Показано, що для дослідження перехідних процесів у двоконтурних двигунах при пошкодженнях елементів проточної частини необхідно використовувати діагностичну ознаку ковзання роторів, а для діагностування двигуна до вузла - коефіцієнти підсилення параметрів робочого процесу двигуна по частоті обертання роторів низького та високого тисків.

Приведена методика оценки запаса газодинамической устойчивости компрессоров в эксплуатации, основанная на определении положения линии рабочих режимов на характеристиках компрессоров с учетом условий совместной работы основных узлов газотурбинных двигателей. Рассмотрены результаты численного эксперимента на ЭВМ для трехвального турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД).

Розглянуто проблему вибору типу нейронів, використовуваних нейронною мережею. Запропоновано структуру мережі, оптимальну з погляду стабільності роботи, швидкості навчання й якості розпізнавання класу технічного стану газотурбінного двигуна за параметрами його функціонування. Наведено результати досліджень.

Рассмотрено протекание характеристик турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков внутреннего и наружного контуров с форсажной камерой сгорания и регулируемым общим конвергентным соплом при различных системах управления. Показаны некоторые преимущества и недостатки двигателя с различными системами управления.

Предложена концепция создания в сжатые сроки ТРДД со сверхвысокой степенью двухконтурности с редукторным приводом малошумного широкохордного вентилятора. Сравнены параметры ТРДД редукторной и безредукторной схем.

Рассмотрены методы установления корреляционных связей между геометрическими и газодинамическими параметрами ГТД, а также между указанными параметрами и наработкой двигателей в эксплуатации. Расчетным путем получена зависимость, устанавливающая взаимосвязь между отклонениями удельного расхода топлива, КПД каскадов компрессора и турбины, коэффициента полноты сгорания топлива, площадей проходных сечений сопловых аппаратов первых ступеней турбины высокого и низкого давлений для двигателя Д-30КП. Данную зависимость в сочетании с приведенными уравнениями, устанавливающими корреляционную связь между изменениями площадей сопловых аппаратов каскадов турбин, коэффициента полноты сгорания и наработкой двигателя, можно использовать для диагностирования технического состояния двухконтурных турбореактивных двигателей.

Рассмотрен измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) для автоматизированных испытаний и диагностики ТРДД, который можно использовать для научных исследований, а также в учебных целях при проведении лабораторного практикума. При создании комплекса ставилась задача автоматизации всех предпусковых операций и процесса испытаний ТРДД. Созданный ИВК АСИ АИ-25 образует два уровня: нижний уровень, куда входят датчики, исполнительные механизмы, автоматизированный пульт управления, на котором находится РУД с электроприводом, контроллер SIMATIC S7, демонстрационные панели и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора и верхний уровень в составе сервера базы (БД) и АРМ преподавателя и студентов. Управление процессом испытаний может осуществляться при помощи виртуальных манипуляторов, отображаемых на АРМ оператора, а также автоматически по заранее задаваемой программе АСИ. Диагностика осуществляется в автоматическом режиме с выдачей оператору сигнала о неисправности тех или иных компонентов системы. В режиме реального времени результаты диагностики системы отображаются на специальной мнемосхеме на АРМ оператора.

Розглянуто питання щодо зміни кількісних і якісних показників технічного стану конструктивних елементів проточної частини газотурбінного двигуна. В результаті проведених експериментальних досліджень з урахуванням перемежованих пошкоджень визначено значення діагностичних ознак та на підставі цього побудовано діагностичну модель турбореактивного двоконтурного двигуна.

Розглянуто питання вибору оптимального алгоритму навчання нейронної мережі, визначення типів нейронів у різних шарах багатошарової мережі та оптимізації кількості нейронів у проміжних шарах. Як об'єкт оптимізації обрано статичні мережі з прямим розповсюджуванням сигналу. За критерії оптимізації нейронної мережі взято відсоток помилок розпізнавання та відсоток грубих помилок розпізнавання. Під час навчання та оптимізації мережі використано навчальну та тестову вибірки даних, які описують 16 класів технічного стану (ТС) авіаційного двигуна ПС-90А. Вибірки включають такі первинні класи ТС: бездефектний ГТД і ГТД з дефектами вентилятора, компресора високого тиску, камери згоряння, турбіни високого і низького тиску, а також вторинні класи (попарні комбінації первинних дефектних класів). Як ознаки стану використано нормовані діагностичні відхилення параметрів робочого процесу. У разі вибору алгоритму навчання розглянуто алгоритми Флетчера - Пауела, Полака - Рібейри, Бієля - Пауела, Левенберга - Марквардта, Бройдена - Флетчера, Батіті, регуляризації Баузена та алгоритм зворотного поширення помилки. Як найбільш оптимальний обрано алгоритм Полака - Рібейри. Як функцію активації в різних шарах мережі використано лінійну, гіперболічний тангенс та логістичну функції активації.

Удосконалено метод діагностування проточної частини (ПЧ) авіаціного турбореактивного двоконтурного двигуна (ТРДД) за параметрами робочого процесу у разі наявності спільно пошкоджених конструктивних вузлів з глибиною локалізації до вузла. На підставі використання нейромережевої класифікації розроблено методику розпізнавання образів несправностей ПЧ ТРДД. Удосконалено метод класифікації технічного стану (ТС) ТРДД у разі наявності пошкоджених конструктивних вузлів ПЧ двигуна. Одержано нові експериментальні дані щодо впливу різних видів несправностей конструктивних вузлів ПЧ на параметри робочого процесу ТРДД. Розроблено процедуру діагностування ТРДД у разі наявності спільно пошкоджених вузлів ПЧ на підставі комплексного використання методів розпізнавання образів несправностей.

Розроблено комплексний метод розрахунку тяги сопла турбореактивного двигуна за форсованого режиму роботи двигуна з використанням числового розрахунку тривимірних полів двофазного потоку та напівемпіричної теорії турбулентного горіння з урахуванням нерівномірності розподілу кисню, пари палива та інтенсивності турбулентних пульсацій у поточній частині форсажно-вихідних пристроїв (ФВП) у разі розрахунку турбулентного горіння. Обгрунтовано показники ефективності ФВП, що стосуються його робочого процесу, на підставі масових характеристик. Розрахунковим шляхом показано, що тягоозброєність літального апарата типу МіГ-29 має пологий максимум за певного сполучення показників ефективності робочого процесу та масових характеристик, а результати розрахунку узгоджуються з параметрами серійного двигуна РД-33-2С. За результатами розрахунків запропонованно зміни геометричних параметрів та параметрів розпилу палива, які забезпечують підвищення ефективності робочого процесу ФВП двигуна АІ-222Ф.

Розглянуто метод оптимізації розміру нейронної мережі, призначеної для класифікації технічного стану турбореактивного двоконтурного двигуна. Для визначення моменту виникнення ефекту перенавчання нейронної мережі використано метод, який грунтується на порівнянні зміни параметра якості розпізнавання, одержаному під час розпізнавання навчального та контрольного наборів даних. Показано, що під час виникнення ефекту перенавчання мережі якість розпізнавання навчального набору у процесі навчання продовжує покращуватися, а під час розпізнавання контрольного набору даних - починає падати. Проведено оптимізацію дво-, три- та чотиришарових мереж. Наведено одержані результати.

Представлен опыт по разработке и применению имитационной математической модели гидромеханических агрегатов при образовании цифровой системы автоматического управления (САУ) двухконтурным турбореактивным двигателем с форсажной камерой сгорания АИ-222К-25Ф учебно-боевого истребителя Л-15 для ВПС Китая на Запорожском машиностроительном конструкторском бюро им. академика Ивченко. Полная поэлементная имитационная математическая модель двигателя и гидромеханических агрегатов САУ реализована в составе разработанного стендового регулятора авиационного двигателя типа КАИ-25Ф.

Рассмотрены основные принципы определения полного кпд ТРДД с раздельным выходом потоков и получены зависимости, позволяющие оценивать влияние изменения термодинамических параметров цикла ТРДД и степени двухконтурности на величину полного кпд. Получены зависимости, позволяющие проводить сравнительную оценку экономичности ТРДД с раздельным выходом потоков при различных параметрах рабочего процесса и степени двухконтурности.

Летные исследования вибраций ТРДДФ при использовании сигнала с широкополосного выхода датчика на изгибной керамике, установленного в штатном месте измерений на промежуточном корпусе двигателя, показали высокие диагностические возможности такого датчика. Использование при обработке и анализе широкополосного вибросигнала специализированного программно-аппаратного комплекса и частотных моделей двигателя, разработанных на основе его кинематической схемы, позволили выявить основные источники виброактивности в условиях эксплуатации на маневренном самолете, сформулировать подходы по уточнению процедур бортового и послеполетного контроля и диагностики состояния двигателя по вибросигналу. В указанных подходах, помимо бортового контроля СКЗ вибрации с выдачей летчику предупреждающей сигнализации, предусмотрено внедрение технологии индивидуального виброконтроля состояния двигателя по параметрам СКЗ и первых роторных гармоник, а также получение и использование матрицы состояния двигателя, содержащей допустимый уровень (соотношение) характерных узкополосных составляющих вибраций в полосе 60 - 8000 Гц.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.413-046

Рубрики:

Двоконтурні турбореактивні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрен новый способ диагностики автоколебаний (флаттера) рабочих лопаток вентилятора ТРДД в режиме реального времени, при котором в качестве основного диагностического признака используют спектр корпусной вибрации, что позволяет более надежно, по сравнению с известными способами, определять диагностическую частоту.

Рассмотрены результаты обработки статистических данных эксплуатации некоторого парка турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД). Рассчитаны динамические характеристики ТРДД с учетом множественных повреждений конструктивных элементов его проточной части на основании проведенных натурных экспериментов с измерением параметров рабочего процесса двигателя на установившихся эксплуатационных режимах его работы.

На основании анализа материалов динамического тензометрирования лопаток вентилятора современного ТРДДФ в наземных и летных условиях выявлены области режимов полета и работы двигателя с повышенной вибронагруженностью лопаток. Разработана технология автоматизированной оценки их вибронаработки на указанных режимах при испытаниях, предложен алгоритм контроля этой наработки в эксплуатации.

Рассмотрено решение задачи диагностирования проточной части ТРДД при совместных неисправностях нескольких узлов двигателя на основе нейронных сетей и классических методов распознавания образов. В качестве неисправностей рассмотрены повреждения лопаток ВНА, КНД и ТНД и закоксованность топливной форсунки. Приведена методика диагностирования по результатам стендовых испытаний ГТД АИ-25 и модельного эксперимента. Проведены эксперименты по практическому применению рассмотренной методики.