Стенд для комплексных испытаний двигательных и самолетных агрегатов газотурбинного двигателя Российский патент 2019 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к машиностроению, в том числе к газотурбино-строению, а именно к испытательной технике, в частности к стендам полунатурного моделирования испытаний агрегатов и систем и может быть использовано при ресурсных испытаниях с имитацией эксплуатационных режимов нагружения комплекта агрегатов и узлов газотурбинного двигателя.

Включение реальных образцов изделия в состав контура моделирования сложных систем и процессов позволяют исследовать процессы, не обладающие точным математическим описанием. Существующие стенды полунатурного моделирования не позволяют моделировать реальные течения в коммуникациях и реальные потери. Как правило, агрегаты испытываются и отлаживаются не в реальной системе, в которой им предстоит работать. Проведение испытаний и отладки агрегатов и систем на реальном двигателе требует больших затрат и не исключает возможности утраты ГТД.

Наиболее близким к известному техническому решению и достигаемому результату является стенд, для комплексных испытаний двигательных и самолетных агрегатов газотурбинного двигателя, содержащий комплекс приводных и неприводных агрегатов связанных с установленными на нем коробками двигательных и самолетных агрегатов газотурбинного двигателя.

/SU 1578557 МПК G01M 13/02 Опубликовано: 28.12.1987/

Известный стенд позволяет проводить совместные испытания агрегатов и систем автоматического управления газотурбинных двигателей. Однако он не позволяет имитировать реальные гидродинамические процессы в соединительных трубопроводах и, как следствие, в агрегатах, вследствие отличия конфигурации реальных трубопроводов и стендовых.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей стенда путем обеспечения одновременного испытания взаимосвязанных агрегатов газотурбинного двигателя (ГТД) с имитацией полного эксплуатационного и нагрузочного циклов работы его узлов.

Ожидаемый технический результат - моделирование реальных течений в коммуникациях и агрегатах, и как следствие, снижение затрат на проведение испытаний по отладке совместной работы агрегатов систем, моделирование реальных нагрузочных циклов узлов ГТД, и как следствие, снижение затрат на проведение ресурсных испытаний агрегатов и узлов ГТД.

Технический результат достигается использованием предлагаемого стенда для комплексных испытаний двигательных и самолетных агрегатов газотурбинного двигателя, содержащий корпус газотурбинного двигателя с установленными на нем коробками двигательных и самолетных агрегатов с приводными агрегатами и размещенными штатно на корпусе газотурбинного двигателя неприводными агрегатами, при этом, трубопроводы и электрические кабели, соединяющие агрегаты в системы и закрепление их на корпусе газотурбинного двигателя выполнены идентичными трубопроводам и электрическим кабелям и их закреплению на газотурбинном двигателе, системы и агрегаты подключены к стендовым системам обеспечения рабочими жидкостями и электроэнергией и гидравлическим и электрическим системам загрузки, коробки двигательных и самолетных агрегатов сообщены с маслосистемой и кинематически через центральную коническую передачу, соединены с приводом вращения в виде электродвигателя, установленного и закрепленного внутри корпуса, газотурбинного двигателя, причем центральная коническая передача, неприводные и приводные агрегаты, коробки двигательных и самолетных агрегатов с агрегатами на коробках и маслосистема выполнены штатными или технологическими (стендовыми) идентичными штатным, обеспечивают испытания агрегатов и систем газотурбинного двигателя, а, по меньшей мере один агрегат, является испытуемым и выполнен штатным.

На рисунке приведена схема установки стенда для полунатурного моделирования реальных процессов при совместных испытаниях агрегатов и систем ГТД.

Стендовая установка состоит из штатного корпуса газотурбинного двигателя (ГТД) 1, с штатной центральной конической передачей (ЦКП) 3. Внутри корпуса расположен электропривод 2, своим валом соединенный с (ЦКП) 3 для привода приводных агрегатов. Установка содержит штатные коробки (редукторы) двигательных агрегатов (КДА) 4 и самолетных агрегатов (КСА) 5, кинематически штатно связанные с (ЦКП) 2. Приводные агрегаты 6, 7 размещены штатно на КДА и КСА, а неприводные агрегаты 8 размещены штатно на корпусе ГТД. Агрегаты соединены штатными трубопроводами. Размещение агрегатов и коммуникаций, объединяющих агрегаты в системы, их крепление к корпусу ГТД выполнено идентично реальному размещению агрегатов и коммуникаций и их закреплению. Перечень агрегатов установки (приводных и неприводных) определяется видом испытаний конкретной системы ГТД. При необходимости, отсутствующие агрегаты моделируются. Установка в сборе подключена к стендовым системам обеспечения рабочими жидкостями и электроэнергией и системам загрузки гидравлическим и электрическим. Установка оснащена штатной маслосистемой ГТД. Неприводные и приводные агрегаты, коробки двигательных и самолетных агрегатов с агрегатами на коробках и маслосистема могут быть выполнены штатными или технологическими (стендовыми) идентичными штатным, и, по меньшей мере один испытуемый агрегат выполнен штатным.

Установка стенда полунатурного моделирования работает следующим образом.

Установка подключена к стендовым системам обеспечения рабочими жидкостями и электроэнергией и гидравлическим и электрическим системам загрузки. Электропривод 2, управляемый со стендового пульта приводит во вращение ЦКП 3 и далее КДА 4 и КСА 5 с установленными на них приводными агрегатами, необходимыми для конкретных проводимых испытаний. Насосы установки создают реальное давление топлива для обеспечения работы неприводных агрегатов 8 или систем, размещенных штатно на корпусе 1 установки. В реальных трубопроводах моделируются реальные течения, что позволяет отладить системы двигателя до проведения испытаний двигателя в целом. Слив топлива производится через систему загрузки (эквивалент-жиклеры и дроссели) в сливную линию и отводится в топливный бак. Смазка и охлаждение редукторов производится штатной масляной системой с моделированием смазки отсутствующих опор ГТД.

Применение установки стенда полунатурного моделирования позволяет воспроизвести реальные течения и реальные циклы нагружения, что позволяет снизить затраты на отладочные и ресурсные испытания.

Изобретение относится к машиностроению, в том числе к газотурбиностроению, а именно к испытательной технике, в частности к стендам полунатурного моделирования испытаний агрегатов и систем, и может быть использовано при ресурсных испытаниях с имитацией эксплуатационных режимов нагружения комплекта агрегатов и узлов газотурбинного двигателя. Стенд содержит корпус газотурбинного двигателя с установленными на нем коробками двигательных и самолетных агрегатов с приводными агрегатами и размещенными штатно на корпусе газотурбинного двигателя неприводными агрегатами. При этом трубопроводы и электрические кабели, соединяющие агрегаты в системы, и закрепление их на корпусе газотурбинного двигателя выполнены идентичными трубопроводам и электрическим кабелям и их закреплению на газотурбинном двигателе, системы и агрегаты подключены к стендовым системам обеспечения рабочими жидкостями и электроэнергией и гидравлическим и электрическим системам загрузки. Коробки двигательных и самолетных агрегатов сообщены с маслосистемой и кинематически через центральную коническую передачу соединены с приводом вращения в виде электродвигателя, установленного и закрепленного внутри корпуса, газотурбинного двигателя, причем центральная коническая передача, неприводные и приводные агрегаты, коробки двигательных и самолетных агрегатов с агрегатами на коробках и маслосистема выполнены штатными или технологическими (стендовыми) идентичными штатным. Обеспечивают испытания агрегатов и систем газотурбинного двигателя, а по меньшей мере один агрегат является испытуемым и выполнен штатным. Технический результат заключается в возможности воспроизводства реальных течений в коммуникациях и агрегатах систем ГТД и воспроизведении реальных нагрузочных циклов узлов ГДТ при проведении испытаний. 1 ил.

Стенд для комплексных испытаний двигательных и самолетных агрегатов газотурбинного двигателя, содержащий корпус газотурбинного двигателя с установленными на нем коробками двигательных и самолетных агрегатов с приводными агрегатами и размещенными штатно на корпусе газотурбинного двигателя неприводными агрегатами, при этом трубопроводы и электрические кабели, соединяющие агрегаты в системы, и закрепление их на корпусе газотурбинного двигателя выполнены идентичными трубопроводам и электрическим кабелям и их закреплению на газотурбинном двигателе, системы и агрегаты подключены к стендовым системам обеспечения рабочими жидкостями и электроэнергией и гидравлическим и электрическим системам загрузки, коробки двигательных и самолетных агрегатов сообщены с маслосистемой и кинематически через центральную коническую передачу соединены с приводом вращения в виде электродвигателя, установленного и закрепленного внутри корпуса, газотурбинного двигателя, причем центральная коническая передача, неприводные и приводные агрегаты, коробки двигательных и самолетных агрегатов с агрегатами на коробках и маслосистема выполнены штатными или технологическими (стендовыми) идентичными штатным, обеспечивают испытания агрегатов и систем газотурбинного двигателя, а по меньшей мере один агрегат является испытуемым и выполнен штатным.