Ранняя диагностика вибрационного состояния многоступенчатых осевых компрессоров авиационных двигателей на предпомпажных режимах при стендовых испытаниях

А. А. Хориков, С. Ю. Данилкин, Т. И. Мазикина

Аннотация


Помпаж является опасным аэроупругим явлением, при возникновении которого в газовом тракте компрессора возникает ударная волна, повреждающая отдельные элементы компрессора, а также стендовые системы измерения параметров рабочего процесса. Поэтому ранняя диагностика предпомпажных состояний многоступенчатых осевых компрессоров современных авиационных двигателей, характеризующихся чрезвычайно высокой аэродинамической нагруженностью и малыми радиальными зазорами между ротором и статором, является актуальной задачей. В данной работе на основе анализа динамических процессов при дросселировании многоступенчатых компрессоров авиационных двигателей в стендовых условиях были выявлены диагностические признаки  предпомпажного состояния компрессоров в сигналах с тензометров, установленных на лопатках, и в сигналах с датчиков пульсаций статического давления, установленных в корпусах компрессоров. Исследование выполнено с использованием современных методов обработки и анализа сигналов динамических процессов на основе быстрого преобразования Фурье и вейвлет-анализа с применением 3D представления результатов исследования. Результаты проведённого исследования указывают на возможность ранней диагностики помпажа, а также показывают, что при потере газодинамической устойчивости реализуется несколько форм осевых колебаний и соответствующих им акустических частот в зависимости от размеров присоединённых масс. Разработанные методы и средства предлагается применить при создании автоматизированных систем предупреждения помпажа для стендовых испытаний компрессоров при определении запасов газодинамической устойчивости.


Ключ. слова


Компрессор; предпомпажное состояние; стендовые испытания; спектральный анализ; газодинамическая устойчивость; пульсации потока; вибрационные напряжения

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Колесинский Л.Д., Макашева О.В. Анализ протекания нестационарных явлений в многоступенчатом осевом компрессоре, работающем в системе стенда, при помпаже // Учёные записки ЦАГИ. 2008. Т. XXXIX, № 4. С. 46-59.

2. Мохаммадсадеги, Чумаченко Д.Л., Чигрин В.С. Экспериментальное исследование неустойчивых режимов работы компрессора ГТД // Газотурбинные технологии. 2014. №8. С. 42-47.

3. Казакевич В.В. Автоколебания (помпаж) в компрессорах. М.: Машиностроение. 1974. 263 с.

4. Ляпунов А.М. Общая задача об устойчивости движения. М.: ГТТИ, 1935. 464 с.

5. Моисеев Н.Д. О некоторых методах теории технической устойчивости. Ч. 1 // Труды Военно-воздушной академии им. профессора Н.Е. Жуковского. 1945. Вып. 135. 26 с.

6. Дремин И.М., Иванов О.В., Нечитайло В.А. Вейвлеты и их использование // Успехи физических наук. 2001. Т. 171, № 5. С. 465-501. doi:10.3367/UFNr.0171.200105a.0465

7. Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983. 310 с.

8. WinПос – Пакет обработки сигналов. Руководство пользователя, редакция 3.2, БЛИЖ, 409801.002-04 90. Мытищи: НПП «Мера», 2014. 184 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-148-159

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533