CC BY
76Решетневскуе чтения. 2013
УДК 629.7.097.8
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПОМПАЖА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Д. Д. Кудашов, В. П. Токарев
Уфимский государственный авиационный технический университет Россия, 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12. E-mail: [email protected]
Рассмотрены вопросы возникновения и протекания помпажа ГТД, описаны существующие методы определения предпомпажного состояния, рассмотрены их недостатки, предложена система оценки предпомпаж-ного состояния ГТД с применением датчиков различных параметров.
Ключевые слова: помпаж, диагностика газотурбинного двигателя.
DIAGNOSTICS OF COMPRESSOR STALL OF GASE-TURBO ENGINE
D. D. Kudashov, V. P. Tokarev
Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russian Federation 12, K. Marks str., Ufa, Resp. Bashkortostan. 450000, Russia. E-mail: [email protected]
The issues of GTE surging initiation and behavior, causes of its initiation are considered. The description to the existing methods of before-surging condition detection and their shortcomings are given. The system for assessing the before-surging condition of GTE using various sensors is proposed.
Keywords: compressor stale, diagnostics of gase-turbo engine.
Помпаж - неустойчивый режим работы ГТД, при котором возникают автоколебания воздуха в компрессоре, приводящие к непредсказуемым последствиям работы двигателя.
Помпаж образуется вследствие срыва потока воздуха с рабочей поверхности лопатки компрессора, дальнейшего образования «вихревого течения», уменьшения эффективной площади сечения компрессора и последующего выброса воздуха на вход компрессора. Повторяющиеся пульсации давления в газовоздушном тракте приводят к росту температуры в камере сгорания, неравномерности поля давления и как результат - к увеличению динамической напряженности и вибрации всех элементов силовой установки [1].
Предпомпажное состояние определяется по сопоставлению различных измеренных физических величин, определяющих режим работы двигателя с предельно допустимыми значениями этих же величин, характеризующих устойчивый режим работы ГТД.
Среди сигнализаторов помпажа имеются устройства, обнаруживающие начало срыва по резкому падению давления за компрессором, разности давлений на выходе компрессора и его входе, а также скорости изменения разности этих давлений. При превышении этими параметрами заданных значений вырабатывается сигнал воздействия на исполнительный орган.
Система диагностики помпажа ГТД представляет собой датчики, измеряющие параметры ГТД; микропроцессорный контроллер, фиксирующий возникновение помпажа по результатам измерения датчиков и вырабатывающий сигнал о возникновении помпажа потребителям.
В качестве датчиков, измеряющих параметры ГТД, используются следующие приборы: дифференциальный манометр для измерения разницы давления
воздуха на выходе и входе компрессора, пирометр спектрального отношения для измерения температуры выходящих газов, магнитно-индукционный датчик для измерения угловой скорости вращения ротора турбины ГТД и турбинный расходомер топлива.
Предлагаемый метод реализуется следующим образом: датчики, расположенные на ГТД, измеряют температуру газа за камерой сгорания ГТД Т, давление воздуха на входе компрессора, давление воздуха на выходе компрессора, угловую скорость вращения ротора турбины ГТД ю и мгновенный расход топлива в. Показания передаются в вычислительную систему, где вычисляются первая производная температуры газа дТ/д:, разницы давления на входе и выходе компрессора дДР/д:, угловой скорости вращения вала ротора турбины дю/д и сравнение их с их пороговыми значениями [дТ/д:], [дДР/д:], [дю/д] соответственно, функционально зависящими от мгновенного расхода топлива, скорости и высоты полета ЛА. Функциональная зависимость определяется экспериментальным способом для каждой модели ГТД.
Библиографическая ссылка
1. Чичков Б. А. Рабочие лопатки авиационных ГТД. М. : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та гражд. авиации, 2006. 73 с.
Referense
1. Chichkov В. А. ЯаЬосЫе 1ора1к1 aviatsionnykh вТБ. М. : М^о Mosk. gos. tekhn. ип^ grazhd. aviatsii. 2006. 73 s.
© Кудашов Д. Д., Токарев В. П., 2013
