Доклад АЖЧ. Существующие методы диагностики помпажа делятся на два вида
 Скачать 21.56 Kb.
|
|
В настоящее время в связи с большим количеством авиационных аварий и катастроф актуальным вопросом для авиации является разработка способов и средств борьбы с помпажом – срывным режимом работы авиационного газотурбинного двигателя, нарушением газодинамической устойчивости его работы, сопровождающимся хлопками в газовоздушном тракте двигателя из-за противотока газов, задымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель. Поэтому для обеспечения устойчивости работы газотурбинного двигателя необходимо как можно оперативнее определить начало предпомпажных процессов и включить автоматику и механизмы, позволяющие это явление предотвратить. В связи с этим, разработка способов и средств оперативной оценки предпомпажных явлений в газотурбинном двигателе по виду и параметрам распределений акустических процессов позволит оценивать опасность ситуации вне зависимости от типа, размеров и предыстории эксплуатации двигателей. Существующие методы диагностики помпажа делятся на два вида: 1. По превышению скорости изменения давления. 2. По изменении температуры газа перед турбиной и частоте вращения ротора турбины. Но эти виды диагностики помпажа имеют существенные недостатки. Первый позволяет устанавливать наличие помпажа уже при фактическом наступлении помпажного режима работы компрессора, так как пороговое значение назначают достаточно высоким. Второй имеет вероятность ложного срабатывания из-за того, что отношение температуры газов перед турбиной к частоте вращения ротора может превысить наперед заданное пороговое значение при изменении режима работы двигателя, а также этот метод имеет инерционность измерения температуры из-за недостаточно быстрой теплопередачи конструкционных материалов. Поэтому на сегодняшний день актуальной и важной задачей является разработка аппаратно-программного комплекса акустической диагностики, позволяющего повысить оперативность определения предпомпажного состояния газотурбинных двигателей при разработке и эксплуатации в авиационном, судовом, танковом, железнодорожном двигателестроении. В области акустической диагностики пердпомпажного состояния газотурбинных двигателей были проведены исследования в ЦИАМ и в Харьковском авиационном институте. Они выявили спектры вибросигналов, которые являются предвестниками помпажа, что позволит определять предпомпажное состояние за 10-320 секунд до наступления помпажа. Но здесь есть существенный недостаток и заключается он в том, что у каждого газотурбинного двигателя эта частота сигнала различна, поэтому этот способ не универсален. Научная новизна предлагаемого решения в том, что этот способ диагностики газотурбинных двигателей на основе оценки вида и параметров распределений акустических процессов отличается от известных использованием инвариантов, позволяющих оперативно оценивать предпомпажное состояние вне зависимости от типа, размеров и предыстории эксплуатации двигателей, что делает этот способ универсальным. Устройство работает следующим образом: пьезодатчики регистрируют виброакустические колебания, затем сигнал усиливается усилителями, оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе и поступает в ПЭВМ для обработки и анализа оператором. Оператор наблюдает на экране ПЭВМ графики изменения информативных параметров и инвариантов, характеризующих степень опасности в процессе мониторинга конструкций и принимает решение о применении противопомпажных систем. Противопомпажная система может применяться в автоматическом режиме путем установки в программу опасных и критически опасных зон для информативных параметров и инвариантов, характеризующих возникновение помпажа. Система диагностики предпомпажного состояния ГТД была апробирована на генераторе низкочастотных колебаний воздушного потока. Генератор низкочастотных колебаний воздушного потока предназначен для аккумулирования повышенного давления воздуха за компрессором лабораторной установки и сброса воздуха под давлением из генератора колебаний потока обратно в компрессор при падении давления воздуха в компрессоре, в случае его работы на неустойчивых, срывных режимах. Разрабатываемый экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса акустической диагностики может позволить по предварительным расчётам на 10% снизить массу бортовой аппаратуры самолёта используемой для диагностирования предпомпажных процессов в газотурбинных двигателях. По сравнению с отечественными и импортными аналогами предпомпажной диагностической аппаратуры стоимость разрабатываемого аппаратно-программного комплекса по предварительным расчётам может быть снижена на 20%, а возможность диагностики предпомпажного состояния газотурбинных двигателей по виду и параметрам распределений информативных параметров акустических сигналов может позволить давать оценку состояния конструкции двигателя вне зависимости от вида, размеров и предыстории эксплуатации и по предварительным расчётам повысить точность и уменьшить время определения начала помпажа до 20%. Внедрение разработанного способа диагностики предпомпажного состояния газотурбинных двигателей по виду и параметрам распределений информативных параметров акустических сигналов может позволить по предварительным расчётам до 5% снизить аварийность авиационной техники. |