×
27.02.2013
216.012.2c7c

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002476915
Дата охранного документа
27.02.2013
Аннотация: Изобретение относится к области авиационной техники. По замерам полетной информации определяют величину R идеальной тяги двигателя как R=R- GV, где R - условная тяга реактивного сопла, соответствующая полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, G - расход воздуха на входе в двигатель, V - скорость полета летательного аппарата. Тягу двигателя для диагностики контролируют по отклонению R от эталонного значения, соответствующего тяге данного двигателя до начала эксплуатации. Изобретение позволяет повысить точность диагностики технического состояния двигателя в условиях эксплуатации. 1 ил.
Основные результаты: Способ диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДД), включающий измерение полетной информации, ее обработку и контроль тяги для диагностики ТРДД, отличающийся тем, что замеряют скорость полета летательного аппарата (V), характеризующую скорость набегающего на вход в двигатель потока воздуха, частоту вращения (n) вала низкого давления, статическое давление (Р) атмосферного воздуха, полную температуру (T ) воздуха на входе в двигатель, полное давление за компрессором низкого давления (Р ), полное давление за турбиной (Р ), положение створок реактивного сопла, характеризующее площадь критического сечения реактивного сопла (F), по замерам определяют величину R идеальной тяги двигателя как R=R-GV, где R - условная тяга реактивного сопла, соответствующая полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, G - расход воздуха на входе в двигатель, и контролируют тягу двигателя по отклонению R от эталонного значения, соответствующего тяге данного ТРДД до начала эксплуатации, причем условную тягу R определяют в соответствии с алгоритмом следующим образом:- определяют параметр , пропорциональный полному давлению на входе в реактивное сопло как где - отношение значений площади на входе в камеру смешения из первого и второго контура соответственно,- определяют условное значение приведенной скорости λ в выходном сечении реактивного сопла, соответствующее полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления по функции, обратной газодинамической функции π(λ), по предварительно вычисленному параметру, характеризующему располагаемый перепад давлений в реактивном сопле - определяют условную площадь F выходного сечения сопла, соответствующую полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления определяют условную тягу реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления с учетом входного импульса GV определяют величину идеальной тяги двигателя, соответствующей полному расширению выхлопной струи в реактивном сопле до атмосферного давления R=R-GV, где q(λ), r(λ) - газодинамические функции,F - площадь критического сечения реактивного сопла;λ - приведенная скорость газа в выходном сечении сопла, соответствующая полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления.

Изобретение относится к области авиационной техники, а более точно касается диагностики состояния турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДДсм).

Известен способ диагностики агрегатов летательных аппаратов по техническому состоянию, при котором с помощью комплекта датчиков: давления температуры, вибрации и т.д., блока коммутации и регистрации параметров, связанного с индикатором контроля и оповещения, регистрируют параметры, определяющие работу двигателя, накопленную повреждаемость каждой основной детали двигателя с учетом режимов работы двигателя, и по ним определяют остаточный ресурс двигателя (заявка РФ №2002106177).

Известен способ диагностики авиационных двигателей сетевой системой, в котором измеряют параметры, характеризующие работу авиационного двигателя, датчиками, установленными на авиационном двигателе. Аппаратные средства диагностического сервера с базой данных и программными средствами считывают в сетевых линиях связи данные, характеризующие полетную работу, и данные неразрушающего контроля авиационного двигателя и, обработав их в соответствии с базами данных и математических моделей, выдают диагностику технического состояния авиационного двигателя в сетевые линии связи (патент РФ на ПМ №87816).

Известен способ диагностики двигателя, основанный на способе контроля тяги турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДДсм) (В.О.Боровик, В.М.Борщанский, В.А.Зозулин. Контроль величины тяги авиационных турбореактивных двигателей в условиях эксплуатации в сб. «Некоторые вопросы расчета и экспериментального исследования высотно-скоростных характеристик ГТД», Труды ЦИАМ №663, 1975, стр.240-254), в котором измеряют значения полного давления на входе в двигатель (Р*H), за компрессором низкого давления (Р*B) и за турбиной (Р*T), а также площади Fвых выходного сечения реактивного сопла, обработав их, по ним определяют значение параметров или характеризующих величину тяги двигателя (где а FI и FII - значения площади на входе в камеру смешения из первого и второго контура соответственно).

Недостатком данного способа является то, что он ограничивает контроль тяги двигателя только взлетным режимом, так как фактически оценивает значение тяги сопла без учета входного импульса набегающего потока.

Кроме того, рассмотренный способ не позволяет осуществлять диагностику двигателя по величине определенной таким образом тяги, так как оценивает значение действительной тяги с учетом реальных ограничений, например по максимальной площади раскрытия выходного сечения реактивного сопла; в силу чего полученное значение тяги не характеризует в полной мере потенциальные возможности двигателя. Поэтому рассмотренный известный способ ограничивает возможности диагностики двигателя, с одной стороны, областью применения (только взлетный режим), а с другой - не учетом потенциальных возможностей двигателя при наилучшем его регулировании, так как оценивает тягу при конкретно реализованном (возможно, неоптимальном) регулировании двигателя.

В основу изобретения положена задача повышения адекватности диагностики технического состояния ТРДДсм в условиях эксплуатации.

Технический результат - расширение функциональных возможностей диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДДсм) за счет диагностики его технического состояния на всех режимах работы и определения степени ухудшения характеристик данного ТРДДсм с наработкой.

Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДДсм), включающем измерение полетной информации, ее обработку и контроль тяги для диагностики ТРДДсм, замеряют скорость полета летательного аппарата (Vп), характеризующую скорость набегающего на вход в двигатель потока воздуха, частоту вращения (nв) вала низкого давления, статическое давление (РH) атмосферного воздуха, полную температуру (ТBX*) воздуха на входе в двигатель, полное давление за компрессором низкого давления (Р*в), полное давления за турбиной (Р*т), положение створок реактивного сопла, характеризующее площадь критического сечения реактивного сопла (Fкр), по замерам определяют величину Rn.p идеальной тяги двигателя как Rn.p=Rcn.p-GBVП, где Rcn.p - условная тяга реактивного сопла, соответствующая полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, Gв - расход воздуха на входе в двигатель, и контролируют тягу двигателя по отклонению Rn.p от эталонного значения, соответствующего тяге данного ТРДДсм до начала эксплуатации.

Предложенный способ основывается на использовании газодинамических соотношений, в том числе газодинамических функций π(λ), q(λ) и r(λ), для определения полного импульса сопла (см. Абрамович Г.Н. Прикладная фазовая динамика. В 2 ч. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука., 1991. - Ч.1, стр.241-246), позволяющих определять параметр тяги по осредненному значению полного давления перед соплом.

Значение тяги Rn.p, с учетом входного импульса GВVП следует определять в соответствии с алгоритмом следующим образом:

- определяют параметр , пропорциональный полному давлению на входе в реактивное сопло как где - отношение значений площади на входе в камеру смешения из первого и второго контура соответственно,

- определяют условное значение приведенной скорости λс п.р в выходном сечении реактивного сопла, соответствующее полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления по функции, обратной газодинамической функции π(λ), по предварительно вычисленному параметру, характеризующему располагаемый перепад давлений в реактивном сопле

- определяют условную площадь Fcn.p выходного сечения сопла, соответствующую полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления

- определяют условную тягу реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления

- с учетом входного импульса GВVП определяют величину идеальной тяги двигателя, соответствующей полному расширению выхлопной струи в реактивном сопле до атмосферного давления Rn.p=Rcn.p-GВVП, где q(λ), r(λ)- газодинамические функции;

Fкр - площадь критического сечения реактивного сопла;

λсп.р - приведенная скорость газа в выходном сечении сопла, соответствующая полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления;

GB - расход воздуха через двигатель, который определяют расчетным путем по измеренному значению частоты вращения вала низкого давления nB, характеризующему приведенный расход воздуха через двигатель, измеренному значению полного давления за компрессором низкого давления Р*в и измеренному значению полной температуры воздуха на входе в двигатель ТBX*.

Способ, согласно изобретению, осуществляют следующим образом. При работе ТРДДсм измеряют текущие параметры, характеризующие работу ТРДДсм в полете, и обрабатывают результаты измерений по алгоритму с получением значения диагностического параметра, характеризующего текущую величину идеальной тяги ТРДД, соответствующей полному расширению в реактивном сопле выхлопной струи до атмосферного давления, и по его отклонению от эталонного значения проводят диагностику состояния ТРДДсм.

Согласно изобретению в качестве параметров, характеризующих работу ТРДДсм в полете, используют данные датчиков термогазодинамических параметров двигателя и самолета, а также частоты вращения ротора и критического сечения реактивного сопла, а именно: скорость набегающего на вход в двигатель потока воздуха (VП), частоту вращения вала низкого давления (nв), статическое давление атмосферного воздуха (РH), полную температуру воздуха на входе в двигатель (Т*вх), полное давление за компрессором низкого давления и полное давления за турбиной (Р*в и Р*т) соответственно, а также площадь критического сечения реактивного сопла (Fкр).

Исходя из значений измеренных параметров, их обрабатывают по вышеуказанному алгоритму и определяют:

- параметр , пропорциональный полному давлению на входе в реактивное сопло , где отношение значений площади на входе в камеру смешения из первого и второго контура соответственно;

- условное значение приведенной скорости λс п.р в выходном сечении реактивного сопла, соответствующее полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления по функции, обратной газодинамической функции π(λ), по предварительно вычисленному параметру, характеризующему располагаемый перепад давлений в реактивном сопле

- условную площадь выходного сечения сопла, соответствующую полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления где q(λ) - газодинамическая функция;

- условную тягу реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления где r(λ) - газодинамическая функция;

- параметр Rn.p=Rcn.p-GВVП, характеризующий идеальную тягу двигателя, соответствующую полному расширению выхлопной струи в реактивном сопле до атмосферного давления Rn.p=f(Rcn.p,nв,Vn,P*в,T*вх) с учетом входного импульса GВVП.

Расход воздуха GВ определяют расчетным путем по измеренному значению частоты вращения вала низкого давления nв, характеризующему приведенный расход воздуха через двигатель, измеренному значению полного давления за компрессором низкого давления Р*в и измеренному значению полной температуры воздуха на входе в двигатель Твх*.

Контролируют состояние двигателя по отклонению тяги Rn.p от ее эталонного значения, соответствующего данному ТРДДсм до начала эксплуатации, которое определяют по номограммам или математической модели двигателя.

Параметр Rcn.p учитывает идеальную тягу реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, что позволяет расширить возможность диагностики состояния ТРДДсм на всех режимах его работы.

Параметр в виде разницы Rn.p и ее эталонного значением, соответствующего данному двигателю до начала эксплуатации, характеризует степень ухудшения характеристик данного ТРДДсм с наработкой, и его учет позволяет расширить возможность диагностики состояния ТРДДсм.

Изобретение иллюстрируется рисунком, на котором схематично представлена система для реализации способа.

Система для диагностики ТРДДсм 1 как объекта контроля на летательном аппарате 10 включает датчик 2 скорости полета летательного аппарата (VП), характеризующей скорость набегающего на вход в двигатель потока воздуха, датчик 3 частоты вращения (nв), характеризующей частоту вращения вала низкого давления, датчик 4 давления (РH), характеризующего статическое давление атмосферного воздуха, датчик 5 температуры (Твх*), характеризующей полную температуру воздуха на входе в двигатель, датчики 6 и 7 давления (Р*в и Р*т), характеризующего полное давление за компрессором низкого давления и полное давление за турбиной соответственно.

Система включает также датчик 8 положения створок реактивного сопла, характеризующего площадь критического сечения реактивного сопла (Fкр), программный блок 9 контроля тяги и регистрирующий прибор - индикатор 11, связанный с выходом программного блока 9.

Программный блок 9 выполнен с возможностью определять условную тягу Fcp реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, и условную тягу двигателя, соответствующую полному расширению выхлопной струи в реактивном сопле до атмосферного давления в виде функции Rn.p=f(Rcn.p, nB, Vn, P*B, T*вх), учитывающей входной импульс GВVП, где GВ - расход воздуха на входе в двигатель, VП - скорость полета летательного аппарата.

Индикатор 11 отображает отклонение полученной величины от эталонной, соответствующей данному двигателю до начала эксплуатации и вычисленной, например, по номограммам или математической модели двигателя.

Изобретение позволяет существенно расширить функциональные возможности диагностики состояния турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДДсм).

Изобретение может быть использовано в системах диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков в условиях эксплуатации.

Способ диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков (ТРДД), включающий измерение полетной информации, ее обработку и контроль тяги для диагностики ТРДД, отличающийся тем, что замеряют скорость полета летательного аппарата (V), характеризующую скорость набегающего на вход в двигатель потока воздуха, частоту вращения (n) вала низкого давления, статическое давление (Р) атмосферного воздуха, полную температуру (T ) воздуха на входе в двигатель, полное давление за компрессором низкого давления (Р ), полное давление за турбиной (Р ), положение створок реактивного сопла, характеризующее площадь критического сечения реактивного сопла (F), по замерам определяют величину R идеальной тяги двигателя как R=R-GV, где R - условная тяга реактивного сопла, соответствующая полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, G - расход воздуха на входе в двигатель, и контролируют тягу двигателя по отклонению R от эталонного значения, соответствующего тяге данного ТРДД до начала эксплуатации, причем условную тягу R определяют в соответствии с алгоритмом следующим образом:- определяют параметр , пропорциональный полному давлению на входе в реактивное сопло как где - отношение значений площади на входе в камеру смешения из первого и второго контура соответственно,- определяют условное значение приведенной скорости λ в выходном сечении реактивного сопла, соответствующее полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления по функции, обратной газодинамической функции π(λ), по предварительно вычисленному параметру, характеризующему располагаемый перепад давлений в реактивном сопле - определяют условную площадь F выходного сечения сопла, соответствующую полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления определяют условную тягу реактивного сопла, соответствующую полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления с учетом входного импульса GV определяют величину идеальной тяги двигателя, соответствующей полному расширению выхлопной струи в реактивном сопле до атмосферного давления R=R-GV, где q(λ), r(λ) - газодинамические функции,F - площадь критического сечения реактивного сопла;λ - приведенная скорость газа в выходном сечении сопла, соответствующая полному расширению выхлопной струи до атмосферного давления.
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 205 items.
20.03.2019
№219.016.e56c

Способ определения диагностических параметров разряда емкостных систем зажигания

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к методам диагностики параметров разрядов, генерируемых емкостными системами зажигания, применяемыми в авиационных двигателях и им подобных объектах. Способ определения диагностических параметров разряда емкостных систем зажигания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394170
Дата охранного документа: 10.07.2010
20.03.2019
№219.016.e56f

Генератор высокоэнтальпийного потока воздуха и способ его работы

Генератор и способ предназначены для получения воздушного потока с заданными параметрами при стендовых испытаниях и может быть использовано для нагрева текучих сред, в частности в аэродинамических трубах. Генератор содержит камеру сгорания и системы подачи окислителя и горючего, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395795
Дата охранного документа: 27.07.2010
20.03.2019
№219.016.e675

Стенд для аэродинамических и акустических исследований вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (трдд)

Изобретение относится к области испытательной техники, предназначенной для экспериментальных исследований биротативных и однорядных вентиляторов авиационных двигателей и двигателей других летательных аппаратов, например наземных и надводных летательных аппаратов на воздушной подушке и других....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002337342
Дата охранного документа: 27.10.2008
20.03.2019
№219.016.e7a3

Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей

Изобретение относится к области испытания турбореактивных двигателей на стенде в условиях, близких к полетным. Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей содержит шахту всасывания и трубопровод подвода осушенного и охлажденного воздуха с регулируемым дросселем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426087
Дата охранного документа: 10.08.2011
20.03.2019
№219.016.e86e

Способ диагностики вида аэроупругих колебаний лопаток рабочего колеса осевой турбомашины

Изобретение предназначено для использования в энергомашиностроении и позволяет решать задачи повышения надежности и сокращения времени диагностики вида аэроупругих колебаний в потоке на рабочих режимах лопаток рабочего колеса осевой турбомашины. Указанный технический результат достигается тем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451922
Дата охранного документа: 27.05.2012
20.03.2019
№219.016.e8a3

Термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта

Изобретение относится к конструкциям охлаждаемых силовых стенок различных машин и аппаратов, подвергающихся значительным тепловым нагрузкам, а именно к конструкциям стенок высокотемпературных воздушно-газовых трактов воздушно-реактивных двигателей, ЖРД, тепловых реакторов, различного типа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403491
Дата охранного документа: 10.11.2010
23.03.2019
№219.016.ec7e

Полый диск ротора турбины и способ его изготовления

Изобретение относится к изготовлению полых дисков роторов турбин газотурбинных двигателей. Полый диск ротора турбины изготавливают в виде единой детали методом трехмерной печати, содержащей ступицу, полотно, включающее две стенки, образующие полость, и обод. Диск содержит два дисковых элемента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682734
Дата охранного документа: 21.03.2019
29.03.2019
№219.016.f1a2

Способ диагностики и прогнозирования надежности газотурбинных двигателей на установившихся и неустановившихся режимах работы

Изобретение относится к области надежности газотурбинной техники, а именно для повышения эффективности и оперативности диагностики технического состояния и прогнозирования надежности газотурбинных двигателей в процессе их испытаний и эксплуатации. Технический результат достигается тем, что за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002310180
Дата охранного документа: 10.11.2007
10.04.2019
№219.017.022c

Способ распыливания жидкого углеводородного топлива и форсунка для распыливания

Способ распыливания жидкого углеводородного топлива в потоке воздуха, сжатого в компрессоре газотурбинного двигателя или газотурбинной установки, проходящего через форсунку, на вход которой поступает поток топлива с низким напором, характеризующийся тем, что поступающий поток топлива разделяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002348823
Дата охранного документа: 10.03.2009
10.04.2019
№219.017.047b

Центробежно-пневматическая форсунка

Центробежно-пневматическая форсунка предназначена для работы в камерах сгорания наземных газотурбинных установок и реактивных двигателей. Центробежно-пневматическая форсунка содержит полый корпус воздушного канала с участком сужения, снабженный лопаточным завихрителем воздуха на входе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374561
Дата охранного документа: 27.11.2009
Showing 81-85 of 85 items.
29.08.2018
№218.016.814f

Способ полетной диагностики узлов турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков

Изобретение относится к способу полетной диагностики узлов турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) со смешением потоков. Для диагностики узлов измеряют определенным образом рабочие параметры двигателя на стационарном полетном режиме работы двигателя, измеряют параметры окружающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665142
Дата охранного документа: 28.08.2018
23.12.2018
№218.016.aa4a

Способ работы трехконтурного турбореактивного двигателя с форсажной камерой

Способ работы трехконтурного турбореактивного двигателя с форсажной камерой заключается в том, что сжатый воздух из регулируемого вентилятора разделяют на поток первого контура и поток второго контура. Для формирования потока третьего контура канал третьего контура подключают через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675637
Дата охранного документа: 21.12.2018
22.06.2019
№219.017.8eb2

Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем

Изобретение относится к авиадвигателестроению, касается регулирования в полете турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков. Способ характеризуется тем, что на стационарных и переходных режимах работы двигателя измеряют внешние рабочие параметры, по которым вычисляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692189
Дата охранного документа: 21.06.2019
27.01.2020
№220.017.fa3b

Способ управления противообледенительной системой турбореактивного двухконтурного двигателя

Изобретение относится к противообледенительным системам летательных аппаратов, в частности к способу управления противообледенительной системой турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД). Способ управления противообледенительной системой ТРДД заключается в том, что в полете при помощи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712103
Дата охранного документа: 24.01.2020
14.05.2023
№223.018.5537

Способ управления турбореактивным двигателем

Изобретение относится к способам управления в полете турбореактивным двигателем с форсажной камерой и регулируемым реактивным соплом. Способ управления турбореактивным двигателем с форсажной камерой и регулируемым реактивным соплом в составе силовой установки летательного аппарата заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002736403
Дата охранного документа: 16.11.2020
+ добавить свой РИД