Алгоритм диагностики с применением математической модели газотурбинного двигателя

DOI: 10.34759/vst-2020-3-155-166

Авторы

Ахмед Х. С.^*, Осипов Б. М.^**

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: hersh_ise19@mail.ru
**e-mail: obm0099@yandex.ru

Аннотация

Существенное развитие параметрических методов диагностики связано с использованием адекватных математических моделей газотурбинного двигателя (ГТД). Адекватные математические модели – линейные и нелинейные – получают путем идентификации априорной математической модели по результатам испытаний бездефектного двигателя. Сложность получения таких моделей заключается в том, что приходится решать некорректно поставленные задачи, т.е. количество уравнений (откликов) не равно количеству неизвестных (факторов). Для устойчивости решения таких задач используются различные методы, такие как усовершенствованный метод наименьших квадратных [1–3], метод уравнивания [4–6], дискретный фильтр Калмана [7–10] и другие [11–15]. В статье использовался метод гребневых оценок (ридж-оценки).

Ключевые слова:

авиационный газотурбинный двигатель, техническая диагностика, термодинамические параметры, математическая модель, алгоритм диагностики, методы идентификации

Библиографический список

1. Ахмед Х.С.А., Осипов Б.М. Многорежимная идентификация получения адекватной модели газотурбинного двигателя для диагностики по термогазодинамическим параметрам // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 133-143.

2. Ахмед Х.С.А., Осипов Б.М. Многорежимная идентификация получения адекватной модели ТРД TJ-100A-Z для диагностики по термогазодинамическим параметрам // Вестник Пермского государственного технического университета. Аэрокосмическая техника. 2020. № 60. С. 5-14. DOI: 10.15593/2224-9982/2020.60.01

3. Александров Ю.Б., Нгуен Т.Д., Мингазов Б.Г., Сулаиман А.И. Влияние расчетной сетки на результаты численного расчета трехмерного нестационарного закрученного потока за лопаточным завихрителем // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 122-132. DOI: 10.34759/vst-2020-1-122-132

4. Цховребов М.М., Эзрохи А.Ю., Дрыгин А.С. Применение идентифицированной математической модели газотурбинного двигателя для анализа результатов испытаний // Авиационные двигатели и силовые установки: Сборник статей. – М.: ТОРУС ПРЕСС, 2010. С. 153–159.

5. Кеба И.В. Диагностика авиационных газотурбинных двигателей. – М.: Транспорт, 1980. – 248 с.

6. Тихонов А.Н. О некорректных задачах линейной алгебры и устойчивом методе их решения // Доклады Академии Наук СССР. 1965. Т. 163. № 3. С. 591-595.

7. Себер Дж. Линейный регрессионный анализ / Пер. с англ. В.П. Носко. Под ред. М.Б. Малютова. – М.: Мир, 1980. – 456 с.

8. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование / Пер. с англ. И.М. Быховской и Б.Т. Вавилова. Под ред. М.Л. Быховского. – М.: Мир, 1975. − 534 с.

9. Гельфанд И.М., Вул Е.Е., Гинзбург С.Л., Федоров Ю.Г. Метод оврагов в задачах рентгеноструктурного анализа. – М.: Наука, 1966. – 76 с.

10. Ахмедзянов А.М., Дубравский Н.Г., Тунаков А.П. Диагностика состояния ВРД по термогазодинамическим параметрам. – М.: Машиностроение, 1983. – 206 с.

11. Шепель В.Т., Кузьменко М.Л., Сарычев С.В. и др. Надежность, диагностика, контроль авиационных двигателей. – Рыбинск: РГАТА, 2001. – 350 с.

12. Зубко А.И. Перспективный комплекс виброакустической диагностики подшипниковых опор авиационных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 47-55.

13. Князева В.В., Чубаров О.Ю., Неретин Е.С. Методика диагностики неисправных состояний на базе измерений контролируемых параметров при огневых испытаниях // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 5. С. 106-115.

14. Коломенцев А.И., Мартиросов Д.С. Методы функциональной диагностики двигателей летательных аппаратов: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2002. – 111 с.

15. Кузьмичёв В.С., Ткаченко А.Ю., Филинов Е.П. Влияние размерности турбореактивных двигателей на выбор оптимальных параметров рабочего процесса // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 40-45.

16. Писаренко В.Н. Управление ремонтопригодностью в полном эксплуатационном цикле объекта // Труды МАИ. 2012. №. 59. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35243

17. Эзрохи Ю.А., Хорева Е.А. Оценка влияния неоднородности входного потока воздуха на тягу газотурбинного двухконтурного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 2. С. 99-108.

18. Ямпольский С.М., Рубинов В.И., Головин В.Я. Расчет периодичности работ по техническому обслуживанию и ремонту изделия авиационной техники с учетом характеристик и места комплектующих его элементов в структурно-логической схеме надежности // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 4. С. 94-99.

19. Чуян Р.К. Методы математического моделирования двигателей летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1988. – 287 с.

20. Тунаков А.П. Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. – М.: Машиностроение, 1979. – 184 с.

21. Alexiou A., Baalbergen E.H., Kogenhop O., Mathioudakis K., Arendsen P. Advanced Capabilities for Gas Turbine Engine Performance Simulations // ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea and Air (14-17 May 2007, Montreal, Canada). GT2007-27086, pp. 19-28. DOI: 10.1115/GT2007-27086

22. Kurzke J. About Simplifications in Gas Turbine Performance Calculation // ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea and Air (14-17 May 2007, Montreal, Canada). GT2007-27620, pp. 493-501. DOI: 10.1115/GT2007-27620

23. Бойко Л., Карпенко Е. Разработка метода расчета характеристик турбовального двигателя с повенцовым описанием многоступенчатого осевого компрессора // Вестник двигателестроения. 2007. № 3(229). С. 143-146.

24. Бойко Л., Карпенко Е. Математическая модель газотурбинного двигателя с повенцовым описанием многоступенчатого осевого компрессора и ее практическое применение // Авиационно-космическая техника и технология. 2008. № 6. С. 71-77.

25. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Ненарокомов А.В. Идентификация математических моделей сложного теплообмена. – М.: Изд-во МАИ, 1999. – 268 с.

26. Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents Worldwide Operations 1959 – 2015 – Boeing Commercial Airplanes, Seattle, Washington, U.S.A., June 2011.