RU2641182C1 - Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine - Google Patents
Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641182C1 RU2641182C1 RU2016152412A RU2016152412A RU2641182C1 RU 2641182 C1 RU2641182 C1 RU 2641182C1 RU 2016152412 A RU2016152412 A RU 2016152412A RU 2016152412 A RU2016152412 A RU 2016152412A RU 2641182 C1 RU2641182 C1 RU 2641182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring element
- actual
- gas turbine
- comb
- turbine engine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, к испытаниям, доводке и эксплуатации всех типов газотурбинных двигателей (ГТД), к способам доставки измерительного элемента в заданную позицию при замерах параметров газового потока, к проведению инженерных и сертификационных испытаний ГТД, к верификации расчетных моделей узлов двигателей. Данный способ может применяться при проведении испытаний наземных газотурбинных установок (ГТУ) и на установках для испытаний узлов двигателей.The invention relates to the field of measuring equipment, to testing, fine-tuning and operation of all types of gas turbine engines (GTE), to methods of delivering a measuring element to a predetermined position when measuring gas flow parameters, to carrying out engineering and certification tests of GTE, to verification of design models of engine assemblies. This method can be used when testing ground gas turbine units (GTU) and in facilities for testing engine assemblies.
Известен способ измерения параметров потока на выходе из сопла ГТД (Заявка №95101345/06, МПК G01M 15/00, публ. 20.11.1996 г.). Доставка измерительного элемента, закрепленного на гребенке, в заданную позицию осуществляется с помощью подвижного пилона, перемещаемого вдоль самого себя в одну сторону и в другую сторону от центра сопла, на расстояние, равное полушагу между датчиками гребенки.A known method of measuring flow parameters at the exit of the nozzle of the gas turbine engine (Application No. 95101345/06, IPC G01M 15/00, publ. November 20, 1996). The delivery of the measuring element mounted on the comb to a predetermined position is carried out using a movable pylon, moving along itself to one side and to the other side from the center of the nozzle, at a distance equal to half a step between the sensors of the comb.
Недостатком известного способа является невозможность доставки измерительного элемента в диапазон точек, покрывающих весь объем потока, отсутствие контроля доставки измерительного элемента в заданную позицию относительно среза сопла ГТД.The disadvantage of this method is the inability to deliver the measuring element to a range of points covering the entire volume of the flow, the lack of control of the delivery of the measuring element to a given position relative to the nozzle section of the gas turbine engine.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и выбранным за прототип является способ доставки измерительного элемента в заданную позицию при замерах параметров газового потока, разработанный группой компаний SAFRAN совместно с ее партнерами. Презентация данного способа представлена на сайте http://mermose.onera.fr/en от 10.06.2014.Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the technical result achieved and chosen for the prototype is a method of delivering a measuring element to a given position when measuring gas flow parameters, developed by the SAFRAN group of companies together with its partners. The presentation of this method is presented on the website http://mermose.onera.fr/en of 06/10/2014.
Для реализации способа используют промышленный робот (ПР) и гребенку с измерительным элементом, закрепляемую на конечном элементе ПР - фланце.To implement the method, an industrial robot (PR) and a comb with a measuring element are used, mounted on the final element of the PR - the flange.
При осуществлении известного способа измерения гребенку с измерительным элементом закрепляют на фланце ПР, позиционируют гребенку по заданным позициям управляющей программы, осуществляют измерения и анализ пробы газового потока за срезом сопла ГТД.When implementing the known measurement method, the comb with the measuring element is fixed on the PR flange, the comb is positioned at the given positions of the control program, the gas flow sample is measured and analyzed behind the gas turbine nozzle cut.
Недостатком прототипа является отсутствие контроля доставки измерительного элемента в заданную позицию относительно среза сопла ГТД.The disadvantage of the prototype is the lack of control of the delivery of the measuring element to a given position relative to the nozzle section of the gas turbine engine.
На точность доставки измерительного элемента в заданную позицию влияют следующие составляющие: низкая абсолютная точность ПР, отклонение фактической позиции ПР от заданной, под влиянием газового потока ГТД на гребенку, закрепленную на фланце ПР, деформация гребенки и смещение ГТД под воздействием силы и температуры газового потока. На практике отклонения ПР под нагрузкой от газового потока могут составлять до 10 мм, деформации гребенки - 10 мм, смещение ГТД - 10 мм. Величины отклонений зависят от многих параметров, в том числе тяги двигателя, скорости, температуры и давления газового потока, конструкции гребенки и ее ориентации в газовом потоке, модели ПР, конфигурации ПР в заданной позиции и пр.The accuracy of the delivery of the measuring element to a given position is affected by the following components: low absolute accuracy of the PR, deviation of the actual position of the PR from the given, under the influence of the gas flow of the gas turbine engine on the comb mounted on the flange of the PR, deformation of the comb and the displacement of the gas turbine engine under the influence of the force and temperature of the gas flow. In practice, the deviations of the PR under load from the gas stream can be up to 10 mm, the deformation of the comb 10 mm, the displacement of the gas turbine engine 10 mm. The deviation values depend on many parameters, including engine thrust, gas flow velocity, temperature and pressure, comb design and its orientation in the gas flow, PR model, PR configuration in a given position, etc.
Технической задачей заявляемого изобретения является обеспечение доставки измерительного элемента в заданную позицию, в широком диапазоне точек, в режиме реального времени.The technical task of the invention is the delivery of the measuring element to a given position, in a wide range of points, in real time.
Технический результат достигается тем, что в способе доставки измерительного элемента в заданную позицию, заключающемся в том, что на фланце ПР закрепляют гребенку с измерительным элементом, позиционируют гребенку по заданным позициям управляющей программы ПР, осуществляют измерения и анализ пробы газового потока ГТД, согласно изобретению в процессе позиционирования измерительного элемента в заданной позиции управляющей программы ПР дополнительно применяют систему отслеживания смещения ГТД, применяют систему отслеживания отклонения фактической позиции ПР от заданной, измеряют в режиме реального времени фактическое смещение ГТД, отклонение фактической позиции ПР от заданной, затем вычисляют фактическое положение измерительного элемента относительно ГТД, сравнивают вычисленное фактическое значение с позицией ПР в соответствии с управляющей программой, передают в ПР необходимое значение коррекции для перемещения измерительного элемента в заданную позицию относительно ГТД.The technical result is achieved by the fact that in the method of delivering the measuring element to a predetermined position, namely, a comb with a measuring element is fixed on the flange of the PR, the comb is positioned at the given positions of the PR control program, measurements and analysis of the gas flow sample of the gas turbine engine, according to the invention, are carried out in the process of positioning the measuring element in a given position of the control program OL additionally apply the tracking system of the displacement of the gas turbine engine, apply the tracking system rejected If the actual position of the PR from the given one is measured, the actual displacement of the gas turbine engine is measured in real time, the deviation of the actual position of the gas engine from the preset one, then the actual position of the measuring element relative to the gas turbine engine is calculated, the calculated actual value is compared with the position of the gas turbine in accordance with the control program, the necessary value is transmitted to the PR correction for moving the measuring element to a predetermined position relative to the GTE.
Кроме того, согласно изобретению в процессе позиционирования измерительного элемента в заданной позиции управляющей программы промышленного робота дополнительно применяют систему отслеживания деформации гребенки, измеряют фактическую деформацию гребенки в режиме реального времени и сравнивают фактическую позицию измерительного элемента, с учетом измеренной фактической деформации гребенки, с заданной.In addition, according to the invention, in the process of positioning the measuring element in the predetermined position of the control program of the industrial robot, a comb deformation tracking system is additionally used, the actual deformation of the comb is measured in real time, and the actual position of the measuring element is compared taking into account the measured actual deformation of the comb with the predetermined one.
Кроме того, согласно изобретению дополнительно после перемещения измерительного элемента в заданную позицию относительно газотурбинного двигателя повторно оценивают отклонение фактической позиции измерительного элемента от заданной и в случае необходимости корректируют положение промышленного робота.In addition, according to the invention, further after moving the measuring element to a predetermined position relative to the gas turbine engine, the deviation of the actual position of the measuring element from the predetermined one is re-evaluated and, if necessary, the position of the industrial robot is adjusted.
В предлагаемом изобретении, в отличие от прототипа, позиционирование измерительного элемента относительно ГТД, производится в режиме реального времени с точностью используемых систем слежения. Полученная точность позиционирования измерительного элемента относительно ГТД расширяет сферу применения роботизированного комплекса и позволяет проводить не только инженерные и сертификационные испытания ГТД, но и испытания, необходимые для доводки узлов элементов двигателя. Кроме того, полученные данные параметров газового потока, измеренные в заданных позициях, позволяют осуществлять верификацию расчетных моделей узлов двигателей.In the present invention, in contrast to the prototype, the positioning of the measuring element relative to the gas turbine engine is performed in real time with the accuracy of the tracking systems used. The obtained accuracy of the positioning of the measuring element relative to the gas turbine engine expands the scope of application of the robotic complex and allows not only engineering and certification testing of the gas turbine engine, but also the tests necessary to fine-tune the components of the engine elements. In addition, the obtained data of gas flow parameters, measured at given positions, allow verification of design models of engine assemblies.
Использование системы отслеживания смещения ГТД и системы отслеживания отклонения фактической позиции ПР от заданной позволяет выявить и скомпенсировать смещение двигателя под воздействием силы и температуры газового потока, повысить абсолютную точность ПР, компенсировать отклонение фактической позиции ПР от заданной, вызванное влиянием газового потока ГТД на гребенку, закрепленную на фланце ПР, в режиме реального времени.Using the system for tracking the displacement of the gas turbine engine and the system for tracking the deviation of the actual position of the PR from the set one allows to identify and compensate for the engine displacement under the influence of the force and temperature of the gas flow, increase the absolute accuracy of the PR, and compensate for the deviation of the actual position of the PR from the set one caused by the effect of the gas stream of the gas turbine on the comb on the flange of the PR, in real time.
Использование системы отслеживания деформации гребенки позволяет выявить и скомпенсировать деформацию гребенки под воздействием силы и температуры газового потока в режиме реального времени.Using the comb deformation tracking system allows to identify and compensate for the deformation of the comb under the influence of the force and temperature of the gas stream in real time.
Повторная оценка отклонения фактической позиции измерительного элемента от заданной и корректировка положения промышленного робота, в случае необходимости, позволяют убедиться в доставке измерительного элемента в заданную позицию.A repeated assessment of the deviation of the actual position of the measuring element from the given one and the adjustment of the position of the industrial robot, if necessary, make it possible to verify the delivery of the measuring element to the given position.
Для повышения абсолютной точности ПР, выявления отклонения фактической позиции ПР от заданной, под влиянием газового потока двигателя на гребенку, закрепленную на фланце ПР, выявления деформации гребенки и смещения ГТД под воздействием силы и температуры газового потока могут использоваться системы слежения, позволяющие вычислять положение объектов в пространстве в шести степенях свободы. Такими системами могут являться системы оптического зрения, лазерные системы, системы внутрицехового позиционирования, оптоволоконные датчики и любые другие системы с функцией вывода информации об отслеживаемом объекте в шести степенях свободы.To increase the absolute accuracy of the PR, to detect deviations of the actual position of the PR from the given one, under the influence of the gas flow of the engine onto the comb mounted on the flange of the PR, to detect the deformation of the comb and the displacement of the turbine engine under the influence of the force and temperature of the gas flow, tracking systems can be used to calculate the position of objects in space in six degrees of freedom. Such systems can be optical vision systems, laser systems, intra-shop positioning systems, fiber optic sensors and any other systems with the function of displaying information about the tracked object in six degrees of freedom.
В зависимости от типа системы слежения, объектами отслеживания могут являться метки, светодиоды, сферические отражатели, инфракрасные датчики и пр. При проведении испытаний объекты отслеживания крепятся на гребенке с измерительным элементом, ПР, а также на ГТД.Depending on the type of tracking system, tracking objects can be tags, LEDs, spherical reflectors, infrared sensors, etc. When testing, tracking objects are mounted on a comb with a measuring element, PR, and also on a gas turbine engine.
На гребенке могут быть размещены измерительные элементы, позволяющие измерять следующие параметры: давление, температуру, вектор скорости, акустические характеристики газового потока и пр., а также пробоотборники для отбора газовой пробы на химический анализ и определение эмиссионных характеристик.Measuring elements can be placed on the comb for measuring the following parameters: pressure, temperature, velocity vector, acoustic characteristics of the gas stream, etc., as well as samplers for taking a gas sample for chemical analysis and determination of emission characteristics.
Благодаря обширной рабочей зоне ПР и наличию систем, обеспечивающих доставку измерительного элемента в заданную позицию, относительно ГТД, настоящий способ измерения параметров газового потока может быть применен для проведения испытаний всех типов ГТД, для проведения испытаний наземных ГТУ и на установках для испытаний узлов двигателей.Due to the extensive working area of the PR and the presence of systems that ensure the delivery of the measuring element to a predetermined position relative to the gas turbine engine, the present method of measuring gas flow parameters can be used to test all types of gas turbine engines, to test ground gas turbines and to installations for testing engine assemblies.
На фиг. 1 представлена схема реализации способа доставки измерительного элемента в заданную позицию при замерах параметров газового потока газотурбинного двигателя.In FIG. 1 is a diagram of a method for delivering a measuring element to a predetermined position when measuring gas flow parameters of a gas turbine engine.
Способ реализуется следующим образом: на фланце ПР 1 закрепляют гребенку 2 с измерительным элементом 3, позиционируют гребенку 2 по заданным позициям управляющей программы ПР 1, в процессе позиционирования применяют систему отслеживания смещения 5 ГТД 4, систему отслеживания отклонения фактической позиции 6 ПР 1 от заданной, систему отслеживания деформации 7 гребенки 2, измеряют в режиме реального времени фактическое смещение ГТД 4, отклонение фактической позиции ПР 1 от заданной, фактическую деформацию гребенки 2, затем вычисляют фактическое положение измерительного элемента 3 относительно ГТД 4 с помощью системы 8, сравнивают вычисленное фактическое значение с позицией ПР 1 в соответствии с управляющей программой, передают в ПР 1 необходимое значение коррекции для перемещения измерительного элемента 2 в заданную позицию относительно ГТД 4, после перемещения измерительного элемента 3 в заданную позицию относительно ГТД 4 повторно оценивают отклонение фактической позиции измерительного элемента 3 от заданной и, в случае необходимости, повторно корректируют положение ПР 1. После прихода измерительного элемента 3 в заданную позицию измерительная аппаратура 9 осуществляет измерения и анализ пробы газового потока.The method is implemented as follows: a
Таким образом, выполнение предлагаемого изобретения с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, заявляемого изобретения позволяет обеспечить контроль и доставку измерительного элемента в заданную позицию, относительно ГТД, в режиме реального времени.Thus, the implementation of the present invention with the above distinguishing features, in conjunction with the known features of the claimed invention, allows for the monitoring and delivery of the measuring element at a given position relative to the gas turbine engine in real time.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152412A RU2641182C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152412A RU2641182C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641182C1 true RU2641182C1 (en) | 2018-01-16 |
Family
ID=68235637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016152412A RU2641182C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641182C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738296C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-11 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method of determining gas-dynamic parameters of engine flow |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2086590A (en) * | 1980-10-14 | 1982-05-12 | Brandt Ind | Measuring fluid flow |
US5365795A (en) * | 1993-05-20 | 1994-11-22 | Brower Jr William B | Improved method for determining flow rates in venturis, orifices and flow nozzles involving total pressure and static pressure measurements |
RU95101345A (en) * | 1995-01-31 | 1996-11-20 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Method of measurement of parameters of flow across outlet of nozzle of gas-turbine engine |
RU122935U1 (en) * | 2012-03-16 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | ROBOTIC TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR APPLICATION OF STRENGTHENING COATINGS |
RU143783U1 (en) * | 2014-04-07 | 2014-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | DEVICE FOR MEASURING PULSING FLOW PARAMETERS |
RU2559566C1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Measurement of pulsating flow parameters |
-
2016
- 2016-12-28 RU RU2016152412A patent/RU2641182C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2086590A (en) * | 1980-10-14 | 1982-05-12 | Brandt Ind | Measuring fluid flow |
US5365795A (en) * | 1993-05-20 | 1994-11-22 | Brower Jr William B | Improved method for determining flow rates in venturis, orifices and flow nozzles involving total pressure and static pressure measurements |
RU95101345A (en) * | 1995-01-31 | 1996-11-20 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Method of measurement of parameters of flow across outlet of nozzle of gas-turbine engine |
RU122935U1 (en) * | 2012-03-16 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | ROBOTIC TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR APPLICATION OF STRENGTHENING COATINGS |
RU143783U1 (en) * | 2014-04-07 | 2014-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | DEVICE FOR MEASURING PULSING FLOW PARAMETERS |
RU2559566C1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Measurement of pulsating flow parameters |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738296C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-11 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method of determining gas-dynamic parameters of engine flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106090622B (en) | A kind of airflight Artificial Olfactory gas premature leak monitoring and positioning system and method | |
CN106950128B (en) | A kind of online dynamic ablation measuring device and its measurement method for applying shock loading | |
US20070051891A1 (en) | Systems and methods for inspecting coatings | |
US10295436B2 (en) | Structured light measuring apparatus and methods | |
CN108254275A (en) | Thermal barrier coating Work condition analogue and real-time monitoring device | |
US20150138342A1 (en) | System and method to determine visible damage | |
Roozeboom et al. | Development of unsteady pressure-sensitive paint application on NASA space launch system | |
CN105741278B (en) | A kind of drag-line distributed stress on-line monitoring method based on computer vision | |
CN106077956A (en) | A kind of remove thin film or the laser processing of coating and equipment | |
RU2641182C1 (en) | Method of delivering measurement element to assigned position when measuring parameters of gas stream of gas turbine engine | |
Warren et al. | Optical non-contacting vibration measurement of rotating turbine blades II | |
van Dooren et al. | Demonstration and uncertainty analysis of synchronised scanning lidar measurements of 2-D velocity fields in a boundary-layer wind tunnel | |
CN107735679A (en) | For the acoustic apparatus for detecting, positioning and evaluation structure is hit | |
Durand-Texte et al. | Vibration measurement using a pseudo-stereo system, target tracking and vision methods | |
CN205817104U (en) | A kind of laser process equipment removing thin film or coating | |
Scislo | Quality assurance and control of steel blade production using full non-contact frequency response analysis and 3d laser doppler scanning vibrometry system | |
CN111829666A (en) | Four-stage verification method of target infrared imaging simulation model | |
CN107655691B (en) | Aircraft air inlet surge hammer wave test device and method | |
Guan et al. | Monitoring the blades of a wind turbine by using videogrammetry | |
MX2020002026A (en) | Method for testing of a weld, and ultrasonic probe arrangement. | |
Yang et al. | Dynamic characterization method of accelerometers based on the Hopkinson bar calibration system | |
RU2381471C1 (en) | Device for identification of traction characteristics in imitators of air-feed jet engines (afje), method for detection of traction characteristics of afje imitators and method for control of validity in detection of traction characteristics of afje imitators | |
US10883969B2 (en) | System and method for inspecting a structure with coda acoustic waves | |
RU89708U1 (en) | INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS | |
RU2531057C2 (en) | Method to measure acoustic characteristics of gas jets at cut of output devices of gte and device for its realisation |