Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Анализ существующих методов диагностики ГТД по акустическим характеристикам реактивной струи
Виноградов В.Ю.
Казанский государственный
технический университет им. А.Н. Туполева,
Россия, г. Казань
В настоящее время в практике технической диагностики авиационных ГТД используется целый ряд методов (физические, механические, параметрические), которые в равной степени могут быть применены для диагностики двигателя. Отставание в развитии параметрических методов по сравнению с физическими и механическими, объясняется крайне малым числом измеряемых параметров, невысокой их информативностью, так как параметры измеряются по сечениям двигателя, как правило, в одной–трех точках, что является недостаточным для оценки параметров по всему сечению. Наиболее полную информацию о состоянии проточной части ГТД могут представить параметры, измеренные на срезе сопла по всей его площади, причем достоверность этой информации будет зависеть от числа точек измерения на площади среза сопла: чем больше точек измерения, тем выше будет достоверность.
Использование параметрического метода диагностики по газодинамическим параметрам, измеренным на площади среза сопла, позволяет эффективно контролировать техническое состояние и работоспособность двигателя. Проведение значительного объема диагностических исследований элементов авиационных ГТД на специальных диагностических установках экономически выгодно, так как на одной и той же установке можно одновременно изучать физическую сущность процессов и разрабатывать диагностические методики измерения параметров.
Одним из важных факторов, оказывающих влияние на выбор методов и средств контроля ГТД, является экономический фактор. Как известно, испытания ГТД на рабочих режимах требуют значительного расхода топлива и выработки ресурса ГТД, поэтому является актуальной задача разработать такие методы и средства контроля ГТД, которые бы позволяют использовать для диагностики холодные режимы работы двигателя. Это дает возможность сократить цикл испытаний за счет исключения режимов больше 0,5 номинального, что позволит сократить выработку ресурса двигателя за время испытаний.
Кроме того, существует ряд дефектов, которые невозможно определить существующими методами, такие как прогар лопаток соплового аппарата блока камеры сгорания. Появление этих дефектов связано с нарушением системы охлаждения лопаток соплового аппарата, например, из-за попадания в дефлектор частиц истираемого уплотнения над лопатками последних ступеней компрессора. В настоящее время данные дефекты в эксплуатации обнаруживается лишь при периодических осмотрах эндоскопами, хотя развитие дефекта от зарождения до почти полного выгорания одной или нескольких лопаток происходит за очень короткий промежуток времени – от нескольких минут до нескольких часов. Ныне существующими средствами непрерывного контроля двигателя, датчиками вибрации или датчиками, измеряющими температуру за турбиной, данный дефект почти не определяется из-за его локальности и из-за того, что дефект неподвижного соплового аппарата ничтожно мало влияет на вибрационные характеристики двигателя в целом. Основным носителем информации о подобного рода дефектах является газовый поток, омывающий дефектную лопатку. Исходя из вышеизложенного, можно предположить, что поиск таких дефектов и определение их признаков можно осуществить на основе детального изучения изменения структуры газового потока в проточной части параллельно по акустическим и газодинамическим параметрам.