Діагностування проточної частини турбореактивного двоконтурного двигуна на перехідних режимах його роботи

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]);

запропоновані діагностичні комплекси параметрів, які не залежать від зовнішніх умов експлуатації і реагують тільки на зміну ТС ТРДД (запропоновані вперше [5]).

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена методика діагностування ПЧ ТРДД на перехідних режимах роботи випробувана та використовується в ВАТ "Мотор Січ" (м. Запоріжжя) при стендових іспитах і діагностуванні ТРДД Д-36. Реалізація методики підтверджена актом впровадження результатів науково-дослідної роботи. Позитивні результати свідчать про доцільність використування розробленої методики на авіапідприємствах України.

Особистий внесок здобувача. У дисертації використовуються наукові роботи, опубліковані здобувачем разом з співавторами, де конкретний особистий внесок здобувача такий:

роботи [1], [2] виконані здобувачем самостійно;

робота [3] виконана здобувачем (вибір параметрів, алгоритм оцінки, аналіз результатів експерименту) разом з Дмитрієвим С.О., Моісєєвим Б.М., Абу Хайдаром Салім Ханна (постановка задачі, теорія параметрічної діагностики);

робота [4] виконана здобувачем (проведення експерименту, аналіз результатів) разом з Дмитрієвим С.О., Карповим А.Є., Ратинським В.В. (постановка задачі);

робота [5] виконана здобувачем (вибір параметрів, аналіз результатів експерименту) разом з Дмитрієвим С.О., Ратинським В.В. (проведення експерименту).

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації були оприлюднені автором та отримали схвалення на XVI Звітній науково-технічній конференції Київського міжнародного університету цивільної авіації за 1995 рік (Київ, 1996 р.); XVII Звітній науково-технічній конференції Київського міжнародного університету цивільної авіації за 1996 рік (Київ, 1997 р.); Конгресі двигунобудівників України “Двигун XXI сторіччя” (Харків, 1996 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Забезпечення безпеки польотів АТ у нових економічних умовах” (Київ, 1997 р.).

Публікації. Результати дисертації опубліковані у п'яти статтях, з яких дві без співавторів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел із 116 найменувань, додатків. Обсяг дисертації - 151 сторінка машинописного тексту, в тому числі 35 малюнків і 17 таблиць - 22 сторінки.

2. Основний зміст

У вступі обґрунтована актуальність та перспективність обраної теми дисертації, дана загальна характеристика роботи.

У першому розділі, що має оглядовий та постановчий характер, розглянуті сучасний стан та перспективи розвитку параметричних методів діагностування газотурбінного двигуна (ГТД). Їхній розвиток базується на сучасних досягненнях в області математичного моделювання робочого процесу ГТД, широкому застосуванні сучасних ЕОМ при експлуатації, належному рівні контролепридатності, наявності необхідних приладів та обладнань діагностування, організації діагностичного обслуговування. Автоматична реєстрація багатьох параметрів роботи двигуна дозволяє знімати інформацію безперервно, у тому числі і на перехідних режимах роботи. Перехідні режими містять додаткову інформацію, аналіз якої істотно розширює можливості параметричної діагностики. Діагностування здійснюється на сталих режимах і виявляє несправності, які впливають на роботу двигуна на сталих режимах. Існують несправності, що не погіршують роботу двигуна у стаціонарному режимі, але можуть помітно вплинути на його роботу в умовах нестаціонарності. До них можна віднести зменшення запасу газодинамічної стійкості компресора, невірне регулювання паливної автоматики, непередбачені зміни внутрішньої геометрії двигуна та інші. Таким чином, методи діагностування за цими умовами, основані на сталих режимах, не прийнятні. Тому одним з перспективних напрямків розвитку параметричних методів діагностування ПЧ ГТД є діагностування на перехідних 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, зв'язані 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.

Розглянуто вплив несправностей ПЧ ТРДД на його функціональні параметри.

У підсумку виконаного огляду та аналізу сформульовані мета, задачі та передбачувані напрямки їхнього розв'язання.

Другий розділ присвячено розробці нелінійної ММ робочого процесу ТРДД, розгляду питань побудови динамічної характеристики та вибіру параметрів в якості діагностичних ознак.

При моделюванні статичних та динамічних характеристик авіаційних ГТД з метою оцінки їхнього ТС у експлуатації доцільно використовувати спрощені моделі основані, у частковості, на побудові динамічної характеристики двигуна. Така характеристика дозволяє суттєво знизити трудомісткість та витрати часу при моделюванні перехідних процесів з достатньою точністю.

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; Sі - невідповідність частот обертання роторів їх значенням на лінії робочих режимів (ЛРР).

ММ двигуна побудована на базі динамічної характеристики та відображає нелінійну зміну параметрів по дросельній характеристиці з лінійним обліком динамічних факторів, що обумовлюють відхилення параметрів від ЛРР.

З метою діагностування двовального ТРДД визначено динамічні параметри та коефіцієнти підсилення, які входять до складу ММ двигуна, для використання їх в якості діагностичних ознак. Однак їх залежність від зовнішніх умов ускладнює процес діагностування. Однорідними до перетворювання подібності є степеневі комплекси. При виконанні умови подібності, ці комплекси будуть складені з фізичних величин, які вже є подібними.

Найбільш прийнятними комплексами для двовального ТРДД є:

де Р*к - тиск загальмованого потоку за КВТ. Отже, лінія прийомистості задовільно описується рівнянням прямої

(Gп / Р*к) = Аnвт + В, де А,

Ці величини достатньо чутливі до зміни ТС двигуна. Деякі несправності можуть приводити до зміни параметра В (паралельне зміщення лінії прийомистості у полі залежності

(Gп/Р*к) = f(nвт))

а другі - до зміни параметра А (змінення кута нахилу лінії прийомистості). 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. Для цього проведені експериментальні дослідження перехідних режимів ТРДД.

Третій розділ присвячений розробці автоматизованого експериментального комплексу по дослідженню робочого процесу ТРДД на сталих та перехідних режимах його роботи. Для забезпечення циклу експериментальних досліджень, спрямованих на ідентифікацію ММ при випробуваннях двигуна, а також на відпрацювання методів діагностування ТРДД у експлуатації, були модернізовані експериментальна установка та стендове обладнання. Установка базується на повнорозмірному авіаційному ТРДД АІ-25 та дозволяє досліджувати перехідні режими роботи двигуна. З метою забезпечення вірогідності отриманих експериментальних даних, скорочення матеріальних та трудових ресурсів, а також скорочення часу проведення експерименту і обробки експериментальних даних, дослідження проводилися у автоматизованому режимі з використанням керуючого обчислювального комплексу на базі універсального програмуємого контролера СЕТУ-10 та комп'ютера IBM PC/AT. Наведені опис газодинамічного стенда (ГДС) та методика проведення експериментальних досліджень.

Експериментальні дослідження на ГДС проводилися з метою встановлення зв'язків між показниками пошкоджування елементів ПЧ двигуна, які відповідають певним видам несправностей, та змінами дросельних та динамічних характеристик ТРДД. Це необхідно для рішення зворотньої задачі, тобто по зміні названих характеристик двигуна у експлуатації ідентифікувати вид та ступінь пошкодження.

На стенді моделювались такі види пошкоджень елементів ПЧ: шорсткість лопаток компресорів низького (КНТ) і високого тиску (КВТ), закоксованість робочих паливних форсунок та шорсткість турбіни низького тиску (ТНТ).

Визначені та оцінені метрологічні характеристики автоматизованої системи вимірів (АСВ), яка входить до складу ГДС.

Четвертий розділ присвячений результатам експериментальних досліджень на ГДС та їхньому аналізу. Проведена оцінка повторюваності протікання перехідних процесів та розкида реєстраційних параметрів. Для оцінки повторюваності перехідних процесів ТРДД були проведені експериментальні дослідження на ГДС з контрольно-вимірювальною апаратурою, яка дозволила реєструвати параметри з частотою опитування fs=30 Гц. Випробування проводилися при вихідному ТС двигуна у діапазоні температур зовнішнього повітря -10 tз +24 оС. Аналіз результатів проведених досліджень показує, що на всіх розглянутих перехідних процесах спостерігається задовільна повторюваність вимірювальних параметрів вздовж лінії робочих режимів. Однак більш прийнятними, у цьому плані, є процеси прийомистості та дроселювання, тому що на режимі запуску спостерігається істотний розкид крапок по параметру Gп, що погіршує загальну якість оцінки ТС ТРДД. Тому ці перехідні процеси можна використовувати для визначення нев'язок по кожному параметру при виникненні несправностей ПЧ у процесі експлуатації.

Розглянуто вплив несправностей ПЧ двовального ТРДД на його динамічні характеристики. Експериментальні дослідження двовального ТРДД на базі АІ-25 на перехідних режимах його роботи проводилися при вихідному стані двигуна (далі по тексту "вихідний стан"), при модельованих несправностях основних вузлів. Шорсткість лопаток КНТ та КВТ, ТНТ моделювали шляхом наклеювання зернин наждачного папіру різноманітного розміру на лопатки робочого колеса (РК) першої ступені КНТ, РК першої ступені КВТ, та на лопатки РК другої ступені ТНТ.

Після проведення експериментальних досліджень з одним видом несправності здійснювалася очистка завданого шару зернин, після чого моделювався інший вид несправності. Також моделювалась така несправність, як закоксованість паливних форсунок, шляхом закупорення трьох робочих паливних форсунок камери згоряння. Зміну ТС відповідного вузла для кожного виду несправності оцінювали інтегральним параметром - відносним відхиленням коефіцієнту корисної діі (ККД) *i, що визначали у процесі випробувань двигуна по зміщенню ліній

*к = f (Gпов.зв)

*т = f (*т)

nвт.зв = const

в полі характеристик компресора та турбіни.

Проведені дослідження впливу ККД компресора та турбіни на параметри двигуна дозволяють зробити висновок про те, що зменшення ККД турбіни призводить до зменшення її потужності та викликає зниження прискорення ротора високого тиску, вплив же ККД компресора більш складний. Його зменшення призводить до збільшення потрібної потужності, що підводиться до компресора при даній частоті обертання nвт для одержання тих самих значень параметрів *к, Gпов, Т*к. Якщо потужність, яка підводиться до турбіни, не зміниться, параметри, що характеризують режим роботи компресора, зменшуються (робоча крапка на характеристиці компресора зміщується на більш низьку напірну криву у сторону менших витрат повітря), що, у свою чергу, наводить до зменшення потужності турбіни та зниження прискорення ротора.

Зміна параметрів робочого процесу ТРДД при прийомистості та дроселюванні описується одніми і тими ж рівняннями динаміки. Скидання частоти обертання здійснюється за рахунок зменшення подачі палива Gп по відношенню до сталого режиму при заданому значенні nвт.зв. При цьому падає потужність турбіни та ротор одержує негативне прискорення. Наведені зміни параметрів робочого процесу ТРДД при прийомистості та дроселюванні при модельованих видах несправностей його ПЧ.

Проведені експериментальні дослідження, які спрямовані на оцінку впливу різноманітних видів пошкоджень на протікання процесів прийомистості та дроселювання ТРДД, дозволяють знайти кореляційні зв'язки між степінню пошкодження вузла та параметрами робочого процесу двигуна. Але використання цих параметрів для діагностування на перехідних режимах роботи

ТРДД пов'язано з певними труднощами, а саме, їх залежністю від відхілення частоти обертання початку перехідного процесу, відхіленням процедури переміщення важеля управління двигуном, різницей відхілень вимірюємих параметрів у кожній момент часу при зміні ТС двигуна. Тому для оцінки ТС ТРДД потрібно використовувати комплекси параметрів, які залишаються постійними вздовж лінії робочих режимів.

Аналіз отриманих експериментульних даних показує, що траєкторії прийомистості та дроселювання двовального ТРДД, які побудовані у координатах

Gп/Р*к = f (S),

також апроксимуються рівнянням прямої з прийнятною для практиці точністю. Для ТРДД з двокаскадним компресором режими розгону характеризуються зменшенням ковзання S, а дроселювання - його збільшенням. Збільшення ковзання роторів є слідством більш великої зміни теплоперепаду на ТВТ у порівнянні з теплоперепадом на ТНТ.

Аналіз результатів експериментальних досліджень показує, що розглянутий комплекс параметрів Gп/Р*к є важливою діагностичною ознакою. Однак даний комплекс дозволяє оцінювати зміну ТС двигуна у цілому (нульовий рівень діагностування). Для визначення класів станів з глибиною діагностування до вузла необхідно використовувати додаткові параметри. У якості таких діагностичних ознак вибрані динамічні параметри ТРДД.

З метою визначення діагностичної інформативності вимірювальних параметрів робочого процесу двигуна при виникненні несправності, запропоновано наступний критерій - коефіцієнт чутливості Кпj:

, (2)

де С - сигнал; Ш - шум; Пji - значення j-го параметру при i-ій частоті обертання ротора; Пj - відносна похибка j-го вимірювального каналу; Пбi - базове значення параметру.

Проведений аналіз інформативності вимірювальних параметрів при виникненні несправності відповідного вузла двигуна свідчить про більшу чутливість методу діагностування на перехідних режимах у порівнянні зі сталими. Тому одержані результати мають важливе прикладне значення для розробки методик оцінки ТС ТРДД у експлуатації та, зокрема, при локалізації місця несправності.

У п'ятому розділі на основі результатів експериментульно-теоретичних досліджень розроблена методика діагностування ПЧ ТРДД на перехідних режимах, до якої входять розпізнавання ТС двигуна, відмінного від справного, та класифікація станів з глибиною діагностування до вузла.

Ця методика базується на аналізі ММ, яка описує взаємозв'язок між вимірювальними на перехідних режимах параметрами. Так, ММ для вхідного параметра Gп и вихідного параметра nнт має вигляд:

, або

b1.c = kH.Gп /ТН; b0.c = kH.Gп + kВ.Gпkn.В; f1.c = (ТН + ТВ)/(ТНТВ); f0.c = (1- kn.Н kn.В)/( ТНТВ).

Для дослідження ТРДД АІ-25 використовувались дві серії даних для бездефектного стану NF1 и NF2, одна серія даних F3 для дефектного стану - зниження коефіцієнту корисної дії (ККД) КНТ на 1,86% и одна серія даних F4 - зниження ККД ТНТ на 2,04%.

Моделювання несправностей відбувалось за наступними значеннями параметрів: період квантовання за часом Тs = 0.25, N = 300, n = 36 у діапазоні 0...10 Гц; v2 = 0.1552. До даних вимірювань вхідного сигналу Gп додавався білий шум з дісперсиєю u2 = 0.00352. За результатами проведених експериментульних досліджень були отримані наступні значення f1 = - 0.3228 и f0 = 1.2482. Крім того, були прийняти значення n = 0.0614 и n2 = 0.093. У критеріях виявлення несправностей використовувались показники Т1 та Тf2, а також для порівняння величина

.

Крім того використовувався ще один варіант критерія Тn. Це зроблено для ілюстрації того вдосконалення метода, яке досягається обліком похибок моделювання і лінеаризації при складанні меж для сумарної похибки. Результати моделювання зведені у табл. 1.

Таблиця 1 Результати моделювання несправностей ТРДД АІ-25

Отримані результати свідчать, що запропонований метод виявлення несправностей добре працює навіть у присутності похибок від лінеаризації. Він працює краще існуючих за рахунок явного обліку впливу похибок, зв'язаних з неточністю моделювання і лінеаризації нелінійних систем.

Вирішальним критерієм визначення одного із заданих класів станів ТРДД по вимірювальним (розрахованим) значенням параметрів є величина середнього ризику.

У додатку надається акт впровадження результатів науково-дослідної роботи по реалізації розробленої методики діагностування ТРДД на перехідних режимах його роботи.

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у зв'язку з появою в експлуатації двигунів підвищеної контролепридатності, обладнанням експлутаційних підприємств цивільної авіації автоматизованими робочими місцями на базі сучасних комп'ютерів, 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 обов'язково 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.

Список опублікованих праць за темою дисертації

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 // Вiсник 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 // Вiсник 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.

Анотація

Шаабдієв С. Ш. Діагностування проточної частини турбореактивного двоконтурного двигуна на перехідних режимах його роботи. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.05 - двигуни та енергоустановки літальних апаратів. - Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського “ХАІ”, Харків, 2000.

Дисертацію присвячено питанням діагностування ТРДД підвищеної контролепридатності на перехідних режимах роботи (на прикладі АІ-25). В дисертації розвивається нове направлення параметричних методів діагностування, яке ґрунтується на математичному моделюванні динаміки робочого процесу ТРДД. Встановлено, що перехідні режими є більш інформативними та дозволяють визначати ряд несправностей, які не можна виявити на сталих режимах. Запропоновані динамічна багаторежимна ММ двигуна, інваріантні до зовнішніх умов комплекси параметрів та методика ідентифікації несправностей ПЧ ТРДД на перехідних режимах його роботи, ефективність якої обґрунтована теоретично та підтверджена на практиці. Основні результати роботи знайшли промислове застосування у діагностиці контролепридатних ТРДД.

Ключові слова: діагностика, турбореактивний двоконтурний двигун, контролепридатність, перехідний режим роботи, сталий режим роботи, математична модель, комплекси параметрів, методика ідентифікації несправностей, проточна частина.

Аннотация

Шаабдиев С. Ш. Диагностирование проточной части ТРДД на переходных режимах его работы.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 - двигатели и энергоустановки летательных аппаратов.- Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена вопросам диагностирования ТРДД повышенной контролепригодности на переходных режимах работы (на примере АИ-25). В работе развивается новое направление параметрических методов диагностирования, основанное на математическом моделировании динамики рабочего процесса ТРДД. Установлено, что переходные режимы являются более информативными и позволяют определять ряд неисправностей, которые нельзя обнаружить на установившихся режимах. Предложена динамическая многорежимная ММ двигателя, построенная на базе динамической характеристики, которая отражает нелинейное изменение параметров по дроссельной характеристике с линейным учетом динамических факторов, обусловливающих отклонение параметров от ЛРР.

В работе проведен анализ отказов и неисправностей ПЧ ТРДД, которые возникают в процессе эксплуатации. Большинство отказов, выявленных при разборке и дефектации рассмотренных типов двигателей, связаны с изменением конфигурации их элементов, что, в свою очередь, влияет на работу двигателя, как на стационарном, так и на переходном режиме работы.

С целью обеспечения цикла экспериментальных исследований, направленных на идентификацию ММ при опробованиях двигателя, а также на отработку методов диагностирования ТРДД в эксплуатации, были модернизированы экспериментальная установка и стендовое оборудование. Установка базируется на полноразмерном авиационном ТРДД АИ-25 и позволяет исследовать переходные режимы работы двигателя.

Для оценки повторяемости протекания переходных процессов ТРДД испытания проводились в диапазоне температур наружного воздуха от -10 0С до +24 0С с контрольно-измерительной аппаратурой, позволяющей регистрировать параметры работы двигателя с частотой опроса 30 Гц. Анализ результатов проведенных исследований показал, что на режимах приемистости и дросселирования наблюдается удовлетворительная повторяемость измеряемых параметров вдоль линии рабочих режимов двигателя.

Экспериментальные исследования проводились при исходном состоянии двигателя, при шероховатости рабочих лопаток компрессора низкого давления, первой ступени компрессора высокого давления, второй ступени турбины низкого давления, при закоксованности трех топливных форсунок.

Рассмотрено влияние данных видов неисправностей ТРДД на параметры рабочего процесса при приемистости и дросселировании, а также проведен анализ экспериментальных данных на диагностическую информативность на установившихся и переходных режимах работы.

С целью диагностирования двухвального ТРДД определены динамические параметры и коэффициенты усиления параметров рабочего процесса двигателя по частоте вращения ротора высокого давления и по расходу топлива, которые входят в состав ММ двигателя, для их использования в качестве диагностических признаков. Однако, их зависимость от внешних условий и частоты вращения ротора высокого давления усложняет процесс диагностирования. В связи с этим, предложено использовать в качестве диагностических признаков комплексы параметров, которые остаются постоянными вдоль линии регулирования и не зависят от внешних условий. При выполнении условия подобия, эти комплексы состоят из физических величин, которые уже являются подобными. Они достаточно чувствительны к изменению ТС двигателя. Некоторые неисправности приводят к параллельному смещению линий комплекса параметров, а другие - к изменению угла наклона. Задача диагностирования сводится к оценке этих параметров в присутствии шума измерения на переходных режимах и выявлению корреляции между этими параметрами и условиями возникновения неисправностей. Уже на этапе их оценки можно идентифицировать неисправность по каскадам. Для определения классов состояний с глубиной диагностирования до узла в качестве диагностических признаков используются динамические параметры.

В результате выполненных экспериментально-теоретических исследований разработана методика диагностирования ПЧ ТРДД на переходных режимах его работы, эффективность которой обоснована теоретически и подтверждена практически.

Ключевые слова: диагностика, турбореактивный двухконтурный двигатель, контролепригодность, переходной режим работы, установившийся режим работы, математическая модель, комплексы параметров, методика идентификации неисправностей, проточная часть.

Annotation

Shaabdiev S. S. Diagnosing of a flowing part of the turbojet two-spool engine on transients of him work.- The manuscript.

Thesis for a candidate's of engineering science degree by speciality 05.07.05 - engines and energy units of airborne vehicles.- National space university “KhAI”, Kharkiv, 2000.

The dissertation is devoted to questions of diagnosing of a flowing part of the turbojet two-spool engines with enhanced control suitability on transitive modes of operation (on an example АИ-25). A new direction of parametrical methods of diagnosing is developed which based on mathematical modeling of dynamic working process of a flowing part of the turbojet two-spool engines. It is established, that the transitive modes have more information and allow to define the malfunctions, which cannot be found out on the steady-state modes. The complexes of parameters, technique of identification the malfunctions of a flowing part of the turbojet two-spool engine and multi-regame mathematical model are proposed, the high effectiveness of them is stated by using of theoretical investigations and reinforced by illustrative examples. The results of the work have found an industrial utility in the diagnosing of the turbojet two-spool engines with enhanced control suitability.

Key words: diagnostics, turbojet two-spool engine, control suitability, transitive mode of operation, mathematical model, complexes of parameters, technique of identification the malfunctions, flowing part.

Размещено на Allbest.ru