элементы конструкций газотурбинных двигателей самолетов. Диски компрессоров и турбин. Оценка напряженности диска. Пределы упругости и текучести материала. Деформации наиболее нагруженных участков диска. Коэффициенты запаса по прочности диска.

    курсовая работа [40,9 K], добавлен 14.06.2012

  • Характеристика метрологической службы ООО "Белозерный ГПК", основные принципы ее организации. Метрологическое обеспечение испытаний газотурбинных двигателей, их цели и задачи, средства измерения. Методика проведения измерений ряда параметров работы ГТД.

    дипломная работа [9,6 M], добавлен 29.04.2011

  • Проблемы, возникающие при эксплуатации систем автоматического управления двигателями типа FADEC. Характеристика газотурбинных двигателей. Гидропневматические системы управления топливом. Управление мощностью и программирование подачи топлива (CFM56-7B).

    дипломная работа [6,0 M], добавлен 08.04.2013

  • Условия работы холодильных компрессоров, их типы, принцип работы. Функции компрессора в холодильном цикле. Сравнительная характеристика компрессоров. Правила технического обслуживания и эксплуатации компрессоров, устранение характерных неисправностей.

    презентация [8,4 M], добавлен 30.04.2014

  • Технические характеристики и режимы испытания двигателя. Характеристика испытательных стендов авиационных газотурбинных двигателей. Выбор и обоснование типа и конструкции испытательного бокса, его аэродинамический расчет. Тепловой расчет двигателя.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 05.12.2010

  • Классификация и особенности конструкций холодильных компрессоров. Процесс сжатия в поршневом компрессоре. Объемные потери компрессора и их учет. Влияние различных факторов на коэффициент подачи. Принцип действия и области применения винтовых компрессоров.

    контрольная работа [41,4 K], добавлен 26.05.2014

  • Особенности структуры и назначение поршневых компрессоров, их распространение и многообразие по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам. Принцип действия бескрейцкопфного компрессора простого действия, монтаж и разборка поршневых компрессоров.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.09.2008

  • Разработка технологического процесса изготовления детали типа "фланец" из жаропрочного и жаростойкого сплава на никелевой основе в условиях серийного производства. Применяется в компрессорной и форсажной камерах современных газотурбинных двигателей.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 28.04.2009

  • Использование холодильников в промышленной и в бытовой сфер. Назначение, применение, типы и устройство компрессоров. Система охлаждения холодильных компрессоров: описание функций, диапазон применения, схема холодильного цикла, фитинги для компонентов.

    курсовая работа [99,6 K], добавлен 02.11.2009

  • Проектирование рабочего процесса газотурбинных двигателей и особенности газодинамического расчета узлов: компрессора и турбины. Элементы термогазодинамического расчета двухвального термореактивного двигателя. Компрессоры высокого и низкого давления.

    контрольная работа [907,7 K], добавлен 24.12.2010

  • Характеристика механических свойств конструкционных материалов для изготовления деталей машин. Расчет прочности детали, неразрушения подшипников и вала. Анализ работоспособности системы. Экономический эффект замены исходного материала на сталь 15Х2ГН2ТРА.

    дипломная работа [247,8 K], добавлен 11.06.2014

  • Основы высокоскоростной механической обработки, инструменты и основные режимы. Обеспечение жесткости, долгого срока шпинделя в широком диапазоне скоростей вращения. Применение тяжелых HF-шпинделей в авиакосмической и автомобильной промышленности.

    курсовая работа [5,4 M], добавлен 11.03.2011

  • Обзор связи условий нагружения детали с пределом длительной прочности ее материала. Расчет эквивалентного времени наработки для лопатки рабочего колеса турбины. Анализ методики определения уравнения кривой длительной прочности при иной температуре детали.

    контрольная работа [66,5 K], добавлен 27.02.2012

  • Характеристика компрессоров: одноступенчатые и многоступенчатые, стационарные и передвижные типы. Принцип работы винтового компрессора. Схема и идеальный цикл компрессора простого действия. Коэффициенты полезного действия и затрата мощности на привод.

    реферат [565,5 K], добавлен 30.01.2012

  • Анализ информации о текущей деловой активности турбиностроительной компании ФГУП "ММПП" Салют" (г. Москва). Отделение промышленных газотурбинных установок. Основные характеристики и параметры ГТЭ-20С. Рабочие лопатки первых трех ступеней компрессора.

    реферат [7,7 M], добавлен 17.12.2014

  • Использование центробежных компрессорных ступеней в осецентробежных компрессорах газотурбинных двигателей. Метод определения переменных аэродинамических нагрузок и динамических напряжений, действующих на рабочее колесо центробежного компрессора.

    автореферат [618,2 K], добавлен 27.03.2011

  • Конструкция компрессора ГТД. Расчет надежности лопатки компрессора с учетом внезапных отказов. Графики функций плотностей распределения напряжений. Зависимость вероятности неразрушения лопатки от коэффициента запаса прочности. Расчёт на прочность диска.

    курсовая работа [518,8 K], добавлен 15.02.2012

  • Функции системы автоматизированного проектирования одежды. Художественное проектирование моделей одежды. Антропометрический анализ фигур. Методы проектирования конструкций моделей. Разработка семейства моделей, разработка лекал и определение норм расхода.

    дипломная работа [150,5 K], добавлен 26.06.2009

  • Пути совершенствования оценки качества и технического уровня компрессорных машин. Правила и нормы производственной санитарии. Расчет естественного освещения в помещении и затрат на внедрение методики оценки технического уровня и качества компрессоров.

    дипломная работа [125,5 K], добавлен 17.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.