МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Хаммуд Нізар

УДК 629.735.036.3.083 (043.3)

ВПЛИВ ОСНОВНИХ
ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ФАКТОРІВ
НА ТЕХНІЧНИЙ СТАН

АВІАЦІЙНИХ ГТД

Спеціальність 05.22.20 - Експлуатація та ремонт засобів транспорту

АВТОРЕФЕРАТ

на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі авіаційних двигунів Національного авіаційного університету Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Кулик Микола Сергійович –

проректор університету з навчальної роботи

та міжнародних зв'язків

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Котельников Геннадій Нілович –

професор кафедри інженерно-авіаційного
забезпечення Національної академії оборони

України

кандидат технічних наук

Сікорський Євгеній Олександрович –

начальник відділу науково-технічного розвитку
і програм Українського центру
науково-методичного забезпечення експлуатації
авіаційної техніки (УкрЦЕАТ)

Провідна організація: Національний технічний університет
України "Київський політехнічний інститут"
Міністерства освіти і науки України

Захист відбудеться "31" січня 2001 р. о 15-00 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .062.03 у Національному авіаційному університеті.

Адреса: 03680, м. Київ-58, проспект Космонавта Комарова, 1

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного авіаційного університету.

Автореферат розісланий "22" грудня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук Запорожець О.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми.

Авіаційна техніка (АТ) у Сирії експлуатується в різних природно-кліматичних умовах, які значно відрізняються від умов помірної кліматичної зони, у розрахунку на яку проектувалася більшість літаків і вертольотів, що експлуатуються сірійською пасажирською і транспортною авіацією. Тому існуючі особливості природно-кліматичних умов часом не дозволяють повною мірою використовувати льотно-тактичні можливості АТ, приводять до зниження термінів служби і заданих показників безвідмовності AT, підвищують матеріальні і трудові витрати на її ремонт і обслуговування.

Окремою задачею, яку необхідно вирішувати в цих умовах з метою максимального зниження впливу несприятливих факторів при експлуатації літаків і вертольотів, є контроль і управління технічним станом (ТС) авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД).

Розробка методів побудови оптимальних алгоритмів діагностування авіаційного ГТД, які б вимагали мінімальних витрат на їхню реалізацію, продиктовано необхідністю збільшення продуктивності праці на окремих операціях діагностування, скорочення часу виявлення несправностей в процесі застосування двигуна за призначенням з метою підвищення безпеки польотів (БП), скорочення часу пошуку й усунення відмов і несправностей.

Тому, виходячи з вищевикладеного, тема дисертаційної роботи є актуальною і представляє науковий і практичний інтерес для Міністерства транспорту Сирії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконана відповідно до програми модернізації авіаційного парку Сирії, уряд якої направив автора в Національний авіаційний університет для навчання в аспірантурі.

Мета і задачі дослідження.

Розробити комплексне методичне забезпечення для підвищення ефективності використання авіаційної техніки в авіакомпаніях Сирії за рахунок врахування впливу основних експлуатаційних факторів на технічний стан ГТД.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішені наступні задачі:

§

§

§

§

§

Об'єктом дослідження є авіаційний газотурбінний двигун.

Предметом дослідження є основні експлуатаційні фактори, що впливають на технічний стан авіаційних ГТД.

Методи дослідження. Теоретичною і методичною основою дослідження є методи теорії термогазодинаміки авіаційних ГТД, теорії графів, алгебри матриць і матричного числення, теорії системного аналізу, теорії математичної статистики.

Наукова новизна отриманих результатів.

§

§

§

Практичне значення отриманих результатів.

Запропоновані в дисертації методичні матеріали у вигляді універсальної нелінійної математичної моделі, граф-моделі проточної частини ГТД, програмного забезпечення оцінки технічного стану авіаційних ГТД за експлуатаційними даними, принципів організації інформаційно-обчислювальної системи в ЦА Сирії – є комплексним методичним матеріалом для практичної реалізації проблеми підвищення ефективності використання авіаційної техніки в авіакомпаніях Сирії.

Особистий внесок здобувача.

Основні наукові положення і результати отримані здобувачем самостійно.

Апробація результатів дисертації.

Апробація результатів досліджень проводилися на IV Міжнародному конгресі двигунобудівників (Харків-Рибаче, вересень 1999 р.), Першій міжнародній науково-технічна конференції "АВІА_" (Київ, КМУЦА, жовтень 1999 р.), V Міжнародному конгресі двигунобудівників (Рибаче, вересень 2000 р.), Другій міжнародній науково-технічній конференції "АВІА_" (Київ, НАУ, жовтень 2000 р.).

Публікації.

За темою дисертації опубліковано 5 наукових статей.

Структура й обсяг роботи.

Дисертаційна робота складається з передмови, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і 2 додатків. Обсяг роботи складає 204 сторінки, включаючи 58 рисунків, 6 таблиць, список використаних джерел з 124 найменувань на 14 сторінках, 2 додатків на 10 сторінках.

ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У передмові показане значення розв'язуваної у дисертаційній роботі проблеми, обґрунтована актуальність роботи, визначені основні положення, які складають наукову новизну і практичну значимість роботи.

У першому розділі, "Вплив умов експлуатації на технічний стан авіаційних ГТД", виконано аналіз досвіду експлуатації авіаційної техніки в гірсько-пустельних регіонах Сирії. Розглянуто основні фактори природно-кліматичних умов Сирії та їх специфічний вплив на організацію і проведення технічної експлуатації авіаційної техніки, вплив на технічний стан авіаційної техніки, зокрема, авіаційні ГТД, методи експлуатації і ремонту літальних апаратів. Показано ступінь і специфіку цього впливу в гірських і пустельних районах Сирії в різні періоди року. Викладено основні рекомендації з ефективного використання авіаційної техніки з метою забезпечення безпеки польотів у гірсько-пустельній місцевості, надійності, попередженню передчасного виходу з ладу авіаційної техніки. Розглянуто основні методи і засоби оцінки технічного стану авіаційних двигунів у цивільній авіації Сирії.

За результатами аналізу основних експлуатаційних факторів, які впливають на технічний стан авіаційних ГТД, з урахуванням специфічних умов Сирії, було виявлено, що основний вплив на технічний стан двигунів спричиняє підвищена запиленість у районах виконання польотів, часте попадання сторонніх предметів у проточну частину двигунів, підвищена корозія і ерозія елементів проточної частини в результаті впливу солей і пилу, присутніх в атмосфері, які попадають у двигуни разом з повітрям (рис.1).

Усе це приводить до більш інтенсивного вироблення ресурсу ГТД в умовах Сирії і погіршенню їх техніко-економічних характеристик, які пояснюються зміною коефіцієнтів втрат основних конструктивних елементів, що характеризує ТС проточної частини двигуна. Причинами зміни коефіцієнтів втрат є механічні і теплові впливи на вузли і деталі, що приводить до зміни геометричних характеристик елементів проточної частини двигуна. Це у свою чергу викликає посилення нерівномірності потоку у вхідному пристрої, компресорі, камері згоряння, турбіні і ще більш збільшує вплив негативних факторів на роботу двигуна внаслідок перерозподілу температурних, швидкісних полів робочого тіла і полів тисків. Посилення нерівномірності потоків приводить до перегріву двигуна, виникненню зривних і коливальних режимів роботи, підвищенню вібрації.

Рис.1 Наліт на одне дострокове зняття двигуна через вихід з ладу елементів проточної частини

Потрапляння пилу і особливо солей у паливну систему двигуна впливає на якість сумішоутворення і процес горіння. Погіршення сумішоутворення в камерах згоряння відбувається внаслідок нагароутворення в паливних форсунках, їхнього засмічення, розрегулювання паливнорегулюючої апаратури. Ці дефекти знижують повноту згоряння палива, що призводить до збільшення питомих і часових витрат палива при незмінному режимі роботи двигуна.

Все це веде до того, що при експлуатації АТ у гірсько-пустельній місцевості, характерної для Сирії, відбувається наступне.

1. Через зниження корисного навантаження зростає потрібний наряд ПС для виконання типових задач. Це приводить до підвищеної витрати льотного ресурсу, а також до збільшення трудовитрат інженерно-технічного складу на технічну експлуатацію ПС.

2. Через підвищений передчасний вихід з ладу авіаційних двигунів для виконання заданого нальоту значно зростає витрата двигунів (у 1,5…2,2 рази). Це також супроводжується збільшенням обсягу робіт інженерно-технічного складу, пов'язаного з їх заміною і витратами на їхнє придбання.

3. Інженерно-авіаційна служба повинна проводити додаткові заходи, спрямовані: на скорочення часу роботи двигунів в умовах підвищеної запиленості; на попередження (зниження) потрапляння пилу і піску в проточну частину при стоянці ПС на землі, у тому числі при виконанні демонтажно-монтажних робіт на пристроях і системах; на ретельне проведення інженерно-штурманських розрахунків з метою оцінки раціональної заправки і завантаження ПС; на навчання льотних екіпажів грамотному використанню режимів польоту з метою ощадливої витрати ресурсу двигунів (особливо їх підвищених режимів), а також скорочення часу роботи двигунів на землі.

У другому розділі, "Математичне моделювання несправностей проточної частини авіаційного ГТД", розроблена універсальна нелінійна математична модель термогазодинамічного процесу авіаційного ГТД. Моделювання змінних характеристик компресорів і турбін здійснюється шляхом поелементного термогазодинамічного розрахунку на середньому радіусі лопаткових машин при відповідних ушкодженнях елементів проточної частини, що найбільш часто зустрічаються в експлуатації (рис.2).

Рис.2 Програмні модулі математичної моделі ГТД

Класифікація станів ГТД ускладнена через необхідність обробки значного обсягу апріорної інформації, що, у свою чергу, викликає тривалу підконтрольну експлуатацію двигунів. Крім того, внаслідок значного взаємного впливу параметрів ГТД складно виявити і проконтролювати суттєві ознаки станів, за якими можна робити розбивку цих станів на класи. Часто практично неможливо встановити границі між різними класами станів, тому що вони можуть характеризуватися одними й тими ж ознаками. У процесі оцінки ТС ГТД не завжди можливо об'єктивно перелічити ознаки, які характеризують конкретний стан двигуна, неможливо мати апріорну інформацію про випадкові стани.

Тому, незважаючи на те, що розроблена модель проточної частини авіаційного ГТД дозволяє розраховувати, з високою точністю, параметри основних вузлів двигуна на сталих режимах роботи, від малого газу до максимального режиму, і виявляти аномальні відхилення їхніх значень при виникненні відмов і несправностей у проточній частині двигуна, для реалізації автоматизованої системи контролю ТС двигуна було прийняте рішення використовувати, поряд з універсальною нелінійною моделлю, граф-модель проточної частини, що дозволило спростити побудову експертної системи ідентифікації ушкоджень проточної частини ГТД.

У дисертаційній роботі на базі функціональних схем побудовані граф-моделі ТВлД (рис.3) і ТРДД, так як ці типи ГТД в основному використовуються на ПС авіакомпаній Сирії.

Рис.3 Граф-модель ТВлД у просторі основних властивостей

1 – компресор; 2 – камера згоряння; 3 – турбіна компресора; 4 – вільна турбіна;
5 – випускний пристрій; 6 – привід передачі обертаючого моменту з головним редуктором; 7 – привід передачі обертаючого моменту на агрегати двигуна; 8 – системи паливопостачання і регулювання; 9 – системи змащення, охолодження і суфлювання; 10 – системи електроживлення і запуску; 11 – системи гідропостачання, дренажу, антиобледеніння і пожежегасіння; 12 – підсилювач сигналу регулятора температури; х01 – підведення повітря до компресора; х02 – підведення палива до двигуна; х1 – стиснення повітря; х2 – передача виробленої енергії турбіні; х3 – передача енергії вільній турбіні; х4 – розширення газу на вільній турбіні; х5 – викид газу в навколишнє середовище; х6 – передача обертаючого моменту на компресор і на привід агрегатів; х7 – передача обертаючого моменту на привід головного редуктора: х8 – передача обертаючого моменту на вал несучого гвинта;
х9 – передача обертаючого руху агрегатам двигуна; х10 – подача дозованого палива;
х11 – подача масла для змащення і охолодження вузлів двигуна; х12 – постачання систем двигуна електричною енергією; х13 – подача палива для повороту направляючих апаратів компресора; х14 – подача сигналу на відключення пускової системи; х15 – поява командного тиску від регулятора на обмеження частоти обертання ротора компресора; х16 – сигнал перепуску палива на злив; х17 – командний тиск обмеження приведених чисел оборотів ротора компресора від регулятора

Розпізнавання конкретної реалізації несправностей здійснюється шляхом обчислення оцінок за одним з наступних правил різної строгості.

Правило 1.

; ,

де ij, ij – елементи еталонних таблиць характеристик несправної Т1 (клас 1) і справної Т0 (клас 0) проточної частини; R(si) – розрізнююча вага ознаки si пошкодження двигуна; i – елемент реалізації, що розпізнається; n1, n0 – число діагностичних ознак для класу 1 і класу 0; w – число елементів реалізації, що розпізнається.

Якщо то l-на реалізація відноситься до класу 1; якщо , то реалізація відноситься до класу 0; якщо – розпізнавання реалізації не робиться.

Правило 2.

; .

Якщо то l-на реалізація відноситься до класу 1; якщо , то реалізація відноситься до класу 0; якщо , то розпізнавання реалізації не робиться.

Правило 3.

; .

Якщо , то l-на реалізація відноситься до класу 1; якщо , то реалізація відноситься до класу 0; якщо , то розпізнавання реалізації не робиться.

Ці правила використовуються при реалізації алгоритму класифікації і розпізнавання ТС проточної частини ГТД за польотними даними (рис.4).

З метою моделювання найбільш характерних несправностей проточної частини ГТД і апробації програмного забезпечення з їх виявлення і оцінки ступеня впливу на ТС проточної частини з використанням розроблених математичних моделей було модернізовано автоматизований експериментальний комплекс кафедри авіадвигунів НАУ на базі серійних ГТД РУ19А-300 і АІ-25 (рис.5) та розроблені методики проведення на них експериментальних досліджень.

Рис.4 Структурна схема класифікації і розпізнавання ТС ГТД

У результаті модернізації стендів були встановлені додаткові датчики контролю параметрів газу, температури основних вузлів двигуна, зроблені додаткові люки для огляду проточної частини і монтажу-демонтажу елементів двигуна без його розбирання. Збір даних у ході експериментів здійснювався за допомогою сучасної швидкодіючої ПЕОМ, що дозволило в реальному масштабі часу аналізувати процеси, що відбуваються в двигуні.

На стендах моделювалися наступні види ушкоджень проточної частини: забоїни робочих лопаток компресора, ерозія і корозія лопаток компресорів і турбін, закоксованість робочих паливних форсунок, обгар робочих лопаток турбін, забруднення поверхні конструктивних елементів проточної частини компресорів і турбін.

Рис.5 Автоматизований експериментальний стенд на базі ТРД РУ19А_

1 – двигун РУ19А-300; 2 – лемніскатний повітрозабірник; 3 – змінне реактивне сопло;
4 – дросельна заслінка; 5 – система кріплення двигуна; 6 – анкерні опори;
7 – динамометрична платформа; 8 – пружні стрічки; 9 – естакада; 10 – вузол вимірника тяги; 11 – тарувальний вузол; 12 – система ручного керування; 13 – система енергопостачання; 14 – система контролю роботи двигуна; 15 – система відбору повітря від двигуна;
16 – система запуску; 17 – система змащення і суфлювання; 18 – система пожежегасіння; 19 – система паливопостачання і автоматичного регулювання.

На стендах контролювалося більше 100 параметрів роботи і разових команд двигуна. Обробка такої кількості параметрів дозволила забезпечити контроль працездатності, правильності функціонування і визначення справності двигуна з глибиною до окремого елемента, що трохи ускладнило методи обробки даних і викликало необхідність використання в методиці двох типів моделей проточної частини ГТД. Проте, завдяки цьому була отримана висока ймовірність ідентифікації конкретного дефекту проточної частини двигуна при будь-якій їхній комбінації (табл.1).

Таблиця 1

Мінімальні ймовірності виявлення ушкоджень проточної частини ГТД
із використанням запропонованої методики

Тип ушкодження | Ймовірність

виявлення

Підвищена шорсткість лопаток вентилятора | 0,943

Забоїни на ступені вентилятора | 0,987

Підвищена шорсткість лопаток КВТ | 0,961

Забоїни на ступінях КВТ | 0,984

Закоксованість 1-ї форсунки камери згоряння | 0,939

Закоксованість 2-х форсунок камери згоряння | 0,955

Закоксованість 3-х форсунок камери згоряння | 0,999

Обгар на лопатках турбіни | 0,985

У третьому розділі, "Методика побудови системи управляння технічним станом авіаційних ГТД у Сирії", обґрунтовані основні принципи, покладені в розроблене програмне забезпечення зі збору, обробки і збереження даних, які регєструються в польоті і при випробуванні двигунів, відмінною рисою якого є можливість розпізнавання ранніх стадій зміни стану проточної частини ГТД, що базується на безупинному відстеженні і оцінці характеру динаміки досліджуваних показників.

При створенні автоматизованої інформаційної системи (АІС), виходячи з узагальненої схеми аналізу ТС ГТД (рис.6), були прийняті наступні рішення, які визначили структуру програмного забезпечення:

1. Як елементи, з яких компонується модель, так і модулі зовнішнього програмного забезпечення представлені у виді агрегатів, що, зокрема, ліквідовує проблеми, пов'язані з поповненням і модифікацією бібліотеки методів. Крім того, це дає можливість всередині АІС об'єднати кілька замовлень на модель і аналіз експлуатаційної інформації. Програми, що підтримують процес імітації, також частково побудовані за агрегативним принципом. Таке представлення уніфікує спільну роботу окремих програм, що полегшує їхнє налагодження і дає можливість порівняно просто вносити необхідні зміни.

2. Елементи моделі і програмного забезпечення, необхідні для проведення аналізу експлуатаційних даних, на основі об'єднаного замовлення збираються в єдину систему (метасистему), що функціонує за законами агрегативних моделей.

Рис.6 Узагальнена схема аналізу технічного стану ГТД

3. Введено поняття схеми еквівалентності, яке дає можливість об'являти тотожними деякі перемінні в метасистеме, тобто перемінні власне моделі методів, які використовуються. Це рішення дозволяє простими засобами здійснювати отримання даних з моделі для їхньої обробки.

4. В процесі моделювання по черзі запускається досліджувана модель і програмне забезпечення. У термінах метасистеми це означає можливість зупинки "системного годинника" для однієї її підсистеми і запуску його для іншої підсистеми. Тому внутрішнє програмне забезпечення передбачає наявність окремих годинників для різних підсистем агрегативної моделі.

5. Введено поняття пріоритету сигналів, що циркулюють у метасистемі. Це дає можливість організувати спільну роботу програмного забезпечення з моделлю і необхідний порядок обробки сигналів всередині моделі.

Проведені дослідження показали, що для обліку в умовах експлуатації розглянутих основних експлуатаційних факторів, які впливають на ТС авіаційних ГТД, необхідне створення в Сирії державної системи управління ТС авіаційних двигунів і їх комплектуючих. Тому, відповідно до домовленості з Міністерством транспорту Сирії, була розроблена методологія побудови автоматизованої системи інформаційної підтримки оцінки ТС АТ у Сирії на базі сучасних інформаційних технологій, з урахуванням специфіки ієрархії і розподілу відповідальності в ЦА Сирії, з використанням розробленого в ході дисертаційного дослідження програмного і методичного забезпечення.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1. Проведено аналіз досвіду експлуатації авіаційної техніки в гірсько-пустельних регіонах Сирії. Розглянуто основні фактори природно-кліматичних умов Сирії та їх специфічний вплив на організацію і проведення технічної експлуатації АТ, їхній вплив на технічний стан літальних апаратів, зокрема на авіаційні ГТД, методи експлуатації і ремонту АТ. Показано ступінь і специфіка цього впливу в гірських і пустельних районах Сирії в різні сезони року. Викладено основні рекомендації з ефективного використання авіаційних ГТД з метою забезпечення БП у гірсько-пустельній місцевості, надійності, заощадженню ресурсу і попередженню передчасного їхнього виходу з ладу. Розглянуто основні методи і засоби оцінки технічного стану авіаційних двигунів у ЦА Сирії.

2. З використанням синтезу універсальної нелінійної математичної моделі і граф-моделі робочого процесу ГТД розроблена методика, яка дозволяє за газодинамічними параметрами ГТД, що реєструються в експлуатації, оцінити зміну технічного стану проточної частини і ідентифікувати її характерні ушкодження.

3. Модернізовано автоматизований експериментальний комплекс кафедри авіадвигунів НАУ на базі серійних ГТД РУ19А-300 і АІ-25 і розроблені методики проведення на них експериментальних досліджень з метою моделювання найбільш характерних несправностей проточної частини ГТД і апробації програмного забезпечення з їх виявлення і оцінки ступеня впливу на ТС проточної частини з використанням розроблених моделей.

4. Обґрунтовано основні принципи, покладені в розроблене програмне забезпечення зі збору, обробки і збереження даних, які реєструються у польоті та при випробуванні двигунів, відмінною рисою якого є можливість розпізнавання ранніх стадій зміни стану проточної частини, що базується на безупинному відстеженні і оцінці характеру динаміки досліджуваних показників. Запропоновано методологію побудови автоматизованої системи інформаційної підтримки оцінки ТС авіаційних ГТД у Сирії на базі сучасних інформаційних обчислювальних мереж з використанням розробленого програмного забезпечення.

5. Підтверджено вірогідність і ефективність, досліджені питання технічної реалізації розроблених алгоритмів з використанням реальних експлуатаційних даних. Розроблені методи й алгоритми представлені у виді методичного і програмного забезпечення, практичних рекомендацій, що відповідають основним виробничим вимогам, до яких необхідно віднести універсальність, прийнятну точність і простоту при використанні.

6. Практичні результати виконаного дослідження полягають у тому, що автор розробив комплекс методичних рекомендацій, які варто розглядати як першочерговий етап удосконалювання технічної експлуатації авіаційних ГТД у ЦА Сирії. В процесі виконання роботи автор підтримував постійні творчі зв'язки з представниками Міністерства транспорту Сирії. Основні рекомендації одержали схвалення і будуть впроваджені в практичну роботу авіапідприємств Сирії.

7. Розроблена методика впроваджена в ІТК авіакомпанії "Авіалінії України". Результати експериментальної перевірки розробленої методики і програмного забезпечення свідчать про доцільність їхнього застосування на підприємствах ЦА Сирії з урахуванням пропозицій з модернізації інформаційного забезпечення системи управління технічною експлуатацією авіаційної техніки.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ

1.

2.

3.

4.

5.

АНОТАЦІЯ

Хаммуд Нізар. Вплив основних експлуатаційних факторів на технічний стан авіаційних ГТД. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 – Експлуатація і ремонт засобів транспорту. – Національний авіаційний університет, Київ, 2001.

Дано аналіз досвіду експлуатації авіаційної техніки в гірсько-пустельних регіонах Сирії. Розглянуто основні фактори природно-кліматичних умов Сирії та їх вплив на організацію і проведення технічної експлуатації АТ, вплив на технічний стан авіаційних ГТД, методи експлуатації і ремонту АТ. Викладено основні рекомендації з ефективного використання АТ з метою забезпечення БП у гірсько-пустельній місцевості, надійності, попередженню передчасного виходу з ладу АТ. Розглянуто основні методи і засоби оцінки ТС авіаційних двигунів у ЦА Сирії.

Розроблено універсальну нелінійну математичну модель термогазодинамічного процесу авіаційного ГТД яка дозволяє, із прийнятною для практичної реалізації точністю, за параметрами роботи двигуна, що заміряються в експлуатації, розраховувати параметри робочого тіла в характерних перерізах проточної частини.

Побудовано граф-моделі ТВлД і ТРДД як теплових машин з метою використання даних, одержуваних при розрахунку термогазодинамічних параметрів робочого тіла в проточній частині двигуна за допомогою універсальної нелінійної математичної моделі, для розпізнавання зміни ТС проточної частини двигуна при впливі основних експлуатаційних факторів.

Модернізовано автоматизований експериментальний комплекс кафедри авіадвигунів НАУ на базі серійних ГТД РУ19А-300 і АІ-25 і розроблені методики проведення на них експериментальних досліджень з метою моделювання найбільш характерних несправностей проточної частини ГТД і апробації програмного забезпечення з їх виявлення і оцінки ступеня впливу на ТС проточної частини з використанням розроблених математичних моделей.

Обґрунтовано основні принципи, покладені в розроблене програмне забезпечення зі збору, обробки і збереженню даних, що реєструються у польоті та при випробуванні двигунів, відмінною рисою якого є можливість розпізнавання ранніх стадій зміни стану проточної частини ГТД, яке базується на безупинному відстеженні й оцінці характеру динаміки досліджуваних показників.

Запропоновано методологію побудови автоматизованої системи інформаційної підтримки оцінки ТС АТ у Сирії на базі сучасних інформаційних технологій з використанням розробленого програмного забезпечення з контролю впливу основних експлуатаційних факторів на ТС проточній частині ГТД.

Ключові слова: авіаційний двигун, технічний стан, математична модель, граф-модель, технічна експлуатація, методика.

АННОТАЦИЯ

Хаммуд Низар. Влияние основных эксплуатационных факторов на техническое состояние авиационных ГТД. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 – Эксплуатация и ремонт средств транспорта. – Национальный авиационный университет, Киев, 2001.

Дан анализ опыта эксплуатации авиационной техники в горно-пустынных регионах Сирии. Рассмотрены основные факторы природно-климатических условий Сирии и их специфическое влияние на организацию и проведение технической эксплуатации АТ, воздействие на техническое состояние авиационных ГТД, средства эксплуатации и ремонта АТ. Изложены основные рекомендации по эффективному использованию АТ с целью обеспечения БП в горно-пустынной местности, надежности, сбережению и предупреждению преждевременного выхода из строя АТ. Рассмотрены основные методы и средства оценки ТС авиационных двигателей в ГА Сирии.

Разработана универсальная нелинейная математическая модель термогазодинамического процесса авиационного ГТД позволяющая, с приемлемой для практической реализации степенью точности, рассчитывать по замеряемым в эксплуатации параметрам работы двигателя параметры газа в характерных сечениях проточной части.

Построены граф-модели ТВлД и ТРДД как тепловых машин с целью использования данных, получаемых при расчете термогазодинамических параметров газа в проточной части двигателя при помощи универсальной нелинейной математической модели, для распознавания изменения ТС проточной части двигателя при влиянии основных эксплуатационных факторов.

Модернизирован автоматизированный экспериментальный комплекс кафедры авиадвигателей НАУ на базе серийных ГТД РУ19А-300 и АИ-25 и разработаны методики проведения на них экспериментальных исследований с целью моделирования наиболее характерных неисправностей проточной части ГТД и апробации программного обеспечения по их выявлению и оценке степени влияния на ТС проточной части с использованием разработанных математических моделей.

Обоснованы основные принципы, положенные в разработанное программное обеспечение по сбору, обработке и хранению данных, регистрируемых в полете и при опробовании двигателей, отличительной особенностью которого является возможность распознавания ранних стадий изменения состояния проточной части ГТД, базирующуюся на непрерывном отслеживании и оценке характера динамики исследуемых показателей.

Предложена методология построения автоматизированной системы информационной поддержки оценки ТС АТ в Сирии на базе современных информационных технологий с использованием разработанного программного обеспечения по контролю влияния основных эксплуатационных факторов на ТС проточной части ГТД.

Ключевые слова: авиационный двигатель, техническое состояние, математическая модель, граф-модель, техническая эксплуатация, методика.

ANNOTATION

Hammud Nizar. The influence of main operational factors on technical condition of aviation GTE. – Manuscript.

Dissertation for scientific Degree of the Candidate of Science (Engineering) in the Speciality 05.22.20 – Operation and repair of means of transport. – National Aviation University, Kiev, 2001.

The analysis of aircraft operation experience in mountainous-desert regions of Syria. The main factors of Syrian climate conditions and their specific influence on organization and conducting of aviation engineering technical operation, an influence on technical conditions of aviation GTE, aviation engineering's operational and repairing equipment are examined. The major recommendations on an affective utilization of aviation engineering with the purpose to provide flight safety, reliability, safety and preventing of untimely failure of aviation engineering in the mountainous-desert regions are state. The main method and means of aviation engines operational conditions' examination used in the Syrian civil aviation are provided.

The universal non-linear mathematics model of thermogasdynamical process of aviation GTE is elaborated. It permits to calculate gas parameters in the typical engine duct's sections based on the parameters measured during operation of the engine operation with suitable for practical realization power of accuracy.

Graph-models of turboshaft engine and bypass engine as thermal machines are constructed with purpose of utilization of statistic, obtained in the calculation of the gas thermal-dynamical parameters in the engine duct due to universal non-linear mathematical model used for the discerning of technical characteristics' alternation in the engine duct under the influence of the major operational factors.

Automatic experimental complex of the aviation engine's department of National Aviation University based on the serial models GTE RU19A_and AI_is modernized and methods of carrying out the experiments on their basis are worked out in order to make a model the most common disrepairs of the GTE's ducts and to examine of software using to reveal them and to evaluate them to evaluate the power of their influence on technical characteristics of the engine duct using constructed mathematical models.

The main principles being in basis of the designed software for collection? processing and storage of the data, being checked – in during the flight and inspection of engines are well grounded. The distinctive outline of this software is possibility to recognize the early stages of GTE ducts' alternation, based on the persistent assessment of the dynamics of researched data.

The methodology of automatic system of the informational support of the aviation engineering's technical conditions' assessment in Syria on the basic of the modern information technologies using designed software monitoring the influence of the major operational factors on the technical characteristics of the GTE duct is proposed.

Key words: aviation engines, technical conditions, mathematical model, graph-model, technical utilization, methodology.