СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК G01M15/14 

Изобретение относится к области обеспечения надежной эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей, а именно - к методике диагностирования технического состояния конкретного авиационного двигателя и выдачи рекомендаций по устранению неисправностей.

Известен способ контроля авиационного газотурбинного двигателя по величинам топливных параметров: давления Р_топл и расхода G_топл, подаваемого в двигатель (Заявка Великобритании №2272783, F02C 9/46, 1994 г.).

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность контроля авиационного двигателя, т.к. в способе использована узкая группа контролируемых параметров (топливные), а также в нем не учитываются события превышения контролируемыми параметрами авиадвигателя установленных для них предельных границ.

Известен способ контроля технического состояния авиационного двигателя в штатном, нештатном и форсированном режимах с использованием бортового вычислителя, согласно которому измеренные текущие значения контролируемых параметров сравнивают с вычисленными предельными и опасными их значениями и в случае их превышения формируют сигнал, который поступает в аварийную систему самолета (Патент РФ №2249119, F02C 9/28, 2005 г.).

Основными недостатками известного способа являются ограниченная возможность точной и глубокой оценки состояния конкретного двигателя, а также низкая информативность результатов оценки. Указанные недостатки предопределены основным назначением бортовой системы контроля - информированием экипажа об отклонениях в работе, которые могут потребовать соответствующих действий. Поэтому алгоритмы бортовых систем контроля выполняются простыми и надежными для гарантированного обеспечения выдачи достоверных результатов контроля. В условиях бортовой системы затруднен ввод индивидуальной информации по двигателю. Например, замена блока системы контроля иногда происходит вне базового аэропорта, что исключает возможность применения контрольно-проверочной аппаратуры для ввода индивидуальных данных двигателя и приводит к нарушению целостности информации. Низкая точность оценки обусловлена следующим:

- учитываются не все факторы, влияющие на контролируемые параметры двигателя;

- не учитываются индивидуальные характеристики двигателя.

Перечисленные недостатки требуют увеличения допусков, что приводит к снижению точности оценки.

Недостаточная глубина оценки объясняется тем, что известный способ обеспечивает возможность предоставления информации только об отклонении параметра, но не указывает на причину этого отклонения.

Недостаточная информативность известного способа выражается в представлении ограниченного объема информации по параметрам двигателя, а также в отсутствии возможности анализа изменения параметра во времени и комплексного анализа параметров. Рекомендации по устранению неисправностей при отклонении параметров экипаж вынужден запоминать либо искать в соответствующей документации.

Техническая задача, решаемая изобретением, выражается в повышении точности и глубины диагностирования конкретного авиационного двигателя с использованием наземной системы параметрической диагностики путем учета индивидуальных характеристик и определения неисправного узла указанного двигателя, а также в повышении информативности за счет обеспечения возможности комплексного анализа параметров и выдачи рекомендаций по устранению неисправностей.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе диагностики технического состояния авиационного двигателя, основанном на сравнении текущих значений контролируемых параметров двигателя с предельными величинами, согласно изобретению информацию о текущих значениях параметров П_тек записывают на съемный накопитель, копируют ее и передают в наземную систему параметрической диагностики, при этом в качестве текущих значений контролируемых параметров двигателя используют отклонения dП_тек параметров, приведенных к стандартным атмосферным условиям и к стандартным режимам работы на установившихся заданных режимах диагностируемого двигателя П^пр _тек, от значений приведенных контролируемых параметров, определенных по измеренным параметрам указанного двигателя в начале его эксплуатации П^пр _нач, затем для каждого контролируемого параметра величину dП_тек сравнивают с соответствующей предельно допустимой величиной dП_доп и в случае превышения dП_тек над dП_доп по меньшей мере для одного из параметров указанного двигателя определяют знаки отклонений других взаимосвязанных параметров, далее по совокупности знаков отклонений определяют вероятную причину отклонений и формируют рекомендации по их устранению.

На фигуре представлена блок-схема, иллюстрирующая осуществление предлагаемого способа диагностики технического состояния авиационного двигателя.

Блок-схема включает авиационный двигатель 1, к которому подсоединены сигнализаторы и датчики 2 бортовой системы контроля 3. Информация о текущих значениях параметров П_тек бортовой системы контроля 3, записываемая системой регистрации 4 на съемный накопитель 5, копируется в блок 6 хранения информации персонального компьютера наземной системы параметрической диагностики 7. Система 7 включает в себя блок 8 определения установившихся заданных режимов диагностируемого двигателя 1, с помощью которого выделяют характерные установившиеся режимы работы двигателя (малый газ перед взлетом и после посадки, взлет, набор высоты, горизонтальный полет), на которых считываются текущие измеренные значения параметров П_тек, участвующие в дальнейшем расчете. Блок 8 выполнен согласно Методике: Двигатель ПС-90-А, Формирование выборок параметров на установившихся режимах работы двигателя 94-00-807ПМ 195, Пермь, ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ», 2001, с.6-8, п.3.

В блоке 9 расчета контролируемых параметров осуществляется вычисление величин текущих значений контролируемых параметров, приведенных к стандартным атмосферным условиям и к стандартным режимам работы на установившихся заданных режимах, соответствующих контролируемому этапу полета (П^пр _тек). Блок 9 выполнен согласно Методике: Двигатель ПС-90, Контроль состояния проточной части двигателя по измеренным параметрам Локализация неисправностей поточной части 94-00-807 ПМ 196, Пермь, ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ», 2001 с.12-19.

Блок 10 на основе текущих значений контролируемых параметров при выполнении первых 5-10 полетов в начале эксплуатации двигателя вычисляет средние значения параметров П^пр _нач, которые сохраняются в блоке хранения информации 6. Блок 10 осуществляет операцию вычисления отклонения текущих значений контролируемых параметров от их значений в начале эксплуатации dП_тек с учетом знаков этих отклонений.

Блок 11 - блок расчета показателей наработки, позволяющий оценить степень загруженности конкретного двигателя, напряженность эксплуатации по авиакомпаниям, типам самолетов, маршрутам полетов, а также уточнять обобщенный полетный цикл двигателя. Блок 11 выполнен согласно Методике: Определение показателей наработки при наземной обработке информации, Пермь, ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ», 2000 с.8-15. Данная информация сохраняется в блоке 6 и служит для решения вопросов по установлению ресурса основных деталей двигателя. В случае отказа бортовой системы регистрации и отсутствия записи полета вводят утерянную информацию по наработкам вручную по сведениям экипажа или по данным статистики работы на аналогичных маршрутах. Блок 12 - блок сравнения, в котором осуществляется сравнение отклонения текущей величины каждого контролируемого параметра dП_тек с соответствующей предельно допустимой величиной dП_доп. Величины dП_доп назначаются до начала эксплуатации парка двигателей и записываются в блоке 6.

Блок 13 анализа совокупности отклонений контролируемых параметров выявляет наиболее вероятный узел, являющийся причиной завышенной величины отклонения (dП_тек>dП_доп). Блок 13 является программным модулем, реализующим алгоритмы, представленные в таблице 8.2 пп.1-13 Методики: Двигатель ПС-90А, Контроль состояния проточной части двигателя по измеряемым параметрам, Локализация неисправностей проточной части 94-00-807ПМ196, Пермь, ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ», 2001.

Блок 14 выдачи рекомендаций предоставляет сведения о возможных причинах отклонений контролирующих параметров и рекомендации по их устранению группе технического обслуживания 15 двигателя 1. Блок 14 является программным модулем, который реализует алгоритм, представленный в таблице 9.2 Методики: Двигатель ПС-90, Контроль состояния проточной части двигателя по измеряемым параметрам, Локализация неисправностей проточной части 94-00-807ПМ196, Пермь, ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ», 2001.

Сведения о выполненных мероприятиях по устранению неисправностей вводятся в блок 6.

Схема оснащена экспертным модулем 16, обеспечивающем возможность анализа достоверности сообщений, сформированных в автоматизированном режиме. Экспертный модуль 16 представляет собой программу, обеспечивающую графическое отображение параметров и сигналов, записанных в блоке 6, и позволяет отображать изменение измеренных значений контролируемых параметров и сигналов по времени полета или по наработке, а также расчетных значений указанных параметров, определенных в выполненных полетах, по наработке.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

В процессе выполнения полета бортовая система 3 контроля авиационного двигателя 1 с помощью датчиков и сигнализаторов 2 осуществляет определение текущих значений контролируемых параметров П_тек, информацию о которых бортовая система 3 передает в систему 4, которая записывает ее на съемный накопитель 5 с частотой, например, 1 Гц. После возвращения самолета в базовый аэропорт информация со съемного накопителя 5 переписывается в виде отдельного файла (копии полета) в блок 6 персонального компьютера наземной системы параметрической диагностики 7. Файл обрабатывают с помощью специальной программы, реализующей алгоритмы контроля технического состояния двигателя. При обработке файла в блоке 8 выделяют установившиеся режимы работы двигателя, на которых в блоке 9 рассчитывают текущие значения параметров П^пр _тек, участвующие в дальнейших расчетах. Для расчетов используют параметры всех систем двигателя: газовоздушного тракта, системы топливопитания и автоматического управления, системы механизации, системы смазки и суфлирования. При этом блок 9 осуществляет расчет текущих значений контролируемых параметров, приведенных к стандартным атмосферным условиям и к стандартному режиму работы двигателя, соответствующему контролируемому этапу полета (П^пр _тек). Информация с блока 9 поступает на блок 10, где осуществляется операция вычисления отклонений текущих значений параметра П^пр _тек от их значений в начале эксплуатации П^пр _нач (dП_тек). Дополнительно блок 11 осуществляет расчет показателей наработки двигателя. В блоке 12 осуществляется сравнение величин dП_тек с соответствующими величинами dП_доп, которые назначаются до начала эксплуатации двигателя.

В случае, если хотя бы для одного из контролируемых параметров значение dП_тек превышает dП_доп, блок 13 по совокупности отклонений определяет неисправный узел, который является причиной завышенной величины отклонения dП_тек. В блок 14 поступает информация о возможных причинах отклонений, где формулируются рекомендации по их устранению, поступающие из наземной системы параметрической диагностики 7 группе технического обслуживания 15. Группа технического обслуживания 15 осуществляет рекомендуемые мероприятия и передает информацию о выполненных работах по устранению отклонений в работе двигателя в блок 6. Информация с блока 6 поступает на экспертный модуль 16, который представляет собой программу, обеспечивающую графическое отображение параметров и сигналов, записанных в блоке 6, а именно, зависимости изменения измеренных значений параметров и сигналов от времени полета или наработки, а также расчетных значений указанных параметров в выполненных полетах по наработке.

Изобретение относится к области обеспечения надежной эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей, а именно - к методике диагностирования технического состояния конкретного авиационного двигателя и выдаче рекомендаций по устранению неисправностей. Технический результат выражается в повышении точности и глубины диагностирования конкретного авиационного двигателя с использованием наземной системы параметрической диагностики путем учета индивидуальных характеристик и определения неисправного узла указанного двигателя, а также в повышении информативности за счет обеспечения возможности комплексного анализа параметров и выдачи рекомендаций по устранению неисправностей. В способе диагностики технического состояния авиационного двигателя информацию о текущих значениях параметров П_тек записывают на съемный накопитель и копируют ее в блок хранения информации наземной системы параметрической диагностики. В качестве текущих значений контролируемых параметров двигателя используют отклонения dП_тек параметров, приведенных к стандартным атмосферным условиям и к стандартным режимам работы на установившихся заданных режимах диагностируемого двигателя П^пр _тек, от значений приведенных контролируемых параметров, определенных по измеренным параметрам указанного двигателя в начале его эксплуатации П^пр _нач. Затем для каждого контролируемого параметра величину dП_тек сравнивают с соответствующей предельно допустимой величиной dП_доп и в случае превышения dП_тек над dП_доп по меньшей мере для одного из параметров указанного двигателя определяют знаки отклонений других взаимосвязанных параметров, далее по совокупности знаков отклонений определяют вероятную причину отклонений и формируют рекомендации по их устранению. 1 ил.

Способ диагностики технического состояния авиационного двигателя, основанный на сравнении текущих значений контролируемых параметров двигателя с их предельными величинами, отличающийся тем, что информацию о текущих значениях параметров П_тек записывают на съемный накопитель, копируют ее и передают в наземную систему параметрической диагностики, при этом в качестве текущих значений контролируемых параметров двигателя используют отклонения dП_тек параметров, приведенных к стандартным атмосферным условиям и к стандартным режимам работы на установившихся заданных режимах диагностируемого двигателя П^пр _тек, от значений, приведенных контролируемых параметров, определенных по измеренным параметрам указанного двигателя в начале его эксплуатации П^пр _нач, затем для каждого контролируемого параметра величину dП_тек сравнивают с соответствующей предельно допустимой величиной dП_доп, и в случае превышения dП_тек над dП_доп по меньшей мере для одного из параметров указанного двигателя определяют знаки отклонений других взаимосвязанных параметров, далее по совокупности знаков отклонений определяют вероятную причину отклонений и формируют рекомендации по их устранению.