Способ измерения угла поворота лопаток входного направляющего аппарата авиационного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности обслуживания летательных аппаратов, и может быть использовано для контроля и диагностики авиационных двигателей. Заявленное решение позволяет вести процесс измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя в режиме реального времени, повысить точность процесса измерения, обеспечивает повышение качества и удобства работы при диагностике и проверке текущих параметров двигателя, обеспечивает сокращение эксплуатационных и временных затрат, а также повышение уровня безопасности обслуживающего персонала. Согласно изобретению показания стрелки снимают посредством приспособления, снабженного объективом, а монтаж приспособления осуществляют, нажимая стыковочным узлом приспособления на стрелку, и, повернув до упора, фиксируют приспособление на стрелке, при этом объектив приспособления передает изображение на экран, а после запуска двигателя снимают с экрана показания стрелки, соответствующие каждому из заданных режимов в режиме реального времени, одновременно для каждого двигателя. При этом устройство снабжено объективом, связанным с экраном и стыковочным узлом, состоящим из поршня и пружины, а в нижней части устройства выполнен вырез с выступом. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в системах контроля и диагностики авиационных двигателей для замера угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора.

Известен способ измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора вертолетного двигателя методом накладывания на лимб под стрелкой слоя пластилина такой толщины, чтобы при перекладке стрелки она оставляла четкий след на пластилине (см. руководство по технической эксплуатации 078.00.5700 РЭ двигатель ТВ3-117, книга 1, технологическая карта №512).

Недостатком данного метода является возможность измерения только крайних положений стрелки относительно лимба.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является способ и устройство для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя с использованием специального устройства, состоящего из приспособления-отметчика, печатающего риски на бумаге, кабеля питания с кнопкой, кронштейна крепления бумаги для отметок и шаблона-угломера для чтения результатов проверки (см. руководство по технической эксплуатации 078.00.5700 РЭ двигатель ТВ3-117, книга 1, технологическая карта №512).

Приспособление устанавливается неподвижно на оси со стрелкой посредством винта и специальной гайки; на лимбе для замера поворота лопаток направляющих аппаратов крепится на специальном кронштейне бумага, на которой отметчик по команде оператора печатает риски. Перед проведением проверки стрелка с установленным приспособлением переводится в верхнее и нижнее крайние положения, в этих положениях оператор с помощью отметчика делает на бумаге две тарировочные отметки. После завершения проверки приспособление снимается с двигателя и с помощью специального шаблона, повторяющего разметку шкалы, можно определить, какой величине угла соответствует каждая риска.

Недостатками данного способа и устройства являются высокая трудоемкость процесса измерения, обусловленная сложностью монтажа и демонтажа как самого приспособления, так и кронштейна с полосками белой и копировальной бумаги, а также недостаточно высокая точность измерения из-за невозможности точного определения соответствия рисок каждому конкретному режиму двигателя, поскольку возможны колебания стрелки, способные внести недопустимую погрешность в измерения даже при стабильном режиме. Для каждого двигателя процесс измерения проводится отдельно, кроме того, возникает необходимость снятия противопожарной перегородки между двигателями для установки устройства, что также приводит к повышению трудоемкости процесса и затратам времени.

Задачей предлагаемого изобретения являются снижение трудоемкости процесса измерения и повышение точности его.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном способе измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя, при котором монтируют на двигателе приспособление, запускают двигатель, выводят двигатель на заданные режимы и снимают показания стрелки указателя положения, показания стрелки снимают посредством приспособления, снабженного объективом, а монтаж приспособления осуществляют, нажимая стыковочным узлом приспособления на стрелку, и, повернув до упора, фиксируют приспособление на стрелке, при этом объектив приспособления передает изображение на экран, а после запуска двигателя снимают с экрана показания стрелки, соответствующие каждому из заданных режимов в режиме реального времени. А также тем, что одновременно устанавливают приспособления на оба двигателя и после запуска обоих двигателей, переключая тумблер, снимают с экрана показания стрелки, соответствующие каждому из заданных режимов в режиме реального времени одновременно для обоих двигателей. При этом устройство для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя, содержащее по меньшей мере одно приспособление, снабженное пружиной, дополнительно снабжено объективом, связанным с экраном и стыковочным узлом, состоящим из поршня и пружины, а в нижней части приспособления выполнен фигурный вырез с выступом, кроме того, оно может быть дополнительно снабжено корпусом, кабельной системой с двумя подсоединенными приспособлениями для левого и правого двигателя и кабельной системой питания для подключения к бортовой сети. В верхней части корпуса приспособления выполнено отверстие, напротив которого установлен объектив, причем объектив установлен с возможностью изменения угла наклона и ориентирован оптической осью на кончик стрелки.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного изобретения, состоит в том, что заявленная совокупность признаков благодаря данному конструктивному выполнению устройства, а именно выполнению в нижней части приспособления фигурного выреза с выступом в сочетании со стыковочным узлом, состоящим из поршня и пружины, обеспечивает удобство монтажа приспособления и одновременно жесткое позиционирование его на оси стрелки с четко ориентированной на кончик стрелки оптической осью объектива. Технический результат заключается также в том, что заявленная совокупность признаков способа обеспечивает высокую точность измерения благодаря возможности визуального контроля положения стрелки в ходе измерения и одновременной передачи точного изображения положения ее, а снятие показаний стрелки, соответствующих каждому из заданных режимов измерения, осуществляется в реальном режиме времени одновременно для обоих двигателей. Оператор, задавая требуемые режимы, синхронно снимает показания стрелки, соответствующие каждому режиму. Дополнительный технический результат заключается в том, что по поведению стрелки, по плавности ее движения и устойчивости на заданных режимах оператор может судить о качестве регулировки двигателя.

Заявленная совокупность признаков неизвестна заявителю из доступных источников информации, на основании чего можно сделать вывод о том, что заявленное решение является новым.

Анализ известных решений показывает, что заявленное решение позволяет осуществить процесс измерения угла поворота лопаток входного направляющего аппарата авиационного двигателя не применявшимся ранее способом и устройством. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «изобретательский уровень».

Заявленное решение поясняется чертежами.

На фиг.1 показано приспособление в разрезе.

На фиг.2 показан общий вид приспособления, установленного на стрелку.

На фиг.3 представлен график зависимости угла поворота НА (α_на) от приведенной частоты вращения n_тк.пр.

На фиг.4 показан общий вид устройства.

Приспособление 14 для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя снабжено объективом 1 и стыковочным узлом, состоящим из поршня 9 и пружины 10, а в нижней части устройства выполнен вырез 13 с выступом 7, позиционирующим приспособление 14 за конец 8 стрелки 2. Объектив 1, установленный напротив выполненного в корпусе 6 приспособления 14 отверстия 12 и направленный на кончик стрелки 2, имеет угол обзора, ограниченный линиями 3. Оптическая ось объектива 1 направлена на кончик стрелки 2, а сам объектив соединен с экраном 15. Объектив 1 установлен с возможностью изменения угла наклона и проецирует изображение на светочувствительную матрицу 4, установленную на печатной плате 5. Плата крепится в корпусе 6. Поршень 9, поджимаемый пружиной 10, посажен в калиброванное отверстие 11, соосное оси вращения стрелки 2, чем обеспечивается точная центровка приспособления 14 относительно оси вращения стрелки. Он жестко закреплен на стрелке 2 установкой подпружиненного поршня 9 в посадочный диаметр (калиброванное отверстие 11) и зацеплением байонетного соединения за конец 8 стрелки 2.

Заявленное устройство может быть выполнено в виде самостоятельного прибора (фиг.4), смонтированного в переносном корпусе 16, в комплект которого входят кабельная система с двумя подсоединенными приспособлениями 14 для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессоров для левого и правого двигателя и кабельная система 17 питания для подключения к бортовой сети. На панели устройства выведены также разъемы 18 подключения приспособлений от левого и правого двигателя и тумблер 19 переключения изображения от левого и правого двигателя.

Изменением угла поворота лопаток регулируется подача воздуха в камеру сгорания, что в свою очередь регулирует режим работы камеры сгорания, определяющей выходную мощность и обороты выходного вала и турбины компрессора. Заявленное решение служит для получения графика зависимости угла поворота лопаток от приведенных оборотов компрессора, определяемых по замеренным приборами частоте вращения турбины компрессора и температуре атмосферного воздуха.

Для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя открывают капоты осмотра двигателя, на левый и правый двигатели устанавливают приспособления 14 для измерения угла поворота. Для этого вставляют цилиндрический выступ поршня 9 в посадочный диаметр 11 так, чтобы выступающий конец 8 стрелки 2 заходил в вырез 13 корпуса 6 устройства, затем нажимают на крышку корпуса 6, утопив тем самым поршень 9 на расстояние, достаточное для захода конца 8 стрелки 2 за выступ 7 (фиг.2), поворачивают по часовой стрелке до упора в дальнюю стенку отверстия и отпускают. Таким образом, приспособление позиционируется оптической осью на кончик стрелки. Оба приспособления соединены с экраном 15. После чего на экране 15, принимающем изображение, посередине виден кончик стрелки 2 и лимб, относительно которого перемещается стрелка. Затем включают устройства в бортовую сеть питания, переключая тумблер 19, проверяют наличие изображения с обоих устройств, выводят двигатель на режимы, соответствующие n=85%, 90% и 95%. На каждом режиме после 3 минут работы замеряют значения n и снимают показания стрелки на каждом режиме поочередно для каждого двигателя. На графике (фиг.3) зависимости угла поворота НА (α_на) от приведенной частоты вращения n_тк.пр наносят полученные значения углов на соответствующих приведенных частотах вращения. Через три точки проводят прямую, которая должна уложиться в зону настройки графика. После составления графика он сверяется с эталонным, учитывающим значения температуры окружающего воздуха и скорости ветра, после чего принимается решение о необходимости регулировки двигателя или отбраковки его.

Заявленное решение иллюстрируется конкретными примерами измерения угла поворота лопаток входного направляющего аппарата двигателя ТВ3-117. В таблице приведены измеренные значения угла поворота, снятые на режимах n_тк.пр=85%, 90% и 95% для левого и правого двигателя.

Таблица 1
	85%	90%	95%
Левый двигатель	22	14,5	7,0
Правый двигатель	22,4	15,1	7,6

Вывод: построенный по результатам измерений график вписывается в допустимые размеры эталонного графика. Регулировка производится при смещении характеристик компрессора на раскрытие ниже номинального значения до 4 градусов или на прикрытие выше номинального значения до 2 градусов. В случае смещения характеристики на большие величины двигатель отстраняется от эксплуатации.

Заявленное решение позволяет повысить точность измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя, обеспечивает повышение качества контроля и удобства работы при диагностике и проверке текущих параметров двигателя, сокращение эксплуатационных и временных затрат, а также существенное повышение уровня безопасности обслуживающего персонала.

1. Способ измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя, при котором монтируют на двигателе приспособление, запускают двигатель, выводят двигатель на заданные режимы и снимают показания стрелки указателя положения, отличающийся тем, что показания стрелки снимают посредством приспособления, снабженного объективом, а монтаж приспособления осуществляют, нажимая стыковочным узлом приспособления на стрелку, и, повернув до упора, фиксируют приспособление на стрелке, при этом объектив приспособления передает изображение на экран и после запуска двигателя снимают с экрана показания стрелки, соответствующие каждому из заданных режимов в режиме реального времени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно устанавливают приспособления на оба двигателя и после запуска обоих двигателей, переключая тумблер, снимают с экрана показания стрелки, соответствующие каждому из заданных режимов в режиме реального времени одновременно для каждого двигателя.

3. Устройство для измерения угла поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора авиационного двигателя, содержащее по меньшей мере одно приспособление, снабженное пружиной, отличающееся тем, что приспособление дополнительно снабжено объективом, связанным с экраном и стыковочным узлом, состоящим из поршня и пружины, а в нижней части приспособления выполнен вырез с выступом.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено переносным корпусом, кабельной системой с двумя подсоединенными приспособлениями для левого и правого двигателей и кабельной системой питания для подключения к бортовой сети.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в верхней части корпуса приспособления выполнено отверстие, напротив которого установлен объектив.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что объектив приспособления установлен с возможностью изменения угла наклона.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что объектив приспособления ориентирован оптической осью на кончик стрелки.