Оценка и отладка параметров авиационного газотурбинного двигателя при стендовых испытаниях

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

ОЦЕНКА И ОТЛАДКА ПАРАМЕТРОВ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЯХ

Ямалиев Р. Р.

В современном производстве большое внимание уделяется проблемам повышения качества выпускаемой продукции. Это относится в том числе и к авиационной технике. Важной частью современных методов управления качеством серийных авиационных двигателей является поиск решений, которые бы позволяли при производстве получать эксплуатационные параметры соответствующие техническому условию (ТУ) при минимизации расходов.

Отклонение любого параметра двигателя от значения, которое предусмотрено ТУ, может вызвать снижение эксплуатационных характеристик летательного аппарата. Так, например, увеличение удельного расхода топлива свыше нормированного может снизить дальность полета. Превышение температуры газа перед турбиной - сказывается на ресурсе и надежности двигателя. Это обстоятельство показывает, на сколько важно обеспечить минимальное отклонение значений выходных эксплуатационных параметров серийных авиационных двигателей от ТУ.

Процесс производства серийных авиационных двигателей, включающий в себя несколько стадий (изготовление, сборка, испытание, обработка результатов испытания), неизбежно вызывает отклонение значений исходных параметров. Одна из причин этого разброса - производственные погрешности изготовления деталей газовоздушного тракта, в результате которых возникают всевозможные варианты сочетания отклонений размеров деталей, образующих проточную часть двигателя, что ведет к рассеванию значений характеристик отдельных узлов газовоздушного тракта и в свою очередь вызывает отклонение значений эксплуатационных параметров. Другие причины - погрешности регистрации, погрешности приведения параметров и т.д.

Испытания авиационных двигателей является заключительным этапом процесса их производства. Методы испытаний готового двигателя должны обеспечить требуемое качество, т.е. выходные параметры должны соответствовать ТУ.

Для проверки соответствия параметров двигателя нормам технических условий проводятся контрольные испытания. Как правило, при этом требуется отладка параметров, компенсирующая погрешности изготовления деталей и сборки узлов двигателя. Компенсация производится, например, изменением площади критического сечения реактивного сопла, регулировкой подачи топлива, изменением угла установки направляющих аппаратов каскадов компрессора, сопловых аппаратов турбин и ряда других регулируемых органов двигателя.

Задача отладки усложняется наличием погрешности регистрации параметров двигателя, сопоставимых с их потребным изменением, а также необходимостью отладки множества параметров двигателя (тяги, удельного расхода топлива, температур и давлений воздуха и газа по тракту двигателя и т. д.) на ряде режимов (полный форсажный, максимальный бесфорсажный, минимальный форсажный, крейсерский и др.) с помощью ограниченного количества компенсаторов. Раздельная отладка длительна, приводит к неоправданному расходованию топлива и ресурса двигателя. В то же время поиск решений для комплексной отладки очень сложен и практически невозможен без применения современных ЭВМ.

Для обеспечения точности комплексной отладки необходим статистический анализ параметров авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Рассеивание параметров авиационных ГТД в значительной степени определяется принятыми методами стендовой отладки основных данных двигателей в пределах установленных технических норм, а также погрешностями поддерживания режима топливо-регулирующей аппаратурой [Адгамов 1987: 1].

Из-за наличия погрешностей определения параметров при стендовых испытаниях, в ряде случаев соизмеримых с допусками на отладку, могут возникать ситуации, когда после отладки часть двигателей, имеющих параметры в пределах норм, признается негодной и проходит переотладку, и наоборот - параметры другой части двигателей, признанных годными,- не в норме [Гумеров 1988: 3].

Исследование рассеивания параметров двигателей, прошедших акт сдачи, дает возможность оценить качество изготовления и сборки двигателей, стабильность технологического процесса производства, эффективность конструктивно-технологических изменений, вводимых в двигатель в процессе серийного производства, качество средств контроля параметров двигателя и эффективность средств и методов, обеспечивающих автоматизацию процесса испытаний и обработки параметров [Алабин 2002: 2]. двигатель авиационный эксплуатационный рассеивание

Решение ряда вопросов, возникающих в процессе серийного производства, может быть осуществлено анализом корректной информации методами корреляционно- регрессионного анализа. Газотурбинным двигателям различного целевого назначения свойственны определенные связи газодинамических и геометрических параметров по сечениям проточной части с основными данными (тяга, удельный расход топлива и т.п.), устойчивостью и надежностью работы двигателя. Степень такого взаимодействия определяется возможным разнообразием сочетаний геометрических параметров с индивидуальными особенностями изготовления деталей, сборки, испытаний, обработки результатов испытаний двигателей.

Методы позволяют:

- оценить степень влияния получающихся в процессе серийного производства газодинамических и геометрических параметров на качество и стабильность качества выпускаемых двигателей;

- прогнозировать надежность работы, как выборки, так и отдельных экземпляров двигателей в процессе эксплуатации;

- определять характер и степень влияния каждого регулировочного параметра на параметры выходного контроля (на результирующий параметр);

- выявлять основные факторы, влияющие на неблагоприятные изменения какого-либо параметра выходного контроля в процессе серийного производства.

Исходными материалами для корреляционно-регрессионного анализа, проводимого для оценки качества выпускаемых двигателей, уровня стабильности и характера её изменения в процессе серийного производства, служат результаты замеров различных геометрических характеристик при сборке двигателей, газодинамических параметров и основных данных при регламентированных испытаниях.

Качество контроля параметров может быть повышено за счёт подобных анализов взаимных корреляций параметров. Результаты исследований выявляют закономерности взаимосвязей параметров авиационных ГТД на одном режиме и на разных режимах, что в дальнейшем позволяет сократить процесс отладки параметров двигателя.

Список использованной литературы

1. Адгамов Р. И. и др. Обработка и анализ информации при автоматизированных испытаниях ГТД. М.: Машиностроение, 1987.

2. Алабин М. А. Контроль и поддержание качества турбореактивных двигателей при производстве и эксплуатации. М.: АСЦ ГосНИИГА, 2002.

3. Гумеров Х. С. и др. Решение задачи оптимальной стендовой отладки ТРД // МНС. Испытания авиационных двигателей. Уфа: Изд. УАИ, 1988. № 16. С. 21-24.

Размещено на Allbest.ru