RU2649171C1 - Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления - Google Patents
Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649171C1 RU2649171C1 RU2017120192A RU2017120192A RU2649171C1 RU 2649171 C1 RU2649171 C1 RU 2649171C1 RU 2017120192 A RU2017120192 A RU 2017120192A RU 2017120192 A RU2017120192 A RU 2017120192A RU 2649171 C1 RU2649171 C1 RU 2649171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- pressure compressor
- oscillations
- self
- absence
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытаниям авиационных двигателей, в частности к испытаниям по проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления. Перед испытанием во второй контур двигателя устанавливают устройство, загромождающее воздушный поток и увеличивающее уровень нагрузки первой ступени компрессора низкого давления. При этом испытание двигателя проводят на бесфорсажном режиме с регулированием площади выходного сечения сопла исходя из постоянства отношения давления воздуха за компрессором высокого давления к давлению газа за турбиной, соответствующего форсажному режиму двигателя, т.е. Р*2/Р*4=π*т=const. Достигается повышение достоверности результатов испытаний двигателя на бесфорсажном режиме на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к испытаниям авиационных двигателей, в частности к испытаниям по проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления.
Испытания при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления проводятся на высотных стендах ЦИАМ при имитированных режимах полета самолета, наиболее тяжелых для проявления автоколебаний по линии максимальных нагрузок на крыло самолета, по зависимости Ммакс=f(Hмин).
Зависимость Ммакс=f(Hмин) реализуется в полете только на режиме полного форсажа двигателя, на котором площадь выходного сечения сопла регулируется по закону постоянства π*т - отношения давления воздуха за компрессором высокого давления - Р*2 к давлению газа за турбиной - Р*4:
Р*2/Р*4=π*т=const (см. фиг. 1),
где М - отношение скорости полета к скорости звука;
Н - высота полета.
Известен способ испытания авиационного двигателя по проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления (RU 2426087 С1, 10.08.2011), выбранный за наиболее близкий аналог (прототип). Способ заключается в установке двигателя на стенд для высотных испытаний и испытание двигателя на бесфорсажных режимах с соплом в положении «Максимал», т.е. в положении сопла, при котором площадь его выходного сечения постоянна (не изменяется) и соответствует режиму максимальной тяги Fc=const на различных высотах от Н=0 до Н=Нмакс (см. фиг. 1) и на величинах давлений и температур перед входом в двигатель, соответствующих определенной высоте полета самолета и выбранных в диапазоне максимальных нагрузок на крыло самолета и в диапазоне частот вращения компрессора низкого давления от минимальных до максимальных оборотов.
Недостатком прототипа является низкая достоверность результатов испытаний на бесфорсажном режиме по проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора.
Низкая достоверность результатов испытания связана с отличием регулировок площади выходного сечения сопла на режимах проверки на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора с соплом Fc=const и в реальных условиях эксплуатации двигателя в полете на форсажном режиме с регулировками сопла по закону π*т=const.
Техническая проблема заключается в низкой достоверности результатов испытаний двигателя на бесфорсажном режиме с соплом в положении «Максимал» по проверке отсутствия автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления по линии максимальных нагрузок на крыло самолета, возникающих только на форсажных режимах.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении достоверности результатов испытаний двигателя на бесфорсажном режиме на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления.
Технический результат достигается тем, что способ испытания авиационного двигателя по проверке отсутствия автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления заключается в установке двигателя на стенд для высотных испытаний и испытании двигателя на расчетных величинах давлений и температур перед входом в двигатель, соответствующих определенной высоте полета самолета и выбранных в диапазоне максимальных нагрузок на крыло самолета и в диапазоне частот вращения компрессора от минимальных до максимальных оборотов. Перед испытанием во второй контур двигателя устанавливают устройство, загромождающее воздушный поток и увеличивающее уровень нагрузки первой ступени компрессора низкого давления. При этом испытание двигателя проводят на бесфорсажном режиме с регулированием площади выходного сечения сопла исходя из постоянства отношения давления воздуха за компрессором высокого давления к давлению газа за турбиной, соответствующего форсажному режиму двигателя, т.е. Р*2/Р*4=π*т=const.
Сущность заявленного изобретения поясняется следующими иллюстрациями:
- на фиг. 1 представлены характеристики испытаний двигателя на бесфорсажном режиме с соплом в положении «Максимал» Fc=const на высотах от Н=0 до Н=Нмакс;
- на фиг. 2 представлены характеристики π*т=f(n1пр) двигателя при регулировании соплом в положении «Максимал» и π*т=const.
Параметры перед двигателем определяются в соответствии с зависимостью Ммакс=f(Hмин). Давление воздуха перед двигателем Р*1 определяется по величине π(λ)=f(M) (Таблица газодинамических функций МАП ЦИАМ, 1956 г., с. 24-26) и давлению воздуха Рн на соответствующей высоте с учетом коэффициента потерь давления на входе в двигатель по стандартной зависимости ЦАГИ - ЦИАМ: σ=f(M) и P*1=σ×Pн/π(λ), а температура воздуха перед двигателем T*1 - по величине τ(λ)=f(M) и температуре воздуха Тн на той же высоте: T*1=Т*н=Tн/τ(λ). Испытания проводятся с нормированными дополнительными запасами - 3% по температуре и 10% по давлению.
Перед постановкой двигателя для стендовых испытаний специальным устройством в двигателе (например, постановкой заглушек во второй контур двигателя) уровень π*к/Gв (Gв - расход воздуха через двигатель, π*к - степень сжатия воздуха первой ступени компрессора низкого давления) первой ступени компрессора низкого давления увеличивают на 2% с целью создания более тяжелых условий для лопаток первой ступени компрессора низкого давления при проверке на отсутствие автоколебаний. В таком виде двигатель поставляется на стенд для проведения испытания по проверке отсутствия автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления.
Регулятор π*т на приемосдаточных испытаниях двигателя обычно настраивается таким образом, чтобы его отладка на режиме полного форсажа соответствовала уровню π*т при работе двигателя на бесфорсажном режиме с соплом в положении «Максимал» и приведенной частоте вращения компрессора низкого давления n1пр, при которой запас газодинамической устойчивости минимальный. Такая настройка регулятора π*т обеспечивает одинаковый запас устойчивости двигателя на режимах «Максимал» и полного форсажа. На фиг. 2 представлены характеристики π*т=f(n1пр) двигателя при регулировании соплом в положении «Максимал» и π*т=const.
Такой характер влияния законов регулирования на уровень нагрузки на двигатель при испытаниях на отсутствие автоколебаний с соплом в положении «Максимал» показывает, что при частоте вращения большей, чем n1пр, двигатель при работе с соплом в положении «Максимал» менее нагружен, а при частоте вращения меньшей, чем n1пр, - более нагружен относительно уровня π*т=const при работе на форсажном режиме.
Следовательно, если проверку на отсутствие автоколебаний проводить с соплом в положении «Максимал», то в зоне частот вращения меньшей, чем n1пр, т.е. в зоне наиболее вероятного появления автоколебаний - дозвукового срывного флаттера - проверка будет осуществляться на более поджатой рабочей линии двигателя, чем при работе на форсажном режиме в условиях эксплуатации, и получаемый таким образом запас по автоколебаниям будет занижен. В зоне частот вращения больших, чем n1пр, проверка будет осуществляться на менее поджатой рабочей линии двигателя, чем при работе на форсажном режиме в условиях эксплуатации, т.е. зоны, где могут существовать дозвуковой и сверхзвуковой флаттера с повышенным давлением, будут исследованы недостаточно.
Таким образом, проведение испытаний по проверке отсутствия автоколебаний рабочих лопаток низкого давления на бесфорсажном режиме с соплом в положении «Максимал» не позволяет в процессе испытаний имитировать условия эксплуатации и, поскольку полеты по линии максимальных нагрузок на крыло возможны только на форсажных режимах, то и режимы подготовки и проверки на отсутствие автоколебаний должны соответствовать форсажным режимам работы двигателя, прежде всего с соблюдением закона π*т=const.
Заявленный способ осуществляется следующим образом. Испытание двигателя проходит на бесфорсажном режиме, при котором площадь выходного сечения (среза) сопла регулируются исходя из постоянства отношения Р*2/Р*4=π*т=const, а именно: при увеличении или уменьшении давления за турбиной Р*4 регулятор сопла π*т изменяет площадь выходного сечения сопла для поддержания постоянства указанного отношения. То есть регулятор π*т при увеличении давления газа за турбиной Р*4 увеличивает площадь выходного сечения сопла, а при уменьшении давления - уменьшает его, добиваясь таким образом соблюдения указанного постоянства отношения Р*2/Р*4=π*т=const, соответствующего при этом форсажному режиму двигателя. Форсажные показатели указанного отношения на бесфорсажном режиме достигаются за счет, например, регулировок выходной площади сечения сопла (уменьшением его площади) или могут достигаться в комплексе вместе с регулировкой степени перекрытия заглушками второго контура с учетом возможностей испытательного стенда.
Следовательно, использование регулятора π*т=const в качестве регулятора рабочей линии двигателя при подготовке и проведении испытаний дает возможность достоверно определить отсутствие автоколебаний в самых тяжелых условиях, наиболее возможных для проявления автоколебаний рабочих лопаток компрессора при эксплуатации.
Claims (1)
- Способ испытания авиационного двигателя по проверке отсутствия автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления, заключающийся в установке двигателя на стенд для высотных испытаний и испытании двигателя на расчетных величинах давлений и температур перед входом в двигатель, соответствующих определенной высоте полета самолета и выбранных в диапазоне максимальных нагрузок на крыло самолета и в диапазоне частот вращения компрессора от минимальных до максимальных оборотов, отличающийся тем, что перед испытанием во второй контур двигателя устанавливают устройство, загромождающее воздушный поток и увеличивающее уровень нагрузки первой ступени компрессора низкого давления, при этом испытание двигателя проводят на бесфорсажном режиме с регулированием площади выходного сечения сопла исходя из постоянства отношения давления воздуха за компрессором высокого давления к давлению газа за турбиной, соответствующего форсажному режиму двигателя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120192A RU2649171C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120192A RU2649171C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649171C1 true RU2649171C1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=61867302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120192A RU2649171C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649171C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681550C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-03-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ стендовых испытаний турбореактивного двухконтурного двигателя |
| RU2681548C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-03-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ стендовых испытаний турбореактивного двухконтурного двигателя |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1016792B1 (en) * | 1998-12-30 | 2003-12-03 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for active flutter control |
| GB2446684A (en) * | 2006-11-30 | 2008-08-20 | Gen Electric | Vibration Measurement System For Gas Turbine Engine and Accelerometer Configured to Transmit Accelerometer Identifying Signal |
| RU77044U1 (ru) * | 2008-06-03 | 2008-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Имитатор естественных условий эксплуатации газотурбинного двигателя при испытаниях на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора |
| RU2426087C1 (ru) * | 2010-03-16 | 2011-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей |
| RU158308U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2015-12-27 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Имитатор естественных условий эксплуатации газотурбинного двигателя при испытаниях на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора |
| RU2573331C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им П.И. Баранова" | Способ определения характеристик несинхронных колебаний рабочего колеса турбомашины |
-
2017
- 2017-06-08 RU RU2017120192A patent/RU2649171C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1016792B1 (en) * | 1998-12-30 | 2003-12-03 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for active flutter control |
| GB2446684A (en) * | 2006-11-30 | 2008-08-20 | Gen Electric | Vibration Measurement System For Gas Turbine Engine and Accelerometer Configured to Transmit Accelerometer Identifying Signal |
| RU77044U1 (ru) * | 2008-06-03 | 2008-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Имитатор естественных условий эксплуатации газотурбинного двигателя при испытаниях на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора |
| RU2426087C1 (ru) * | 2010-03-16 | 2011-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Стенд для высотных испытаний двухконтурных турбореактивных двигателей |
| RU2573331C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им П.И. Баранова" | Способ определения характеристик несинхронных колебаний рабочего колеса турбомашины |
| RU158308U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2015-12-27 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Имитатор естественных условий эксплуатации газотурбинного двигателя при испытаниях на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681550C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-03-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ стендовых испытаний турбореактивного двухконтурного двигателя |
| RU2681548C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-03-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ стендовых испытаний турбореактивного двухконтурного двигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4622808A (en) | Surge/stall cessation detection system | |
| RU2337250C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем на динамических режимах разгона и дросселирования | |
| EP3171004A1 (en) | Method and system for improving parameter measurement | |
| RU2649171C1 (ru) | Способ испытания авиационного двигателя при проверке на отсутствие автоколебаний рабочих лопаток компрессора низкого давления | |
| EP3882449A1 (en) | Method and system for determining an engine temperature | |
| US10605166B2 (en) | System and method for variable geometry mechanism control | |
| EP2993309A1 (en) | Engine-induced aircraft cabin resonance reduction system and method | |
| EP3098510A1 (en) | Gas turbine engine, uncontrolled high thrust accommodation system and method | |
| RU2255247C1 (ru) | Способ защиты компрессора при неустойчивой работе газотурбинного двигателя | |
| EP3994358B1 (fr) | Régulation anti-pompage d'un compresseur de charge équipant un groupe auxiliaire de puissance | |
| RU2346173C2 (ru) | Способ определения тяги турбореактивного двухконтурного двигателя | |
| RU2702443C1 (ru) | Способ испытания газотурбинного двигателя | |
| RU2549276C1 (ru) | Способ и устройство для определения характеристик и границы устойчивой работы ступени осевого компрессора в составе гтд | |
| RU2310100C2 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от возникновения неустойчивой работы компрессора | |
| US11549446B1 (en) | Method and apparatus for measuring compressor bleed flow | |
| RU2389008C1 (ru) | Способ отладки газотурбинного двигателя с форсажной камерой | |
| RU2451278C1 (ru) | Турбореактивный двигатель и способ испытания турбореактивного двигателя | |
| RU2488086C2 (ru) | Способ и устройство для определения характеристик и границы устойчивой работы компрессора в составе гтд | |
| RU2682219C1 (ru) | Стенд для испытаний компрессора газотурбинного двигателя | |
| RU2681550C1 (ru) | Способ стендовых испытаний турбореактивного двухконтурного двигателя | |
| EP3812566A1 (en) | Active stability control of compression systems utilizing electric machines | |
| RU2583485C1 (ru) | Способ регулирования авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя | |
| RU144425U1 (ru) | Турбореактивный двигатель | |
| US11674450B1 (en) | System and method for synthesizing engine thrust | |
| RU2620737C1 (ru) | Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190801 |