RU2503940C1 - Method of determination of gas turbine intake area stability margin - Google Patents
Method of determination of gas turbine intake area stability margin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503940C1 RU2503940C1 RU2012138121/06A RU2012138121A RU2503940C1 RU 2503940 C1 RU2503940 C1 RU 2503940C1 RU 2012138121/06 A RU2012138121/06 A RU 2012138121/06A RU 2012138121 A RU2012138121 A RU 2012138121A RU 2503940 C1 RU2503940 C1 RU 2503940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechanization
- values
- critical
- standard deviations
- input device
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации, а именно к входным устройствам силовых установок летательных аппаратов.The invention relates to aviation, namely to the input devices of the power plants of aircraft.
Входное устройство газотурбинного двигателя (ГТД) - часть газотурбинной силовой установки, включающая воздухозаборник, средства его регулирования, защитные устройства. Воздухозаборник - устройство для забора атмосферного воздуха и подвода его к ГТД [1. Государственный стандарт Союза СССР Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения. Гост 23851-79. Москва, 1980, с.6].The inlet device of a gas turbine engine (GTE) is part of a gas turbine power plant, including an air intake, means for regulating it, and protective devices. Air intake - a device for intake of atmospheric air and its supply to the gas turbine engine [1. State standard of the USSR Union Aviation gas turbine engines. Terms and Definitions. GOST 23851-79. Moscow, 1980, p.6].
Обеспечение устойчивой работы является важнейшим требованием, предъявляемому к входному устройству, так как связано с условиями надежной работы силовой установки и безопасности полетов. Поэтому в эксплуатации недопустима работа на режимах, где рабочая точка на характеристике входного устройства располагается вблизи границы устойчивости, т.е. где запас устойчивости мал и течение воздуха становится неустойчивым. Неустойчивость течения воздуха во входном устройстве, проявляющаяся в виде низкочастотных колебаний с большой амплитудой, получила название «помпаж воздухозаборника».Ensuring stable operation is the most important requirement for the input device, as it is associated with the conditions of reliable operation of the power plant and flight safety. Therefore, operation is not permissible in modes where the operating point on the characteristic of the input device is located near the stability boundary, i.e. where the stability margin is small and the air flow becomes unstable. The instability of the air flow in the input device, which manifests itself in the form of low-frequency oscillations with a large amplitude, is called "surge in air intake."
Известен способ получения характеристик воздухозаборника входного устройства расчетным путем. Он заключается в составлении для конкретной конструкции входного устройства системы дифференциальных уравнений Навье-Стокса, которые описывают нестационарное, пространственное движение вязкого газа, и решении этой системы уравнений. Из-за сложности протекающих процессов точность расчетных характеристик недостаточно высока, особенно в части определения границы устойчивых режимов, где для определения запасов устойчивости требуется описание процессов отрыва пограничного слоя при взаимодействии его со скачками уплотнения, что является его недостатком. [2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969, стр.307-322, 432-433].A known method of obtaining the characteristics of the air intake of the input device by calculation. It consists in compiling for a specific input device design a system of Navier-Stokes differential equations that describe the unsteady spatial motion of a viscous gas, and solving this system of equations. Due to the complexity of the processes, the accuracy of the calculated characteristics is not high enough, especially in terms of determining the boundary of stable regimes, where the determination of stability margins requires a description of the processes of separation of the boundary layer when it interacts with shock waves, which is its drawback. [2. Abramovich G.N. Applied gas dynamics. M .: Nauka, 1969, pp. 307-322, 432-433].
Известен также способ определения запаса устойчивости входного устройства по расходу воздуха. Запас устойчивости ∆Ку.вх по расходу воздуха, как описано в [3. Нечаев Ю.Н., Федоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей. Часть 1. - М.: Машиностроение, 1977, стр.292-293] определяется при каждом числе М полета по соотношению значений коэффициента сохранения полного давления σвх и коэффициента расхода φ в рабочей точке и на границе устойчивостиThere is also a method of determining the margin of stability of the input device for air flow. Safety margin ∆К у.Вх on air flow, as described in [3. Nechaev Yu.N., Fedorov PM Theory of aircraft gas turbine engines.
где индексом «г» обозначены параметры на границе устойчивых режимов работы входного устройства.where the index "g" indicates the parameters on the border of the stable operating modes of the input device.
Здесь коэффициент сохранения полного давления σвх оценивает газодинамические потери входного устройства и представляет собой отношение полного давления за входным устройством (на входе в двигатель) 
Коэффициент расхода определяется как отношение действительного расхода воздуха через входное устройство Gв к максимально возможному Gв.max при каждом заданном числе М полетаThe flow coefficient is defined as the ratio of the actual air flow through the input device G in to the maximum possible Gв.max for each given number M of flight
Недостатком этого способа является необходимость измерения расхода воздуха, что в условиях летных испытаний вызывает значительные трудности.The disadvantage of this method is the need to measure air flow, which in flight tests causes significant difficulties.
Известны способы оценки запаса устойчивой работы ∆L входного устройства по значению хода органа механизации (например, панели, створки, конуса) воздухозаборника [3. Стр. 302-303]. В этих способах учитывается, что регулирование сверхзвуковых воздухозаборников осуществляется автоматической системой по зависимостям (программам), в которых величина перемещения органа механизации Lпрог, называемая программным положением, является функцией приведенной частоты вращения ротора двигателя Nпр. На фиг.1 показана типичная для сверхзвуковых воздухозаборников программа регулирования (так называется средняя линия на фиг.1). Здесь же показано расположение границ «зуда» и помпажа воздухозаборника. «Зуд» входного устройства - высокочастотные колебания воздушного потока в воздухозаборнике от нескольких десятков до нескольких сотен герц и с амплитудой, много меньшей, чем при помпажных колебаниях. Зуд менее опасен, чем помпаж, и может допускаться в эксплуатации на некоторых режимах в целях повышения запаса устойчивости воздухозаборника по помпажу.Known methods for assessing the margin of stable operation ∆L of the input device by the value of the stroke of the mechanization body (eg, panel, sash, cone) of the air intake [3. Page 302-303]. These methods take into account that the regulation of supersonic air intakes is carried out by an automatic system according to dependencies (programs) in which the displacement of the mechanization body L prog , called the program position, is a function of the reduced rotor speed of the motor N pr Figure 1 shows a typical control program for supersonic air intakes (the so-called middle line in figure 1). It also shows the location of the boundaries of the "itch" and surge in the air intake. The "itch" of the input device is the high-frequency fluctuations of the air flow in the air intake from several tens to several hundred hertz and with an amplitude much less than with surge fluctuations. Itching is less dangerous than surge, and may be allowed to operate in some modes in order to increase the margin of stability of the air inlet for surging.
Как видно, отклонение органа механизации от программы регулирования может приводить к изменению располагаемого запаса устойчивой работы воздухозаборника и приближать к границе помпажа. Программа регулирования предварительно выбирается на основе испытаний модели воздухозаборника в аэродинамических трубах. Одной из задач летных испытаниях силовой установки является определение границ помпажа с целью определения оптимальных положений регулируемых органов механизации воздухозаборника и уточнения программ регулирования с достаточными запасами устойчивости. При таком подходе запас устойчивости ∆L, определяют как удаление задаваемого программой (расчетного программного) положения органа механизации Lпрог от положения органа механизации на границе помпажа Lпомп:As can be seen, the deviation of the mechanization body from the control program can lead to a change in the available stock of stable operation of the air intake and bring it closer to the surge border. The control program is pre-selected based on tests of the model of the air intake in wind tunnels. One of the tasks of flight tests of a power plant is to determine the boundaries of surging in order to determine the optimal positions of the regulated bodies of mechanization of the air intake and to clarify control programs with sufficient stability margins. In this approach, the stability margin ΔL, determined as specified by deletion program (calculation software) position mechanization organ L progressive mechanization of the body position to the surging boundary L pumps:
∆L=Lпрог-Lпомп.∆L = L prog -L pump
Наиболее близким к изобретению является способ оценки запаса устойчивой работы входного устройства для определения границы помпажа воздухозаборника, учитывающий ход органа механизации и описанный в [4. Летные испытания специальных устройств и систем силовых установок самолетов и вертолетов. Под ред. Г.П. Долголенко, М.: Машиностроение, 1984, стр.13-15]. В этом способе при постоянном значении приведенной частоты вращения ротора двигателя Nпр определяют (вычисляют) значение программного положения органа механизации воздухозаборника, с помощью ручного управления перемещают орган механизации воздухозаборника до возникновения характерных шумов и тряски конструкции, т.е. до помпажа воздухозаборника, и в процессе перемещения с некоторым интервалом времени регистрируют фактическое значение положения органа механизации. При этом панели воздухозаборника и конус перемещаются в направлении, соответствующем увеличению площади горла воздухозаборника, створка перепуска - в сторону ее закрытия, управляемая обечайка - в сторону уменьшения угла поднутрения. При достижении помпажа отмечают фактическое положение органа механизации воздухозаборника в этот момент. Запас устойчивости ∆L вычисляют как разницу между программным значением положения панели Lпрог при данном Nпр и значением фактического положения панели Lфакт помп, при котором при данном Nпр достигнут помпаж воздухозаборника:Closest to the invention is a method for assessing the margin of stable operation of the input device to determine the surge margin of the air intake, taking into account the course of the mechanization body and described in [4. Flight tests of special devices and systems of power plants of aircraft and helicopters. Ed. G.P. Dolgolenko, M.: Mechanical Engineering, 1984, pp. 13-15]. In this method, at a constant value of the reduced rotor speed of the engine N pr , the value of the programmed position of the air intake mechanization body is determined (calculated), the air intake mechanization body is moved using manual control until the characteristic noise and structure shake, i.e. before surging of the air intake, and in the process of moving with a certain time interval, the actual value of the position of the mechanization organ is recorded. At the same time, the air intake panels and the cone move in the direction corresponding to the increase in the area of the throat of the air intake, the bypass flap - towards its closure, the controlled shell - towards the decrease in the angle of undercut. When surging is achieved, the actual position of the air intake mechanization organ is noted at this moment. The margin of stability ∆L is calculated as the difference between the programmed value of the position of the panel L prog for a given N ol and the value of the actual position of the panel L fact of pumps , at which surging of the air intake is achieved for this N pr :
∆L=Lпрог-Lфакт помп.∆L = L prog -L pump act .
Недостатком этого способа является необходимость доведения режима работы воздухозаборника до помпажа многократно, для каждого необходимого значения приведенной частоты вращения ротора двигателя Nпр, что может привести к потере управляемости двигателя, деформации и разрушению элементов канала воздухозаборника.The disadvantage of this method is the need to bring the operating mode of the air intake to the surge repeatedly, for each required value of the reduced rotational speed of the engine rotor N pr , which can lead to loss of engine controllability, deformation and destruction of the elements of the air intake channel.
Задачей изобретения является определение запаса устойчивой работы входного устройства путем определения границы помпажа воздухозаборника без нарушения устойчивой работы входного устройства.The objective of the invention is to determine the margin of stable operation of the input device by determining the boundary of the surge in the air intake without violating the stable operation of the input device.
Поставленная задача решается с помощью способа определения запаса устойчивости входного устройства, заключающегося в том, что при постоянной частоте вращения ротора двигателя определяют значение программного положения органа механизации воздухозаборника, перемещают орган механизации, в процессе его перемещения регистрируют значения его фактического положения, запас устойчивости определяют как разницу между значениями программного и фактического положения органа механизации, отличающегося тем, что в процессе перемещения органа механизации измеряют пульсации давления с помощью датчиков, установленных за входным устройством на входе в двигатель, результаты измерений регистрируют и по ним вычисляют вейвлет-коэффициенты различного уровня и среднеквадратичные отклонения вычисленных вейвлет-коэффициентов, сравнивая получаемые значения среднеквадратичных отклонений с полученными во время предварительных испытаний их критическими значениями, при достижении среднеквадратичными отклонениями этих критических значений определяют критическое значение фактического положения органа механизации и вычисляют запас устойчивости как разницу между значением программного положения и критическим значением фактического положения органа механизации.The problem is solved using the method of determining the margin of stability of the input device, which consists in the fact that at a constant frequency of rotation of the rotor of the engine determine the value of the programmed position of the mechanization of the air intake, move the mechanization, in the process of moving record its actual position, the margin of stability is determined as the difference between the values of the program and actual position of the mechanization body, characterized in that in the process of moving the body m Analysis measures pressure pulsations using sensors installed behind the input device at the engine inlet, records the measurement results and calculates wavelet coefficients of various levels and standard deviations of the calculated wavelet coefficients, comparing the obtained values of the standard deviations with the critical values obtained during preliminary tests values, when the standard deviations of these critical values are reached, the critical value is actually determined on the body position of mechanization and calculate the stability margin as the difference between the value of the program status and the critical value of the actual position of the mechanization of the body.
Упомянутые действия повторяют для разных значений частоты вращения ротора двигателя.The above steps are repeated for different values of the rotor speed of the engine.
В ходе предварительных испытаний для определения критических значений среднеквадратичных отклонений вейвлет-коэффициентов режим работы входного устройства доводят до помпажа, измеряя пульсации давления с помощью упомянутых датчиков, результаты измерений регистрируют и по ним вычисляют вейвлет-коэффициенты различного уровня и среднеквадратичные отклонения вычисленных вейвлет-коэффициентов, по наступлении помпажа определяют критические значения среднеквадратичных отклонений вейвлет-коэффициентов как максимальные значения среднеквадратичных отклонений в период, предшествующий помпажу.During preliminary tests, to determine the critical values of the root-mean-square deviations of the wavelet coefficients, the operating mode of the input device is brought to a surge by measuring the pressure pulsations using the above-mentioned sensors, the measurement results are recorded and the wavelet coefficients of various levels and standard deviations of the calculated wavelet coefficients are calculated from them the onset of surge determine the critical values of the standard deviations of the wavelet coefficients as the maximum values of the mean ekvadratichnyh deviations in the period preceding the surge.
Техническим результатом является определение границы помпажа и запаса устойчивой работы входного устройства посредством обнаружения предвестника помпажа, которым является достижение среднеквадратичными отклонениями (СКО) некоторых вейвлет-коэффициентов критических значений. Это позволяет не доводить входное устройство двигателя непосредственно до помпажа, и потому уменьшить возможные разрушения и, следовательно, экономические потери и сократить время проведения летных испытаний.The technical result is to determine the surge margin and the margin of stable operation of the input device by detecting the surge precursor, which is the achievement of the standard deviations (RMS) of some wavelet coefficients of critical values. This allows you to not bring the input device of the engine directly to surge, and therefore reduce possible damage and, consequently, economic losses and reduce the time of flight tests.
Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 в системе координат Nпр.-Lпрог показано расположение области устойчивой работы входного устройства воздухозаборника и ее границ; на фиг.2 представлен график зависимости пульсаций давления от времени вплоть до помпажа воздухозаборника, а также зависимость СКО пульсаций давления; на фиг.3 показаны зависимости от времени значений программного и фактического положений органа механизации (панели воздухозаборника); на фиг.4 представлен график среднеквадратичных отклонений одного из вейвлет-коэффициентов пятого уровня С5, возрастающего при приближении к границе устойчивой работы до значения Skp (значение Skp - предвестник помпажа воздухозаборника); на фиг.5 и 6 приведен пример определения вейвлет-коэффициентов при интервале, равном 4096 значений и шаге, равном 1024 значений, а именно: на фиг.5 показана зарегистрированная зависимость пульсаций давления, на фиг.6 - вычисленные СКО вейвлет-коэффициента пятого уровня (С5). На фиг.2-6 при частоте опроса 4096 Гц одно деление на оси абсцисс соответствует ≈4,88 секундам.The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig. 1, in the coordinate system N ave. -L prog , the location of the area of stable operation of the air intake inlet device and its boundaries is shown; figure 2 presents a graph of the dependence of pressure pulsations on time up to the surge of the air intake, as well as the dependence of the standard deviation of pressure pulsations; figure 3 shows the time dependence of the values of the program and actual positions of the mechanization body (panel air intake); figure 4 presents a graph of the standard deviations of one of the wavelet coefficients of the fifth level C5, increasing when approaching the boundary of stable operation to the value Skp (value Skp is a harbinger of surging air intake); Figures 5 and 6 show an example of determining wavelet coefficients at an interval equal to 4096 values and a step equal to 1024 values, namely: figure 5 shows the registered dependence of pressure pulsations, figure 6 shows the calculated standard deviation of the fifth level wavelet coefficient (C5). Figure 2-6 at a sampling frequency of 4096 Hz, one division on the abscissa axis corresponds to ≈4.88 seconds.
Общее пояснение: Теория вейвлетов [Смоленцев Н.К. «Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB» издание третье, переработанное и дополненное, издательство ДМК, Москва, 2008.] является альтернативой классическому анализу Фурье. В то же время она широко использует технику рядов Фурье и преобразования Фурье. Теория вейвлетов представляет собой более гибкую технику обработки сигналов и выявляет локальные особенности исходного сигнала. Она отличается от разложения в ряд Фурье выбором базисных функций: вместо cos(nx) или sin(nx) используется набор базисных функций, называемых вейвлетами. При разложении функции f(x) в ряд величина каждого коэффициента an, bn, при Фурье анализе, показывает, насколько значителен вклад гармоники в формирование сигнала f(x). При вейвлет-обработке исходный сигнал разлагается на низкочастотную и высокочастотную составляющую со своими коэффициентами. Это разложение 1-го уровня. Далее аналогичную процедуру применяют к полученным коэффициентам и получают коэффициенты 2-го уровня и. т.д., а затем обрабатывают и анализируют полученные коэффициенты. В результате исследований в ряде областей техники было обнаружено, что те или иные вейвлет-коэффициенты имеют диагностическую значимость в некоторых ситуациях.General explanation: The theory of wavelets [Smolentsev N.K. “Fundamentals of the theory of wavelets. Wavelets in MATLAB "third edition, revised and supplemented, DMK publishing house, Moscow, 2008.] is an alternative to the classical Fourier analysis. At the same time, she makes extensive use of the technique of Fourier series and Fourier transforms. The wavelet theory is a more flexible signal processing technique and reveals local features of the original signal. It differs from Fourier expansion in the choice of basis functions: instead of cos (nx) or sin (nx), a set of basis functions called wavelets is used. When expanding the function f (x) in a series, the value of each coefficient a n , b n , according to the Fourier analysis, shows how significant is the contribution of the harmonic to the signal formation f (x). During wavelet processing, the original signal is decomposed into a low-frequency and a high-frequency component with its own coefficients. This is
Авторами предлагаемого способа экспериментально было установлено, что перед возникновением помпажа входного устройства силовой установки увеличиваются среднеквадратичные отклонения (СКО) некоторых вейвлет-коэффициентов пульсаций давления воздуха и достигают определенного максимального критического значения (см. фиг.4, где на графике представлено поведение СКО коэффициента пятого уровня С5). При этом обнаружено, что критические значения СКО практически не зависят от частоты вращения ротора двигателя Nпр.The authors of the proposed method experimentally found that before the surge in the input device of the power plant increases the standard deviations (RMS) of some wavelet coefficients of pulsations of air pressure and reach a certain maximum critical value (see figure 4, where the behavior of the RMS coefficient of the fifth level is shown in the graph C5). It was found that the critical values of the standard deviation are practically independent of the rotational speed of the engine rotor N ave .
Предлагаемый способ заключается в следующем.The proposed method is as follows.
Предварительно дифференциальные датчики измерения пульсаций полного давления, например, типа ДМИ-Т (датчик малогабаритный индуктивный теплостойкий), устанавливают за входным устройством на входе в двигатель. В таких датчиках по одному из каналов давление подается в измерительную полость, а в другую полость датчика подается то же давление, сглаженное с помощью демпфера и ресивера. Таким образом, на мембрану датчика действует пульсационная составляющая давления.Previously, differential sensors for measuring the pulsations of full pressure, for example, type DMI-T (small-sized inductive heat-resistant sensor), are installed behind the input device at the entrance to the engine. In such sensors, pressure is supplied to the measuring cavity through one of the channels, and the same pressure, which is smoothed out using the damper and receiver, is supplied to the other cavity of the sensor. Thus, the pulsating pressure component acts on the sensor membrane.
Затем проводят предварительные испытания для выявления того, СКО вейвлет-коэффициентов какого уровня повышаются перед помпажом (это зависит от конструкции входного устройства, т.к. уровень вейвлет-коэффициента связан с характеристическими частотами конкретного устройства), и для определения критических значений среднеквадратичных отклонений Sкр проводят следующим образом.Then, preliminary tests are carried out to determine which standard deviation of the wavelet coefficients of which level is increased before surging (this depends on the design of the input device, since the level of the wavelet coefficient is related to the characteristic frequencies of a particular device), and to determine the critical values of standard deviations S cr carried out as follows.
Однократно доводят режим работы входного устройства до помпажа, например, при помощи ручного управления органами механизации воздухозаборника. При этом с помощью описанных датчиков измеряют пульсации давления за входным устройством на входе в двигатель и регистрируют результаты измерений каким-либо накопителем. По результатам измерений вычисляют вейвлет-коэффициенты различного уровня и их СКО, затем находят те вейвлет-коэффициенты, СКО которых повышаются непосредственно перед помпажом. После наступления помпажа критические значения среднеквадратичных отклонений вейвлет-коэффициентов определяют как максимальные значения среднеквадратичных отклонений в период, предшествующий помпажу.Once the operating mode of the input device is brought to a surge, for example, by manual control of the mechanization of the air intake mechanization. In this case, using the described sensors, pressure pulsations are measured behind the input device at the engine inlet and the results of measurements are recorded by some storage device. According to the measurement results, the wavelet coefficients of various levels and their standard deviations are calculated, then those wavelet coefficients whose standard deviations increase immediately before the surge are found. After the onset of the surge, the critical values of the standard deviations of the wavelet coefficients are defined as the maximum values of the standard deviations in the period preceding the surge.
После того, как определено, СКО каких именно вейвлет-коэффициентов имеют диагностическое значение, и каковы их критические значения, проводят испытания непосредственно для определения границы помпажа и запаса устойчивости.After it is determined which standard deviation of which wavelet coefficients are of diagnostic value, and what are their critical values, tests are carried out directly to determine the surge margin and stability margin.
При постоянных значениях приведенной частоты вращения ротора двигателя Nпр выполняют следующие действия.At constant values of the reduced rotational speed of the motor rotor N pr perform the following actions.
1. Определяют значение Lпрог программного положения органа механизации воздухозаборника для этой частоты Nпр.1. Determine the value of L prog program position of the mechanization of the air intake for this frequency N, etc.
2. Перемещают (например, с помощью ручного управления) орган механизации воздухозаборника в направлении, в котором следует ожидать появления помпажа, и через определенные интервалы времени определяют и регистрируют каким-либо накопителем значения Lфакт его фактического положения. В эти же моменты времени в процессе перемещения органа механизации с помощью датчиков, установленных за входным устройством на входе в двигатель, измеряют значения пульсаций полного давления воздуха за воздухозаборником (желательно с частотой не менее 4096 Гц) и так же регистрируют результаты измерений.2. Move (for example, using manual control) the air intake mechanization body in the direction in which surgeries should be expected, and at certain time intervals, the fact of its actual position is determined and recorded by any storage device. At the same time, in the process of moving the mechanization organ with the help of sensors installed behind the input device at the engine inlet, the pulsations of the total air pressure behind the air intake (preferably with a frequency of at least 4096 Hz) are measured and the measurement results are also recorded.
3. Непосредственно в процессе испытаний по измеренным и зарегистрированным значениям пульсаций давления пошагово с назначенным интервалом времени вычисляют те вейвлет-коэффициенты различного уровня, которые, как было определено во время предварительных испытаний, имеют диагностическое значение.3. Directly during the tests, the wavelet coefficients of various levels, which, as determined during the preliminary tests, have diagnostic value, are calculated step-by-step with the assigned time interval using the measured and recorded values of pressure pulsations.
Для этого назначают один из интервалов обработки измеренных исходных данных, например, размером: 1024; 2048; 4096 значений, что при частоте регистрации 4096 Гц соответствует: 0,25; 0,5; 1,0 секундам. Затем назначают один из шагов обработки измеренных исходных данных размером: 64; 128; 256; 512; 1024; 2048; 4096 значений (см. пример на фиг.5, 6 для интервала в 4096 значений).To do this, assign one of the processing intervals of the measured source data, for example, size: 1024; 2048; 4096 values, which at a recording frequency of 4096 Hz corresponds to: 0.25; 0.5; 1.0 seconds. Then, one of the processing steps of the measured initial data is assigned with a size of: 64; 128; 256; 512; 1,024; 2048; 4096 values (see the example in FIGS. 5, 6 for the interval of 4096 values).
4. В конце каждого интервала вычисляют среднеквадратичные отклонения (СКО) полученных вейвлет-коэффициентов Si.4. At the end of each interval, the standard deviations (SD) of the obtained wavelet coefficients S i are calculated.
5. В момент достижения среднеквадратическим отклонением (СКО) S, критического значения Sкр, известного из предварительных испытаний, определяют критическое значение фактического положения органа механизации воздухозаборника Lфакт.кр., и перемещают орган механизации в область устойчивой работы.5. At the moment the standard deviation (RMS) S is reached, the critical value S cr , known from preliminary tests, determine the critical value of the actual position of the air intake mechanization body L fact.cr. , and move the mechanization body to the area of sustainable work.
6. Определяют запас устойчивой работы входного устройства ∆L, как разницу между программным значением Lпрог положения органа механизации и критическим значением фактического положения Lфакт.кр. органа механизации (которое было достигнуто в момент достижения СКО критического значения Sкр):.6. Determine the margin of stable operation of the input device ∆L, as the difference between the program value L prog of the position of the mechanization body and the critical value of the actual position of L actual.cr. body mechanization (which was achieved at the time of reaching the standard deviation critical value S cr ) :.
∆L=Lпрог-Lфакт.кр. ∆L = L prog -L fact.cr
Отметим, что ни значения давления воздуха, ни его СКО не предвещают в этот момент приближение помпажа воздухозаборника (см. фиг.2, 5).Note that neither the air pressure nor its standard deviation predict at this moment the approximation of the surge in the air intake (see Fig. 2, 5).
Таким образом, определение предложенным способом критического значения фактического положения Lфакт.кр. органа механизации и запаса устойчивости ∆L позволяет сделать это без многократного доведения входного устройства газотурбинного двигателя до помпажа.Thus, the determination of the critical value of the actual position L fact.cr. mechanization body and safety margin ∆L allows you to do this without repeatedly bringing the input device of a gas turbine engine to a surge.
Для того, чтобы определить границу помпажа и запас устойчивости во всем возможном диапазоне рабочих приведенных частот вращения ротора двигателя, описанные выше в п.п.1-6 действия повторяют для разных значений частоты вращения ротора двигателя этого диапазона.In order to determine the surge margin and the stability margin in the entire possible range of operating reduced frequencies of rotation of the engine rotor, the steps described above in steps 1-6 are repeated for different values of the rotor speed of the engine of this range.
Для реализации вычислительной части предлагаемого способа разработана серия программ в среде математической системы «MATLAB».To implement the computational part of the proposed method, a series of programs was developed in the environment of the mathematical system "MATLAB".
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012138121/06A RU2503940C1 (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Method of determination of gas turbine intake area stability margin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012138121/06A RU2503940C1 (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Method of determination of gas turbine intake area stability margin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2503940C1 true RU2503940C1 (en) | 2014-01-10 |
Family
ID=49884778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012138121/06A RU2503940C1 (en) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Method of determination of gas turbine intake area stability margin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503940C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542162C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" | Method of diagnostics of pre-emergency modes of operation of dry rocket engines (dre) in hold down tests |
| RU2638896C1 (en) * | 2017-03-14 | 2017-12-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for diagnosing surging of gas turbine engine compressor and device for its implementation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2149438C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-05-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Method for automatic control of operations of engine |
| RU2154813C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-08-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Engine operation diagnosing method |
| RU2352913C1 (en) * | 2007-06-15 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Method of defining gas turbine gas-dynamic stability margin |
| RU2409768C1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method of determining gas turbine engine stable operation margin |
| US8146408B2 (en) * | 2006-07-12 | 2012-04-03 | General Electric Company | Method for testing gas turbine engines |
| US8256277B2 (en) * | 2009-06-11 | 2012-09-04 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine debris monitoring arrangement |
-
2012
- 2012-09-06 RU RU2012138121/06A patent/RU2503940C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2149438C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-05-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Method for automatic control of operations of engine |
| RU2154813C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-08-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Engine operation diagnosing method |
| US8146408B2 (en) * | 2006-07-12 | 2012-04-03 | General Electric Company | Method for testing gas turbine engines |
| RU2352913C1 (en) * | 2007-06-15 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Method of defining gas turbine gas-dynamic stability margin |
| US8256277B2 (en) * | 2009-06-11 | 2012-09-04 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine debris monitoring arrangement |
| RU2409768C1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method of determining gas turbine engine stable operation margin |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Летные испытания специальных устройств и систем силовых установок самолетов и вертолетов. /Под ред. Г.П. ДОЛГОНЕНКО. - М.: Машиностроение, 1984, с.13-15. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542162C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" | Method of diagnostics of pre-emergency modes of operation of dry rocket engines (dre) in hold down tests |
| RU2638896C1 (en) * | 2017-03-14 | 2017-12-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for diagnosing surging of gas turbine engine compressor and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Munari et al. | Experimental investigation of stall and surge in a multistage compressor | |
| Groeneweg | Fan noise research at NASA | |
| Catlett et al. | Empirical modeling of pressure spectra in adverse pressure gradient turbulent boundary layers | |
| Troshin et al. | Performance recovery of a thick turbulent airfoil using a distributed closed-loop flow control system | |
| Choudhari et al. | Slat-Cove Noise Modeling: A Posteriori Analysis of Unsteady RANS Simulations | |
| Boutilier | Experimental investigation of transition over a NACA 0018 airfoil at a low reynolds number | |
| RU2503940C1 (en) | Method of determination of gas turbine intake area stability margin | |
| Morton et al. | Rotor inflow noise caused by a boundary layer: inflow measurements and noise predictions | |
| Magrini et al. | Study of geometric parameters for the design of short intakes with fan modelling | |
| Mancini et al. | Very-large eddy simulations of the m219 cavity at high-subsonic and supersonic conditions | |
| Li et al. | Experimental investigation of aeroelastic instabilities in an aeroengine fan: Using acoustic measurements | |
| RU2493549C1 (en) | Method of diagnosing input device of aircraft propulsion unit | |
| Bontemps et al. | Prediction of the acoustic reflection in a realistic aeroengine intake with three numerical methods to analyze fan flutter | |
| Caldas et al. | New method to separate turbulence statistics of fan rotor wakes from background flow | |
| Mish | Mean loading and turbulence scale effects on the surface pressure fluctuations occurring on a NACA 0015 airfoil immersed in grid generated turbulence | |
| Harper et al. | Boundary layer control and wall-pressure fluctuations in a serpentine inlet | |
| Chung | Characteristics of compressible rectangular cavity flows | |
| Juvé et al. | Opening lectures—Wall-pressure wavenumber-frequency spectra: Experimental challenges and recent advances | |
| Zeng et al. | A new appraisal of critical B parameter in compressor aerodynamic instability design | |
| Moussa | Computational Modeling of Propeller Noise: NASA SR-7A Propeller | |
| Wu et al. | Investigation of instability waves in a Mach 3 laminar boundary layer | |
| Gerolymos et al. | Computation of unsteady three-dimensional transonic nozzle flows using k-epsilon turbulence closure | |
| Franke et al. | Unsteady stator response to upstream rotor wakes | |
| Fischer et al. | Unsteady flow physics of the blade-tower interaction of a pylon-mounted fan | |
| Kerres et al. | Optimal pressure based detection of compressor instabilities using the hurst exponent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140907 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150927 |