RU2327961C1 - Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете - Google Patents

Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете Download PDF

Info

Publication number
RU2327961C1
RU2327961C1 RU2006143614/28A RU2006143614A RU2327961C1 RU 2327961 C1 RU2327961 C1 RU 2327961C1 RU 2006143614/28 A RU2006143614/28 A RU 2006143614/28A RU 2006143614 A RU2006143614 A RU 2006143614A RU 2327961 C1 RU2327961 C1 RU 2327961C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
nozzle
engine
thrust
probes
Prior art date
Application number
RU2006143614/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Григорьевич Подколзин (RU)
Василий Григорьевич Подколзин
Игорь Михайлович Полунин (RU)
Игорь Михайлович Полунин
Владимир Викторович Попов (RU)
Владимир Викторович Попов
Анатолий Дмитриевич Кулаков (RU)
Анатолий Дмитриевич Кулаков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-методический центр "Норма" (ЗАО НМЦ "Норма")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Научно-методический центр "Норма" (ЗАО НМЦ "Норма") filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-методический центр "Норма" (ЗАО НМЦ "Норма")
Priority to RU2006143614/28A priority Critical patent/RU2327961C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2327961C1 publication Critical patent/RU2327961C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технической физике, а более конкретно к испытаниям реактивных авиационных двигателей, и может быть использовано в способах и устройствах для измерения тяги турбореактивных (ТРД) и турбореактивных двухконтурных (ТРДД) двигателей. Способ включает измерение полетных параметров и измерение усилия сопротивления двумя прямолинейными зондами с различными коэффициентами аэродинамического сопротивления, размещенными в газовом потоке сопла. При этом производят определение параметра, характеризующего отношение измеренных двумя зондами усилий, определение скоростного напора газового потока с использованием предварительно полученных зависимостей параметра от числа М и тяги сопла. Затем измеряют секундный массовый расход топлива, число оборотов ротора компрессора двигателя и температуру газа на срезе сопла и определяют параметры газового потока на срезе реактивного сопла. Далее определяют входной импульс и тягу двигателя. Технический результат заключается в возможности определения тяги двигателя на всех режимах в полете. 6 ил.

Description

Изобретение относится к технической физике, а более конкретно к испытаниям реактивных авиационных двигателей, и может быть использовано в способах и устройствах для измерения тяги турбореактивных (ТРД) и турбореактивных двухконтурных (ТРДД) двигателей для повышения их экономичности.
Уровень техники
Известен способ определения тяги ТРД, использующий способ измерения скоростного напора газового потока.
Способ включает измерение усилия сопротивления двумя зондами в виде прямолинейных стержней с различными коэффициентами аэродинамического сопротивления, размещенными в газовом потоке сопла, определение параметра, характеризующего отношение измеренных двумя зондами усилий, и определение скоростного напора газового потока с использованием предварительно полученной зависимости параметра от числа М или разницы коэффициентов аэродинамического сопротивления зондов с последующим определением тяги.
Способ предполагает использование устройства для измерения тяги двигателя, включающего два зонда, выполненных в виде жестко закрепленных на двигателе на срезе сопла прямолинейных стержней с различными по форме поперечными сечениями, снабженных силоизмерительными устройствами в виде калиброванных балок с тензорезисторами, связанными с входами блока определения тяги.
(См. патент Р.Ф. №2100788, C1, G01L 5/13, 1997 г.)
Недостатком известных способа и устройства является то, что современные ТРДД с большой степенью двухконтурности при работе на земле имеют скорость потока в сопле Wc значительно меньшую, чем при работе в полете при разреженной атмосфере. Это обстоятельство приводит к невозможности использования полученных на земле тарировочных зависимостей для определения тяги сопла в полете во всем диапазоне режимов работы двигателя. Кроме того, современные ТРД и ТРДД с умеренной степенью двухконтурности характеризуются наличием в тяге сопла статического члена, зависящего от статического давления газового потока в сопле, значительно отличающегося от давления наружного воздуха в полете, что не учитывается в известном устройстве и способе. Таким образом, способ и устройство по патенту №2100788 не обладают достаточной точностью определения тяги сопла ТРД и ТРДД во всем диапазоне режимов работы в полете. Определение необходимых тарировочных зависимостей на земле требует постройки специальных дорогостоящих стендов с изменяемой плотностью воздушной среды, что неприемлемо в силу значительных затрат.
Известен способ определения тяги сопла ГТД в полете, включающий измерение усилия сопротивления двумя прямолинейными зондами с различными коэффициентами аэродинамического сопротивления, размещенными в газовом потоке сопла, измерение усилия сопротивления производят в полете на зондах, отклоненных от перпендикуляра к направлению потока на заданный угол α, определяют параметр, коэффициенты сопротивления зондов и скоростной напор по зависимостям, полученным на земле с зондами, размещенными перпендикулярно направлению газового потока, а тягу определяют по полученному значению скоростного напора, увеличенному в 1 (cos α) раз. (См. патент Р.Ф. №2230302, C1, G01L 5/13, 2004 г.).
Кроме того, в зоне расположения зондов измеряют статическое давление потока, а тягу определяют с учетом статического компонента.
Недостатком известного способа и устройства является то, что по замеренной тяге сопла Rc невозможно оценить тягу двигателя R, так как не учитывается при этом входной импульс двигателя.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является разработка такого способа измерения реактивной тяги газотурбинного двигателя, который позволил бы определять тягу двигателя на всех режимах в полете.
Кроме того, способ должен быть простым в реализации, позволить сокращение времени на проведение испытаний двигателя.
Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что в способе определения тяги газотурбинного двигателя в полете, включающем измерение полетных параметров, измерение усилия сопротивления двумя прямолинейными зондами с различными коэффициентами аэродинамического сопротивления, размещенными в газовом потоке сопла, определение параметра, характеризующего отношение измеренных двумя зондами усилий, определение скоростного напора газового потока с использованием предварительно полученных зависимостей параметра от числа М и тяги сопла, измеряют секундный массовый расход топлива, число оборотов ротора компрессора двигателя и температуру газа на срезе сопла, определяют параметры газового потока на срезе реактивного сопла: Kc - показатель адиабаты газовой смеси, R - газовую постоянную газовой смеси по предварительно полученной зависимости от оборотов двигателя «n» на земле и значение критической скорости звука газового потока на срезе реактивного сопла - αкр, после чего определяют λс - газодинамическую функцию газового потока на срезе реактивного сопла, скорость газов на выходе сопла, коэффициент расхода сопла μс и расход газов через сопло, после чего определяют последовательно: невозвратный расход воздуха, отбираемого на самолетные нужды, - Gотб, входной импульс и тягу двигателя.
Выполнение способа в соответствии с изобретением позволяет проводить определение тяги реактивного двигателя с минимальными затратами.
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
Фиг.1 показывает зависимости коэффициентов сопротивления от скорости потока для жестких измерительных зондов, где кривые 1,2 представляют собой функции Сх=f(M) для зондов с прямоугольным и треугольным углом 30° при вершине поперечными сечениями соответственно.
Фиг.2 показывает зависимость отношения сопротивления жестких измерительных зондов от скорости потока, где кривая 3 - зависимость отношения коэффициента сопротивления прямоугольного в сечении зонда
Figure 00000001
к коэффициенту сопротивления треугольного в сечении зонда с углом при вершине 30° Сх3Δ от числа М газового потока на срезе реактивного сопла в виде функции
Figure 00000002
Фиг.3 показывает зависимость отношения приведенного расхода топлива к приведенному расходу воздуха, в виде кривой 4, характеризующей зависимость отношения приведенного расхода топлива GТ пр к приведенному расходу воздуха GВ пр через двигатель от приведенной частоты вращения двигателя nпр в виде функции
Figure 00000003
Фиг.4 показывает установку измерительного зонда на сопле двигателя.
Фиг.5 показывает фрагмент жесткого стержня измерительного зонда с установленными датчиками.
Фиг.6 показывает блок-схему цифрового регистратора-анализатора устройства.
Осуществление изобретения
Способ реализуется следующим образом.
При наземных испытаниях двигателя, тягу которого необходимо измерять, определяют зависимости:
- коэффициентов сопротивлений зондов прямоугольного и треугольного сечений
Figure 00000004
и Сх3Δ и их отношений от числа Мс газового потока на срезе реактивного сопла:
Figure 00000005
Figure 00000006
(фиг.1 и фиг.2.);
- отношения приведенного расхода топлива к приведенному расходу воздуха
Figure 00000007
(см. фиг.3)
где Gт пр - приведенный расход топлива,
Gв пр - приведенный расход воздуха,
nпр - приведенная частота вращения двигателя.
Из протоколов приемо-сдаточных испытаний систем кондиционирования воздуха и наддува отсеков самолета, в состав силовой установки которого входит рассматриваемый двигатель, определяют параметры массового расхода воздуха, отбираемого от компрессора двигателя, и их зависимость от режима полета - высоты полета (Нп) и режима работы двигателя - частоты вращения (nпр).
При предполетной подготовке измеряют:
- лобовые площади омываемых поверхностей измерительных зондов с различной формой поперечного сечения (установленных на срезе сопла двигателя): с прямоугольным сечением -
Figure 00000008
и с треугольным сечением F;
- площадь реактивного сопла двигателя Fc.
При полете на заданной высоте и скорости по команде «замер» (нажатие пилотом кнопки «замер») производят цикличное измерение тяги двигателя R по следующему алгоритму:
1 Измеряют и регистрируют следующие параметры:
- время начала цикла;
-
Figure 00000009
P - усилия, воспринимаемые жесткими зондами;
-
Figure 00000010
Т - температуры зондов по "n" контактным термопарам;
- ΔРс - перепад статических давлений на срезе сопла и окружающей среды
Figure 00000011
2. Бортовой системой контроля параметров самолета измеряют, регистрируют следующие параметры:
- Нп - высота полета;
- Wп - скорость полета;
- Рн - давление окружающей среды;
- nдв - частота вращения двигателя;
- Gт - массовый расход топлива через двигатель;
- Тв* - температура воздуха на входе в двигатель.
Длительность цикла Тц и дискретность измерений ΔТц в цикле задаются программой работы цифрового регистратора-анализатора при предполетной подготовке.
3. В каждом цикле по результатам "n" единичных измерений, где
Figure 00000012
определяют среднее значение параметров
Figure 00000013
где i - индекс номера измерения;
n - количество измерений в цикле.
4. По средним значениям усилий измерительных зондов -
P и
Figure 00000014
и зависимостям коэффициентов сопротивлений зондов прямоугольного и треугольного сечений
Figure 00000015
и Сx3Δ от числа Мс газового потока на срезе реактивного сопла
Figure 00000016
и Сx3Δ=F(Mc) (См. фиг.2)
определяют значения коэффициентов сопротивления зондов -
Figure 00000017
и Сх3Δ.
5. Далее определяют:
- кинетическое давление газа на срезе реактивного сопла ρVc2 по формуле
Figure 00000018
- динамическую составляющую тяги сопла - Yсд по формуле:
Figure 00000019
- по средним значениям перепада статических давлений на срезе реактивного сопла ΔР (ΔР=Рсн) - статическую составляющую тяги сопла Yc ст
Figure 00000020
; где
Figure 00000021
- и тягу сопла
Figure 00000022
6. Далее по средним значениям nдв и
Figure 00000023
* определяют приведенное значение частоты вращения двигателя по формуле
Figure 00000024
и по зависимости g=f(nпр) (фиг.3) определяют соответствующее значение g.
7. По среднему значению
Figure 00000025
определяют: [1]
- теплоемкость воздуха Срв по формуле
Срв=1,014915+0,001978[(Тс*+273)/1000]-0,505647[(Тс*+273)/1000]2+1,693876[(Тс*+273)/1000]3-1,147466[(Тс*+273)/1000]4 при Тс*<377°С или
Срв=1,124388-0,792043[(Тс*+273)/1000]+1,785985[(Тс*+273)/1000]2-1,317025[(Тс*+273)/1000]3+0,339787[(Тс*+273)/1000]4 при 377≤Тс*<1227°С
- теплоемкость продуктов сгорания nи по формуле
nи=0,253617+9,40760[(Тс*+273)/1000]-16,26321[(Тс*+273)/1000]2+14,81980[(Тс*+273)/1000]3-5,05377[(Тс*+273)/1000]4 при Тc*<377°С или
nи=1,768233+0,952294[(Тс*+273)/1000]+1,367748[(Тc*+273)/1000]2-1,373526[(Тc*+273)/1000]3+0,428613[(Тс*+273)/1000]4 при 377≤Тc*<1227°С
- по найденным значениям Срв, nи и g определяют
теплоемкость Ср и газовую постоянную R газового потока на срезе реактивного сопла по формулам
Figure 00000026
Figure 00000027
- по найденным значениям Ср и R определяют показатель адиабаты К газового потока на срезе реактивного сопла по формуле
Figure 00000028
а по среднему значению Тc* и расчетным значениям К и R определяют значение критической скорости звука газового потока на срезе реактивного сопла - αкр
Figure 00000029
- по значениям Мс (определено при определении Yc) и К определяют газодинамическую функцию λс=f(M и К) газового потока на срезе реактивного сопла и скорость истечения газа из сопла - Wcсαкр,
- по средним значениям ΔРc и Рн определяют:
- значения статического давления газа на срезе сопла Рc по формуле
Figure 00000030
- полного давления газа на срезе сопла Рc* по формуле
Figure 00000031
где П(λс)=f(M и К)
- располагаемую степень расширения газа в сопле Пс* по формуле
Figure 00000032
- по найденному значению Пс* определяют относительную величину коэффициента расхода сопла μс по формуле
Figure 00000033
- по найденным значениям Wc и μс определяют расход газа через сопло Gг по формуле
Figure 00000034
- по средним значениям nпр и Нп и зависимости Gотб=f(nпрп) определяют количество невозвратного расхода воздуха Gотб и расход воздуха через двигатель по формуле Gв=Gг-Gт+Gотб,
- по среднему значению скорости полета Wn определяется входной импульс Yвх по формуле
Figure 00000035
и тяга двигателя R по формуле R=Yc-Yвх,
- регистрируется время окончания цикла.
Далее цикл измерения тяги двигателя R повторяют до момента появления команды «конец замера» (нажатие пилотом кнопки «конец замера»).
Пример осуществления способа
Предварительно при земных испытаниях был получен массив изменения приведенных значений усилий, воспринимаемых зондами
Figure 00000036
и РΔ, тяги двигателя R от приведенных оборотов двигателя nпр.
По этим данным были получены расчетные зависимости отношения
Figure 00000037
где Mc - число М газового потока на срезе реактивного сопла (фиг.1) и коэффициентов сопротивления зондов
Figure 00000038
=f(Mс) и СхΔ=f(Mc) (фиг.2), а по дроссельной характеристике двигателя получена расчетная зависимость отношения приведенного расхода топлива Gт к приведенному расходу воздуха Gв от приведенных оборотов двигателя.
Figure 00000039
Применительно к полетным условиям имеем следующие исходные данные:
Условия полета: Н=11 км; Мп=0,8; αн=11=295 м/с;
Wп=236 м/с;
Рн=11=2306,1 кг/м2; Тн=216,5°К; g=9,80665 м/с2.
Параметры двигателя:
Rд=2755 кг; Gт=1860 кг/час; Gв отб=1,0 кг/с; Fc=0,847 м2; Gв=103,88 кг/с;
Пвх*=1,525; Твх*=244,4°К; nдв=4606 об/м.
Показания устройства:
ΔР=1522,38 кг/м2;
Figure 00000040
=F=0,00525 м2;
Figure 00000041
=22,982 кг; Р=19,664
1. По фиг.1 для отношения
Figure 00000042
Определяем Мс=1,00
2. По фиг.2 для Мс=1,00 определяем
Figure 00000043
СхзΔ=1,6.
3. Определяем pVc2 по формуле
Figure 00000044
4. Определяем динамическую составляющую тяги сопла
Yсд=ρVc2·Fc=4681,87·0,847=3965,54 кг.
5. Определяем статическую составляющую тяги сопла
Yс ст=ΔРс·Fc=1522,38·0,847=1289,45 кг
и тягу сопла
Yc=Yсд+Yc ст=3965,54+1289,45=5254,99 кг.
6. Определяем
Figure 00000045
и по фиг.3 значение g=0,00556.
7. Определяем:
- теплоемкость воздуха
Срв=1,014915+0,001978(449/1000)-0,505647(449/1000)2+1,693876·(449/1000)3-1,147466(449/1000)4=1,020556 кДж/кг.град,
- теплоемкость продуктов сгорания
nи=0,253617+9,40760(449/1000)-16,26321(449/1000)2+14,81980·(449/1000)3-5,05377(449/1000)4=2,335047 кДж/кг.град,
- теплоемкость газа
Figure 00000046
- газовую постоянную
Figure 00000047
- показатель адиабаты
Figure 00000048
8. Определяем критическую скорость звука на срезе сопла
Figure 00000049
9. Определяем скорость истечения газов из сопла
Wссαкр=1,0000·387,138=387,138 м/с, где λс=1,00
при Мс=1,00 и К=1,3877
10. Определяем статическое давление газа в сопле
Рс=ΔРс+Pн=1522,38+2306,1+3828,48 кг/м2.
11. Определяем полное давление газа в сопле
Figure 00000050
где П(λс)=0,5304 при К=1,3877, λс=1,00.
12. Определяем
Figure 00000051
13. Определяем
Figure 00000052
14. Определяем расход газа через сопло
Figure 00000053
15. Определяем расход воздуха через двигатель
Gв=Gг-Gт'+Gотб=103,89-0,517+1,0=104,373 кг/с,
где Gт' - секундный расход топлива Gт/3600=1860/3600=0,517 кг/с.
16. Определяем входной импульс
Figure 00000054
17. Определяем тягу двигателя
R=Yс-Yвх=5254,99-2511,76=2743,23 кг.
18. Погрешность определения тяги
Figure 00000055
19. Определение погрешности вычисления тяги R по земным и полетным зависимостям
g=f(nпр)
- определяем полетное значение
Figure 00000056
где Gв п=Gв-Gотб=103,88-1,0=102,88 кг/с,
- определяем теплоемкость газа при Ср=1,020556 кДж/кг.град.
nи=2,335047 кДж/кг.град, gn=0,00502, Тс=449°К
Figure 00000057
- определяем газовую постоянную при gn=0,00502
Figure 00000058
- определяем показатель адиабаты К
Figure 00000059
- определяем критическую скорость звука
Figure 00000060
- определяем скорость истечения газа из сопла
Wcсαкр=1,00·387,149=387,149 м/с
- определяем полное давление газа в сопле
Figure 00000061
где П(λс)=0,53037 при К=1,38804, λс=1,00
- определяем
Figure 00000062
- определяем
Figure 00000063
- определяем расход газа через сопло
Figure 00000064
- определяем расход воздуха через сопло
Gв=103,9-0,517+1,0=104,383 кг/с
- определяем входной импульс
Figure 00000065
- определяем тягу двигателя
R=5254,99-2512=2742,99 кг,
- погрешность определения тяги
Figure 00000066
Устройство для измерения тяги реактивного двигателя, реализующее вышеприведенный способ, включает:
- размещенные в области среза сопла по меньшей мере два измерительных зонда в виде прямолинейных стержней, жестко закрепленных одним концом на конструкции сопла с помощью кронштейна и несущих силоизмерительные устройства;
- два датчика избыточного статического давления газового потока сопла;
- цифровой регистратор-анализатор.
Каждый из измерительных зондов выполнен в виде (фиг.4): прямолинейного стержня 6, 7, закрепленного на сопле 5 двигателя с помощью кронштейна 10, 11, установленного на наружной поверхности сопла.
На фиг.4, 5 позиции, относящиеся к измерительному зонду прямоугольного сечения, обозначаются первыми номерами, а относящиеся к измерительному зонду треугольного сечения вторыми номерами.
Стержень 6, 7 выполнен переставляемым в узле крепления к кронштейну 10, 11 для обеспечения его поворота в вертикальной плоскости на заданный угол α. Крепление стержня 6, 7 выполнено с помощью шлицевого валика 8, 9, размещенного в проушинах кронштейна 10, 11, снабженных шлицевыми отверстиями.
Сам стержень 6, 7 выполнен на конце также с шлицевым отверстием и закреплен на валике 8, 9 с помощью винта (на черт. не показано).
Стержень 6, 7 на закрепленном конце несет силоизмерительное устройство в виде первой и второй калиброванной балки 12, 13, снабженной тензорезисторными элементами, связанными с устройством измерения (на черт. не показано).
Стержень 6, 7 выполняется с определенным поперечным сечением. При этом первый и второй зонды должны иметь разные по форме поперечные сечения для получения различных коэффициентов аэродинамического сопротивления и могут быть выполнены, например, с сечениями прямоугольной и треугольной формы.
Конструктивные размеры стержней 6, 7 определяются из условия максимального диаметрального (радиального) перекрытия выходного сечения двигателя. При этом зонды устанавливаются попарно вблизи измеряемой зоны, но на некотором расстоянии друг от друга, исключающем их взаимное влияние друг на друга.
Сами стержни выполняются обычно из тугоплавких металлов, например, жаростойких стальных сплавов.
Каждый измерительный зонд снабжен первым и вторым датчиками избыточного статического давления газового потока сопла, включающими корпус с приемной камерой и тензорезисторным устройством измерения давления и приемник статического давления, связанный с приемной камерой импульсным трубопроводом. При этом корпус датчика 14, 15 (Фиг.4) и приемник статического давления 16, 17 установлены на сопле двигателя в области установки измерительных зондов: корпус снаружи сопла, а приемник - в сопле с помощью удлинительной пластины 18, 19.
Установленные кронштейн 10, 11 и корпус датчика 14, 15 закрываются съемным обтекателем 20, 21.
Стержень 6, 7 конструктивно выполнен из двух частей (фиг.5): собственно прямолинейного стержня 6, 7 и защитного кожуха 22, 23. На тыльную прямоугольную поверхность стержня 7 «зачеканиваются» чувствительные элементы первой и второй группы контактных термопар 24, 25, количество и расположение которых зависят от конструктивных особенностей двигателя (степени двухконтурности - m, выходных площадей контуров F1 и F2, конструкции камеры смешения). Проводники термопар 26, 27 в горячей зоне (Т°к>523) помещаются в защитную оболочку 28, 29 с керамическим порошком и фиксируются на поверхности с помощью термостойких клеевых составов. Элементы контактных термопар 24, 26, 28 (25, 27, 29) дополнительно защищены от механического воздействия газового потока кожухом 22, 23, который крепится к стержню 6, 7 с помощью винтов 30, 31 и резьбовых отверстий 32, 33.
Цифровой регистратор-анализатор 32 (фиг.6) реализован на базе серийно выпускаемых измерительно-вычислительных средств и представляет собой портативную ЭВМ (Notebook) 33 с крейтом 34, в котором размещены измерительные модули 35-37 и контроллер 38, соединяемый с Notebook 33 посредством цифрового интерфейса 39. Аналоговые входы измерительного модуля 35 связаны с выходами 1-й и 2-й калиброванных балок 12,13, аналоговые входы измерительного модуля 36 связаны с выходами 1-го и 2-го датчиков измерения перепада давления 14, 15, а аналоговые входы измерительного модуля 37 связаны с выходами 1-й и 2-й группы контактных термопар 24, 25. Цифровые входы-выходы измерительных модулей 35-37 связаны с цифровым входом-выходом контроллера 38.
Notebook 33 имеет порт 40 приема-передачи цифровой информации от бортовой ЭВМ 44 и порт 41 приема дискретной информации о режимах работы: «начало цикла» (кнопка «замер» 42) и «конец цикла» (кнопка «конец замера» 43).
От бортовой ЭВМ поступает информация о текущих значениях следующих параметров: массового расхода топлива через двигатель, частоты вращения двигателя, температуры воздуха на входе в двигатель, скорости, высоты полета, давлении окружающей среды. Информация о данных параметрах поступает в бортовую ЭВМ от бортовых систем контроля параметров движения самолета и работы силовой установки.
Работа цифрового регистратора-анализатора происходит следующим образом.
Перед полетом производится его прогрев под напряжением U - питания и тестовые проверки работоспособности его устройств 35-38, датчиков 14, 15, термопар 24, 25 и калиброванных балок 12, 13. С пульта портативной ЭВМ 33 устанавливаются параметры работы измерительных модулей 35-37 (коэффициенты усиления, коэффициенты аппроксимации, время и дискретность измерения и т.п.). Измеряемые параметры воздействуют на датчики 14, 15, термопары 24, 25 и калиброванные балки 12, 13, в которых физические величины параметров преобразуются в электрические сигналы, которые подаются на аналоговые входы измерительных модулей 35-37. В измерительных модулях 35-37 программируемые усилители (на схеме не показаны) нормализуют эти сигналы до уровня 5÷10 В, которые далее преобразуются АЦП (на схеме не показаны) в цифровой код. Цифровая информация с цифровых входов-выходов, измерительных модулей 35-37 собирается и одновременно обрабатывается контроллером 38 и далее по цифровому интерфейсу 39 передается управляющему компьютеру Notebook 33.
По внешней команде «замер» управляющий компьютер 33 инициирует прием информации от бортовой ЭВМ 44, производит обработку поступающей информации с одновременной регистрацией на магнитный носитель и ее отображением на мониторе в виде физических значений измеряемых и вычисляемых параметров.
Окончание цикла измерений происходит по внешней команде «конец замера».
В состав цифрового регистратора-анализатора 32 входит штатное программное обеспечение, позволяющее проводить полный цикл измерительных преобразований: параметр (электрическая величина) - цифровой код - параметр (физическая величина) и необходимые математические операции с ними.
Выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет определить реактивную тягу двигателя в полете по величине тяги реактивного сопла с достаточной для практики точностью. При этом не требуется препарирование конструкции дополнительными многоточечными датчиками для определения параметров потока на входе в двигатель. Все это приводит к сокращению сроков испытаний, уменьшению их себестоимости.
Объективная информация о значении тяги двигателя позволяет выполнять полетное задание на наиболее экономически выгодных режимах работы двигателя.
Литература
[1] Литвинов Ю.А., Боровик В.О. «Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей». - М.: Машиностроение, 1979, 287 с.

Claims (1)

  1. Способ определения тяги газотурбинного двигателя в полете, включающий измерение полетных параметров, измерение усилия сопротивления двумя прямолинейными зондами с различными коэффициентами аэродинамического сопротивления, размещенными в газовом потоке сопла, определение параметра, характеризующего отношение измеренных двумя зондами усилий, определение скоростного напора газового потока с использованием предварительно полученных зависимостей параметра от числа М и тяги сопла, отличающийся тем, что измеряют секундный массовый расход топлива, число оборотов ротора компрессора двигателя и температуру газа на срезе сопла, определяют параметры газового потока на срезе реактивного сопла: Кс - показатель адиабаты газовой смеси, R - газовую постоянную газовой смеси по предварительно полученной зависимости от оборотов двигателя n на земле, и значение критической скорости звука газового потока на срезе реактивного сопла αкр, после чего определяют λc - газодинамическую функцию газового потока на срезе реактивного сопла, скорость газов на выходе сопла, коэффициент расхода сопла μс и расход газов через сопло, после чего определяют последовательно: невозвратный расход воздуха, отбираемого на самолетные нужды, Gотб, входной импульс и тягу двигателя.
RU2006143614/28A 2006-12-11 2006-12-11 Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете RU2327961C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006143614/28A RU2327961C1 (ru) 2006-12-11 2006-12-11 Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006143614/28A RU2327961C1 (ru) 2006-12-11 2006-12-11 Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327961C1 true RU2327961C1 (ru) 2008-06-27

Family

ID=39680170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006143614/28A RU2327961C1 (ru) 2006-12-11 2006-12-11 Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327961C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596413C1 (ru) * 2015-03-25 2016-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ определения тяги в полете турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
RU2649715C1 (ru) * 2016-12-06 2018-04-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ полетной диагностики авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
RU2706526C1 (ru) * 2019-04-19 2019-11-19 Алексей Васильевич Егоров Динамический метод контроля тяги двигателей летательного аппарата в полете

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596413C1 (ru) * 2015-03-25 2016-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ определения тяги в полете турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
RU2649715C1 (ru) * 2016-12-06 2018-04-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ полетной диагностики авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
RU2706526C1 (ru) * 2019-04-19 2019-11-19 Алексей Васильевич Егоров Динамический метод контроля тяги двигателей летательного аппарата в полете

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Von Moll et al. A review of exhaust gas temperature sensing techniques for modern turbine engine controls
US11067461B2 (en) Assembly and method for on-wing thrust measurement of aircraft engines
RU2327961C1 (ru) Способ измерения тяги газотурбинного двигателя в полете
EP0691631B1 (en) Steady state sensor
Greska et al. A near-field study of high temperature supersonic jets
US3837220A (en) Determination of gross thrust-related parameters
Mersinligil et al. High-temperature high-frequency turbine exit flow field measurements in a military engine with a cooled unsteady total pressure probe
RU2230302C1 (ru) Способ определения тяги сопла газотурбинного двигателя в полёте и устройство для его осуществления
Desrochers et al. A ground test rocket thrust measurement system
Mani et al. Experimental investigation of blunt cone model at hypersonic Mach number 7.25
RU2100788C1 (ru) Способ измерения скоростного напора газового потока и устройство для измерения тяги реактивного двигателя
Saiprakash et al. Effects of angle of attack and bluntness on heating rate distribution of blunt models at hypersonic speeds
US3543574A (en) Methods and apparatus for detecting variations in gross momentum thrusts
Kurtenbach et al. Flight evaluation of a simplified gross thrust calculation technique using an F100 turbofan engine in an F-15 airplane
ChandraKishore et al. Aerodynamic load measurements at hypersonic speeds using internally mounted fiber-optic balance system
Poti et al. Verification of compressor data accuracy by uncertainty analysis and testing methods
HILLJE et al. The Ascent Air Data System for the Space Shuttle
Bonham The development of accurate stagnation temperature probes for gas turbine applications
Dunbar et al. Experimental Investigation of Direct Control of Diffuser Pressure on 16-Inch Ram-Jet Engine
Varshneya et al. Fiber optic speed sensor for advanced gas turbine engine control
Gillespie et al. Thrust Measurements using Acoustic Sensing on a Turbofan Engine Exhaust Plume
Ferrari Experimental characterization of the stable operating range of a highly-loaded low-pressure compressor stage
Murakami et al. High Accuracy Total Temperature Measurements in a Turbine Powered Simulator Unit
Schmidt et al. Determination of Surge and Stall Limits of an Axial-flow Turbojet Engine for Control Applications
Abdelwahab et al. Measurement Uncertainty for the Uniform Engine Testing Program Conducted at NASA Lewis Research Center

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181212