Способ испытания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к способам испытаний газотурбинных двигателей (ГТД). Способ испытания ГТД включает приведение значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части газотурбинного двигателя при изменении атмосферных условий. Согласно изобретению проводят испытания двигателя на выбранном режиме работы двигателя при одинаковых барометрических давлениях и одинаковой влажности воздуха с различной температурой воздуха на входе в двигатель, измеряют параметры на ряде температур воздуха на входе в двигатель, включая температуру t=+15°С, приводят их к стандартным атмосферным условиям известным способом, вычисляют поправочные коэффициенты, учитывающие изменения характеристик конкретного типа двигателя при изменении температуры окружающего воздуха, где A_t=+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе в двигатель t=+15°С, A_t≠+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе, отличающейся от t=+15°С, и приведенное к стандартным атмосферным условиям, формируют зависимости поправочных коэффициентов на измеряемые параметры от температуры воздуха на входе в двигатель Ki=f(t_вх), а при приведении параметров на других двигателях дополнительно умножают приведенные значения параметров на коэффициенты Ki. Технический результат - обеспечение возможности более корректного приведения результатов испытаний к стандартным условиям атмосферы и повышение репрезентативности результатов испытаний. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно, к авиационным двигателям типа газотурбинных (ГТД) и способам их испытания.

Известен способ испытания ГТД, при котором предварительно создают математическую модель двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний репрезентативного количества двигателя от трех до пяти, а затем по математической модели определяют параметры двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, а приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на коэффициент, отражающий зависимость измеренных значений параметров от температуры атмосферного воздуха (RU, 2482459 класса G01M 15/14, опубл. 20.05.2013).

При реализации известного способа не предусмотрено влияние изменения характеристик конкретного типа двигателя при изменении температуры воздуха на входе в двигатель, не учитываемых в математической модели а, следовательно, не обеспечена возможность корректного приведения результатов, полученных при испытаниях двигателя при различных климатических условиях, к параметрам, соответствующим условиям стандартной атмосферы.

Задача изобретения заключается в обеспечении возможности корректного приведения результатов испытаний к стандартным условиям атмосферы и в повышении репрезентативности результатов испытаний.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является возможность более корректного приведения результатов, полученных при испытаниях двигателя при различных климатических условиях, к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения характеристик конкретного типа двигателя при изменении температуры воздуха на входе в двигатель, таких, как радиальные зазоры в компрессоре и турбине, КПД узлов и т.п.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе испытания ГТД, включающем приведение значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части ГТД при изменении атмосферных условий, согласно настоящему изобретению, проводят испытания двигателя на выбранном режиме работы двигателя при одинаковых барометрических давлениях и одинаковой влажности воздуха с различной температурой воздуха на входе в двигатель, измеряют параметры на ряде температур воздуха на входе в двигатель, включая температуру t=+15°С, приводят их к стандартным атмосферным условиям, вычисляют поправочные коэффициенты, учитывающие изменения характеристик конкретного типа двигателя при изменении температуры окружающего воздуха

где A_t=+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе в двигатель t=+15°С,

A_t≠+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе, отличающейся от t=+15°С, и приведенное к стандартным атмосферным условиям,

формируют зависимости поправочных коэффициентов на измеряемые параметры от температуры воздуха на входе в двигатель Ki=f(t_вх), а при приведении параметров на других двигателях дополнительно умножают приведенные значения параметров на коэффициенты Ki.

Предлагаемый способ испытаний реализуется следующим образом.

Пример.

Проводят испытания двигателя на максимальном режиме работы двигателя при влажности воздуха ϕ=50, барометрическом давлении окружающей среды Ва=750 мм рт ст при температурах атмосферного воздуха t_вх=-30°С, -10°С, 0°С, +15°С, +30°С, измеряют значения тяги и расхода топлива и приводят их к стандартным атмосферным условиям.

В таблице 1 представлены значения тяги R_пр и расхода топлива G_tпр, измеренные при температуре атмосферного воздуха t_вх=+15°С, и значения параметров, измеренные при температурах t_вх=-30°С, -10°С, 0°С, +30°С, и приведенные к стандартным атмосферным условиям:

Вычисляют поправочные коэффициенты К_R и К_G, учитывающие изменения характеристик двигателя при изменении температуры окружающего воздуха, путем отношения значения параметра, измеренного при t_вх=+15°С, к значениям параметров, измеренным во всем диапазоне температур атмосферного воздуха и приведенным к стандартным атмосферным условиям (таблица 2):

По полученным значениям строят зависимости поправочных коэффициентов K_R и K_G в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель (фиг. 1 и фиг. 2).

При испытаниях другого опытного образца двигателя при t_вх=-20°С измеряют значения тяги и расхода топлива и приводят к стандартным атмосферным условиям.

Затем определяют по полученным зависимостям коэффициенты К_R и К_G при t_вх=-20°С, и умножают приведенные значения тяги и расхода топлива эти коэффициенты:

R_MCA=R_пр×К_R=7130×1,0093=7196 кг

G_tMCA=G_tПР×К_G=5080×1,033=5248 кг/ч

Полученные коэффициенты используют для вычисления параметров двигателя при различных температурах воздуха на входе в двигатель при испытаниях и эксплуатации двигателей.

Осуществление изобретения обеспечивает возможность более корректного, по сравнению с прототипом, приведению результатов, полученных при испытаниях ГТД при различных климатических условиях, к стандартным атмосферным условиям.

Способ испытания газотурбинного двигателя, включающий приведение значений параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части газотурбинного двигателя при изменении атмосферных условий, отличающийся тем, что проводят испытания двигателя на выбранном режиме работы двигателя при одинаковых барометрических давлениях и одинаковой влажности воздуха с различной температурой воздуха на входе в двигатель, измеряют параметры на ряде температур воздуха на входе в двигатель, включая температуру t=+15°С, приводят их к стандартным атмосферным условиям, вычисляют поправочные коэффициенты, учитывающие изменения характеристик конкретного типа двигателя при изменении температуры окружающего воздуха:

где A_t=+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе в двигатель t=+15°С;

A_t≠+15 - значение параметра, измеренное при температуре воздуха на входе, отличающейся от t=+15°С, и приведенное к стандартным атмосферным условиям,

формируют зависимости поправочных коэффициентов на измеряемые параметры от температуры воздуха на входе в двигатель Ki=f(t_вх), а при приведении параметров на других двигателях дополнительно умножают приведенные значения параметров на коэффициенты Ki.