Техническая диагностика газотурбинных двигателей. Диагностика авиационной техники Диагностика летательных аппаратов и двигателей

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки России

Научно-исследовательская работа

Методы технической диагностики авиационной техники

Москва 2014

Введение

3. Методы обобщенной оценки состояния технических систем

3.1 Методы сверток частных параметров контроля к обобщенному показателю

3.2 Методы обобщенной оценки состояния технических систем по информационному критерию

Заключение

Литература

Введение

Техническая диагностика -- это направление в науке и технике, представляющее собой процесс определения технического состояния объекта диагностирования с определенной степенью точности. Основной целью технического диагностирования авиационного ГТД является организация процессов оценки его технического состояния.

Диагностика как научное направление формирует идеологию, принципы, способы диагностирования и прогнозирования технического состояния изделий в процессе их испытаний и эксплуатации.

Техническая диагностика решает следующие задачи:

¦ создание контролепригодного изделия;

¦ разработка систем и средств получения необходимой информации;

¦ разработка методов обработки и анализа получаемой информации;

¦ обоснование и реализация наиболее рациональных способов регистрации параметров;

В данной работе рассматриваются методы технического диагностирования авиационной техники.

1. Методы диагностики авиационной техники

1. Методы диагностики АТ и их возможности

В процессе диагностирования авиационной техники при ее эксплуатации по состоянию можно выделить три основных этапа (рис. 1.). Первый из них - оперативная диагностика, задача которой заключается в определении, можно ли продолжать нормальную эксплуатацию данного объекта АТ ("система исправна") или этот объект должен быть подвергнут до очередного полета каким-либо процедурам обслуживания ("система не - исправна").

Рис. 1. Общая схема эксплуатационной диагностики

Такая задача в том или ином объеме для всех наблюдаемых объектов АТ должна решаться, как правило, в конце каждого полетного дня, "на завтра". Оперативность достигается надлежащей организацией потока информации и применением компьютерной техники для ее обработки.

Второй этап - дополнительный диагностический анализ, результатом которого является перечень процедур обслуживания элементов и систем АТ, признанных неисправными, без снятия их с самолета ("на крыле").

Третий этап -- выполнение указанных процедур обслуживания, после чего принимается решение о дальнейшей эксплуатации объекта АТ или снятии его с самолета и направлении в ремонт.

В настоящее время широко распространены и значительно развиты методы и средства диагностики, основанные на различных физических принципах, позволяющие охватить контролем наиболее ответственные узлы, агрегаты и системы. В качестве примера остановимся на методах диагностики авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) (рис. 2.), являющихся наиболее ответственными объектами АТ. Условно их можно разделить на методы прямых измерений структурных диагностических параметров, определяющих техническое состояние ГТД, и методы безразборной (оперативной) диагностики по косвенным параметрам. В качестве косвенных используют диагностические параметры, содержащие информацию об изменении структурных характеристик состояния двигателя. Эти методы позволяют получить достаточно точные результаты оценки, например, износа отдельных элементов. Однако их применение затруднено низкой технологичностью ГТД и в большинстве случаев вызывает необходимость разборки двигателя. Это снижает достоверность контроля, поскольку состояние любого технического объекта после разборки не адекватно его состоянию до этих процедур. Необходимо отметить также, что в процессе эксплуатации разборка ГТД в большинстве случаев не представляется возможной.

Методы оперативной диагностики по косвенным параметрам лишены перечисленных недостатков, хотя в настоящее время они не всегда позволяют локализовать место дефекта. Использование методов измерений структурных характеристик может оказаться необходимым в случае невозможности применения методов оперативной диагностики или для уточнения результатов контроля.

Рис. 2. Методы и средства диагностики ГТД

К основным из используемых и перспективных методов оперативной диагностики ГТД относят:

· диагностику по результатам анализа термогазодинамических параметров;

· диагностику по тепловым параметрам;

· по виброакустическим параметрам;

· трибодиагностику;

· оптико-визуальную диагностику;

· анализ продуктов сгорания;

· измерение выбега ротора.

Применение каждого из методов осуществляется с помощью диагностического оборудования. Так, например, для анализа состава примесей в масле используют различные по сложности и принципам действия средства - от простейших магнитных пробок, установленных в магистралях маслосистемы двигателя, до сложных спектроанализаторов.

Диагностика неисправностей по тепловым параметрам предусматривает получение информации как от термодатчиков (термопреобразователей), так и от фотоэлектрических пирометров и тепловизоров, в последнее время успешно внедряемых в диагностической практике.

Контроль виброакустических параметров предполагает применение различных типов вибропреобразователей и сигнальной аппаратуры. Разрабатываются методы оценки напряженности конструктивных элементов с помощью голографических установок (создание т.н. "вибропортретов").

Подчас обнаружение неисправностей упомянутыми методами требует создания достаточно сложного математического аппарата, позволяющего идентифицировать признаки с конкретными дефектами.

Относительное многообразие методов объясняется тем, что ни один из них не позволяет учесть все требования, предъявляемые к формированию диагноза со 100% достоверностью, поскольку они несут специфическую информацию разной ценности.

Ни один из методов не позволяет оценить состояние двигателя с достаточной степенью детализации.

С помощью сочетания ряда методов можно осуществить более глубокий контроль (как правило, на земле), однако это часто требует специальных условий и продолжительного времени.

Итак, для диагностики АТ целесообразно использовать параметры, обладающие максимальной информативностью, дополняющие и уточняющие друг друга.

Таким образом, задача оценки информационного потенциала параметров, используемых для целей диагностики АТ, является на сегодняшний день очень актуальной.

2. Анализ методов технической диагностики авиационной техники

Сравнительный анализ информативности методов диагностики АТ, представленный ниже, основан на общепризнанном подходе, выдвинутом М. Бонгардом о величине функции вероятности приближения к цели ("адресу" дефекта) при регистрации значений параметра. Правда, каких-либо количественных характеристик упомянутой функции в этой главе пособия не приводится. Эта взаимосвязь (информативность - метод) подтверждена практикой эксплуатации, где косвенным критерием информативности служит безошибочность диагноза при проявлении признака, регистрируемого данным методом.

2.1 Тепловые методы и их эффективность

Одними из наиболее информативных методов оценки состояния АТ являются методы контроля тепловых параметров. В настоящее время их использование в полете ограничивается контролем температуры в различных точках, например проточной части двигателя, и сравнением ее с допустимыми значениями. Большее развитие тепловые методы нашли при стендовых испытаниях ГТД. Основным достоинством их является возможность получения информации без существенной разборки авиадвигателя. При термометрировании рабочих лопаток турбины на них устанавливают термопары и общий токосъемник. Это влечет за собой неудобства для формирования диагноза вследствие ограниченного количества точек контроля.

Методы бесконтактного термометрирования обладают некоторыми преимуществами. Объектами бесконтактной термометрической диагностики могут являться как двигатель в целом, так и отдельные его агрегаты и детали. Система контроля преобразует инфракрасное изображение в видимое так, чтобы распределение видимой яркости было пропорционально инфракрасной яркости объекта, т.е. пространственному распределению температуры T(y,z) или коэффициента излучения (y,z). Это преобразование обычно осуществляют путем последовательного анализа различных точек объекта элементарным радиометрическим полем зрения, образующем на теле объекта площадь S . Мгновенное поле выбирают малым и быстро перемещают его по объекту. Распределение инфракрасной яркости L(y,z) объекта при сканировании его площадкой S формирует в приемнике сигнал S(t), амплитуда которого изменяется во времени в соответcтвии с изменением визируемой яркости. Сигнал S(t) после усиления преобразуется в видимый сигнал. Воспроизведение инфракрасного изображения путем строчного анализа позволяет получить тепловую карту наблюдаемой зоны (связь между теплообменом в среде и ее строением).

Одним из информативных методов обнаружения дефектов труднодоступных узлов ГТД является метод инфракрасной термографии. Его разделяют на активный и пассивный методы. Активный предполагает предварительный нагрев объекта. Наблюдения тепловых явлений на поверхности в результате распространения тепла по материалу могут дать информацию о его внутренней структуре. Используемый при этом источник тепла служит для создания в материале т.н. термоудара, а приемная термографическая система анализирует рассеяние и распространение тепловых волн.

Ограничения сферы применения метода связаны с тем, что наблюдения могут проводиться только в переходном режиме, когда определяются относительные скорости распространения теплового потока внутри материала. По достижении температурного равновесия тепловые контрасты уже не наблюдаются. К тому же такие объекты, как авиационные ГТД, имеют большую контролируемую поверхность, и осуществить их равномерный нагрев представляется затруднительным. Это касается и других функциональных систем самолета - гидравлической, топливной и др. Сложности в применении метода объясняются тем, что он зависит от большого числа параметров, которые должны быть учтены для каждого применения. К ним относятся:

· коэффициент излучения испытуемого материала;

· тип инфракрасного приемного устройства;

· поле зрения и размещение приемного устройства;

· скорость перемещения приемного устройства относительно объекта;

· природа и интенсивность нагрева (с помощью обычных источников или лазеров);

· фокусировка теплового потока;

· расстояние между источником тепла и испытуемым объектом;

· расстояние между источником тепла и инфракрасной приемной системой.

Существенным недостатком активного метода при оценке состояния функциональных систем ЛА и АД можно считать возможность контроля только тех деталей, которые находятся на его поверхности (корпусе). Доступ к остальным агрегатам требует их детальной разборки.

Более широкими возможностями в этом отношении обладает пассивный метод. Он заключается в использовании естественного тепла, выделяющегося в процессе функционирования ГТД, и в наблюдении с помощью пассивного приемного инфракрасного устройства распределения температур во времени и в пространстве. Сравнение с идеальной моделью рассеяния тепла позволяет определить все отклонения температуры, важные для процесса функционирования объекта. Разность температур отдельных зон характеризует условия теплоотвода от них, и, тем самым, физико-химический состав, толщину, структуру, наличие дефектов и т.д. Пассивный метод представляется более перспективным и может быть использован для определения наиболее информативных точек на поверхности двигателя с целью установки в этих зонах встроенной системы контроля (термодатчиков).

Тепловая диагностика предполагает использование широкого спектра дорогостоящих средств. При визуальном контроле для параллельного съема информации используют электронно-оптические преобразователи - эвапографы, эджеографы, приборы с жидкими кристаллами и фоточувствительными пленками, тепловизоры (рис. 3.) и т.п.

Рис. 3. Тепловизор TVS-200

Несмотря на это, бесконтактная тепловая диагностика является весьма перспективной в силу высокой информативности. Важно, что разработанные средства диагностики позволяют впрямую обнаруживать дефекты и прогнозировать их развитие в процессе испытаний ЛА и АД. Существующие методы обработки инфракрасного термометрирования дают возможность прогнозировать конкретные неисправности.

2.2 Возможности виброакустических методов оценки состояния авиационной техники

Виброакустическая диагностика АТ также в достаточной мере информативна. Она базируется на общих принципах распознавания состояний технических систем по исходной информации, содержащейся в виброакустическом сигнале. В качестве диагностических признаков здесь используют характеристики виброакустического сигнала, сопровождающие функционирование ГТД. Как правило, уровень вибраций двигателя контролируется с помощью вибропреобразователей, которые сигнализируют о возможной неисправности в полете, но не позволяют определить конкретное место ее развития. При стендовых испытаниях для получения информации о вибронапряженности и колебаниях лопаток рабочих колес компрессора используют бесконтактные дискретно-фазовые методы. Их применение требует жесткого закрепления двигателя на стенде и установки на корпусе и роторе компрессора специальных вибропреобразователей. В настоящее время разрабатываются перспективные устройства и методы виброакустического анализа, не дошедшие пока до стадии массового эксплуатационного применения. Как упоминалось, голографические и акустические методы могут позволить определить наиболее информативные точки на корпусе двигателя (амплитуда, частота и фазовые характеристики вибрации, которые связаны с состоянием отдельных узлов и деталей). При обработке информации совокупность упомянутых параметров связывают с состоянием объекта W(t) в момент (период) времени t. При этом множество возможных состояний объекта делят на два подмножества. Подмножество W* представляет собой совокупность работоспособных состояний, которые обладают запасом работоспособности, определяющим близость объекта к предельно допустимому состоянию. Подмножество W** включает все состояния, соответствующие появлению отказов в работе двигателя.

Для постановки диагноза все возможные состояния разбиваются на некоторое число классов Wi, i=1,2, … n , подлежащих распознаванию. Но если число классов в подмножестве W** определяется числом возможных отказов, то практически осуществить классификацию по степени работоспособности в подмножестве W* не представляется возможным в силу непрерывности изменения этих состояний в пространстве диагностических признаков и времени. Кроме того, такая классификация затруднена многопараметричностью объекта, каким и является газотурбинный двигатель.

Если дефект сопровождается повышенной виброактивностью, то важным здесь является локализация источников повышенного уровня колебательной энергии. При этом различают два возможных варианта: источники шума независимы либо статистически связаны. Уровень трудностей, обусловленный необходимостью разделения влияния источников, в значительной степени снижает информативность вибродиагностики ГТД.

К мерам, повышающим ее информативность относят следующие:

· детальный опыт доводки в эксплуатацию двигателя с целью выявления наиболее уязвимых мест, четкое разбиение на конечное множество классов состояний, подлежащих распознаванию - W = {W1 , W2 , … , Wm};

· обоснование эталонных значений вибропараметров;

· выбор средств измерения и мест их размещения на основе протекающих в ГТД физических процессов;

· локализация источников излучения повышенной колебательной энергии в исследуемом двигателе;

· определение динамических характеристик отдельных узлов, агрегатов и двигателя в целом для построения диагностической модели;

· разработка алгоритмов определения текущего состояния ГТД.

Важным моментом является формирование эталонов, представляющих собой усредненные для данного класса значения признаков. С помощью набора классифицирующих функций производится распознавание параметров виброакустического сигнала. В подсистеме принятия решения определяется фактическое состояние объекта контроля по текущим значениям параметров, которые могут быть использованы в качестве исходных при построении алгоритмов прогноза возможных отказов.

Несмотря на перечисленные меры, все же значительные трудности вызывает решение задачи локализации источников излучения повышенной виброактивности.

В последнее время при вибродиагностике ГТД начал находить применение метод оптической голографии, обладающий повышенной информативностью. Условием его эффективного использования также является создание эталонов (библиотеки вибропортретов дефектных состояний ГТД). Сначала получают эталонный вибропортрет исправного двигателя, а затем, вводя известные характерные дефекты, получают вибропортреты, соответствующие конкретным дефектным состояниям. Сравнение последних с эталонным может позволить определить информативные точки на поверхности двигателя, чувствительные к определенным дефектам. Для постановки диагноза достаточно идентифицировать вибропортрет исследуемого двигателя с набором, имеющимся в библиотеке. Однако этот метод пока не достаточно практически отработан и обеспечен аппаратурой.

Менее информативной, но более доступной считается диагностика АТ на основе построения диагностических моделей, т.е. связей между пространством состояний и пространством диагностических признаков. При этом не придается значения, в какой форме представлена эта связь.

Считают, что диагностическая модель отвечает своему назначению, если она позволяет выполнить следующие условия:

· сформулировать принципы разбиения множества W на два подмножества - работоспособных W* и неработоспособных W** состояний;

· определить критерий для оценки степени работоспособности объекта и его принадлежности к одному из классов в подмножестве W*;

· установить признаки возникших отказов (различить состояния в подмножестве W**).

В качестве диагностических моделей обычно используют дифференциальные и алгебраические уравнения, логические соотношения, матрицы узловых проводимостей, функциональные, структурные, регрессионные и другие модели, позволяющие связать параметры технического состояния с виброакустическим состоянием объекта. К основным типам моделей можно отнести: структурно-следственные; динамические; регрессионные.

Структурно-следственная модель диагностируемого объекта создается на основе инженерного изучения его устройства и функционирования, статистического анализа показателей надежности и диагностических параметров. Она должна давать наглядное представление о наиболее уязвимых и ответственных элементах, а также связи структурных параметров с диагностическими признаками. Эту задачу необходимо решать при построении модели любого типа. Она решается на основе статистического анализа, что требует значительных затрат времени.

При построении динамической модели диагностирования объект рассматривают как многомерную систему с р входами и n выходами. Уравнение связи вектора входных воздействий

X(t) = {х1(t) , х2(t) , …. , хn(t)}

и вектора выходных сигналов

Y(t) = { y1(t) , y2(t) , …. , yn(t)}

записывают в операторном виде

где В - оператор системы, содержащий в неявном виде данные о параметрах технического состояния Zi системы.

На рис. 4. показана простейшая модель "черного ящика".

Изменение параметров технического состояния может вызвать изменение оператора при неизменном X(t).

В качестве критерия работоспособности динамического звена принимают степень соответствия действительного оператора Bi оператору нормального функционирования механизма Bio, которую можно оценить значением невязки в соответствии со схемой, приведенной на риc. 5., где X - возмущающее воздействие, Yо - реакция номинальной модели исследуемого динамического звена, Y - невязка, U - диагностический признак.

Рис. 4. Модель "черного ящика"

Рис. 5. Простейшая схема динамического звена

1 - динамическое звено объекта контроля;

2 - формирующее звено;

3 - номинальная математическая модель

С помощью уравнений идентификации можно сформировать модель " черного ящика " , диагностические признаки, представляющие собой значения собственных частот, декремент колебаний и т.д. Однако их конкретизация зависит от понимания физики процессов, порождаемых развивающимся дефектом. К этому можно добавить, что использование сложного математического аппарата, необходимого при построении моделей данного типа, для решения практических задач часто представляется затруднительным.

Наиболее эффективным считают метод построения регрессионной модели, базирующийся на использовании математического аппарата планирования эксперимента. С помощью этого метода ищут "характерный" диагностический признак, однозначно связанный с каким- либо параметром технического состояния. Задача моделирования сводится к нахождению коэффициентов регрессии и оценке адекватности модели в соответствии с определенными правилами. В процессе обработки результатов эксперимента оценивают следующие величины: дисперсию функции отклика по результатам параллельных опытов; дисперсию воспроизводимости функции отклика по результатам всех опытов; однороднородность дисперсий по F - критерию Фишера (коэффициенты регрессии; доверительный интервал коэффициентов регрессии; адекватность модели).

В результате анализа определяют характерный диагностический признак, являющийся функцией одного аргумента. Следует отметить, что несмотря на значительный уровень развития вибрационных диагностических моделей и алгоритмов построения диагностических процессов в целом, в большинстве случаев получают оценки состояния типа "норма - не норма", что в ряде случаев является недостаточным.

При решении задач локализации источников вибрации (повышения информативности), а также установления связей между структурными параметрами и параметрами сигнала, важное место отводится расшифровке последнего. Виброакустический сигнал любого механизма имеет сложную структуру, зависящую от динамики функционирования и набора комплектующих узлов. В настоящее время получен ряд зависимостей изменения характеристик виброакустического сигнала от возникающих дефектов типовых элементов различных механизмов, в том числе и применяющихся в авиационных двигателях. Спектры вибрации измеряют на нескольких режимах работы ГТД для более надежного сопоставления расчетных частот с реальным частотным спектром вибрации. При обнаружении в некоторой полосе частот источника интенсивной вибрации место его расположения определяют по пространственному распределению уровня вибраций конструкции.

Для некоторых рабочих процессов была найдена определенная связь режимных и виброакустических параметров. Например, в компрессорах вихревой шум пропорционален 3,5-5-й степени относительной скорости потока среды на лопатке, а сплошной шум подшипников качения в значительно меньшей степени зависит от нагрузки и частоты вращения ротора. Поэтому, если в данном механизме при изменении скоростного режима интенсивность шума нарастает пропорционально, например, 4-й степени частоты вращения ротора, то можно сделать вывод о его аэродинамическом происхождении. В ряде случаев для выявления источников определяют форму колебаний, т.е. измеряют амплитуду и фазу, а также распределение возбуждающих сил.

Таким образом, методы виброакустической диагностики ГТД базируются на общих принципах диагностики технических систем по косвенным (в целом малоинформативным) параметрам. К тому же область их применения ограничена возможностью доступа к двигателю, а также несовершенством средств диагностирования и математических моделей, связывающих структурные параметры с диагностическими признаками. Тем не менее в ряде случаев можно получить количественную оценку запаса работоспособности узлов двигателя по результатам измерения виброакустических сигналов, что позволяет прогнозировать величины остаточных ресурсов элементов ГТД.

2.3 Эффективность трибодиагностики элементов ГТД

Процесс разрушения изнашиваемых деталей, как правило, начинается с разрушения поверхностного слоя материала под действием высоких динамических напряжений, что проявляется в виде отрывов частиц материала. Это приводит к повышенной концентрации напряжений в местах отрыва и как следствие к дальнейшему развитию процесса разрушения. При этом продукты износа уносятся маслом, циркулирующим в двигателе. Их наличие и накопление могут служить сигналом о возникновении неисправности.

Масло в данном случае является носителем информации о состоянии трущихся пар. Как показывает опыт, отрезок времени от начала процесса разрушения поверхностного слоя до момента полного разрушения детали, как правило, достаточно велик, что дает возможность обнаруживать неисправности уже на начальном этапе процесса изнашивания.

Количество и форма продуктов износа, поступающих в масло, зависит от скорости накопления частиц износа.

Наиболее распространенными методами трибодиагностики являются: магнитный, спектрального анализа, колориметрический, феррографический, метод радиоактивных изотопов. Каждый из них более информативен, чем методы вибродиагностики.

Магнитный метод (в ГА применяется прибор ПКМ, ранее ПОЖ-М). Метод основан на измерении силы взаимодействия ферромагнитных частиц масла с искусственно созданным внешним магнитным полем. Поскольку количество ферромагнитных металлов в работавшем масле двигателей обычно существенно больше, чем других продуктов износа, то их определение может служить интегральной оценкой степени износа трущихся пар двигателя.

Электромагнитный метод контроля, как разновидность магнитного метода, основан на взаимодействии переменного магнитного поля катушки индуктивности с электромагнитным полем, возникающим от вихревых токов металлических частиц в работающем масле. К недостаткам метода следует отнести малую чувствительность анализаторов, их подверженность влиянию внешних переменных полей, а также невозможность определения немагнитных частиц износа.

Эмиссионно-спектральный метод (в ГА применяются установки типа МФС, МОА, Spektrooil). Этот метод использует явление свечения газа исследуемого вещества в результате нагревания его до температуры свыше 10000С. При таких температурах энергия движения частиц газа такова, что при их столкновении происходят процессы диссоциации и ионизации, в результате которых, наряду с атомами и молекулами, в газе образуются свободные электрические заряды-ионы и электроны. Нагретый, частично ионизированный, проводящий электрический ток газ-плазма излучает электромагнитные колебания в оптическом диапазоне спектра. Существенной составляющей этого излучения являются линейчатые спектры атомов, в которых каждому элементу соответствует своя длина волны излучения определенной интенсивности. Исследуя спектр, можно определить химический состав образующего его газа, и, следовательно, состав анализируемой пробы.

Интенсивность аналитических спектральных линий (мощность излучения единицы объема плазмы) пропорционально связана с концентрацией соответствующих элементов в пробе. Установка позволяет определить не только качественный, но и количественный состав пробы. Для проведения количественного анализа необходимо выбрать адекватную модель спектроаналитического процесса (связь между сигналом и концентрацией исследуемого элемента) и провести с ее помощью градуирование установки.

Рентгеноспектральный метод (в ГА применяются установки типа БАРС-3, "СПЕКТРОСКАН", БРА-17, "ПРИЗМА"). Метод основан на регистрации длины волны и интенсивности характеристического флуоресцентного излучения химических элементов, входящих в состав "сухой" масляной пробы. Характеристическое излучение - это квантовое излучение с линейчатым (дискретным) спектром, возникающее при изменении энергетического состояния атома. Длина волны характеристического излучения зависит от атомного номера химического элемента и уменьшается по мере его возрастания. Явление флуоресценции связано с переходом атомов, молекул или ионов из возбужденных состояний в нормальное состояние под действием характеристического излучения. Излучение возбуждается рентгеновскими лучами, направленными на масляную пробу. Характеристическое излучение определяемых элементов выделяется из вторичного излучения образца кристалл-анализатором и регистрируется с помощью шести селективных рентгеновских фильтров и шести пропорциональных счетчиков ("Спектроскан").

авиационный диагностика виброакустический технический

Рис. 6. Энергодисперсионный анализатор "Спектроскан Макс"

Анализ начинается сустановки анализируемой пробы в пробо-загрузочное устройство спектрометра и продолжается от 10 до 1000 сек. в зависимости от анализируемого материала и требуемой точности анализа. Кванты излучения преобразуются в импульсы напряжения, скорость поступления которых измеряется и выводится на дисплей, и сохраняются в памяти компьютера, значения распечатываются на принтере. Спектрометр полностью управляется компьютером.

Рис. 7. Рентгеноспектральный анализатор "ПРИЗМА"

Сцинтилляционный метод. Метод регистрации заряженных частиц с помощью счета вспышек света, возникающих при попадании этих частиц на экран из сернистого цинка (ZnS), является одним из первых методов регистрации ядерных излучений. Еще в 1903 г. Крукс и другие ученые показали, что если рассматривать экран из сернистого цинка, облучаемый частицами через увеличительное стекло в темном помещении, то на нем можно заметить появление отдельных кратковременных вспышек света -- сцинтилляций. Было установлено, что каждая из этих сцинтилляций создается отдельной частицей, попадающей на экран. Круксом был построен простой прибор, названный спинтарископом Крукса, предназначенный для счета частиц. Визуальный метод сцинтилляций был использован в дальнейшем в основном для регистрации частиц и протонов с энергией в несколько миллионов электрон-вольт. Отдельные быстрые электроны регистрировать не удалось, так как они вызывают очень слабые сцинтилляции. Иногда при облучении электронами сернисто-цинкового экрана удавалось наблюдать вспышки, но это происходило лишь тогда, когда на один и тот же кристаллик сернистого цинка попадало одновременно достаточно большое число электронов. Гамма-лучи никаких вспышек на экране не вызывают, создавая лишь общее свечение. Это позволяет регистрировать частицы в присутствии сильного излучения. Визуальный метод сцинтилляций позволяет регистрировать очень небольшое число частиц в единицу времени. Наилучшие условия для счета сцинтилляций получаются тогда, когда их число лежит между 20 и 40 в минуту. Конечно, метод сцинтилляций является субъективным, и результаты в той или иной мере зависят от индивидуальных качеств экспериментатора. Несмотря на недостатки, визуальный метод сцинтилляций сыграл огромную роль в развитии ядерной и атомной физики. С помощью него Резерфорд регистрировал частицы при их рассеянии на атомах. Именно эти опыты привели Резерфорда к открытию ядра. Впервые визуальный метод позволил обнаружить быстрые протоны, выбиваемые из ядер азота при бомбардировке их частицами, т.е. первое искусственное расщепление ядра.

Сцинтилляционный метод регистрации возродился в конце сороковых годов XX в. на новой основе. К этому времени были разработаны фотоэлектронные умножители (ФЭУ), позволяющие регистрировать очень слабые вспышки света. Были созданы сцинтилляционные счетчики, с помощью которых можно увеличить скорость счета в 108 и даже более раз по сравнению с визуальным методом, а также можно регистрировать и анализировать по энергии как заряженные частицы, так и нейтроны и гамма-лучи.

Сцинтилляционный счетчик представляет собой сочетание сцинтиллятора (фосфора) и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). В комплект счетчика входят также источник электрического питания ФЭУ и радиотехническая аппаратура, обеспечивающая усиление и регистрацию импульсов ФЭУ. Иногда сочетание фосфора с ФЭУ производится через специальную оптическую систему (светопровод). Принцип работы сцинтилляционного счетчика состоит в следующем. Заряженная частица, попадая в сцинтиллятор, производит ионизацию и возбуждение его молекул, которые через очень короткое время (10-6--10-9 сек.) переходят в стабильное состояние, испуская фотоны. Возникает вспышка света (сцинтилляция). Некоторая часть фотонов попадает на фотокатод ФЭУ и выбивает из него фотоэлектроны. Последние под действием приложенного к ФЭУ напряжения фокусируются и направляются на первый электрод (динод) электронного умножителя. Далее в результате вторичной электронной эмиссии число электронов лавинообразно увеличивается, и на выходе ФЭУ появляется импульс напряжения, который затем уже усиливается и регистрируется радиотехнической аппаратурой. Амплитуда и длительность импульса на выходе определяются свойствами как сцинтиллятора, так и ФЭУ. В качестве фосфоров используются: органические кристаллы, жидкие органические сцинтилляторы, твердые пластмассовые сцинтилляторы, газовые сцинтилляторы. Основными характеристиками сцинтилляторов являются: световой выход, спектральный состав излучения и длительность сцинтилляций. При прохождении заряженной частицы через сцинтиллятор в нем возникает некоторое число фотонов с той или иной энергией. Часть этих фотонов будет поглощена в объеме самого сцинтиллятора, и вместо них будут испущены другие фотоны с несколько меньшей энергией. В результате процессов реабсорбции наружу будут выходить фотоны, спектр которых характерен для данного сцинтиллятора. Очень важно, чтобы спектр фотонов, выходящих из сцинтиллятора, совпадал или хотя бы частично перекрывался со спектральной характеристикой ФЭУ. Степень перекрытия внешнего спектра сцинтилляции со спектральной характеристикой данного ФЭУ определяется коэффициентом согласования.

ОАО "НПО "Сатурн" стало первым российским предприятием, которое вложило серьезные финансовые средства в разработку технологии диагностирования по результатам сцинтилляционных измерений ГТД серий Д-30КП/КУ/КУ-154. В рамках бюллетеней 1756БД-Г и 1772БД-Г специалистами разработан экспрессный количественный способ получения максимально возможной диагностической информации о параметрах частиц износа, находящихся в масле, в смывах с маслофильтра, магнитных пробок, фильтров-сигнализаторов и др. Использование сцинтилляционного анализатора масла позволило в диагностической авиационной практике оперативно оценивать не только общее техническое состояние двигателя по критерию "исправен" - "не исправен", но и раздельно оценивать техническое состояние подшипников трансмиссии и коробок приводов авиадвигателей.

Колориметрический метод (в ГА используются приборы типа КФК-2, ФЭК-М). В основу метода положен закон Ламберта-Бера и принцип измерения коэффициента пропускания света через исследуемую среду. На фотоприемник поочередно направляются световые потоки: полный и прошедший через эталонную и затем масляную среду, далее определяется отношение этих потоков. В качестве эталона используется либо дистиллированная вода, либо масло, соответствующее нормам ТУ. По значениям оптико-цветовых характеристик исследуемых проб масла и судят о состоянии узлов трения, омываемых маслом.

Отношение световых потоков, есть коэффициент пропускания или степень прозрачности исследуемого раствора

Оптическая плотность (D) определяется по формуле:

Органолептический метод. При этом методе степень частиц износа выявляется визуально или с использованием каких-либо устройств и приспособлений (магнитные пробки, фильтры, сигнализаторы). Как известно , на двигателях применяются сигнализаторы стружки различного типа (электронные, электромеханические и др.). Эти сигнализаторы имеют один принципиальный недостаток, который связан с возможностью ложного срабатывания из-за накопления смолистых веществ в масле и различного рода посторонних загрязнений, не имеющих отношения к развитию дефекта. Сигнализаторы только фиксируют наличие износа, но не позволяют отслеживать скорость процесса накопления стружки в масле. Таким образом, этот метод недостаточно информативен с точки зрения точности выявления морфологии частиц износа.

Феррографический метод (в ГА используются феррографы типа PF, DR в основном импортного производства). Феррография - это метод микроскопического анализа частиц, отделенных от жидкостей. Метод обладает рядом преимуществ по сравнению с методами, упомянутыми выше, главным из которых является низкая погрешность измерений.

Для оценки состояния трущихся пар пользуются двумя типами феррографов. Это аналитический феррограф и прямопоказывающий феррограф. Последний оценивает массовую концентрацию примесей в пробе; с помощью аналитического феррографа изучаются морфологические признаки частиц износа с целью установления "адреса" дефекта.

Частицы, которые вместе с маслом стекают по наклонной поверхности пластины, изготовленной из кварцевого стекла, подвергаются воздействию градуированного магнитного поля, под воздействием которого Fe-частицы оседают в порядке убывания своего размера. Минимальный размер частиц - 3,0-5,0 мкм.

Концентрация частиц "улавливается" в двух областях: на входе в зону отложения и на расстоянии 4 мм от этой зоны. В этих точках производится измерение интенсивности прохождения света через отложения, которая пропорциональна концентрации частиц в пробе.

Метод радиоактивных изотопов

Использование метода радиоактивных изотопов заключается в установке на двигатель активированной детали, износ которой требуется определить. В процессе работы двигателя радиоактивные частицы вместе с остальными продуктами износа попадают в масло. Степень износа детали определяют на основе измерения радиоактивности масла. Метод высоко информативен, т.к. впрямую указывает "адрес" дефекта. Основными способами активации масла являются: установка радиоактивных вставок на заданных участках поверхности детали; облучение деталей нейтронами; введение изотопов в металлы во время их плавки; электролитическое покрытие деталей радиоактивным элементом.

Применение радиоактивных изотопов для исследования износа обладает рядом преимуществ. Этот метод обладает высокой чувствительностью и возможностью непрерывной регистрации измерений непосредственно при работе двигателя. С его помощью можно определять износ заданного участка детали. Кроме того, метод позволяет исследовать ряд вопросов, связанных с работой и износом двигателя: приработку деталей при пусках, характер изнашивания (коррозионный, механический и т.п.), расход масла и др.

Однако определение износа деталей методом радиоактивных изотопов представляет известную сложность. К этому необходимо добавить, что применение метода ограничено необходимостью специальной подготовки двигателя перед испытаниями, а также биологической защиты обслуживающего персонала от излучения. Метод позволяет оценивать износ только одной детали (или группы деталей). Одновременное раздельное определение износа нескольких деталей весьма сложно, т.к. требует применения изотопов с различными энергиями излучения и специальной аппаратуры для раздельной регистрации этих излучений.

2.4 Эффективность диагностики жидкостных систем ЛА и АД

При диагностировании жидкостных систем АТ в условиях эксплуатации используют переносные и встроенные средства. Большинство параметров, характеризующих состояние жидкостных систем, являются неэлектрическими величинами (давление, температура, расход рабочей жидкости и др.). Для удобства измерения и обработки диагностических параметров необходима их трансформация в электрические сигналы.

Для этого используются различные преобразователи, которые классифицируются по своему принципу действия следующим образом, причем их функциональные возможности измерения параметров отмечены в скобках:

· ультразвуковые (расход, параметры рабочей жидкости);

· пьезоэлектрические (пульсации давления, вибрации);

· индукционные (частота вращения);

· трансформаторные (перемещение, давление, расход);

· фотоэлектрические (частота вращения, интенсивность излучения);

· индуктивные (давление, линейные перемещения);

· термопары, термосопротивление (температура);

· тензорезисторные (относительные перемещения);

· потенциометрические (давление, линейные и угловые скорости) и др.

Приемлемую точность измерения расхода имеют турбинные расходомеры типа РТСМ. В них измеряемые объемы жидкости отсекаются вращающейся крыльчаткой, а частота ее вращения свидетельствует о значении объемного расхода.

Простыми и надежными приборами для измерения избыточного давления являются пружинные манометры, для степени разряжения - т.н. вакуумметры. В качестве чувствительных элементов в этих приборах используются различного рода мембраны, сильфоны, сельсины и т.п.

Рис. 8. Течеискатель ИВУ-002:

1 - электронный блок-преобразователь;

2 - ультразвуковой щуп с кабелем;

3 - программное обеспечение;

4 - соединительный шнур подзаряда аккумулятора;

5 - аккумулятор; 6- футляр

Для регистрации утечек рабочей жидкости применяются регистраторы особого типа, называемые термисторами (полупроводниковые микротермосопротивления). Термисторы применяют для оценки внутренней негерметичности жидкостных систем. Они устанавливаются в сливные магистрали. Причиной внутренней негерметичности является обычно износ золотников, уплотнительных втулок и других элементов в агрегатах жидкостных систем, образующих пары трения. Пульсации давлений жидкости передаются на корпус агрегатов с ультразвуковой частотой. Наибольшая амплитуда колебаний возникает в том месте корпуса агрегата, где расположены изношенные пары трения. Для измерения колебаний и преобразования их в электрический сигнал в ГА применяют ультразвуковые индикаторы типа ТУЗ-1, ИКУ-1, ИВУ-002/5-МП, Т-2001 и др., называемые течеискателями (рис. 8). Метод течеискания достаточно информативен, однако заключение о неисправности агрегатов жидкостно-газовых систем АТ делается на основе косвенных признаков, что в некоторой степени снижает информативность.

2.5 Эффективность диагностики ГТД по термогазодинамическим параметрам

В соответствии с общепринятыми концепциями к термогазодинамическим параметрам относят: давление, температуру, отношение давлений и температур, скорость течения, расход топлива и масла, проходные площади сечений проточной части, тягу, а также частоту вращения роторов. Информативность термогазодинамической диагностики ГТД невысока.

Общие подходы здесь не отличаются от подходов, применяемых при вибро- или модельном диагностировании, рассмотренных выше. Имеются лишь некоторые специфические отличия. Обычно при термогазодинамическом диагностировании ГТД применяется метод математического моделирования "поведения" вышеперечисленных параметров в процессе работы двигателя. Различают детерминированные, вероятностные и комбинированные модели ГТД. В детерминированных моделях все взаимосвязи, переменные и константы задаются точно (что весьма сложно при профилактике отказов). Данное условие обеспечивает возможность однозначного определения результирующей функции. В вероятностных моделях задаются соответствующие законы распределения случайных величин, что приводит к вероятностной оценке этой функции. Чаще применяют детерминированные модели. Здесь признаками состояния двигателя могут быть: тяга R, расход топлива Cr , температура газов перед (Т) или за турбиной (Тг), параметры рабочего тела по тракту, параметры топливной, масляной систем и т.д. Примерами возможных неисправностей могут служить: прогары лопаток турбины, жаровой части камер сгорания, деформация элементов проточной части и т.п. Решения принимают по критическим отклонениям термогазодинамических параметров.

Изменение температуры газа за турбиной сравнивают с эталонной математической моделью. Эталонная модель строится по исходным формулярным данным двигателя. Температура контролируется на взлетном режиме, которому соответствует контрольная температура за турбиной. В некоторых случаях температуру Т, а также параметры Тн и Рн используют для подсчета тяги двигателя и сравнивают ее с той тягой, которая должна быть в конкретно заданных условиях.

Определенные возможности заложены в диагностический параметр "расход топлива". Опыт показывает, что повреждение проточной части ГТД увеличивает расход топлива на 120-150 кг/ч при одновременном изменении других термодинамических параметров. Расход топлива достаточно хорошо отражает состояние камер сгорания и сопловых аппаратов турбин. Однако точное измерение расхода затруднено из-за погрешностей расходомеров, вызванных необходимостью учета плотности керосина при разных температурах.

В определенных условиях диагностику ГТД можно осуществлять и по давлению топлива перед форсунками Рф, но и здесь погрешности измерений могут играть решающую роль.

Для минимизации погрешностей оценки состояния ГТД по результатам измеренных термогазодинамических параметров, значения параметров приводят к стандартным условиям, а их измерение должно проводиться на одних и тех же высотах и режимах работы двигателя.

Результаты исследований в области термогазодинамической диагностики ГТД позволили установить, что самым чувствительным и информативным показателем состояния проточной части двигателей является адиабатический КПД турбины т. Конечно, непосредственно замерить т невозможно, однако, его можно выразить через частоту вращения роторов, степень повышения давления к и температуру газов перед турбиной Тг*. Эта зависимость будет эмпирической и специфичной по отношению к данному типу двигателя.

Детерминированные модели диагностирования ГТД могут выражаться через систему уравнений состояния двигателя, решив которую можно сформировать диагноз, осуществить прогноз и дать рекомендации по предупреждению или устранению возможного отказа. Диагностические уравнения представляют собой конечное множество выражений, построенных для приращения расхода воздуха, температуры газа перед турбиной, удельного расхода и других термогазодинамических параметров. В правой части этих уравнений содержатся отклонения параметров, которые определяют путем сравнения текущих значений с эталонными значениями (при определенном режиме работы двигателя).

Наиболее ответственным этапом термогазодинамического диагностирования ГТД является составление диагностических уравнений. Число диагностических уравнений определяется классами возможных состояний ГТД.

В последнее время для диагностики ГТД предлагается использовать комплексные параметры, которые в аналитической форме связывают между собой несколько параметров и, тем самым, наиболее полно характеризуют рабочие процессы, происходящие в двигателе. Так, для диагностирования ТВД в ряде предприятий используют отношение температуры газов за турбинной Тг к давлению масла в измерителе крутящего момента Рикм. При этом в качестве критерия оценки состояния двигателя по комплексному параметру используют относительное отклонение контролируемого параметра от эталонного:

К=Взам-Вэ,

где Взам = Тг/Рикм - комплексный параметр, приведенный к стандартным атмосферным условиям. Использование данной величины для контроля технического состояния ТВД в процессе проведения стендовых испытаний, а также в условиях эксплуатации оказалось эффективным для оценки работоспособности двигателя.

2.6 Методы диагностики проточной части ГТД

Наряду с описанными выше методами контроля и диагностики АТ наиболее общую и оперативную информацию о состоянии ответственных узлов и деталей двигателя, таких как лопатки компрессора и турбины, камеры сгорания, диски, сварные швы корпусов и т.д., дают оптические методы контроля с использованием бороскопов, фиброскопов и эндоскопов. Этими приборами успешно выявляется обширная группа дефектов типа: трещин, прогаров, короблений (нарушение макрогеометрии деталей), коррозии, эрозии, выработки контактных поверхностей, износа элементов лабиринтных уплотнений, нагарообразования и др.

На сегодняшний день на российском рынке предлагают свою продукцию ряд отечественных и зарубежных фирм - изготовителей эндоскопов: "Интек", "Карл Шторц", "Намикон", "Олимпас", "Оптимед", "Рихард Вольф", "Мачида", "СиМТ", "Казанское оптико-механическое объединение", "Точприбор", "Эверест-ВИТ" и др. Существующие оптические приборы для обнаружения указанных дефектов условно можно разделить на три группы.

Первая группа приборов -- это прямые эндоскопы с линзовой оптикой, торцовым и боковым зрением, с прямыми и угловыми окулярами. Эти приборы различаются по диаметру и длине рабочей части. У них различные оптические характеристики и различная механизация. К этой группе относятся такие приборы, как Н-200, УСП-8М, РВП-491 и ряд других.

Эндоскопы предназначены для осмотра и выявления поверхностных дефектов (трещин, забоин, рисок и т.д.) на рабочих лопатках всех ступеней компрессора и турбины двигателей в эксплуатации. Конструкция прибора позволяет оператору, не меняя своего положения, осматривать все поверхности, расположенные вокруг рабочей части эндоскопа. При подготовке к работе прибор подключают к источнику электрического тока и вводят через смотровой лючок в корпусе в проточную часть двигателя.

Эндоскоп УСП-8М служит для осмотра и выявления дефектов на сопловом аппарате турбины первой ступени, форсунках и стенках камеры сгорания. Конструктивно он состоит из трубы с объективом, осветительным устройством и окуляра.

Эндоскоп РВП-491 предназначен для осмотра рабочих лопаток турбины и по конструкции аналогичен эндоскопу УСП-8М. Для фиксации объектива на определенном расстоянии от объекта, а также для удобства работы с прибором во время осмотра имеется упор, которым прибор устанавливается на кромку осматриваемой лопатки.

Ко второй группе приборов можно отнести эндоскопы с одним или несколькими подвижными звеньями, соединенными между собой универсальными оптическими шарнирами. Их отличительной чертой является возможность осмотра криволинейных каналов.

Эндоскоп Н-185 предназначен для обнаружения трещин на промежуточном кольце соплового аппарата первой ступени турбины двигателя косвенным методом, заключающемся в осмотре задней внутренней оболочки турбины с целью обнаружения на ней цветов побежалостей, образующихся от газов, выходящих из внутреннего контура двигателя через трещины (при наличии таковых) на промежуточном кольце соплового аппарата. Конструктивно прибор представляет собой трубу, состоящую из объективной части с поворотными и неподвижными звеньями ("коленами") основной, промежуточной, трех удлинительных труб и окуляра. На подвижном звене объективной части укреплено осветительное устройство. Все части прибора легко собираются и разбираются без применения инструмента. Эндоскоп H-170 предназначен для осмотра и выявления дефектов на сопловом аппарате первой ступени турбины, форсунках и деталях камеры сгорания. Прибор представляет собой довольно сложную шарнирно-линзовую систему, состоящую из головного звена с объективом и осветительным устройством, нескольких промежуточных звеньев и звена окуляра, соединенных между собой при помощи оптических шарниров. Благодаря большому числу степеней свободы прибор проникает через сложный криволинейный канал -- смотровые лючки в оболочках двигателя и кольцевую камеру сгорания, обеспечивая тем самым контроль нижней части соплового аппарата, форсуночной плиты и элементов камеры сгорания на двигателях, которые не имеют нижних лючков.

...

Подобные документы

Общие принципы технической диагностики при ремонте авиационной техники. Применение технических средств измерений и физических методов контроля. Виды и классификация дефектов машин и их частей. Расчет оперативных показателей надежности воздушных судов.

дипломная работа , добавлен 19.11.2015


Технологии объективного контроля состояния авиационной техники. История развития CALS-технологии. Анализ вопросов эксплуатации гражданских самолетов и величины годового налета самолета. Контроль за состоянием бортовых систем пассажирского самолета.

доклад , добавлен 15.09.2014


Организация выполнения регламентных работ на авиационной технике, контроль их качества. Состав ремонтных работ, выполняемых в передвижных авторемонтных мастерских (ПАРМ). Подготовка ПАРМ к восстановлению авиационной техники. Планирование работы ПАРМ.

дипломная работа , добавлен 29.10.2013


Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.

реферат , добавлен 23.05.2014


Анализ систем технической диагностики объектов железнодорожной инфраструктуры. Разработка организационной структуры регионального центра диагностики и мониторинга. Расчет и сравнение экономических затрат при использовании различных средств контроля.

дипломная работа , добавлен 06.07.2012


Отказ как непредусмотренное нарушение функционирования авиационной транспортной системы, его основные причины и предпосылки, источники угрозы. Роль и оценка человеческого фактора при авиакрушении. Неисправности по вине инженерно-технического персонала.

презентация , добавлен 11.10.2015


Анализ руководства по летной эксплуатации вертолетов с целью выявления ограничений, связанных с аэродинамикой. Характеристика летных ограничений, влияющих на безопасность полета, его особенности в турбулентной атмосфере. Модернизация авиационной техники.

дипломная работа , добавлен 04.02.2016


Требования и факторы, определяющие организацию инженерно-авиационной службы. Организационно-штатная структура части; основы подчинённости и управления. Обязанности должностных лиц авиации Российской Федерации в мирное время и при воздействии противника.

презентация , добавлен 08.07.2014


Диагностирование цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, электрооборудования, микропроцессорных систем управления. Основные функции программы диагностики, функции кнопок меню информации по ремонту.

лабораторная работа , добавлен 06.03.2010


Рассмотрение летательного авиадвигателя как объекта технической эксплуатации. Характеристика контролепригодности и надежности. Система технического обслуживания и ремонта транспортных средств. Заправка летательных аппаратов горюче-смазочными материалами.

ВВЕДЕНИЕ.

L ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

1.1. Условия, определяющие архитектуру систем вибрационной диагностики.

Е2. Основные направления в разработке диагностических систем.

1.3. Базовые определения систем вибрационной диагностики.

1.3.1. Аналого - цифровое преобразование вибрационных сигналов.

1.3.2. Алгоритмы предварительной цифровой обработки данных.

1.3.3. Способы математического описания вибрационных сигналов.

1.4. Развитие специальных комплексов вибрационной диагностики.

1.5. Стратегия вибрационной диагностики авиационных ГТД в условиях ограниченной информации.

1.6. Выводы.

1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГТД В ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКЕ.

2.1. Частотная модель газотурбинного двигателя.

2.1.1. Общие положения.

2.1.2. Роторные частоты.

2.1.3. Лопаточные частоты.

2.1.4. Подшипниковые частоты.

2.1.5. Частоты, генерируемые коробкой приводов агрегатов.

2.1.6. Комбинационные частоты.

2.1.7. Частотная модель.

2.1.8. Вибрационный паспорт двигателя.

2.2. Статистическая модель.

2.3. Диагностическая модель.

2.3.1Общие представления.

2.3.2. Формирование диагностической модели газотурбинного двигателя.

2А Выводы.

1 РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

3.1. Метод повышения точности спектральных оценок вибрационного сигнала

3.2. Результаты расчётов с использованием метода, уточняющего спектральные характеристики.

3.3. Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ГТД.

4.1. Общие замечания.

4.2. Состав программного обеспечения.

4.3. Программное обеспечение сбора данных.

4.3.1. Общие положения.

4.3.2. Настройка программы сбора данных.

4.3.3. Описание программы сбора данных.

4.4. Программы- анализаторы.

4.4.1. Общие положения.

4.4.2. Автоматическая обработка результатов экспериментов.

4.4.3. Эксплуатационный анализатор.

4.4.4. Лабораторный анализатор.

4.5. Программа поддержки системы базы данных.

4.6. Выводы.

1 ОБЩАЯ ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

5.1. Условия проведения работы.

5.2. Результаты анализа широкополосных вибрационных сигналов.

5Т Выводы.:.

6. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АГРЕГАТОВ ГТД.

6.1. Диагностика технического состояния маслоагрегата РД-33.

6.1.1. Диагностика зубчатых зацеплений.

6.1.2. Диагностические признаки технического состояния МА РД-33.

6.1.3. Диагностика технического состояния МА РД-33.

6.L4 Исследуемые признаки.

6.2. Выводы.

L ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГТД В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА.

7.1. Определение требований к программным комплексам мониторинга технического состояния стационарных ГТД.

7.2. Мониторинг вибрационного состояния ГТД.

Введение 2001 год, диссертация по авиационной и ракетно-космической технике, Дегтярев, Андрей Александрович

Современные тенденции в эксплуатации газотурбинных двигателей по техническому состоянию подразумевают использование различного рода диагностических систем, которые могут своевременно дать необходимую и правильную информацию о техническом состоянии двигателей для принятия соответствующих решений - снятия двигателя для ремонта, продолжения эксплуатации или продления ресурса .

Одним из важнейших и перспективных направлений в разработке диагностических систем контроля состояния узлов и деталей двигателей является создание систем вибрационной диагностики .

Как известно вибрационные сигналы с двигателя, измеряемые высокочувствительными датчиками, обладают высокой информативностью и могут нести в себе признаки состояния многих "критических" элементов в конструкции двигателя.

Под критическим элементом можно понимать любой конструктивный узел или агрегат газотурбинного двигателя, от состояния, которых и зависит в первую очередь работоспособность и ресурс двигателя. Такими элементами являются роторы, опорные подшипниковые узлы, шестеренчатые пары, агрегаты, рессоры приводов и т.д.

Очевидно, что для одинаковых условий работы исправного узла или агрегата параметры (амплитуды и фазы) соответствующих частотных компонент общего вибрационного спектра, регистрируемого тем или иным датчиком, должны находиться в определенных допустимых пределах . Выход параметров частотных компонент, связанных с виброактивостью рассматриваемого узла или агрегата, за допустимые пределы, или появление новой гармоники в спектре вибрационного сигнала может служить диагностическим признаком его неисправного состояния или повреждения.

Простым примером данной ситуации является появление в спектре вибрационного сигнала частотной составляющей с частотой мелькания шариков при появлении трещины или раковины на беговой дорожке внутреннего или наружного кольца подшипника .

Кинематические соотношения между вращающимися элементами задают связь между задающей частотой (например, частотой вращения ротора) с частотами возбуждения, идущими от того или иного узла или агрегата. Это позволяет выделять в частотном спектре соответствующую частотную компоненту, отслеживать ее параметры в процессе работы двигателя, и, следовательно, вести контроль над состоянием узла, вызывающим эти колебания.

В настоящее время существует большое количество различных стратегий в разработке и применении систем вибрационной диагностики . Выбор той или иной стратегии зависит от типа и назначения диагностируемого двигателя или узла, условий и режимов их работы, степени оснащения средствами измерений, современного технического уровня применяемых систем для регистрации и анализа вибрационных сигналов, накопленной статистикой для объекта исследования, а также от ряда других факторов.

Наибольший эффект дают системы вибрационной диагностики, разработанные и применяемые для эксплуатации наземных газотурбинных установок в составе газоперекачивающих агрегатов или энергоустановок . Возможность постоянного мониторинга на стационарных режимах работы и применение трендового анализа, большое количество датчиков вибраций - вот основные преимущества этих двигателей, позволяющих вести эксплуатацию по техническому состоянию в полной мере с помощью систем вибрационной диагностики.

Совсем другая ситуация с авиационными двигателями (например, с РД-33 и AJ1-31ф). Низкая частотность проверок и малое количество датчиков, различные эксплутационные условия резко снижают эффективность применения существующих систем вибрационной диагностики.

Понятно, что в таких условиях - условиях ограниченной информации, связанной с малым количеством данных, низкой частотностью проверок, слабым сигналом, ограничениями по частотному диапазону, низкой разрешающей способностью вторичной аппаратуры, малой функциональностью соответствующего программного обеспечения (ПО), не всегда можно было получить достоверные результаты о техническом состоянии двигателя - его узлов или агрегатов.

Отсутствие у организаций, ведущих эксплуатацию авиационных двигателей уверенности получения с помощью систем вибрационной диагностики правильного результата, возможность ложных съемов, а также недостаточная функциональность и надежность аппаратно-программных комплексов мешали продвижению систем вибрационной диагностики в эксплуатацию в полной мере.

Появление микропроцессорной техники, персональных ЭВМ, малогабаритных компьютеров для промышленного и военного назначения, мощных операционных систем, современных многоканальных, многоразрядных аналого-цифровых преобразователей (АЦП), новых средств программных разработок интенсифицировало этот процесс и привело к созданию и внедрению многочисленных диагностических комплексов, как специального назначения, так и универсальных для широкого применения.

В настоящее время существует достаточно большое количество организаций, ведущих разработки тех или иных систем вибрационной диагностики. Вместе с тем для авиационных газотурбинных двигателей и даже для их стационарных аналогов, по мнению автора, до настоящего времени не существовало полноценных диагностических систем, позволяющих вести контроль по техническому состоянию в условиях ограниченной информации.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка методов и средств вибрационной диагностики ГТД в условиях ограниченной информации, и предназначенных для применения при эксплуатации авиационных ГТД и их наземных аналогов по техническому состоянию.

Поставленная цель определяет следующие задачи исследований:

Обобщение опыта вибрационной диагностики газотурбинных двигателей;

Разработка стратегии вибрационной диагностики авиационных ГТД типа РД-33 и АЛ-31ф и их наземных аналогов в условиях ограниченной информации;

Разработка методов, алгоритмов и программных средств аппаратно-программных комплексов вибрационной диагностики газотурбинных двигателей;

Накопление статистики и формирование диагностических признаков и на их основе критериев диагностики для контроля авиационных ГТД типа РД-33 и АЛ-31ф;

Адаптация и применение разработанных методик, алгоритмов и программного обеспечения в комплексах вибрационной диагностики авиационных ГТД и их наземных аналогов в условиях эксплуатации.

Работа состоит из введения, семи глав и общих выводов по результатам исследований. Она изложена на 100 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 13 таблиц и списка литературы, включающего 81 наименование.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры конструкций и проектирования двигателей летательных аппаратов, научному руководителю профессору, д.т.н. Леонтьеву М.К., сотрудникам кафедры к.т.н. Звонареву С.Л., к.т.н. Иванову А.В. принимавшим активное участие в работах и оказавшим автору неоценимую помощь, а также инженерам и специалистам предприятий ТМКБ "Союз", МНПО"Салют", НТЦ им А.Люлыш, усилиями которых разработанные комплексы внедрялись в эксплуатацию, тестировались и доводились до практического использования.

1. ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Заключение диссертация на тему "Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей в условиях ограниченной информации"

7.3. Выводы

Результаты, полученные в результате трехлетней непрерывной эксплуатации программного обеспечения, позволили сделать ряд конкретных выводов по применению системы мониторинга ГТД в составе наземных стационарных газотурбинных установок.

1. Определены основные принципы и требования к программному обеспечению для проведения мониторинга вибрационного состояния стационарных ГТД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ была решена крупная прикладная научно-техническая задача по выработке стратегии и созданию методов, алгоритмов и программ для использования в системах вибрационной диагностики авиационных и стационарных ГТД в условиях ограниченной информации. При решении этой задачи были получены следующие промежуточные результаты:

Классифицированы и представлены условия применения систем вибрационной диагностики для ГТД различного назначения; определена стратегия вибрационной диагностики авиационных ГТД в условиях ограниченной информации; разработана методология получения диагностических признаков оценки состояния газотурбинных двигателей через комплекс математических моделей вибрационной диагностики - частотную модель, статистическую модель, диагностическую модель, разработано описание и алгоритмы построения этих моделей; разработаны метод и алгоритм, позволяющие получать спектральные характеристики стационарного вибрационного сигнала с точностью, значительно превышающей точность стандартного варианта метода БПФ; определены основные принципы и требования к программному обеспечению для проведения вибрационной диагностики авиационных ГТД. разработано многоуровневое программное обеспечение для оценки технического состояния методами вибрационной диагностики на борту в полевых условиях, в стационарных условиях; получены критерии для вибрационной диагностики узлов и агрегатов двигателей АЛ31-ф и РД-33. методы, алгоритмы и ПО систем вибрационной диагностики в составе аппаратнопрограммных комплексов оценки технического состояния авиационных двигателей h ту

РД-33, АЛ31ф используются в практической деятельности - ТМКБ "Союз", ОАО "Люлька-Сатурн", МНПО "Салют". С их помощью проведено более 50 испытаний на стендах ОКБ, более 200 испытаний на стендах серийного завода, на бортах более 40 самолетов, на газоперекачивающей станции в течение 3-х лет непрерывной эксплуатации.

Библиография Дегтярев, Андрей Александрович, диссертация по теме Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

1. Алабин М.А., Ройтман А.Б. Корреляционно-регрессионный анализ статистических данных в двигателестроении. М.: Машиностроение, 1974, с. 124.

2. Бендат Дж., Пирсол А. Измерения и анализ случайных процессов. М.: Мир,1974. 404 с.

3. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983.-312 с.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978, 239 с.

5. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965, с.-279.

6. Васильев В.И. Распознающие системы. Киев: Наукова думка, 1969.

7. Вайнштейн JI.A., Вакман Д.Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. М.: Наука, 1983. 288 с.

8. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти томах./Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.).-М.: Машиностроение, 1981. Т.5. Измерения и испытания. Под редакцией М.Д. Генкина. 1981. - 496 е., ил.

9. Балицкий Ф.Я. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов, М.: Наука, 1984. 119 с.

10. Гельфандбейн Я.А. Методы кибернетической диагностики динамических систем. Рига: Зинатне, 1967, 542 с.

11. Генкин М.Д. и др. Вопросы акустической диагностики. В кн.: Методы виброизоляции машин и присоединенных конструкций. М.: Наука, 1975, с. 6791.

12. Гершман С.Г., Свет В.Д. Экспериментальные исследования некоторых статистических характеристик авиационного двигателя. Акустический журнал,1975, т. 21, вып. 5,-с. 711-720.

13. Грибанов Ю.И., Мальков B.JI. Спектральный анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1974, -239 с.

14. Дегтярев А.А. Частотный анализ переменных сигналов методом подстройки шага спектра, Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов "Современные проблемы аэрокосмической науки и техники", 2000. с. 452-454.

15. Дегтярев А.А., Леонтьев М.К., Колотников М.Е., Некрасов С.С. Вибрационная диагностика технического состояния ГТД в составе газоперекачивающего агрегата, Вестник Московского авиационного института, Т.4. №4.2001, с. 12-28.

16. Дженкис Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Т.2 М.: Мир, 1972.-288 с.

17. Динамика авиационных газотурбинных двигателей. Под. ред. Биргера И.А. М.: Машиностроение, 1981, 232 с.

18. Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И. Методы автоматизированного исследования вибраций машин: Справочник/ М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

19. А.В. Иванов, А.А. Дегтярев, Повышение точности измерения вибраций авиационных газотурбинных двигателей. Вестник Московского авиационного института, Т.6. №1.1999, с. 32-36.

20. В.А.Карасев, И.П.Максимов, М.К.Сидоренко. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей М., Машиностроение, 1978. - 132 с.

21. Кей С.М., Марпл С.Л. Современные методы спектрального анализа. ТИИЭР. 1981 Т.69. №11. - с. 5-51.

22. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. -М.: Машиностроение, 1976. 213 с.

23. Мозгалевский А.В., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975, 208 с.

24. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1965, 340 с.

25. Основы технической диагностики/ Под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергия, 1976.-463 с.

26. Пугачев B.C. Теория вероятности и математической статистики. М.: Наука, 1979.-496 с.

27. Сидоренко М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973. - 224 с.

28. Сиротин Н.Н., Коровкин Ю.М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, с. 272.

29. Д.В. Хронин. Колебания в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение. 1980. 296 с.

30. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967.-406 с.

31. Ширман А., Соловьев А. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. Москва 1996.- 480 с.

32. Azovtsev Yu.A., Barkov A.V., Yudin I.A., "Automatic Diagnostics of Rolling Element Bearings Using Enveloping Methods," Proceedings of the Vibration Institute 18th Annual Meeting, 1994. pp 249-258

33. Barkov, A.V., Barkova N. A., "Assessing the Condition and Lifetime of Rolling Element Bearings From a Single Measurement," Proceedings of the 19th Annual Meeting, Vibration Institute, 1995.

34. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol.10, No.2,1989.

35. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol. 10, No.3,1989.

36. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol.12, No.2,1991.

37. Bentley D.E., Vibration level of machinery, Bently Nevada, Orbit, Vol.13, No.3, 1992.

38. Dessing O., Multi-reference Impact Testing for Modal Analysis using Type 3557 Four-channel Analyzer and CADA-PC, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

39. Dippolito A., Fairchild G., Increasing a nuclear plant"s operating performance and efficiency, Bently Nevada Corporation Orbit Article, Machinery Messages, 1999.

40. Enochson L., Smith G. Examples of Digital Data Analysis for Rotating Machinery. Prsented at National Conference on Power Transmission. Philadelphia, Pennsylvania. 1978. GenRad, Application Note 13, p.7.

41. Frank, P.M., and Kippen-Seliger, В., 1997, "New Developments Using Artificial Intelligence in Fault Diagnosis", Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 10(1), pp. 3-14.

42. Fulgsang L., Wismer J., Gade S., Improved Method for Complex Modulus Estimation, Marine Engine, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

43. Gade S., Herlusfen H., A Hand-Exciter for field Mobility Measurements an alternative to the impact hammer method. Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

44. Gatswiller K., Herfulsen H., How to determine the modal parameters of simple structures, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

45. Goldman P., Muszynska A., Application of full spectrum to rotating machinery diagnostic, Bently Nevada Corporation, 1999r.

46. Grissom Robert. Partial Rotor-To-Stator Rub Demonstration. Bently Nevada Corporation.

47. He, Z.J., Sheng, Y.D., and Qu, L.S., 1990, "Rub Failure Signature Analysis for Large Rotating Machinery," Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 4(5), pp. 417424.

48. Konstantin-Hansen H., Run-up Order Analysis of Axial Vibrations in 2190 kW, MAN B&W, Marine Engine, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

49. Lech Barszczewski, Shaft crack detection on a steam-turbine compressor at Poland"s largest oil refinery. Profile, International newsletters from the monitoring specialists. Vol.2, No.2. Summer 1994.

50. Lee C.W., Bark J.P., Inner race fault detection in rolling element bearings using directional spectra of vibration signals, Proceedings of ImechE, 1996, pp.361-370.

51. Leonhardt, S., and Ayoubi, M., 1997, "Methods of Fault Diagnosis," Control Engineering Practice, Vol. 5(5), pp. 683-692

52. Leontiev M.K., Zvonarev S.L. Improvement of Gas-Turbine Engine Dynamic Structure With Rotor Rubbing Through Mathematical Simulation. Proceedings of the international conference VIBRATION & NOISE "95. Venice, Italy, 1995, pp. 641649.

53. Mayes, I.W., and Davies, W.G., 1976, "The Vibrational Behavior of a Rotating Shaft System Containing a Transverse Crack," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Vibrations in Rotating Machinery, pp. 53-64.

54. McFadden, P.D., and Smith, J.D., 1984, "Model for the Vibration Produced by a Single Defect in a Rolling Element Bearing," Journal of Sound and Vibration, Vol. 96, pp. 69-92.

55. Nicholas, J.C., Gunter, E.J., and Allaire, P.J., 1976a, "Effect of Residual Shaft Bow on Unbalance Response and Balancing of a Single Mass Flexible Rotor Part 1 -Unbalance Response," Journal of Engineering for Power, Vol. 98, pp. 171-181.

56. Nicholas, J.C., Gunter, E.J., and Allaire, P.E., 1976b, "Effect of Residual Shaft Bow on Unbalance Response and Balancing of a Single Mass Flexible Rotor Part 2 -Balancing," Journal of Engineering for Power, Vol. 98, pp. 182-189.

57. Parkinson A.G. Balancing of Rotating Machinery. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part С Mechanical Engineering Science, Vol.205, 1991, pp.53-66.

58. Potter D., Programmable Lowpass Filters for PC-Based Acquisition (DAQ) Boards, Application Note 058, National Instruments Corporation, 340874A-01, 1995.

59. Strackeljan J., Behr D., Condition monitoring of rotating machinery using a patter recognition algorithm, Proceedings of ImechE, 1996, pp.507-516

60. Smalley A.J., Baldwin R.M., Mauney D.A., Millwater H.R., Towards risk based criteria for rotor vibration, Proceedings of ImechE, 1996, pp.517-527.

61. Smith, D.M., 1980, "Recognition of the Causes of Rotor Vibration in Turbo machinery," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Vibrations in Rotating Machinery, pp. 1-4.

62. Swan P., Transient data reveals source of compressor vibration, Bently Nevada Corporation, 1999.

63. Sabin S., The limitations of protecting and managing machinery using vibration transmitters", Bently Nevada Corporation, 1999.

64. Sabin S., Best practices for using Monitoring System Outputs, Bently Nevada Corporation, 1999

65. Southwick D., Using Full Spectrum Plots, Bently Nevada, Orbit, Vol.15, No.2, 1993.

66. Southwick D., Using Full Spectrum Plots, Part 2, Bently Nevada, Orbit, Vol.14, No.4, 1993.

67. Stewart, R.M., 1976, "Vibration Analysis as an Aid to the Detection and Diagnosis of Faults in Rotating Machinery," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers- Vibrations in Rotating Machinery, pp. 223-229.

68. Su, Y.T., and Lin, S.J., 1992, "On Initial Fault-Detection of a Tapered Roller Bearing- Frequency-Domain Analysis," Journal of Sound and Vibration, Vol. 155(1), pp. 7584.

69. Schultheis S., Diagnostic techniques using ADRE 3 for evaluation of radial rubs in rotating machinery, Bently Nevada, Orbit, Vol.12, No.3, 1991.

70. Thrane N., Wismer J., Konstantin-Hansen H.& Gade S., Practical use of the "Hilbert transform", Application Note, Brul&Kjer, Denmark.100

71. Thrane N., Wismer J., Konstantin-Hansen H.& Gade S., Choose your units!, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

72. Vance J.M. Rotordynamics in turbomachinery. A Willey-Interscience Publication. 1988

73. Vibration Monitoring of Compressor Station Gas Turbines\ Application Notes, Brul&Kjer, Denmark

74. Viktor Karlo, Vibro-View the system for vibration Monitoring, Technical specifications, ABB, 1994.

75. Wensing J.A., С van Nijen G., 2-dimensional computational model for vibration anal of waviness in rolling bearing applications, Proceedings of ImechE, 1996, pp.371-380.

76. Willsky, A.S., 1976, "A Survey of Design Methods for Failure Detection in Dynamic Systems," Automatica, Vol. 12, pp. 601-611.

77. Wismer J., The Domain Averaging Combined with Order Tracking, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

78. White E.R., Greaves R.W. An Overview of Airborne Vibration Monitoring Systems* SAE Technical Paper Series, 871731, Long Beach, Cal. USA, 1987, pp.10

Глава 1. Современное состояние и анализ существующих методов * диагностики авиационных ГТД.

1.1. Методы диагностики ГТД и их возможности.

1.2. Анализ методов технической диагностики ГТД с позиций информативности.

1.2.1. Тепловые методы и их эффективность.

1.2.2. Возможности виброакустических методов оценки состояния ГТД.

1.2.3. Эффективность трибодиагностики элементов ГТД.

1.2.4. Эффективность диагностики жидкостных систем двигателя.

1.2.5. Эффективность диагностики ГТД по термогазодинамическим

I параметрам.

1.2.6. Методы диагностики проточной части ГТД.

1.3. Методы обобщенной оценки состояния технических систем.

1.3.1. Методы сверток частных параметров контроля к обобщенному показателю.

1.3.2. Методы обобщенной оценки состояния технических систем по информационному критерию.

1.4. Требования к информационному критерию технического состояния ГТД.

Постановка задач.

Выводы по 1-й главе диссертации.

Глава 2. Теоретические и информационные аспекты технического диагноза ГТД.

2.1. Основные философские воззрения теории информации.

2.2. Основные информационные законы. щ 2.2.1. Закон сохранения информации.

2.2.2. Основной информационный закон формообразования и развития материи.

2.2.3. Основной закон термодинамики в информационной трактовке.

2.2.4. Принцип минимума диссипации.

2.3. Энтропия и диагностическая информация.

2.3.1. Энтропия Больцмана-Гиббса-Шеннона в решении прикладных задач.

2.3.2. Применение Н-теоремы для открытых систем.

2.3.3. Динамическое и статическое описание сложных движений.

2.4. Оценка значимости и ценности информации в практических задачах диагностики.

2.5. Обоснование применения информационной энтропии К. Шеннона к решению поставленных задач.

Выводы по 2-й главе диссертации.

Глава 3. Применение теории классификации к решению задач вибродиагностики ГТД.

3.1. Задачи постановки диагноза.

3.2. Множество возможных состояний ГТД.

3.3. Пространство диагностических сигналов.

3.4. Классификация вибросостояний ГТД, их информативность.

3.4.1. Роторная вибрация, ее связь с возможными отказами.

3.4.2. Вибрация аэродинамического происхождения.

3.4.3. Вибрация, возбуждаемая процессами в проточной части ГТД.

3.4.4. Вибрации подшипниковых узлов.

3.4.5. Вибрационные колебания лопаток и дисков.

3.5. Метод экспертных оценок для ранней вибродиагностики ГТД.

3.6. Методика нахождения «адреса» дефекта на основе оценки информации о вибрации.

6 Выводы по 3-й главе диссертации.

Глава 4. Принципы классификации авиационных ГТД при их диагностике.

4.1. Параметрическая классификация объекта диагностики на примере двигателя ПС-90А.

4.2. Определение оптимального состава диагностических признаков для узлов двигателя ПС-90А, подверженных вибронагрузкам.

4.2.1. Расчет интенсивности отказов ГТД ПС-90А.

4.2.2. Оценка средней условной энтропии на промежутке наработки от 0 до 6000 часов.

4.2.3. Результаты оценки количества и качества диагностической информации.

4.3. Определение оптимального состава контролируемых параметров двигателя Д-ЗОКУ.

4.3.1. Расчет интенсивности отказов ГТД Д-ЗОКУ.

4.3.2. Оценка средней условной энтропии на промежутке наработки от 0 до 5000часов.

4.3.3. Результаты оценки количества и качества диагностической информации.

Выводы по 4-й главе диссертации.

5.1. Система информационного обеспечения процессов диагностирования

СИОПД) ГТД.

5.1.1. Назначение и цели системы.

5.1.2. Общие требования, предъявляемые к системе.

5.1.3. Требования к программному обеспечению системы.

5.1.4. Реализация и совершенствование системы.

5.2. Особенности анализа потока информации по результатам опробования

5.3. Метод постановки диагноза с использованием предлагаемых информационных критериев.

5.4. Реализация методики постановки диагноза с учетом информационных критериев на примере авиационного ГТД ПС-90А.

5.4.1. Формирование исходных матриц и определение начальной энтропии узлов и систем ГТД ПС-90А.

5.4.2. Определение оптимального состава диагностических признаков функциональных систем и узлов авиадвигателя ПС-90А.

5.5. Эффективность предложенной системы СИОПД ГТД.

5.5.2. Оценка трудозатрат на выполнение мероприятий по внедрению системы СИОПД ГТД.

Выводы по 5-й главе диссертации.

Рекомендованный список диссертаций

• Методология построения, идентификации и практического применения линейных математических моделей при параметрической диагностике авиационных ГТД 2003 год, кандидат технических наук Хармац, Илья Григорьевич

• Разработка теоретических основ и практических рекомендаций с целью эксплуатации авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию и совершенствование процессов их диагностирования 2003 год, доктор технических наук Люлько, Владимир Иванович

• Разработка методов бесконтактной лазерной диагностики авиационных ГТД на основе анализа сигналов вибрации в широкой полосе частот 2010 год, кандидат технических наук Озеров, Андрей Владимирович

• Метод диагностики авиадвигателей на основе параметрической модели работы турбокомпрессора 2008 год, кандидат технических наук Торбеев, Станислав Александрович

• Методы повышения эффективности вибрационного диагностирования авиационных газотурбинных двигателей в эксплуатации 2005 год, кандидат технических наук Байемани Неджад Рахман

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика авиационных газотурбинных двигателей с использованием информационного потенциала контролируемых параметров»

Актуальность и постановка задач

Важным приоритетным направлением в области повышения безопасности и регулярности полетов авиационной техники (AT) является совершенствование как структуры и логической организации эксплуатационно-технической диагностики, так и ее процессов, направленных на эффективность раннего обнаружения предотказных состояний высоконагруженных элементов летательных аппаратов (JIA), составляющих основу методологии диагностики. Безопасность использования AT в значительной степени определяется надежностью, заложенной при проектировании и производстве, а также эффективностью методов и средств диагностики технического состояния AT, обеспечивающих своевременное обнаружение неисправностей и предотказных состояний, возникающих в процессе эксплуатации.

К 2010 году, по словам президента РФ, высокие технологии составят 5% ВВП, а это значит, что необходим «прорыв в сфере информационных технологий и создание техно-парковых зон, в создание которых планируется инвестировать порядка 18 млрд. рублей». Это впрямую относится к проблемам, стоящим перед отраслью гражданской авиации (ГА) в целом, и в области диагностики AT, в частности.

Планер, двигатель, функциональные системы AT подвержены непрерывным, качественным изменениям. Направление этих изменений предопределяется вторым законом термодинамики, который утверждает, что упорядоченные системы, а к ним относятся все технические устройства, имеют тенденцию самопроизвольно разрушаться со временем, т.е. утрачивать упорядоченность, заложенную в них при создании. Эта тенденция проявляется при совместном действии многочисленных дезорганизационных факторов, которые не могут быть учтены при проектировании и изготовлении AT, поэтому процессы изменения качества кажутся нерегулярными, случайными, а их последствия - неожиданными.

При переходе к эксплуатации AT по фактическому техническому состоянию необходимо найти путь, обеспечивающий высокою эффективность технического обслуживания (ТО). Таким путем является ранняя диагностика, позволяющая обнаружить неисправности AT с упреждением, в такой стадии их развития, которая допускает хоть и ограниченное, но безопасное продолжение эксплуатации. Это означает, что диагностика, совершенствуясь и развиваясь, должна перерастать в прогнозирование состояния AT.

Однако, как показывает практика, в эксплуатации зачастую трудно добиться «адресности» дефектов, в частности в такой сложной динамической многокомпонентной системе, которой является авиационный газотурбинный двигатель (ГТД). Накопленный опыт доказывает это. Известные методы инструментального контроля, математического моделирования предотказных состояний ГТД, методы полунатурных испытаний, факторного анализа и др., не дают желаемого эффекта.

Альтернативой здесь являются физические методы диагностики, к которым относятся известные методы оптико-визуального контроля, трибодиагностики, анализа продуктов сгорания, диагностика по виброакустическим параметрам, по результатам контроля термогазодинамических параметров и др. Здесь всегда возникает вопрос - при каком сочетании методов диагностики можно в короткие сроки «адресно» и достоверно предупредить отказ? Этот вопрос до настоящего времени всесторонне не раскрыт. И сейчас имеют место случаи необоснованного съема двигателей с эксплуатации или, что более опасно - пропуск дефектов из-за неправильно поставленного диагноза, как правило, связанных с погрешностями обработки диагностической информации или сбоя в процессе ее анализа (т.н. человеческий фактор). К тому же полностью до конца не раскрыт информационный потенциал контролируемых параметров, несущих важную информацию об объекте диагностирования. Здесь следует акцентировать внимание на термине «информационный потенциал», под которым понимается недоиспользованная возможность учета информационной значимости, как контролируемых параметров, так и методов диагностики, позволяющих более точно определить состояние объекта, т.е. быстрее приблизиться к цели, «адресу» дефекта. Ранее такого рода задачи рассматривались в известных работах Волькенштейна М.В. , Пархоменко П.П. и др. ученых. Однако применительно к конкретным, прикладным задачам диагностики ГТД они не решались.

Большой вклад в развитие методов постановки диагноза авиационных ГТД в России внесли работы, проведенные в ЦИАМ им. П.И.Баранова, ГосНИИ ГА, НИИЭРАТ ВВС, НПО «Сатурн», ОАО «Авиадвигатель», МГТУ ГА, ОАО «Аэрофлот - Российские авиалинии» и др. Анализ результатов исследований, выполненных в упомянутых организациях, показал, что угрожающие при своем развитии разрушением ГТД неисправности можно укрупнено разделить на три группы : а) неисправности, очень быстро (в течение долей секунды или нескольких секунд) переходящие в аварию двигателя, или, что почти то же самое -неисправности, слишком поздно обнаруживаемые с помощью доступных средств диагностики. В эту группу входят, например, «раскрутка» вала свободной турбины двигателя, возникновение отрицательного крутящего момента на валу турбовинтовых двигателей, помпаж и т.п.; б) неисправности, способные развиваться в аварию в течение нескольких минут, а также неисправности, характер и темп развития которых нельзя достоверно предсказать на основе достигнутого уровня знаний. Возникновение подобных неисправностей должно сопровождаться немедленной выдачей сигнала экипажу самолета (или персоналу испытательного стенда) для привлечения внимания, оценки ситуации и принятия необходимых мер. С этой целью двигатели снабжаются определенным набором аварийных сигнализаторов (пожара, падения давления масла, появления «стружки» в масле и т. п.). в) неисправности, развивающиеся относительно медленно или обнаруживаемые наличными диагностическими средствами на столь ранней стадии, что переход их в аварию в продолжение данного полета можно считать практически исключенным. Раннее обнаружение именно таких неисправностей и составляет основу прогнозирования состояний двигателей.

Интервал времени от появления первого симптома неисправности до опасного ее развития является не столько физическим свойством конкретной неисправности, сколько мерилом уровня наших познаний о ее причинах, признаках и процессах развития. По мере накопления таких познаний и появления соответствующей аппаратуры перестали, например, считаться «внезапными» и стали прогнозируемыми некоторые виды разрушения зубчатых передач, подшипников и т. д. .

Одна из практических задач исследований динамики развития неисправностей ГТД состоит в том, чтобы максимально сокращать число неисправностей первой и второй групп и постепенно «переводить» их в третью группу, расширяя, таким образом, возможности раннего диагностирования и долгосрочного прогнозирования состояния ГТД. Высокая степень упреждения диагноза не только повышает безопасность полетов, но и способствует существенному снижению эксплуатационных затрат, связанных с нарушением регулярности полетов, ремонтом ГТД.

Опыт эксплуатации ГТД показывает, что для правильной постановки диагноза необходимо на первом этапе заранее знать все возможные состояния ГТД, исходя из априорных статистических данных и вероятностей проявления ситуаций, а также массив диагностических признаков, реагирующих на эти состояния. Как уже отмечалось, процесс качественного изменения технических свойств авиационного ГТД происходит непрерывно, а это значит, что множество возможных его состояний бесконечно и даже несчетно; поэтому задача состоит в том, чтобы разбить множество состояний на конечное и небольшое число классов состояний. В каждом классе объединяются состояния, обладающие одинаковыми свойствами, выбранными в качестве признаков классификации. При этом статистическая база параметров, полученных перечисленными выше методами диагностики должна быть непредвзятой и реальной .

Не все параметры, которые могут быть использованы в диагностике, равноценны по содержательности сведений о функционирующем ГТД. Одни из них приносят информацию сразу о многих свойствах работающих модулей двигателя, другие, напротив, крайне бедны. Безусловно, предпочтение следует отдавать диагностическим параметрам, носящим флуктуирующий характер, а не тем, которые постоянны или меняются очень медленно . Например, шум ГТД и его вибрация по количеству привносимой информации имеют большое преимущество перед такими устойчивыми инертными сигналами, как температура охлаждающей жидкости, скорость вращения вала и др., хотя эти параметры так же, как шум и вибрация, зависят от состояния работающего ГТД. Поэтому, на втором этапе интересным представляется рассмотреть взаимосвязь диагностических параметров, их изменение и возможное влияние друг на друга, а также оценить значимость признаков разных функциональных параметров ГТД.

Известно, что теория постановки диагноза довольно хорошо описывается общей теорией связи, являющейся одним из разделов теории управления . На службу диагностике можно поставить математический и логический аппараты, систему освоенных понятий и терминологию. Необходимо лишь найти физическую интерпретацию абстрактных формул и пути практического осуществления предписываемых ими подходов. Таким образом, на третьем этапе необходимо подтвердить, воспользовавшись известными принципами информационной теории, значимость диагностических признаков, и с учетом этого сформировать диагноз, а в дальнейшем осуществить прогноз предотказных состояний. Эта часть работы связана с наибольшими трудностями, т.к. авиационный двигатель является многопараметрической системой, но не все параметры одинаково существенны (информативны) в тех или иных конкретных условиях.

Актуальность выбранной проблемы подтверждается также тем фактом, что за рубежом разработки по оптимизации методов технической диагностики авиадвигателей осуществляются рядом ведущих авиационных фирм, например, крупнейшим концерном «Airbus Industry». Однако внедрение иностранных разработок не всегда целесообразно по причине различной контролепригодности ГТД отечественного и иностранного производства.

Сегодня новая отечественная авиатехника вводится в эксплуатацию с трудом, едва ли не во время прохождения необходимых предварительных испытаний. Важно уже на первом этапе эксплуатации самолетов и авиадвигателей реализовывать современные подходы к диагностике, одним из которых является повышение достоверности диагноза авиационных ГТД на основе оптимального выбора (сочетания) методов диагностики с учетом информационного потенциала контролируемых параметров. Это и является главной целью диссертационной работы.

Учитывая прикладную направленность исследований, при изложении математических вопросов автор не стремился достигнуть той строгости, которая принята в специальной математической литературе, но не всегда уместна в технической монографии, и жертвовал ею, если это вело к упрощению физической интерпретации и к лучшему уяснению путей практической реализации результатов.

На сегодняшний день существует множество научных разработок, посвященных проблемам диагностики AT и в частности авиационным ГТД . Большинство этих работ сводятся к узко поставленным задачам диагноза или к разработке отдельных методов и средств технической диагностики, что также весьма актуально и важно.

Надеюсь, что предлагаемые в работе подходы в формировании диагнозов с учетом ценности получаемой информации контролируемых параметров и недоиспользованного их информационного потенциала дополнят эти исследования и улучшат эффективность практики технической эксплуатации ГТД.

Научной новизной обладают следующие результаты, полученные в диссертации; в ней впервые:

1. Исследован и определен потенциал современных методов диагностики ГТД с позиций их информационной значимости.

2. Обоснованы принципы использования положений теории информации в решении задач диагностики ГТД.

3. Разработаны методологические основы совершенствования диагностирования ГТД с учетом информационной значимости контролируемых параметров и диагностических признаков.

4. Разработаны новые принципы т.н. параметрической классификации на примере анализа вибраций ГТД и введен критерий оценки динамики её изменения.

5. Обоснован выбор обобщенного информационного критерия эффективности диагноза ГТД, мерой значимости которого являются энтропийные характеристики диагностируемых объектов и систем.

6. Разработан метод постановки диагноза ГТД с использованием предложенных информационных критериев.

7. Предложена система информационного обеспечения процессов диагностирования ГТД.

Достоверность результатов исследований подтверждается анализом физических явлений, корректным применением методов исследования и положительными результатами апробации предложенных разработок в ряде предприятий.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты позволяют:

Правильно классифицировать (группировать) параметры ГТД с целью установления объективных связей между системой состояний и системой диагностических признаков, а также осуществлять содержательное толкование проверок и формировать конечное количество «адресов» отказов; сформировать рекомендации и создавать методики по совершенствованию диагностирования любых сложных технических систем с учетом предложенных информационных критериев;

Реализовывать на практике рекомендации по нахождению «адреса» неисправных (предотказных) состояний ГТД с учетом максимальной информативности методов диагностики, что в конечном итоге позволит повысить безопасность полетов, а также снизить трудоемкость и стоимостные затраты на обслуживание и ремонт ГТД;

Снизить необоснованный досрочный съем ГТД «с крыла».

Реализация и внедрение результатов работы. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, использованы и внедрены в МГТУ ГА, ОМТУ ЦР ВТ, ФГУАП «Кавминводыавиа», НИИ Строительной Физики, что подтверждено соответствующими актами. Полученные результаты апробированы на практике. Они используются также в учебном процессе подготовки специалистов по технической эксплуатации JLA и Д (дисциплины «Диагностика АТ», «Диагностика и НК», курсовое и дипломное проектирование) по специальности 130300. По материалам диссертационной работы разработано и издано 7 учебных пособий, 1 монография, опубликовано 12 научных статей, в том числе в печатных изданиях, утвержденных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новый подход к использованию ряда положений теории информации в решении конкретных задач диагностики ГТД.

2. Методические основы новых принципов классификации ГТД и рекомендации по выбору и подсчету критериев информативности, позволяющих оптимально сочетать методы диагностики ГТД с целью определения «адреса» предотказного или неисправного состояния.

3. Обоснование и метод количественной оценки обобщенного информационного. критерия и его практического применения в задачах формирования диагноза.

4. Метод постановки диагноза на основе оптимального выбора состава контролируемых параметров ГТД с учетом информационных критериев.

5.Система информационного обеспечения процессов диагностирования авиационных ГТД.

Работа состоит из 5-ти глав.

В первой главе представлен обзор литературы и анализ современного состояния существующих подходов к диагностике авиационных ГТД, дается анализ применяемых на практике методов и средств диагностики авиадвигателей, сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена рассмотрению теоретических аспектов технического диагноза, исследованию информационных законов в контексте философской и технической точек зрения. Обосновываются возможности применения теории информации к решению задач диагностики авиационных ГТД. Научно обосновано применение информационной энтропии К.Шеннона к решению диссертационных задач.

В третьей главе рассматриваются, предложенные автором, принципы параметрической классификации технического состояния ГТД. Выведены математическая модель и критерий оценки динамики изменения параметров на примере вибрации ГТД. Приводятся результаты оценки вибрации с позиций нахождения «адреса» неисправности.

В четвертой главе представлены результаты применения принципов параметрической классификации для определения оптимального состава контролируемых параметров применительно к авиадвигателям ПС-90А и Д-ЗОКУ. Получены конкретные оценки информативности контролируемых параметров и диагностических признаков, указывающих на различные состояния авиационных ГТД, во взаимосвязи с наработкой. Сформированы рекомендации по использованию результатов исследования.

Пятая глава посвящена разработке системы информационного обеспечения процессов диагностирования ГТД и соответствующей методики при обслуживании авиадвигателей «по состоянию».

Автор выражает глубокую признательность коллективу кафедр «Двигатели летательных аппаратов» и «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиадвигателей», а также лично - научному консультанту доктору технических наук, профессору Пивоварову В.А. за конструктивные предложения по формированию содержания и оформлению диссертации.

Похожие диссертационные работы по специальности «Эксплуатация воздушного транспорта», 05.22.14 шифр ВАК

• Принятие статистических решений по данным виброконтроля с целью предупреждения отказов авиационных двигателей 2005 год, кандидат технических наук Трутаев, Виктор Владимирович

• Совершенствование методики диагностирования газотурбинных двигателей на основе полетной информации 2001 год, кандидат технических наук Абдуллаев, Парвиз Шахмурад оглы

• Контроль наличия повреждений авиационных конструкций из композиционных материалов по вибрационным характеристикам 2009 год, кандидат технических наук Тиц, Сергей Николаевич

• Методы, модели и алгоритмы вибродиагностики авиационных зубчатых приводов 1992 год, доктор технических наук Баринов, Юрий Григорьевич

• Обоснование и разработка эффективных систем технического диагностирования для мобильных машин сельскохозяйственного назначения 1994 год, доктор технических наук Васильев, Ю. А.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Машошин, Олег Федорович

Выводы по 5-й главе диссертации

1. Предложена система информационного обеспечения процессов диагностирования (СИОПД) для оценки работоспособности авиационных ГТД.

2. Разработаны метод выбора оптимального состава контролируемых параметров ГТД по предложенному информационному критерию и методика количественной оценки информационного критерия для правильной постановки диагноза при обслуживании авиадвигателей «по состоянию».

3. Рассмотрен конкретный пример реализации новой методики применительно к авиационному ГТД ПС-90А.

4. Определены условные трудозатраты на выполнение мероприятий по внедрению системы СИОПД и новой методики диагностирования в практику ТО и Р ГТД.

Заключение

1. На основании опыта эксплуатации отечественных авиационных ГТД * и многофакторной диагностической информации, характеризующей их техническое состояние, обоснована необходимость совершенствования диагностики авиационных ГТД с учетом информационного потенциала контролируемых параметров. Анализ существующих методов диагностики показал, что для достоверной оценки состояния авиационных ГТД, необходимо использовать комплексную диагностику. При этом важным является оценка диагностической информации по результатам регистрации различных по своей физической природе параметров и характеризующих признаков. Выявлено, что поскольку не все контролируемые параметры ГТД имеют одинаковую информационную ценность, то большое практическое значение приобретает задача выявления тех из них, которые должны включаться в процедуру контроля в первую очередь.

2. Исследованы существующие информационные законы в контексте философской и технической точек зрения, что позволило обосновать возможность применения теории информации к решению задач технической диагностики авиационных ГТД. Рассмотрены новые подходы к решению поставленных задач с использованием теории информации. Обосновано применение информационной энтропии К.Шеннона.

3. Сформированы задачи постановки технического диагноза применительно к авиационным ГТД типа ПС-90А и Д-30 КУ.

4. Рассмотрены задачи классификации состояний ГТД. Предложена т.н. параметрическая классификация.

5. На основе расчетов информационной энтропии на разных этапах т> наработки даны рекомендации по выбору состава контролируемых параметров и диагностических признаков для узлов авиадвигателей ПС-90А и Д-ЗОКУ, проверки по которым для постановки диагноза должны производиться в первую очередь, что повысит безопасность полетов.

6. Построены экспериментальные модели развития дефектов по характеристикам вибрации. Разработана математическая модель и диагностический критерий информативности, основанный на динамике изменения вибрации ГТД в зависимости от наработки и конкретных повреждений проточной части авиационного ГТД ПС-90А. На основе разработанной методики и проведенного эксперимента, сформированы дискретные уровни распознавания «адресов» неисправностей с помощью параметра «повышенная вибрация».

7. Разработаны метод постановки диагноза на основе выбора оптимального состава контролируемых параметров ГТД по предложенным информационным критериям и методика количественной оценки информационных критериев для правильной постановки диагноза при обслуживании авиадвигателей «по состоянию» на примере ПС-90А.

8. Разработана система информационного обеспечения процессов диагностирования для оценки работоспособности авиационных ГТД, которая позволяет качественно произвести оценку технического состояния ГТД с использованием современных методов диагностики при максимальных наработках с начала эксплуатации и после последнего ремонта, а также для реализации методов статистического и информационного анализа отказов и неисправностей двигателей в эксплуатации.

9. Определены условные трудозатраты на выполнение мероприятий по внедрению системы информационного обеспечения процессов диагностирования и усовершенствованной диагностики в практику ТО и Р ГТД.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Машошин, Олег Федорович, 2005 год

1. Августинович В.Г., Акиндинов В.А., Боев Б.В. и др. Под ред. Дедеша В.Т. Идентификация систем управления авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1984.

2. Александров В.Г., Майоров А.В., Потюков Н.П. Авиационный технический справочник. М.: Транспорт, 1975.

3. Ахмедзянов A.M., Дубравский Н.Г., Тунаков А.П. Диагностика состояния ВРД по термогазодимическим параметрам. М.: Машиностроение, 1983.

4. Барзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Обслуживание систем при ограниченной информации об их надежности. М.: Сов. Радио, 1976.

5. Барзилович Е.Ю., Воскобоев В.Ф. Эксплуатация авиационных систем по состоянию (элементы теории). М.: Транспорт, 1981.

6. Бартлетт М.С. Введение в теорию случайных процессов. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.

7. Белкин Ю.С., Боев Б.В., Гуревич О.С. и др. Под ред. Шевякова А.А. Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов. М.: Машиностроение, 1983.

8. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978.

9. Бом Д. Квантовая теория. М.: Наука, 1990.

10. Бонгард М.М. Проблема узнавания. М.: Наука, 1967.

11. И. Боумейстер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации. М.: Постмаркет, 2002.

12. Васильев В.А., Романовский Ю.М., Яхно В.Г. Автоволновые процессы. М.: Наука, 1987.

13. Васильев В.И., Гусев Ю.М., Иванов А.И. и др. Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1989.

14. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

15. Винер Н. Интеграл Фурье и некоторые его приложения. М.: Физматгиз, 1963.

16. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. М.: Наука, 1986.

17. Гасленко Р.В. УМР по определению экономической эффективности мероприятий, направленных на совершенствование ИАОП. М.: МГТУГА, 1995.

18. Гельфанд И.М., Колмогоров А.Н., Яглома A.M. Теория информации. Изд-во ДАН СССР, 1956.

19. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Гостехиздат, 1954.

20. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила,задание требований по надежности.

21. ОСТ 1-00156-75. Надежность изделий AT. Классификаторыпризнаков неисправностей.

22. ГОСТ 2.106-96. ЕСКД. Текстовые документы.

23. ГОСТ 3044-84. Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования.

24. Гусев Ю.М., Зайнашев Н.К., Иванов А.И. и др. Под ред. Петрова Б.Н. Проектирование систем автоматического управления ГТД. М.: Машиностроение, 1981.

25. Дейч А.М. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия, 1979.

26. Давенпорт В.Б., Рут B.JL Введение в теорию случайных сигналов и шумов. М.: Изд-во иностр. лит., 1960.

27. Домотенко Н.Т., Кравец А.С. Масляные системы газотурбинных двигателей. М.:, Транспорт, 1972.

28. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энергия, 1977.

29. Дятлов В.А., Кабанов А.Н., Милов JI.T. Контроль динамических систем. Д.: Энергия, 1978.

30. Ермаков Г.И. Физико-химические методы определения металлов в авиамаслах с целью прогнозирования технического состояния двигателей. М.: Изд-во МГА, 1973.

31. Ермаков Г.И. Диагностирование технического состояния АД путем анализа работавшего масла. М.: Изд-во МГА, 1985.

32. Ермаков Г.И., Пивоваров В.А., Ицкович А.А. Диагностирование ГТД по результатам спектрального анализа работавших масел. М.: РИО МИИГА, 1986.

33. Ицкович А.А. Надежность летательных аппаратов и авиадвигателей. Часть 1. М.: РИО МИИГА, 1990.

34. Ицкович А.А. Надежность летательных аппаратов и авиадвигателей. Часть 2. М.: РИО МГТУГА, 1995.

35. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. М.: Ред. журн. УФН, 1997; 2-е изд. М.: Ред. журн. УФН, 1999.

36. Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Шулекин В.Т. Теория авиационных двигателей. М.: Транспорт, 2000.

37. Карасев В.А., Максимов В.П. Методы вибрационной диагностики машин. М.: Машиностроение, 1975.

38. Карасев В.А., Максимов В.П., Сидоренко М.К. Вибрационная диагностика ГТД. М.: Машиностроение, 1978.

39. Килин С.Я. Квантовая информация. М.: Ред. журн. УФН, 1999.

40. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М.: Наука, 1982.

41. Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем т. 1. М.: ТОО «Янус», 1995.

42. Клышко Д.Н. Основные понятия квантовой физики с операциональной точки зрения. М.: Ред. журн. «Успехи Физических Наук» (УФН) №9, 1998.

43. Клышко Д.Н. Неклассический свет. М.: Ред. журн. УФН №6, 1996.

44. Клышко Д.Н. Физические основы квантовой электроники. М.: Наука, 1986.

45. Кобринский Н.Е., Трахтенброт Б.А. Введение в теорию конечных автоматов. М.: Физматгиз, 1962.

46. Коняев Е.А. Техническая диагностика авиационных ГТД. Рига: РИО РКИИГА, 1989.

47. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок. М.: Машиностроение, 1988.

48. Крылов К.А., Хаймзон М.Е. Долговечность узлов трения самолетов. М.: Транспорт, 1976.

49. Кудрицкий В.Д., Синица М.А., Чинаев П.И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1977.

50. Куно А.Я., Генкин М.Д. Цифровая следящая фильтрация и спектральный анализ. М.: Транспорт, 1974.

51. Ланге Ф. Корреляционная электроника. М.: Судпромгиз, 1963.

52. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М.: Наука, 1974.

53. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Часть 1. М.: Наука, 1976.

54. Лебедев В.Л. Случайные процессы в электрических и механических системах. М.: Физматгиз, 1958.

55. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике. М.: Сов. радио, 1957.

56. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. М.: Наука, 1983.

57. Лишаев А.И., Егоров К.И., Есинский В.М. Автоматизация контроля, регистрации и анализа вибрации ГТД. Куйбышев: РИО КуАИ, 1974.

58. Лозицкий Л.П. Янко А.К. Лапшов В.Ф. Оценка технического состояния авиационных ГТД. М.: Воздушный транспорт, 1982.

59. Лэнинг Дж.Х., Бэттин Р.Г. Случайные процессы в задачах автоматического управления. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.

60. Машошин О.Ф. Информационное обеспечение процессов диагностирования авиадвигателей. Егорьевск: В сб. научн. трудов конф. ЕАТК, 2001.

61. Машошин О.Ф. Оптимизация процессов диагностирования авиационной техники с использованием критериев информативности. М.: В сб. научн. трудов конф. ВВИА им. Проф. Н.Е.Жуковского, 2002.

62. Машошин О.Ф. Интерпретация теории К.Шеннона в классификационных задачах информационной диагностики авиадвигателей. М.: Научный вестник МГТУ ГА № 80, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2004.

63. Машошин О.Ф., Бигус А.В. Информационное обеспечение процессов диагностирования авиационной техники. М.: Научный вестник МГТУ ГА № 49, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2002.

64. Машошин О.Ф., Бигус А.В. Прогнозирование технического состояния ГТД по выбегу ротора. М.: Научный вестник МГТУ ГА №66, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2003.

65. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Сов. радио, 1961.

66. Некипелов Ю.Г. Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости. Киев, КИИГА, 1986.

67. Павлов Б.В. Кибернетические методы технического диагноза. М.: Машгиз, 1964.

68. Павлов Б.В., Змановский В.А. Корреляционные методы прогнозирования аварий. М.: Вестник сельхознауки №5,1963.

69. Пархоменко П.П., Согомонян Б.С. Основы технической диагностики: (Оптимизация процессов диагностирования, аппаратные средства). М.: Энергоатомиздат, 1981.

70. Пересада В.П. Автоматическое распознавание образов. Л.: Энергия,1970.

71. Пивоваров В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций. М.: Транспорт, 1994.

72. Пивоваров В.А. Прогрессивные методы технической диагностики. М.: РИО МГТУГА, 1999.

73. Пивоваров В.А. Авиационный двигатель ПС-90. М.: РИО МГА,1989.

74. Пивоваров В.А. Современные методы и средства неразрушающего контроля состояния авиационной техники. М.: РИО МИИГА, 1988.

75. Пивоваров В.А., Машошин О.Ф. Дефектоскопия гражданской авиационной техники. М.: Транспорт, 1994.

76. Пивоваров В.А., Машошин О.Ф. Применение аппарата теории статистической классификации к задачам диагностирования авиационной техники. М.: Научный вестник МГТУ ГА №20, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT. Безопасность полетов, 1999.

77. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М.: Физматгиз, 1960.

78. РД 50-690-89. Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки надежности по экспериментальным данным. М.: Гос. комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990.

79. Резников М.Е. Топлива и смазочные материалы для летательных аппаратов. М., Воениздат, 1973.

80. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Судпромгиз, 1961.

81. Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение, 1964.

82. Серия отчетов по НИР № 63-91. Разработка требований к программе ТО и Р авиадвигателей и методики ее формирования. М.: РИО МИИГА, 1992.

83. Синдеев И.М. К вопросу о синтезе логических схем для поиска неисправностей и контроля состояния сложных систем. М.: Изв. АН СССР. Техническая кибернетика №2, 1963.

84. Сиротин Н.Н., Коровкин Ю.М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979.

85. Смирнов Н.Н., Чинючин Ю.М. Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1994.

86. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1980.

87. Смирнов Н.Н., Владимиров Н.И., Черненко Ж.С. Техническая эксплуатация летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1990.

88. Справочник под редакцией В.Г.Александрова. Контроль узлов трения самолетов и вертолетов. М.: Транспорт, 1976.

89. Отчет о 16-ой Всемирной конференции по НК в Монреале (Канада) (16th World Conference on NDT). http://www.ronktd.ru, 2004.

90. Степаненко В.П. Практическая диагностика авиационных ГТД. М.: Транспорт, 1985.

91. Стратонович P.J1. Теория информации. М.: Сов. радио, 1975.

92. Стратонович P.JI. Нелинейная неравновесная термодинамика. М.: Наука, 1985.

93. Тойбер M.JI. Электронные системы контроля и диагностики силовых установок. М.: Воздушный транспорт, 1990.

94. Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов/ Ю.С.Белкин, Л.Н.Гецов, Ю.В.Ковачич и др. Под ред. А.А.Шевякова. М.: Машиностроение, 1976.

95. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Физматгиз, 1961.

96. Холево А.С. Введение в квантовую теорию информации. М.: МЦНМО, 2002.

97. Цыпкин ЯЗ. Основы теории автоматических систем. М.: Наука,1977.

98. Шеннон К.Э. Работы по теории информации и кибернетике. Под ред. Р.Л.Добрушина, О.Б.Лупанова. М.: Изд-во иностр. литер., 1963.

99. Шилов Г.Е. Математический анализ. М.: Физматгиз, 1961.

100. Яглом A.M. Введение в теорию стационарных случайных функций. «Успехи математических наук», т.7,вып.5, 1952.

101. Ямпольский Я.И., Белоконь НИ. Диагностирование авиационной техники. М.: Транспорт, 1983.

102. Ebeling W., Freund J., Schweitzer F. Komplexe Strukturen: Entropic und Information. Stuttgart, Leipzig: B.G.Teubner, 1998.

103. Engine Test and measuring equipment "Oil Engine and Gas Turbine" vol. 30, №346, 1962.

104. Grunberg L., Scott D. The Effect of Additives on the Water-Induced Pitting of Ball Bearings, "Inst/ Petrol"? 1960.

105. Hirano F., Yamamoto T. Four-Ball Test on Lubricating Oils Containing Solid Particles, "Wear", 1959.

106. Kamber P. W., Zimmerman W. H. Progress in electronic propulsion control for commercials aircraft. // AIAA Paper, 1976, № 655.

107. Lee I., W., Chetham T.P., Wiesner I. B. Application of correlation analysis to the detection of periodic signals in noisl. Proc. IRE, Oct. 1950.

108. Nielsen M.A., Chuang I.L. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press. Internat inf. 2001.

109. Staton L. Automatic Inspection and Diagnostic Systems for Automative Equipment, «SAE Preprints», 1962.

111. Airbus adopts infrared thermography for in-service inspection. -Insight. 1994. V. 36. No. 10.

112. Welch C., Eden T.J. Numerically enhanced thermal inspection of shuttle solid rocket motor inhibitor/liner/fuel bondline. - In: Rev. of Progress in Quant. NDE. Vol. 8B. New York: Plenum Press. 1989.

113. ИЗ. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.

114. Мэтью Д., Альфредсон Р. Применение вибрационного анализа для контроля технического состояния подшипников качения: Пер. с англ.-Конструирование и технология машиностроения.- М.: Мир, 1984.-т. 106, №3.-с.100-108.

115. Дорошко С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам.- М.: Транспорт, 1984.-128с.

116. ГоссоргЖ. Инфракрасная термография. М.: Мир, 1988.

117. Кольер Р., Берхарт, Лиин Л. Оптическая голография. М.: Мир,1973.

118. Волноводная оптоэлектроника. Под ред Т.Тамира. М.: Мир, 1991.

119. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях//Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Развитие двигателестроения и накопление значительного опыта эксплуатации ГТД позволили в настоящее время достичь больших межремонтных и назначенных ресурсов. Межремонтные ресурсы

лучших отечест I ИНЫХ ДИИГаТе — лей достигают iciupcx и более тысяч часов, назначенные ресур­сы некоторых двигателей дости­гают свыше десяти тысяч часов При этом характерно то, что ос­новные базовые узлы двигателей в большинстве случаев работают в пределах назначенного ресурса. Однако по мере увеличения меж­ремонтных ресурсов двигателей безотказность их уменьшается (рис. 14.5).

При увеличении ресурса ГТД (по данным зарубежных авиаци­онных компаний) свыше 7000 ч вероятность досрочного съема дви­гателей с эксплуатации составляет 0,5.

Современные газотурбинные двигатели являются дорогостоя­щими изделиями, стоимость их ремонта также очень высока Поэто­му увеличение ресурсов экономически выгодно при условии обеспе­чения высокого уровня надежности двигателей. Это может быть достигнуто прежде всего путем внедрения технической диагностики, позволяющей выявлять неисправности двигателя на ранней стадии их развития. Внедрение средств и методов диагностики позволяет предотвращать отказы двигателей в полете и тем самым максималь­но использовать индивидуальные возможности эксплуатации каж­дого двигателя без выполнения принудительных ремонтов. Кроме того, ьиедрение диагностики позволяет предупреждать вторичные разрушения двигателей и тем самым уменьшать затраты на восста­новление отказавших двигателей. Для технической диагностики двигателей используют и совершенствуют следующие основные методы:

визуальный осмотр н осмотр с помощью оптических приспособ­лений;

методы неразрушающего физического контроля; контроль вибрации двигателя;

контроль состояния масла, характеризующего состояние узлов, омываемых маслом;

контроль параметров, характеризующих состояние ГТД. Авиационный газотурбинный двигатель является сложным из­делием, и ни один из перечисленных методов в отдельности ие мо­жет дать достоверную оценку его технического состояния. Только совершенствование методов комплексной оценки может ПОВЫСИТЬ! достоверность контроля технического состояния газотурбинного двигателя (рис. 14.6).

Метод визуального осмотра является оперативным видом конт­роля технического состояния корпусов двигателя, герметичности топливной и масляной систем силовой установки, входных направ­ляющих аппаратов и лопаток первых ступеней компрессоров и по­следних ступеней турбины, а также других доступных элементов

двигателя и систем силовой установки Однако наиболее нагружен­ными в двигателе являются первые ступени турбины, камеры его рания, последние ступени компрессора, опоры трансмиссии двига теля и другие элементы, которые зачастую недоступны для визу ального контроля.

Поэтому в последние годы широкое применение находят различ иые оптические приспособления, позволяющие контролировать кон­структивные элементы проточной части двигателя, лопатки всех ступеней компрессора и турбины, камер сгорания Б качестве оми­ческих средств в зарубежной практике используют боросколы, позволяющие осматривать конструктивные элементы в самых труд­нодоступных местах Для облегчения контроля большого количе ства лопаток используют телевизионные приставки Для доступа к элементам проточной части в конструкции двигателя предусматри ваются смотровые окна.

В конструкции двигателя Олимп-593 обеспечен доступ с помощью 60 двойных смотровых окон для бороскопического осмотра всех ступеней компрессора и турбины.

Для контроля отдельных конструктивных элементов дввтедя используются различные методы неразрушающего физического контроля, такие как токовихревой, ультразвуковой, магнитный Однако указанные методы требуют больших трудозатрат и имеют ограниченные области применения. Поэтому они используются, как правило, как дополнительные виды контроля для уточнения харак­тера дефекта.

Некоторые зарубежные авиационные компании исполь­зуют метод рентгеноскопии конструктивных элементов двигателя, недоступных для визуального контроля Прин­цип метода основан на дистан­ционном введении радиоактив­ного изотопа «ирндий-192» в. полый вал двигателя, а сна­ружи двигателя размещают рентгеновскую пленку для по­лучения изображения контро­лируемых деталей. Метод мо­жет быть эффективен для оценки состояния камер сгорания, ло­паток сопловых аппаратов и других элементов газовоздушиого тракта.

Контроль вибрации

Величина вибрации корпуса двигателя является одним нз основ­ных параметров, характеризующих техническое состояние двигате­ля. Под контролем вибрации обычно подразумевают контроль ин­тенсивности (уровня) общей вибрации двигателя.

Корпусы авиадвигателя испытывают вибрации, порождаемые вращающимися узлами и автоколебательными процессами в газо — воздушиом тракте в широком диапазоне частот (рис. 14.7). Наибо­лее опасны вибрации, вызванные неуравновешенными центробеж­ными силами. Частотный диапазон таких вибраций находится в пределах от 50 до 300 Гц н зависит от величины дисбаланса вра­щающихся частей роторов двигателя. В настоящее время все само­леты с ГТД оборудованы виброизмерительной аппаратурой, позво­ляющей производить контроль общей вибрации двигателя в низко­частотной области, т. е. интенсивность роторной вибрации.

Основные параметры вибрации на некоторой фиксированной частоте / в герцах (вибросмещение s в миллиметрах, виброскорость v в миллиметрах в секунду и виброускорение w в миллиметрах на секунду в квадрате) связаны между собой следующими зависимо­стями-

■o-Znfs; та=4л2/2х.

Для контроля уровня вибрации турбовинтовых двигателей, ра­ботающих при фиксированных частотах вращения, используется безразмерный коэффициент вибрационной перегрузки k, равный отношению вибрационного ускорения w к ускорению свободного падения g в метрах на секунду в квадрате:

Для миогорежимных двигателей, работающих в диапазоне час­тот вращения роторов от режима малого газа до максимального.

Для оценки уровня вибрации используют параметр виброскорости, не зависящий от частоты вращения роторов

При отсутствии неисправностей во вращающихся деталях рото­ров уровень вибрации, соответствующий их частоте, сохраняется почти стабильным до выработки ресурса двигателя

В случае появления неисправностей во вращающихся деталях роторов, приводящих к разбалансировке их, происходит измене­ние уровня вибрации

При превышении уровня вибрации в полете выше допустимого значения необходимо принимать решения в соответствен с реко­мендациями, изложенными в руководствах по летной эксплуатации самолетов

В целях диагностики н прогнозирования технического состояния двигателей необходимо производить регистрацию параметров виб­рации в каждом полете и анализировать их изменение по наработ­ке двигателей Именно анализ тенденций изменения уровня вибра­ции каждого двигателя позволяет выявлять неисправности во вращающихся деталях роторов на ранней стадии их развития (рис. 14.8)

Однако оценка изменения общего уровни вибрации двига­теля, измеряемого бортовой системой контроля, зачастую не по­зволяет обеспечить достаточную глубину контроля, т е выявление неиспр авного элемента.

Постановка уточненного диагноза может быть обеспечена путем замера всего спектра вибрации и использования других методов контроля Учитывая то обстоятельство, что двигатели в большинст­ве случаев при появлении дефектов в роторной части в процессе их эксплуатации ие восстанавливаются, постановка общего диагноза по параметру вибрации может быть достаточной для принятия ре­шения о досрочной замене двигателя. Для эффективного контроля технического состояния по изменению уровня вибрации необходимо обоснование норм на величину скорости изменения уровня виб­рации.

Рис. 14 8. Изменение коэффициента вибрационной перегрузки ТВД по наработке’ а -при разрушении диска турбины (б -начало, б -конец разрушения); б -при роэру шеиии средней опоры ротора (0-б - период прйработкві

Анализ отказов и неисправностей газотурбинных двигателей по­казывает, что около 50% отказов двигателей происходит по причине разрушения детален, работающих в масляной среде (подшипников, зубчатых передач, шлицевых соединений и др.). Масло является носителем информации технического состояния изнашиваемых де­талей, омываемых маслом. Б процессе работы двигателя продукты износа попадают в масло н циркулируют в маслосистеме. Как из­вестно, количество продуктов износа т, поступающих в масло, про­порционально скорости износа и узлов двигателя (рис. 14.9). При аварийном износе трущихся узлов двигателя поступление продук­тов износа в масло резко увеличивается как по объему, так и по величине металлических частиц, появляется так называемая метал­лическая стружка.

Простейшими способами контроля изнашиваемых деталей яв­ляются: периодический контроль наличия стружки на маслофильт­рах, постановка и контроль магнитных пробок и сигнализаторов стружки. Магнитные пробки и сигнализаторы стружки устанавли­вают в трубопроводах откачки масла, в коробках приводов и редук­торах. Указанные методы контроля позволяют в ряде случаев вы­являть начальные разрушения изнашиваемых деталей, омываемых маслом. Анализ состояния частиц, улавливаемых магнитными про­бками или фильтрами, может позволить зачастую определить при­чину их появления. Рассмотрение частиц под микроскопом при уве­личении в 10-40 раз позволяет определить их форму и размеры.

При постановке диагноза необходимо учитывать наработку дви­гателя. Так, в приработочном периоде металлические частицы обыч­но крупные и шероховатые. В периоде нормальной эксплуатации частицы обычно мелкие, неправильной формы, смешанные с метал­лической пылью. При появлении неисправностей в период повышен­ного износа размеры частиц увеличиваются, а внешний вид их име­ет обычно ту особенность, что одна поверхность (рабочая) блестя­щая, а другая матовая, форма чешуйчатая. На блестящей поверхности можно рассмотреть линии направленной нагрузки. Однако указанные методы контроля не позволяют прогнозировать изпоеовые отказы двигателей, а в основном служат для выявления неисправности двигателя.

Б последние годы в диагностической практике на различных видах транспорта находит применение метод спектрального анали­за масел, позволяющий оценивать концентрацию продуктов износа в масле и прогнозировать износовые отказы двигателей. Метод основан на сжигании в электрической дуге проб масел, при этом атомы химических элементов возбуждаются и изучают фотоны света. Интенсивность свечения при этом зависит от концентрации каждого химического элемента в данной пробе.

Анализ изменения концентрации продуктов износа в масле по­зволяет оценивать интенсивность износа вращающихся узлов дви­гателей и в ряде случаев прогнозировать износовые отказы (рис.

Рис 14 9 Зависимость скорости изно са узлов двигателя и и поступления продуктов износа в масло m по иа работке

/ - приработка // - нормальный износ, III - аварийный износ

Ї4.10). Для повышения достоверности контроля необходимо учиты­вать наработку масла и количество его дозаправок. Учет дозапра­вок масла позволяет также определять расход масла в двигателе. Параметр расхода масла по наработке двигателя может быть само­стоятельным диагностическим признаком появления неисправностей в лабиринтных уплотнениях « других элементах двигателя.