WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

На рисунке 1 в качестве приме2000 ра приведены результаты определения Тн в сравнении со средней тем175 195 215 235 255 275 295 315 пературой над умеренным поясом в Тн, К летний сезон.

Рисунок 1 - Результаты определения Тн для 13 полта (35 борт) Су-С целью оценки технического состояния двигателя по полтной информации разработана методика выделения установившихся режимов работы двигателя по траектории полта самолта. Предложена классификация установившихся параметров двигателя по трм диапазонам высот, скоростей полта, режимов работы двигателя, которая явля ется достаточной для гарантированного выбора не менее одного установившегося режима в каждом полте. После выделения трх установившихся режимов работы двигателя, в каждом диапазоне полта по высоте и скорости производится отнесение параметров двигателя к этим режимам.

Анализ двумерных статистических моделей исследуемых двигателей в различных состояниях выявил, что степень тесноты взаимосвязи определнных пар ТГД параметров для исследованных типов двигателей изменяется по основным режимам работы и по состоянию двигателя в эксплуатации, а наилучшим состоянием двигателя для построения исходной двумерной статистической модели взаимосвязи параметров рабочего процесса при существующем уровне контролепригодности являются примо-сдаточные испытания на стендах завода-изготовителя на режиме «Максимал». При этом степень тесноты взаимосвязи главного параметра двигателя – тяги с внутренними параметрами рабочего процесса для новых двигателей в стендовых условиях у одноконтурных и двухконтурных ГТД на максимальном режиме находится в диапазоне:

R – n2 (r = 0,04…0,22), R – Gв (r = 0,03…0,49), R – t*Т (r = 0,1…0,3), R – t*г (r = 0,04…0,72).

Наибольшая степень тесноты взаимосвязи на максимальном режиме в условиях стенда по внутренним параметрам рабочего процесса выявлена у исследованных одноконтурных двигателей между, n2 – t*г (r = 0,32…0,51), t*г – Суд (r = 0,43…0,75);

у двухконтурных двигателей между:

T*г – m (r = 0,64…0,85), t*твг – Gт (r = 0,74…0,76), T*г – Суд (r = 0,56…0,81), m – *к (r = -0,83…-0,86).

В дополнение к исследованию выполненных двигателей в работе определены вероятностные характеристики статистических моделей для прогнозируемых типов двигателей.

Для оценки закономерностей многомерной вероятностно-статистической модели прогнозируемых типов авиационных двигателей нового поколения выбрано семейство двухконтурных двигателей (ГТД1 cо степенью двухконтурности m = 0,4, ГТД2 с m = 0,95, ГТД3 с m = 4,2, ГТД4 с m = 5,1) в среднем классе тяг, спроектированных на базе общего газогенератора с размерностью Gквдо = 22 кг/c и *квд = 11 в 5-ти ступенях компрессора.

Проведенные расчтные исследования многомерной статистической модели определенного типа двигателя нового поколения позволили отметить следующее: а) наибольший вклад в технологическое рассеивание параметров вносит первая группа факторов – показатели эффективности турбомашин и камеры сгорания; б) установлено, что определяющим фактором, влияющим на коэффициенты корреляции и регрессии для двухмерных распределений ТГД параметров двигателей, являются в большей степени не сами допуски на погрешности изготовления элементов воздушно-газового тракта, а коэффициенты влияния малых отклонений геометрических размеров на ТГД параметры двигателя, зависящие от основных параметров рабочего процесса и программы регулирования двигателя.

В третьей главе исследовано влияние факторов состояния двигателя на изменение параметров рабочего процесса в эксплуатации.

Изменение состояния двигателя может вызывать как детерминированное, так и случайное изменения контролируемых параметров рабочего процесса. К числу факторов состояния двигателя, которые исследованы в этой главе, относятся: 1) постановка двигателя на ЛА и контроль параметров двигателя на летательном аппарате; 2) ремонт двигателя; 3) промывка проточной части; 4) наработка двигателя в эксплуатации.

Влияние постановки на самолт исследовалось на примере статистик новых и ремонтных двигателей: Р95Ш (самолт Су-25), Р25-300 (самолт МиГ21бис), Р29Б-300 (самолты МиГ-27Д, М, К).

Анализ влияния постановки новых и ремонтных двигателей Р95Ш на самолт показал значимое влияние самолта на параметры рабочего процесса двигателя (табл. 1).

Таблица Режим МГ М Разность параметров (С1 – Стенд) t*Т0пр, оС n20пр, % t*Т0пр, оС РНДпр, с РВДпр, с Среднее +24 -0,42 -14 +18 -СКО 24,5 0,51 27,3 18,7 5,Было определено, что у двигателей с двухвальной схемой роторной части при установке на самолты со сверхзвуковым воздухозаборником значимо возрастает скольжение роторов и температура газа за турбиной (двухвальные ТРДФ), однако для двигателей Р95Ш для самолта с дозвуковым воздухозаборником наблюдается обратная картина: снижение скольжения роторов и t*Т.

Влияние восстановительного ремонта на параметры рабочего процесса двигателя рассмотрено: 1) с позиции оценки влияния «перефорсирования» тяги на параметры рабочего процесса; 2) с позиции оценки степени невосстанавливаемого ремонтом ухудшения проточной части двигателя; 3) с позиции оценки изменения параметров рабочего процесса двигателя после нескольких ремонтов.

В статистике ремонтных двигателей были выделены группы двигателей, различающихся предремонтной историей: двигатели со средней величиной режимной наработки в 250 часов и 560 часов. Анализ этих двух групп статистики ремонтных двигателей позволил определить необходимые величины поправок на предельно-допустимые значения контролируемых параметров при отладке ремонтных двигателей в условиях авиаремонтного предприятия (АРП). Сравнение средних значений параметров новых и ремонтных двигателей на режиме «М» показало, что ремонтные двигатели при одинаковой тяге фактически имеют выходное сечение сопла на 1,64% меньше, чем у новых двигателей, то есть они более форсированы. Расчт степени форсирования ремонтных двигателей по отклонениям ТГД параметров также определил среднее для всех параметров «поджатие» сопла, равное Fкр = -1,62%. Таким образом, была выявлена методическая погрешность определения тяги на стендах АРП (тяга занижается на 2,3%).

Оценка степени невосстанавливаемого ремонтом ухудшения проточной части двигателя выполнена сравнением статистик новых и ремонтных двигателей одних типов. Анализ результатов для двигателей Р13-300 показал, что основные параметры ремонтных двигателей отличались в среднем от параметров новых двигателей: а) на режиме «М»: удельный расход топлива выше на 3,88%; температура газа перед турбиной выше на 1,73%; б) на режиме «1Ф»: тяга ремонтных двигателей ниже на 2,27%; удельный расход топлива выше на 2,38%.

Для двигателей типа Р13-300 анализ позволил отметить различную степень наследования исходного уровня контролируемых ТГД параметров двигателя; при полном отсутствии наследования отклонения параметров могли бы варьироваться в пределах 3, то есть 6, однако для обоих двигателей диапазоны вариации значительно меньше: n2 варьируется в диапазоне 3,3 (±1,65);

P*2 - в диапазоне 0,9 (±0,45); t*Т - в диапазоне 3,3 (±1,62). Диаметр сопла при ремонтах изменяется почти в полном диапазоне (4,1), свойственном генеральной совокупности вновь изготовленных двигателей.

Исследование статистики других двигателей этого типа выявило значимое влияние капитально-восстановительного ремонта на параметры двигателей.

Для выявления качественной и количественной картины взаимосвязи параметров при различном уровне загрязнения воздушно-газового тракта на примере двигателя АЛ-31Ф исследована их взаимная корреляция.

Из анализа полученных данных следует:

принятые для контроля состояния двигателя параметры Gвпр, Rпр, Gтпр и Т*Тпр взаимно тесно коррелированы;

уменьшение расхода воздуха приводит к уменьшению тяги двигателя (рис. 2), расхода топлива и температуры газа за турбиной;

изменение частоты вращения ротора высокого давления не коррелированно с расходом воздуха, что априорно не предвидеРисунок 2 - Корреляция Gвпр и Rпр лось.

С использованием экспериментальных характеристик конкретного двигателя и его математической модели выполнен анализ полученной экспериментально взаимосвязи контролируемых параметров.

С этой целью были рассчитаны три варианта Таблица влияния изменения расхода воздуха на параметры 1 2 двигателя (табл. 2).

R/Gв 1,86 1,9 1,Gт/Gв 1,82 2 2,01 Как следует из таблицы 2, значения всех коэфT*Т/Gв 0,77 0,55 0,фициентов влияния достаточно близки.

n2/Gв 0 0,3 0,Это значит, что решающим фактором изменения контролируемых параметров при загрязнении является изменение (уменьшение) расхода воздуха через двигатель. Критическим, требующим промывки двигателя, следует считать уровень Gв = -3%. Критическую величину (для повышения точности) рекомендуется оценивать по эквивалентной величине с учтом весовых коэффициентов * Gв WRR/1,9WGGТ/1,9WТТТ/0,. (1) Gвэкв 1WR WG WТ При исследовании влияния наработки на изменение параметров рабочего процесса рассмотрены: наработка двигателя в процессе длительных стендовых испытаний; наработка двигателя при длительной эксплуатации на самолте.

По первому варианту исследование выполнено для 2 двигателей Р95Ш, прошедших длительные стендовые испытания на режиме «Максимал» с наработкой, эквивалентной 1000 часам.

Анализ данных позволяет говорить о том, что тяга двигателя с учтом точности измерений по наработке остатся практически неизменной (рис. 3).

При постоянных геометрических размерах характерных (регулируемых) сечений газовоздушного тракта двигателя: Fca1, Fca2 и Dкр, наблюдается некоторый рост расхода топлива (на 70 кг/ч или 2%), частоты вращения РВД (на 0,5%), что свидетельствуют об ухудшеРисунок 3 - Изменение тяги двигателя нии характеристик узлов двигателя в по наработке процессе длительных стендовых испытаний, то есть деградации проточной части двигателя.

Температура газа за турбиной остатся практически неизменной.

Анализ трендов параметров двигателей Р95Ш позволил сделать следующие выводы:

неслучайное влияние времени наработки на изменение контролируемых параметров при наземных опробованиях двигателей Р95Ш в составе ЛА;

изменение частоты вращения РВД на режиме «М» при наРисунок 4 - Изменение частоты вращения РВД земных опробованиях двигателя в по наработке составе ЛА не противоречит результатам анализа параметров при длительных стендовых испытаниях (рис. 4).

В четвртой главе выполнено моделирование двумерных распределений параметров рабочего процесса, отражающих различные состояния серийных двигателей в эксплуатации. Моделирование проведено на примере двигателя Р95Ш.

На рисунке 5 показана блок-схема построения двумерных распределений параметров рабочего процесса для различных состояний ГТД в жизненном цикле.

Режим, Рi, Pk, … Стенд заводаизготовителя Многомерная (трхмерная) Двумерная статистическая Эллипсы рассеивания «новых» двигателей статистическая модель модель серии двигателей (действительные) серии двигателей f(Pi,Pj) Число сечений (эллипсов) = nизм - Рk Рi Pk Рkср ном Рiср ном Pj Рjср ном Рiср ном Pj 0 Рj 0 Рjср ном Рjср ном 0 Р Pi Pi j Эволюция эллипсов (действительных) Стенд АРП Наземная проверка на ЛА Проверка на ЛА в полте С учтом С учтом С учтом С учтом С учтом ремонта Новые Новые ремонта наработки ремонта наработки Погрешности измерений Рi = Piсам + Piрем + Piнар…; Рj = Pjсам + Pjрем + Pjнар…; … Смещение центра эллипса рассеивания f(Pi, Pj) Р i Рiср сост Рiср ном Рjср сост Рjср ном Pj Рiср ном Рj Pi Рiср сост 0 Р j Рjср ном Рjср сост Pj Pi j Рисунок 5 - Построение двумерных распределений параметров рабочего процесса для различных состояний ГТД в жизненном цикле.

В качестве критерия оценки адекватности моделирования выбран безразмерный коэффициент РiММ Кi, (2) Рiдейств где РiММ – среднеквадратичное отклонение параметра двигателя при моделировании (по ММ);

Рiдейств – действительное среднеквадратичное отклонение параметра двигателя (без погрешности измерения);

Выбор окончательного варианта моделирования произведн по критерию К (среднему значению коэффициента Ki) n K i i К max, (3) n i Р при условии, что каждый коэффициент Кi 1; n – число параметров.

На рисунке 6 приведены результаты моделирования для варианта, отражающего серию новых двигателей в условиях стенда.

Кi Моделирование двумер1,ных распределений, отражаюРядR Ряд2 щих серию новых двигателей в nРядGв условиях ЛА, показало, что до0,РядР* квд бавление дополнительных фак0,РядGт торов: вх, Р, Т при неизРядТ* к 0,менных остальных факторах и РядТ* г 0,поддержание коэффициентов РядТ* т адекватности Кn2 = 0,585 и РядСуд 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 № серии К = 0,234 для нового двигатеТ* т Рисунок 6 - Моделирование разбросов ля на ЛА соответственно коэфдля варианта «в» фициентам для нового двигателя на стенде ( Кn2 = 0,584 и К = 0,246) существенно повышает модельные СКО.

Т* т Коэффициенты вариации параметров новых двигателей на ЛА по сравнению с модельными значениями для новых двигателей на стенде также становятся выше: для R более чем в 3 раза, Gв – в 8,2 раза, Р*квд – в 2,3 раза, Gт – в 1,9 раз, Т*к – в 5,7 раз, Т*г – в 1,6 раз, Суд – в 2,7 раз. Это свидетельствует о сильном влиянии отклонений коэффициентов потерь полного давления в воздухозаборнике и неравномерностей полей давления и температуры на разбросы параметров рабочего процесса.

Моделирование двумерных распределений, отражающих серию ремонтных двигателей на ЛА, выявило, что увеличение на 0,05% разбросов показателей эффективности компрессоров и турбин ремонтного двигателя на стенде АРП позволяет достичь коэффициента адекватности близко к единице ( Кn2 = 0,972) при некотором понижении коэффициента адекватности для температуры газа за турбиной К = 0,187; однако при установке ремонтного двигателя на Т* т ЛА коэффициент К повышается значительно больше, чем в случае новых Т* т двигателей: на 0,125 ( К = 0,312) против 0,012 ( К = 0,258).

Pages:     | 1 || 3 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.