RU2640972C1 - Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации - Google Patents
Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640972C1 RU2640972C1 RU2017108349A RU2017108349A RU2640972C1 RU 2640972 C1 RU2640972 C1 RU 2640972C1 RU 2017108349 A RU2017108349 A RU 2017108349A RU 2017108349 A RU2017108349 A RU 2017108349A RU 2640972 C1 RU2640972 C1 RU 2640972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- pressure
- compressor
- gas
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники, к испытаниям, доводке, диагностике и эксплуатации реактивных двигателей, а конкретно к способам диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя по газодинамическим параметрам потока. Диагностику технического состояния проводят при одной и той же, выбранной из рабочего диапазона приведенной частоте вращения ротора низкого давления, по приведенным к стандартным атмосферным условиям отклонениям текущих значений параметров от исходных. Приводятся зависимости, по которым определяют вышеуказанные отклонения. При этом отрицательные значения свидетельствуют о загрязнении газовоздушного тракта двигателя или утечках воздуха из тракта компрессора низкого давления, а положительные значения свидетельствуют об ухудшении КПД компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления, и/или турбины высокого давления, и/или турбины низкого давления, причем положительные значения и отрицательное значение
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, к испытаниям, доводке, диагностике и эксплуатации реактивных двигателей, а конкретно к способам диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя по газодинамическим параметрам потока.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий измерение параметров, характеризующих среду и режим работы двигателя, фиксирование исходных значений газодинамических параметров потока в сравнительном бездефектном газотурбинном двигателе до выработки им ресурса на установившихся режимах работы в начале эксплуатации, измерение полей газодинамических параметров потока двигателя, находящегося в процессе эксплуатации, и сравнение их с полями газодинамических параметров потока на тех же режимах работы, определение по отклонениям газодинамических параметров потока и тяги и определение технического состояния, типов конкретных дефектов и их местонахождения в диагностируемом двигателе /RU 2 118 810 МПК G01M 15/00 Опубликовано: 10.09.1998/.
Данный способ можно использовать для диагностики технического состояния газотурбинного двигателя по газодинамическим параметрам потоков газа измеренных за соплом двигателя. Недостатком способа является сложность измерений, связанная с ориентацией гребенки датчиков за соплом, значительные затраты и недостаточная точность диагностики технического состояния отдельных элементов проточной части газотурбинного двигателя по определению конкретного дефекта и его местонахождения.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности при диагностике состояния элементов проточной части газотурбинного двигателя и определении конкретного дефекта и его местонахождения.
Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающем измерение параметров, характеризующих среду и режим работы двигателя, измерение исходных значений газодинамических параметров потока в сравнительном бездефектном газотурбинном двигателе до выработки им ресурса на установившихся режимах работы в начале эксплуатации, измерение полей газодинамических параметров потока двигателя, находящегося в процессе эксплуатации, и сравнение их с полями газодинамических параметров потока на тех же режимах работы, определение по отклонениям газодинамических параметров потока и тяги и определение технического состояния, типов конкретных дефектов и их местонахождения в диагностируемом двигателе, по предложению , диагностику технического состояния проводят при одной и той же выбранной из рабочего диапазона приведенной частоте вращения ротора низкого давления, по приведенным к стандартным атмосферным условиям отклонениям текущих значений параметров от исходных, определяемым по зависимостям:
где:
Gт пр тех - приведенный расход топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя, текущий;
Gт пр исх - приведенный, расход топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя, исходный;
Pк пр тек - приведенное давление воздуха за компрессором, текущее;
Pк пр исх - приведенное давление воздуха за компрессором, исходное, при этом отрицательные значения свидетельствуют о загрязнении газовоздушного тракта двигателя или утечках воздуха из тракта компрессора низкого давления, а положительные значения свидетельствуют об ухудшении КПД компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления, и/или турбины высокого давления, и/или турбины низкого давления, причем положительные значения и отрицательное значение свидетельствуют об отборе воздуха из тракта компрессора высокого давления.
Предложенный способ диагностики предполагает измерение и использование для диагностики информации о состоянии двигателя, газодинамических параметров потока внутри проточной части газотурбинного двигателя и информации об окружающей двигатель среде.
В качестве параметров, характеризующих среду и режим работы двигателя, приняты: температура воздуха на входе в двигатель - Твх, барометрическое давление - Рбар, полная температура газа за турбиной - Т4*, давление воздуха за компрессором - Рк, частота вращения ротора низкого давления - nl, расход топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя, - GT. Принятые параметры приводят к стандартным атмосферным условиям, а контроль технического состояния проводят при одном и том же выбранном значении приведенной частоты вращения ротора низкого давления - nlпр, по рассчитанным по параметрам зависимостям (приведенным выше), характеризующим: - степень изменения расхода топлива; - степень изменения температуры газа за турбиной; - степень изменения давление воздуха за компрессором за период эксплуатации двигателя от начала. При этом о загрязнении газовоздушного тракта двигателя или утечках воздуха из тракта компрессора низкого давления, об ухудшении КПД компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления, и/или турбины высокого давления, и/или турбины низкого давления и об отборе воздуха из тракта компрессора высокого давления судят по положительным или отрицательным значениям степеней изменения параметров .
На чертеже представлена схема мест измерения параметров на двухконтурном газотурбинном двигателе и связанного с ним устройства для обработки информации.
Двухконтурный газотурбинный двигатель 1 имеет проточный контур газовой смеси 2, вал ротора низкого давления 3 и места расположения датчиков для измерения параметров: замера температуры воздуха на входе в двигатель - Твх, барометрического давления - Рбар, полной температуры газа за турбиной - Т4*, давления воздуха за компрессором - Рк, и частоты вращения ротора низкого давления - nl. Для измерения расхода топлива, подаваемого в камеру сгорания, использован штатный датчик двигателя - GT. Установка снабжена автоматической системой записи показаний датчиков, содержит коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, ЭВМ 6, дисплей 7 и принтер 8. Датчики для измерения параметров по измерительным линиям D1…Dn соединены с коммутатором 4, аналого-цифровым преобразователем 5 и ЭВМ 6.
Диагностику технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя осуществляли следующим образом.
На бездефектном двухконтурном газотурбинном двигателе до выработки им ресурса на установившихся режимах работы в местах расположения датчиков для измерения параметров одновременно проводили замеры: температуры воздуха на входе в двигатель - Твх, барометрического давления - Рбар, полной температуры газа за турбиной - Т4*, давления воздуха за компрессором - РК;, частоты вращения ротора низкого давления - nl. Сигнал с датчиков по линиям D1…Dn поступал на коммутатор 4, откуда через аналого-цифровой преобразователь 5 в ЭВМ 6. В ЭВМ 6 производился перерасчет показателей датчиков на стандартные условия, создавался банк данных, которые соответствуют бездефектному состоянию элементов проточной части двигателя.
Рассчитывали тягу двигателя соответственно на каждом режиме работы. Через заданное время эксплуатации двигателя при частоте вращения ротора низкого давления - nl, величина которой соответствует исходной в начале эксплуатации, повторяли замеры показателей датчиков и производили перерасчет показателей датчиков на стандартные условия. Если частота вращения ротора низкого давления - nl через заданное время эксплуатации двигателя не соответствовала начальной частоте, то перед началом замеров двигатель специально регулировался. Полученные данные с помощью ЭВМ систематизировались в банк данных, и производился расчет степеней изменения параметров , по формулам приведенным выше. Рассчитывали значение тяги через заданное время эксплуатации двигателя. Сравнивали значение тяги и степени изменения параметров с их допустимыми базовыми значениями. При наличии отклонений степеней изменения параметров и тяги диагностируемого двигателя от базовых, принимали, что отрицательные значения свидетельствуют о загрязнении газовоздушного тракта двигателя или утечках воздуха из тракта компрессора низкого давления, а положительные значения свидетельствуют об ухудшении КПД компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления, и/или турбины высокого давления, и/или турбины низкого давления, причем положительные значения и отрицательное значение свидетельствуют об отборе воздуха из тракта компрессора высокого давления. В таблице 1 приведены результаты измерения параметров, характеризующих среду и режим работы двигателя, полученные в результате диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя АЛ 31СТ. Приведены зафиксированные исходные значений параметров, а также параметров при различных сроках от начала его эксплуатации. В таблице 2 приведены расчеты степеней изменения параметров и сведения о состоянии двигателя, полученные в результате сравнения с их допустимыми значениями отклонений и с учетом условий, предложенных в техническом решении.
Таким образом, осуществляется качественная и надежная диагностика технического состояния двигателей, повышаются точность и достоверность оценки состояния элементов проточной части газотурбинного двигателя, повышается точность определения вида конкретного дефекта и его местонахождения, расширяется сфера применений способа, который можно осуществить как на стенде при испытании новых двигателей, так и в аэродромных условиях для определения дефектов двигателей, находящихся в эксплуатации.
*) - nlпр=87% - приведенная частота вращения ротора низкого давления.
Claims (14)
- Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий измерение параметров, характеризующих среду и режим работы двигателя, измерение исходных значений газодинамических параметров потока в сравнительном бездефектном газотурбинном двигателе до выработки им ресурса на установившихся режимах работы в начале эксплуатации, измерение полей газодинамических параметров потока двигателя, находящегося в процессе эксплуатации, и сравнение их с полями газодинамических параметров потока на тех же режимах работы, определение по отклонениям газодинамических параметров потока и тяги и определение технического состояния, типов конкретных дефектов и их местонахождения в диагностируемом двигателе, отличающийся тем, что диагностику технического состояния проводят при одной и той же выбранной из рабочего диапазона приведенной частоте вращения ротора низкого давления, по приведенным к стандартным атмосферным условиям отклонениям текущих значений параметров от исходных, определяемым по зависимостям:
- где:
- - приведенное давление воздуха за компрессором, исходное, при этом отрицательные значения свидетельствуют о загрязнении газовоздушного тракта двигателя или утечках воздуха из тракта компрессора низкого давления, а положительные значения свидетельствуют об ухудшении КПД компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления, и/или турбины высокого давления, и/или турбины низкого давления, причем положительные значения и отрицательное значение свидетельствуют об отборе воздуха из тракта компрессора высокого давления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108349A RU2640972C1 (ru) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108349A RU2640972C1 (ru) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2640972C1 true RU2640972C1 (ru) | 2018-01-12 |
Family
ID=68235557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017108349A RU2640972C1 (ru) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640972C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116659870A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-08-29 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种涡扇发动机温度传感器时间常数确定方法及装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118810C1 (ru) * | 1996-05-07 | 1998-09-10 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Способ диагностики технического состояния авиационных гтд |
US6502085B1 (en) * | 1999-12-18 | 2002-12-31 | General Electric Company | Methods and systems for estimating engine faults |
US7020595B1 (en) * | 1999-11-26 | 2006-03-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for model based diagnostics |
RU2389998C1 (ru) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ оценки технического состояния авиационного газотурбинного двигателя |
RU2476849C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации |
RU2513054C1 (ru) * | 2013-04-11 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации |
-
2017
- 2017-03-14 RU RU2017108349A patent/RU2640972C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118810C1 (ru) * | 1996-05-07 | 1998-09-10 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Способ диагностики технического состояния авиационных гтд |
US7020595B1 (en) * | 1999-11-26 | 2006-03-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for model based diagnostics |
US6502085B1 (en) * | 1999-12-18 | 2002-12-31 | General Electric Company | Methods and systems for estimating engine faults |
RU2389998C1 (ru) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ оценки технического состояния авиационного газотурбинного двигателя |
RU2476849C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации |
RU2513054C1 (ru) * | 2013-04-11 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116659870A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-08-29 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种涡扇发动机温度传感器时间常数确定方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7181959B2 (en) | Fatigue failure diagnostic method of turbocharger and fatigue failure diagnostic apparatus for turbocharger | |
US7469577B2 (en) | Method of diagnosing turbochargers for internal combustion engines | |
KR102120733B1 (ko) | 터빈 유닛의 시험 동안의 결함 진단 | |
US20060283190A1 (en) | Engine status detection with external microphone | |
JP2009121475A (ja) | 診断テストのための乗物用エンジンへの燃料の正しい流量の決定方法 | |
US8903692B2 (en) | Method for the detection of failures in a turbomachine by means of a theoretical model of the thermodynamic cycle of the said turbomachine | |
WO2023130998A1 (zh) | 涡轮进口温度的计算精度提高方法、系统及存储介质 | |
BR112015000292B1 (pt) | método para detectar degradação de uma turbomáquina | |
RU2640972C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя при эксплуатации | |
US10619998B2 (en) | Method of measuring clearance between rotating and static components | |
US5517852A (en) | Diagnostic performance testing for gas turbine engines | |
RU2513054C1 (ru) | Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации | |
RU2536759C1 (ru) | Способ технического диагностирования газотурбинной установки | |
RU2118810C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния авиационных гтд | |
RU2517264C2 (ru) | Способ диагностики технического состояния авиационных газотурбинных двигателей | |
CN115356027A (zh) | 一种基于低压轴功率平衡的高压涡轮效率评估方法及装置 | |
RU2665142C1 (ru) | Способ полетной диагностики узлов турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков | |
RU2389891C1 (ru) | Способ контроля утечек и расхода воздуха на охлаждение турбины в двухконтурном газотурбинном двигателе | |
US11243158B2 (en) | Determining presence of internal corrosion within a rotor blade by measuring magnetic characteristic(s) | |
RU2474805C1 (ru) | Способ диагностирования выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания | |
RU2028581C1 (ru) | Способ аэроакустической диагностики проточной части авиационного газотурбинного двигателя | |
CN110702417A (zh) | 一种航空发动机egt指示故障诊断方法 | |
RU2446386C1 (ru) | Способ параметрической диагностики компрессора газотурбинного двигателя | |
Jombo et al. | Towards an automated system for industrial gas turbine acceptance testing | |
RU103575U1 (ru) | Система параметрической диагностики компрессора газотурбинного двигателя |