Введение к работе
Актуальность гроблены, Повишеїше требования к надеаиости авиацио"ной техники обуславливает необходимость сооершеиствованпя методов диагностирования такой ответственной системы как силовая установка.
Одним из основных направления диагностирования авиационных ПД, позволяюиим существенно повысить их надежность, а такЕв безопасность и экономичность, является выявление дефектоз проточной части по штатно измеряемым термогазодинаняческим параметрам (давлениям, температурам, расходам рабочего тела, частотам врадення роторов и некоторым другим). При этоы используется известные алгоритмы параметрической диагностики технических объектов, связанные, как правило, с использования»! натеыатичоских моделей проточной части ГТД я реализованные в наземных и бортовых автоматизированных системах диагностирования С АСД ). Активному развитии этих систем в последнее десятилетие способствует значительный прогресс в развитии методов и средств вычислительной техники.
В настоящее врмя известно большое число подходов " и конкретных методов выявления дефектов проточной часта по териогазодинамическим параметрам, сформированных в работах А. М. Ахмедэянова, И. А. Биргера, Я. А. Геяьфандбейна, В. О, Боровика, С.3. Епяфанова, Н. И.Епишева, О.В.Кожевникова, Н.С. Кулика, Л.П.лоэицкого, А.П.Тунакова, В.Т.Шепеля, В.И.Ямпольского и другнх исследователей.
Для каждого из этих методов получение правильного решения в
той или иной мере осложнено особенностями исследуемых ГТД и их
математических моделей, а также значительным количеством принята
допущений, трудно поддавшихся количественному анализу. Поэтому
при повьлгении надежности ГТД на первый план выдвигается оадачи
выбора наилучшего метода диагностирования, подбора наиболее
приспособленной к нему модели ГТД, оптимальной реализации метода
для конкретных условий применения (тип двигателя, стадия его
жизненного цикла, схема и состав измерительной системи, наземное
или бортовое использования и др.) и оптимизации АСД в целом. Эти
проблем на данный момт? еае недостаточно проработал!»,,
отсутствует единый подход к определению эффективности различных -
методов выявления дефектов проточной части ПД ... с учетом (.
перечисленных выше условий применения, что свидетельствует об
актуальности выбранной тематики исследований. ,
Цель работы. Повышение надежности авиационных газотурбинных двигателей путем разработки и внедрения методики оптимизации алгоритмов диагностирования, системы измерений и системы диагностирования в целом по критериям достоверности принимаемых решений.
Научная новизна. В диссертации получены следуваие новые результаты, иыеюцие научное значение.
1. Разработана методика определения диагностнруемости
газотурбинных двигателей, а также сравнения и оптимизации
различных методов выявления дефектов. Эта методика основана на
предлохеиых показателях достоверности диагностирования.
-
Разработана методика формирования классификации состояний ГТД, в которой реализовал способ оптимального преобразования аналоговых Иоаїеряемих термогазодинамических параметров в дискретные.
-
Предложен способ совместного выявления дефектов проточной частк и отказов штатной системы изкерений териогазодинамических параметров ГТД.
А. Разработан оригинальный метод выявления дефектов проточной части с применением нелинейной математической модели d виде набора матриц коэффициентов влияния.
Практическая ценность. Разработанные в ходо ' выполнения диссертационной работы методы, алгоритмы и программное обеспечение представлягт практический интерес для авиадвигателестроительных КБ, организаций, разрабатывающих контрольно - измерительную аппаратуру, разработчиков бортовых и наземных . автоматизированных систем диагностирования к организаций, экешгуатирювдх ГТД, так как позволяют
- определг^ь приспособленность авиадвигателя к выявлению его
дефектов параметрическими методами а уточнить за счет этого
уровень надежности;
- разработать в сжатые сроки обладающую высокими
вычислительными свойствами процедуру расчета параметров
термогазод.ламического рабочего пролесса ГТД для ее использования
в качестве диагностической модели при имитации и выяв. чип
дефектов, а также для использования во многих других задачах
проектирования и отладки авиадвигателей;
выбрать состав и параметры точности системы измерений проточной части ГТД;
подобрать v. оптимальным образом настроить методы выявления дефектов проточной части и отказов измерительной системы;
дать ко.ткчестьенкуг) и качественнуо оценку достсверности
принимавши решений при выявлении дефектов.
На основа прикладных исследований по двигателям Д-435Т1, Д-18ТМ и ПС-93А выработаны Практические рекомендации по разрайот-К8 и совершенствование систем диагностирования этих двигателей.
Анализ почетных данных и результатов стендовых испытаний двигателей Д-36. Д-18Т и Д-с17 показал эффективность применения разработанных методов и программ для обработки опытных данных.
Реаяизз! ля работы на практике. Нелинейные поузлсые математические модели двухконтуркых турбореактивных двигателей внедрены в ЦНИИ АСУ ГА (г. Рига) и АО "Авкадьигатель" С г. Пермь) в наземной ароматизированной системе диагностирования двигателя ПС-GOA и ь ЗМКБ "Прогресс" при создании системы управления двигателей Д-435Т1 и Д-1ЭТН. Вариант классификации состояний ГТД для двигателя ПС-SOA использован в ЦНИИ АСУ ГА в системе выявления дефектов отого двигателя. Методика анализа достоверности выявления дефектов протечной части ГТД внедренна в АО "Авиадви'атель" и применена для исследований по двигателям ПС-90А, Д-436Т1, и Д-18ТМ. Метод диагностирования на основе байесовского подхода внедрен в АНТК "Антонов" и в институте программных систем АН Украины в составе программного комплекса для наземно? обработки результатов регистрации параметров ГТД.
НА защиту выносятся:
1) методика определения дкагяоетируемости ГТД и анализа
штатной сметены измерения теркогазодинамических параметров по'
вероятностным и детершшироьанныи показателям достоверности
диагностирования;
2) результати диагностического анализа современных и
перепекгивньа авиадвигателей Л-436Т1, Д-18ТК, ПС-90л, Д-ЗЄ, Д-18Т
и Д-27 по полетной, стендовой и i-одельной информации;
3? способ оценки собственных погрешностей методов выявления дефектов проточной "аети, результаты их сравнительного анализ^ ,
-
метод оптимизации классификации состояний ГТД;
-
метод определения информативности терчогазодннами«еских параметров, алгоритмы оптимизации гзмерительной системы;
-
способ и алгоритм преобразования аналоговых измеряемых параметров в дискретные, минимизируощий ощиОкй выявления состояний ГТД;
7) метод и алгоритм диагностирования по упрощенной
нелинейкой математической модели.
Апробация работы. Результаты работы обсулались и
положительно оценены на межотраслевой научно - технической конференции "Проблемы функциональной диагностики газотурбинных двигателей v. их элементов" С Москва - Харьков - Рыбачье, 1990 ), на 2 - й Всесовзной конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования" С г. Тамбов, 1991 ), на конференции "Актуальные проблемы прикладной математики" ( г. Саратов, 199! ), на межотраслевом научно - техническом семинаре "Новое в автоматизации испытаний авиадвигателей" С г. Уфа, 1991 ).
Публикации по теме диссертации. Материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах и изложены в 9 научно -технических отчетах, Ь из которых зарегистрированны в ВІГГИце:ітре, г. Москва и :, Укр&ЫНТИ, г. Киев Основные публикации приведены в конце реферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глейfзаключения,списка литературы и приложений. Работа изложена на сОЗ страницах машинописного текста, иллюстрироьана 38 рисунками и 13 таблицами. Список литературы включает 1о5 источников. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
