×
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 151-160 of 205 items.
10.04.2019
№219.017.0486

Присадка для повышения термоокислительной стабильности углеводородного реактивного топлива и реактивное топливо

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии. Присадка для повышения термоокислительной стабильности углеводородного реактивного топлива на основе прямогонного керосинового дистиллята содержит 2,2-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол), масляный раствор алкенилсукцинимида и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372382
Дата охранного документа: 10.11.2009
10.04.2019
№219.017.04f9

Способ определения параметров течения в компрессоре и устройство для его осуществления

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам определения динамики изменения газодинамических параметров потока в компрессоре в заданных областях течения потока, и может быть использовано при их испытании. Достигнутым результатом является повышение точности и информативности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002309390
Дата охранного документа: 27.10.2007
10.04.2019
№219.017.053d

Биротативный винтовентилятор

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам авиационных газотурбинных двигателей. Биротативный винтовентилятор состоит из расположенных друг за другом первого рабочего колеса и второго рабочего колеса с лопатками, имеющими возможность поворачиваться в дисках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367823
Дата охранного документа: 20.09.2009
10.04.2019
№219.017.08e2

Способ определения прочностных свойств теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления

Изобретение относится к лабораторной испытательной технике для определения прочностных свойств теплозащитных покрытий (ТЗП), применяемых в нагруженных деталях машин, преимущественно в авиакосмической технике. Техническим результатом является увеличение функциональной возможности имитации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002430351
Дата охранного документа: 27.09.2011
20.04.2019
№219.017.35e7

Способ определения циклической долговечности вращающейся детали

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам определения ресурса вращающихся деталей. Сущность: проводят расчеты напряженно-деформированного состояния и циклической долговечности при типовом цикле работы вращающейся детали с учетом ее конструктивных особенностей, создающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685438
Дата охранного документа: 18.04.2019
01.05.2019
№219.017.47ca

Плоское выходное устройство трехконтурного газотурбинного двигателя изменяемого цикла

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям плоских многофункциональных выходных устройств для трехконтурного газотурбинного двигателя изменяемого цикла. Плоское выходное устройство трехконтурного газотурбинного двигателя изменяемого цикла содержит корпус основного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686535
Дата охранного документа: 29.04.2019
09.05.2019
№219.017.4d73

Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины

Изобретение предназначено для использования в энергомашиностроении. Изобретение относится к энергомашиностроению и может найти широкое применение при прочностной и аэродинамической доводке осевых турбин и компрессоров, а также при создании систем диагностики турбомашин в авиации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374615
Дата охранного документа: 27.11.2009
09.05.2019
№219.017.505c

Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей и способ его функционирования (варианты)

Изобретение относится к области испытаний турбореактивных двигателей на стенде в условиях, близких к полетным. Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей содержит термостатическую и эксгаустерную установки, термобарокамеру с размещенным внутри нее испытуемым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002467302
Дата охранного документа: 20.11.2012
09.05.2019
№219.017.509c

Камера сгорания непрерывного действия

Камера сгорания непрерывного действия содержит жаровую трубу кольцевой формы и ограничивающий ее перфорированный наружный экран, размещенные соосно в кольцевом корпусе. Экран выполнен с кольцевыми передней, наружной и внутренней стенками, образующими кольцевую полость. Перфорация экрана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002461780
Дата охранного документа: 20.09.2012
18.05.2019
№219.017.55f9

Способ и устройство для инициации свч-разряда и генерации высокотемпературной струи плазмы (варианты)

Изобретение относится к авиационному и энергетическому двигателестроению и химическому машиностроению. Способ для инициации СВЧ-разряда и генерации высокотемпературной струи плазмы заключается в том, что в газовой среде в электромагнитном поле СВЧ-излучения между цилиндрическими коаксиальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002342811
Дата охранного документа: 27.12.2008
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