СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВИАЦИОННЫХ ГТД Российский патент 1998 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, к испытаниям, доводке, диагностике и эксплуатации реактивных двигателей, а конкретно, к способам диагностики технического состояния ГТД по газодинамическим параметрам потока.

Известен способ диагностики технического состояния ГТД, включающий замер полного давления потока в фиксированной точке на срезе сопла двигателя на одном и том же режиме несколько раз во времени, учитывая неравномерность полного давления, последующий расчет относительного изменения тяги двигателя, из-за изменения состояния элементов в проточной части двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ измерения газодинамических параметров авиационных ГТД на срезе сопла, реализованный в устройстве (см. а. с. СССР N 1638586, G 01 M), включающий замер параметров потока - полного, статического давлений, температуры торможения вдоль сечения плоскости среза сопла посредством гребенки датчиков, при этом середину гребенки датчиков совмещают с центром сопла, производят замер параметров потока одновременно всеми датчиками гребенки, перемещают гребенку датчиков в одну сторону вдоль себя самой и снова производят измерения параметров одновременно всеми датчиками гребенки, затем гребенку возвращают в начальное положение, последовательно перемещая гребенку датчиков от центра в другую сторону, замеряют параметры потока, затем такие же замеры производят в любом заданном сечении плоскости среза сопла.

Данный способ можно использовать для диагностики технического состояния авиационного двигателя по газодинамическим параметрам на его выходе.

Недостатком этого способа является недостаточная точность диагностики технического состояния отдельных элементов проточной части ГТД и определение конкретного дефекта и его местонахождения.

Задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является повышение точности и достоверности диагностики состояния элементов проточной части ГТД, определение конкретного дефекта и его местонахождения.

Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики технического состояния авиационных ГТД, включающем замер газодинамических параметров потока - полного, статического давлений и температуры, предварительно проводят испытания бездефектного ГТД до выработки им ресурса на установившихся режимах работы во времени, замеряют поля газодинамических параметров по всей площади среза сопла, создают банк данных в виде полей кардиограмм, которые соответствуют бездефектному состоянию элементов проточной части ГТД, рассчитывают тягу двигателя и создают банк тяги двигателя R последовательно вносят характерные дефекты в отдельные элементы проточной части и замеряют поля газодинамических параметров потока - полного давления P^*, статического давления P и температуры потока T^* по всей площади среза сопла и на тех же режимах работы двигателя, создают банк данных в виде полей кардиоограмм, которые соответствуют этим дефектам и банк данных расчетных значений тяги двигателя R, замеряют поля газодинамических параметров потока P^*, P, T^* диагностируемых новых или находящихся в процессе эксплуатации двигателей по всей площади среза сопла и соответственно рассчитывают значения тяги двигателя, сравнивают их с полями газодинамических параметров потока и расчетными значениями тяги эталонного двигателя соответственно на тех же режимах работы и соответственно выработанному ресурсу, по которым судят об отклонении газодинамических параметров потока и тяги диагностируемого двигателя от эталонного, при наличии отклонения сравнивают поля кардиограмм газодинамических параметров потока и тяги двигателя с полями кардиограмм газодинамических параметров и тяги дефектных двигателей, по которым определяют конкретный дефект в диагностируемом двигателе и его местонахождение.

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит гребенку датчиков, представляющую собой подвижный пилон 1, на котором расположены датчики 2, замеряющие одновременно температуру T^*, полное P^* и статическое P давления, по всему срезу сопла 3. Установка снабжена автоматической системой записи показаний датчиков 2, включающей коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, ЭВМ 6, дисплей 7 и принтер 8.

Диагностику технического состояния авиационных ГТД осуществляют следующим образом.

Проводят испытания бездефектного ГТД до выработки им ресурса на установившихся режимах работы и на переменных режимах работы. Перемещают гребенку 1 по всему срезу сопла 3 и датчиками 2 проводят одновременно замеры полей газодинамических параметров потока - температуры T^*, полного давления P^*, статического давления P. Сигнал поступает с датчиков 2 на коммутатор 4, откуда через аналого-цифровой преобразователь 5 в ЭВМ 6. В ЭВМ 6 создается банк данных в виде полей кардиограмм, которые соответствуют бездефектному состоянию элементов проточной части ГТД. Рассчитывают тягу двигателя соответственно на каждом режиме работы и в ЭВМ 6 создают банк данных кардиограмм тяги двигателя. При необходимости кардиограммы полей газодинамических параметров потока и тяги двигателя распечатываются на принтере 8. Последовательно вносят характерные дефекты в отдельные элементы проточной части двигателя и замеряют поля газодинамических параметров потока P^*, P и T^* соответственно для каждого характерного дефекта, рассчитывают тягу двигателя на каждом режиме и создают в ЭВМ 6 банк данных полей кардиограмм газодинамических параметров и тяги двигателя для каждого характерного дефекта. Имея банк данных газодинамических параметров потока - P^*, P и T^* и тяги двигателя эталонного, а также банк данных газодинамических параметров потока и тяги двигателя с характерными дефектами на различных режимах работы, начинают испытания диагностируемых новых или находящихся в процессе эксплуатации двигателей, замеряют поля газодинамических параметров потока P^*, P и T^* по всей площади среза сопла и соответственно, рассчитывают значения тяги двигателя. Сравнивают полученные значения поля газодинамических параметров и тягу двигателя с полями газодинамических параметров потока и расчетными значениями тяги эталонного двигателя, соответственно, на тех же режимах работы и соответственно выработанному ресурсу, по которым судят об отклонении газодинамических параметров потока и тяги диагностируемого двигателя от эталонного. При наличии отклонения газодинамических параметров и тяги диагностируемого двигателя от эталонного сравнивают поля кардиограмм газодинамических параметров потока и тяги двигателя с полями кардиограмм газодинамических параметров и тяги дефектного двигателя, по которым определяют конкретный дефект и его месторасположение в диагностируемом двигателе.

Таким образом, осуществляется качественная и надежная диагностика технического состояния авиационных двигателей, которые можно проводить, как на стенде при испытании новых двигателей, так и в аэродромных условиях для определения дефектов двигателей для находящихся в эксплуатации.

Способ предназначен для испытания, доводки, диагностики и экспуатации реактивных двигателей, а конкретно, для диагностики технического состояния ГТД по газодинамическим параметрам потока. Сравнивают поля газодинамических параметров потока и тяги испытуемого двигателя с газодинамическими параметрами и потока и тягой эталонного двигателя и с газодинамическими параметрами потока и тягой двигателя с характерными дефектами проточной части. Такой способ позволяет повысить точность и достоверность диагностики состояния элементов проточной части ГТД, определения конкретного дефекта и его местонахождения как при испытаниях на стенде, так и в аэродромных условиях для определения дефектов двигателей, находящихся в эксплуатации. 1 ил.

Способ диагностики технического состояния авиационных ГТД, включающий замер газодинамических параметров потока - полного, статического давлений и температуры, отличающийся тем, что предварительно проводят испытание бездефектного ГТД до выработки им ресурса на установившихся режимах работы и на переменных режимах работы во времени, замеряют поля газодинамических параметров потока по всей площади среза сопла, создают банк данных в виде полей кардиограмм, которые соответствуют бездефектному состоянию элементов проточной части ГТД, рассчитывают тягу двигателя и создают банк данных тяги двигателя R, последовательно вносят характерные дефекты в отдельные элементы проточной части и замеряют поля газодинамических параметров потока - полного давления P^*, статического давления P и температуры T^* потока по всей площади среза сопла на тех же режимах работы двигателя, создают банк данных в виде полей кардиограмм, которые соответствуют этим дефектам, и банк данных расчетных значений тяги двигателя R, замеряют поля газодинамических параметров потока P^*, P, T^* диагностируемых новых или находящихся в процессе эксплуатации двигателей по всей площади среза сопла и соответственно рассчитывают значения тяги двигателя, сравнивают их с полями газодинамических параметров потока и расчетными значениями тяги двигателя эталонного двигателя соответственно на тех же режимах работы и соответственно выработанному ресурсу, по которым судят об отклонении газодинамических параметров потока и тяги диагностируемого двигателя от эталонного, при наличии отклонения сравнивают поля кардиограмм газодинамических параметров потока и тяги двигателя с полями кардиограмм газодинамических параметров и тяги дефектных двигателей, по которым определяют конкретный дефект в диагностируемом двигателе и его местонахождение.