Оценка технического состояния проточной части авиационного ГТД по параметрам рабочего процесса на основе статистической классификации

• Автор: Абдуллин, Булат Ринатович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СЕРИЙНЫХ АВИАЦИОННЫХ ГТД НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

1.1. Контроль параметров рабочего процесса двигателей в эксплуатации

1.2. Изменение параметров рабочего процесса двигателя при постановке на самолёт

1.3. Использование многомерных вероятностно-статистических моделей серийных двигателей на различных стадиях жизненного цикла

1.4. Использование САЬБ-технологий в серийном производстве авиационной техники

Выводы по главе

Цель работы и решаемые в диссертации задачи

ГЛАВА 2. МНОГОМЕРНАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

ПО ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ СЕРИИ АВИАЦИОННЫХ ГТД

2.1. Понятие многомерной статистической модели качества по параметрам рабочего процесса
2.2. Объекты исследования и особенности измерений параметров рабочего процесса в эксплуатации
2.3. Методики обработки параметров
2.3.1. Исключение грубых погрешностей
2.3.2. Приведение и отнесение параметров рабочего процесса
2.3.3. Статистическое сглаживание параметров рабочего процесса
2.3.4. Определение режима работы двигателя в полёте
2.3.4.1. Методика определения температуры воздуха на входе в двигатель по полётным данным (при наличии линии скольжения только по данным стендовых испытаний)
2.3.4.2, Методика определения температуры воздуха на входе в двигатель по полётным данным (при наличии линии скольжения, полученной по данным лётных испытаний)
2.3.5. Выделение установившегося режима (по полётной информации)
2.4. Двумерные статистические модели исследуемых двигателей в
различных состояниях
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1. Влияние постановки двигателя на самолёт на параметры рабочего процесса.'
3.1.1. Самолет СУ-25 с боковыми дозвуковыми воздухозаборниками
3.1.2. Самолёт МиГ-21бис с осесимметричным сверхзвуковым воздухозаборником
3.1.3. Самолёты МиГ-27Д, МиГ-27М, МиГ-27К с плоскими боковыми сверхзвуковыми воздухозаборниками
3.2. Влияние восстановительного ремонта
3.2.1. Влияние «перефорсирования» тяги на параметры рабочего процесса двигателя
3.2.2. Оценка степени невосстанавливаемого ремонтом ухудшения проточной части двигателя
3.2.3. Оценка изменения параметров рабочего процесса двигателя после нескольких ремонтов
3.3. Влияние промывки проточной части двигателя
3.4. Влияние наработки в эксплуатации
3.4.1. Изменение параметров двигателя по наработке в процессе длительных стендовых испытаний
3.4.2. Изменение параметров двигателя при длительной эксплуатации на самолёте
Выводы по главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУМЕРНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ
ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА, ОТРАЖАЮЩИХ РАЗЛИЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ СЕРИЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
4.1. Анализ возможностей и выбор программного комплекса для моделирования
4.1.1. Расчёт двигателя Р25-300 в различных программных комплексах
4.2. Математическая модель двигателя Р95Ш, отображающая
среднестатистический двигатель в стендовых условиях

4.3. Выбор метода статистических испытаний (метод Монте-Карло) и критериев оценки результатов моделирования двумерных распределений
4.4. Моделирование двумерных распределений параметров рабочего процесса, отражающих серию новых двигателей в условиях стенда
4.5. Моделирование двумерных распределений параметров рабочего процесса, отражающих серию двигателей в условиях JIA
4.5.1. Моделирование двумерных распределений параметров рабочего процесса, отражающих серию новых двигателей после установки
наЛА
4.5.2. Моделирование двумерных распределений параметров рабочего процесса, отражающих серию ремонтных двигателей после
установки на JIA
4.6. Использование многомерной статистической модели для классификации проточных частей серийных двигателей
4.7. Алгоритм и критерии оценки состояния проточной части двигателя
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Объём и содержание экспериментальной информации по
данным испытаний двигателей в различных состояниях
Приложение Б. Статистическая проверка гипотез
Приложение В. Распределения площадей тракта и суммарного
адиабатического КПД компрессора в секторах (2-4)
эллипса рассеивания
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для построения адекватных статистических моделей серии двигателей необходимо выполнение следующих условий:
• наличие параметров, которые достаточно полно отражают техническое состояние двигателя;
• погрешность измерения этих параметров должна быть минимальна;
• возможность замера подобных параметров должна быть обеспечена как на различных режимах работы двигателя, так и при различных эксплуатационных состояниях.
В действительности обеспечить все три вышеперечисленных условиях практически не удаётся. В основном это связано с уровнем контролепригодности двигателя. Если в стендовых условиях количество измеряемых параметров, позволяющих наиболее полно оценить техническое состояние двигателя, и точность их замера удаётся обеспечить в достаточной степени, то при установке двигателя на самолёт даже при наземной гонке число замеряемых параметров может снижаться в разы, точность измерения также существенно понижается. В условиях полёта ситуация не становится лучше. При наличии замера тех же параметров, что и при наземной гонке, бортовые устройства регистрируют параметры с большей погрешностью.
Помимо погрешности измерений параметров рабочего процесса, которые различаются в разных состояниях эксплуатации, на адекватность статистической модели оказывают влияние атмосферные условия (температура, давление, влажность), которые изменяются в широком диапазоне особенно в условиях полёта, меньше на открытых стендах или при наземной гонке; задымлённость или запылённость атмосферы; неравномерности полей давления и температуры на входе в двигатель (преимущественно в полёте); углы атаки и скольжения летательного аппарата; отборы воздуха и мощности; погрешности регуляторов поддержания режима; разная степень прогретости двигателя.
Таким образом, ввиду указанных причин, вполне предсказуема трансформация статистической модели в зависимости от изменения состояния эксплуатации двигателя. Следовательно, каждому состоянию эксплуатации должна соответствовать своя собственная статистическая модель для более эффективного контроля его технического состояния.
2.2. Объекты исследования и особенности измерений параметров рабочего процесса в эксплуатации
Объектами исследования являются авиационные ГТД двух типов:
• одноконтурные ТРД(Ф) второго поколения: Р13-300, Р25-300, Р95Ш,