Система испытаний авиационного газотурбинного двигателя в наземных условиях Российский патент 2021 года по МПК G01M15/14 

Изобретение относится к области авиастроения газотурбинных двигателей, в частности к контрольно-диагностическому оборудованию, и может быть использовано для контроля состояния двигателей самолетов в наземных условиях, а также двигателей вертолетов и беспилотных летательных аппаратов при их создании, доводке, эксплуатации, наземном контроле и ремонте.

Известна система автоматизированного контроля испытаний авиационного газотурбинного двигателя с расширенной функциональной возможностью и достоверностью диагностирования, включающая испытательный стенд, соединенный с газотурбинным двигателем, препарированным датчиками диагностируемых параметров, блок управления газотурбинным двигателем, блок управления стендовым оборудованием, блок оперативного контроля, связанный через аппаратно-программный интерфейс с блоком концентрации сигналов, блок-носитель версий управляющего и диагностического программного обеспечения, блок загрузки, блок управления и блок регистрации параметров двигателя. /RU №2653645, МПК G01M 15/14 Опубликовано: 11.05.2018 г./

Недостатком известной системы испытаний авиационного газотурбинного двигателя является отсутствие анализа корреляционных связей параметров двигателя, сравнения полученных результатов с предыдущими испытаниями с достигнутыми потребительскими свойствами и формирование корректирующих воздействий на потребительские свойства. Для экспериментальной доводки характеристик опытного и промышленного экземпляров двигателя недостаточно используются результаты ранее проведенных аналогичных испытаний данного двигателя, отсутствуют сведения по оптимизации характеристик двигателя и недостаточна информативность проводимых испытаний.

Задачей изобретения является создание системы (как установки) для испытаний газотурбинных авиационных двигателей, повышающей информативность и эффективность при формировании корректирующих воздействий на потребительские свойства.

Ожидаемый технический результат - уменьшение нерациональных затрат средств и времени на создание новых двигателей, за счет повышения информативности проводимых испытаний, оптимизации рабочих характеристик двигателя, использования программных продуктов математического моделирования для оптимизации параметров двигателей, исключения многократной повторяемости испытаний.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что известная система для испытаний авиационного газотурбинного двигателя в наземных условиях, содержащая испытательный стенд, соединенный с газотурбинным двигателем препарированным датчиками

диагностируемых параметров, блок управления газотурбинным двигателем, блок управления стендовым оборудованием, блок оперативного контроля, связанный через аппаратно-программный интерфейс с блоком концентрации сигналов, блоками управления и блоком регистрации параметров двигателя, по предложению, она дополнительно снабжена блоком библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам, блоком определения характерных промежутков времени, блоком математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя, блоком автоматизированного сравнения результатов и блоком регулировки, с помощью которого производят формирование корректирующих воздействий на потребительские свойства двигателя.

Это достигается в создании блока библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение предыдущих испытаний данного двигателя, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам. В блоке библиотеке используются данные стационарных, переходных, динамических процессов, результаты предварительной обработки и программы испытаний. Блок библиотеки включает виртуальную среду обеспечивающую работу системы управления, возможность многокритериальной оптимизации потребительских свойств двигателя. Блок математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя и блок автоматизированного сравнения результатов определяют и формируют корректирующие воздействия на потребительские свойства двигателя, которые реализуются с помощью блока регулировки. Сущность изобретения поясняется графическим материалом:

На рисунке приведена блок-схема системы для испытаний авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) в наземных условиях.

Система управления содержит:

1. Испытательный стенд.

2. Газотурбинный двигатель.

3. Блок управления стендовым оборудованием.

4. Блок управления газотурбинным двигателем.

5. Агрегаты управления приводов.

6. Регуляторы двигательной системы.

7. Регуляторы стендовой системы.

8. Датчики измерительной системы.

9. Блок оперативного контроля.

10. Аппаратно-программный интерфейс.

11. Блок концентрации сигналов.

12. Блок регистрации параметров двигателя.

13. Блок формирования потребительских свойств двигателя.

14. Блок библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам.

15. Блок определения характерных промежутков времени.

16. Блок математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя.

17. Блок автоматизированного поиска.

18. Блок сравнения результатов.

19. Блок визуализации.

20. Блок регулировки.

Система работает следующим образом.

На стенд для испытаний авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) в наземных условиях 1, оснащенный блоком управления стендовым оборудованием 3 устанавливается газотурбинный двигатель 2, оснащенный блоком управления (ГТД) 4. Газотурбинный двигатель и испытательный стенд препарированы требуемыми средствами для измерений параметров, то есть датчиками измерения параметров работы (ГТД) и стендового оборудования, а именно датчиками измерительной системы 8. Сигналы с датчиков сначала поступают в блок концентрации сигналов 11, затем в блок регистрации параметров двигателя 12, а после этого через аппаратно-программный интерфейс 10 в блок оперативного контроля 9.

У аппаратно-программного интерфейса 10 выполнено пять выходов: первый- блок управления стендовым оборудованием 3, второй- блок управления газотурбинным двигателем 4, третий- блок оперативного контроля 9, четвертый- блок определения характерных промежутков времени 15, пятый- блок математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя 16.

Блок определения характерных промежутков времени 15 имеет два входа: первый- аппаратно-программный интерфейс 10, второй- блок формирования потребительских свойств двигателя 13. Блок математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя 16 также имеет два входа: первый- аппаратно-программный интерфейс 10, второй-блок формирования потребительских свойств двигателя 13.

Выходы блоков библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам 14, определения характерных промежутков времени 15 и математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя 16 приходят ко входу блока автоматизированного поиска 17.

У блока автоматизированного поиска 17 два выхода: первый- блок визуализации 19, второй- блок сравнения результатов 18. Блок визуализации 19 подключен через аппаратно-программный интерфейс 10 к блоку оперативного контроля 9. Блок сравнения результатов 18 имеет три входа: первый- блок библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам 14, второй- блок формирования потребительских свойств двигателя 13, третий- блок автоматизированного поиска 17.

Выходы блока сравнения результатов 18 приходят на регуляторы двигательной системы 6 и регуляторы стендовой системы 7, где регуляторами формируются требуемые значения регулируемых параметров. Выходы от регуляторов приходят на агрегаты управления приводов 5, которые через блок управления 4 и блок управления стендовым оборудованием 3 управляют газотурбинным двигателем 2 и оборудованием испытательного стенда 1 соответственно.

Применение изобретения позволяет сократить время на разработку и создание двигателей при стендовых испытаниях и доводке на этапах опытно-конструкторских работ, в процессе серийного производства, ремонте, сертификации и сервисном обслуживании двигателей, снизить нерациональные затраты, за счет исключения многократной повторяемости испытаний, помогает повысить достоверность и информативность проводимых испытаний.

Изобретение относится к области авиастроения газотурбинных двигателей, в частности к контрольно-диагностическому оборудованию, и может быть использовано для контроля состояния двигателей самолетов в наземных условиях, а также двигателей вертолетов и беспилотных летательных аппаратов при их создании, доводке, эксплуатации, наземном контроле и ремонте. Известная система для испытаний авиационного газотурбинного двигателя в наземных условиях, содержащая испытательный стенд, соединенный с газотурбинным двигателем, препарированным датчиками диагностируемых параметров, блок управления газотурбинным двигателем, блок управления стендовым оборудованием, блок оперативного контроля, связанный через аппаратно-программный интерфейс с блоком концентрации сигналов, блоками управления и блоком регистрации параметров двигателя, по предложению, дополнительно снабжена блоком библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам, блоком определения характерных промежутков времени, блоком математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя, блоком автоматизированного сравнения результатов и блоком регулировки, с помощью которого производят формирование корректирующих воздействий на потребительские свойства двигателя. Применение изобретения позволяет сократить время на разработку и создание двигателей при стендовых испытаниях и доводке на этапах опытно-конструкторских работ, в процессе серийного производства, ремонте, сертификации и сервисном обслуживании двигателей, снизить нерациональные затраты за счет исключения многократной повторяемости испытаний, помогает повысить достоверность и информативность проводимых испытаний. 1 ил.

Система испытаний авиационного газотурбинного двигателя в наземных условиях, содержащая испытательный стенд, соединенный с газотурбинным двигателем, препарированным датчиками диагностируемых параметров, блок управления газотурбинным двигателем, блок управления стендовым оборудованием, блок оперативного контроля, связанный через аппаратно-программный интерфейс с блоком концентрации сигналов, блоками управления и блоком регистрации параметров двигателя, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена блоком библиотеки зарегистрированных файлов данных, полученных в течение всех предыдущих испытаний данного двигателя и других двигателей данной серии, сформированных по типу испытаний и достигнутым потребительским свойствам, блоком определения характерных промежутков времени, блоком математической модели анализа корреляционных связей параметров двигателя, блоком автоматизированного сравнения результатов и блоком регулировки, с помощью которого производят формирование корректирующих воздействий на потребительские свойства двигателя.