Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Принятие статистических решений по данным виброконтроля с целью предупреждения отказов авиационных двигателей

Диссертация: Принятие статистических решений по данным виброконтроля с целью предупреждения отказов авиационных двигателей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана методика оценки спектра вибрации двигателей иностранного производства, проведены оценка и анализ амплитудного значения вибрации. Эта методика успешно используется в ОАО «Аэрофлот» при выполнении балансировки двигателей иностранного производства, что привело к предупреждению досрочного съема 8 двигателей парка из 24 эксплуатируемых в ОАО «Аэрофлот» ВС иностранного производства. Вместе… Читать ещё >

Содержание

  • Введение.Г
  • Раздел 1. Состояние вопроса диагностирования авиационных 11 двигателей воздушных судов
  • Раздел 2. Использование сетевых и экспертных подходов к диагностированию авиационных двигателей
  • Глава 2. 1 Нейротехнологии и диагностирование авиационных двигателей
  • Глава 2. 2 Экспертные системы диагностирования авиационных двигателей
  • Раздел 3. Модели скорейшего обнаружения сбоев в работе авиационного двигателя при автоматизированной обработке информации виброконтроля
  • Раздел 4. Алгоритмы выявления неисправностей авиационных двигателей по изменению регистрируемых параметров вибрации
  • Глава 4. 1 Общие положения и требования к обобщенной базе данных по эксплуатируемым авиационным двигателям
  • Глава 4. 2 Анализ диагностической информации при виброконтро^е состояния авиационных двигателей
  • Глава 4. 3 Определение предотказового состояния авиационного двигателя на основе измерений уровня вибрации
  • Раздел 5. Контроль уровня вибрации авиационных двигателей воздушных судов иностранного производства в условиях российских авиакомпаний
  • Глава 5. 1 Особенности контроля вибраций при применении оборудования по балансировке двигателей иностранного производства
  • Глава 5. 2 Оценка амплитуды вибрационного сигнала
  • Глава 5. 3 Оценка частотной составляющей вибрационного сигнала
  • Глава 5. 4 Оценка амплитуды вибрации на разных частотах вращения роторов двигателей

Принятие статистических решений по данным виброконтроля с целью предупреждения отказов авиационных двигателей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Известно, что к авиационным двигателям (АД) предъявляются наиболее жесткие требования в части сохранения показателей безотказности, поэтому в целом ряде случаев АД не отрабатывают положенных ресурсов по разным причинам. Среди таких причин наиболее частыми являются механические повреждения проточной части двигателей, ведущие к необходимости замены лопаток, вследствие чего возникает вероятность возникновения дисбалансов роторных систем, ведущих к превышению предельных уровней вибрации двигателей, вследствие чего возникает необходимость в досрочном снятии двигателей с эксплуатации и направлении их в ремонт. Другой причиной возникновения повышенных вибраций в двигателях являются конструктивные особенности двигателей, технологическая оснащенность предприятий, изготавливающих двигатели, качество сборки двигателей.

Использованию информации о вибрациях АД в эксплуатации в интересах диагностики и предупреждения отказов и посвящена данная диссертационная работа.

Она базируется на теоретических и экспериментальных исследованиях, проведенных под руководством научного руководителя и лично автором в реальных условиях технического обслуживания (ТО) двигателей в АТЦ а/п Шереметьево, включая и двигатели воздушных судов (ВС) иностранного производства.

Кроме того, автор при проведении исследований опирался на труды отечественных ученых в области вибродиагностики и диагностики АД: Н. И. Епишева, С. М. Дорошко, В. П. Кожаева, Е. А. Коняева,.

В.И. Люлько, Г. П. Матвеенко, В. А. Пивоварова, М. К. Сидоренко, H.H. Сиротина и др.

Цель работы — выявление и апробирование в условиях ТО возможностей обеспечения безопасного функционирования авиационных двигателей, имеющих повышенный уровень вибрации.

На защиту выносятся:

— статистический анализ данных о двигателях с повышенной вибрацией в различных условиях эксплуатации;

— обобщение опыта обнаружения, измерения и проведения мероприятий по снижению уровня вибрации двигателей в условиях реальной эксплуатации;

— уточнение и корректировка технологий обнаружения, измерения и проведения балансировки двигателей;

— проведение цикла практических работ и разработка методики проведения статической и динамической балансировки двигателей;

— разрабйтка рекомендаций по анализу роторных вибраций двигателей, их измерению, принятию решений о возможностях восстановления двигателей в эксплуатации путем проведения комплекса необходимых работ.

Методы исследования. В зависимости от решаемых задач в работе использовались аналитические и инструментальные методы классификации и идентификации состояний объектов, методы математической статистики, а также методы оптимальной теории управления.

Научная новизна работы состоит в следующем. v.

1. На основе обобщения опыта эксплуатации двигателей отечественных и иностранных ВС в АТЦ а/п Шереметьево определены взаимосвязи между уровнями технической оснащенности и качеством работ по проведению мероприятий в целях анализа роторных вибраций двигателя.

2. Рекомендованы новые подходы к анализу роторных вибраций двигателей, их измерению аппаратными средствами.

3. Обоснованы критериальные подходы для принятия решения о возможности продолжения эксплуатации двигателей иностранного производства после проведения статической и динамической балансировки.

4. Разработаны рекомендации по совершенствованию вибродиагностической аппаратуры по балансировке двигателя. v.

5. Получены данные об эффективности использования результатов проведенных исследований.

Достоверность результатов исследования, обоснованность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждаются глубиной теоретических проработок, достаточным объемом экспериментов, корректностью обработки полученных данных.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе полученных результатов можно:

— проводить работы по балансировке двигателей в эксплуатации;

— эффективно проводить анализ технического состояния двигателя по уровню вибраций;

— усовершенствовать процедуры поиска и устранения неисправностей двигателя по причине повышенной вибрации;

— предотвращать повреждение двигателей в полете, снизить их досрочный съем.

Апробация и публикация результатов диссертации.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах секции «Проблемы воздушного транспорта» РАН.

2000 — 2001 гг.), на семинаре кафедры «Оптимального управления» факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ (2003 г.), на НТК «Чкаловские чтения»: инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники (г. Егорьевск, 2002 г.).

По теме диссертации автор имеет 8 печатных работ.

В первом разделе дан анализ состояния вопроса диагностирования авиационных двигателей воздушных судов. Подробно рассмотрены вопросы получения и обработки диагностической информации, основные методы и средства диагностирования двигателей.

В ряду различных методов диагностирования состояния авиадвигателей особое место занимают параметрические методы, основанные на специальной обработке и анализе термогазодинамических и иных параметров, измеряемых на работающем двигателе. Эти методы подробно изложены в разделе. Здесь же дана подробная классификация и описание всех методов диагностирования состояния газотурбинных двигателей (ГТД). Особое место в разделе уделено статистическим методам диагностирования ГТД с учетом ошибок при принятии решений о состояниях авиадвигателей, а также комбинированным методам.

В заключение раздела описаны физические методы диагностирования ГТД: метод^. трибодиагностики и метод вибродиагностирования. Отмечается пока еще малая эффективность первого метода, в то время как оценка технического состояния авиадвигателей с помощью характеристик вибраций используется на практике довольно широко ввиду её высокой эффективности. Поэтому в диссертации далее основные исследования посвящены вибродиагностике авиационных двигателей.

Для полноты картины во втором разделе работы кратко изложены сетевые и экспертные подходы к диагностированию авиационных двигателей, которые, несмотря на свою перспективность, еще не получили широкого применения в отечественной гражданской авиации.

Вместе с тем, в диссертации указывается на возможность использования в интересах диагностирования, автоматизированного определения на-груженности работы авиадвигателей и поиска сложных неисправностей растущих пирамидальных и балансных сетей, имеющих ряд преимуществ перед традиционно используемыми в технике нейронными сетями.

Общие выводы по работе.

1. В диссертации дан подробный обзор методов и средств диагностирования авиационных двигателей и показаны роль и место вибродиагностики в общей системе технического обслуживания и ремонта воздушных судов гражданской авиации.

2. Проанализирован первый опыт применения в авиации сетевых методов распознавания и управления (нейронных, растущих пирамидальных и балансных сетей).

3. Обосновано использование некоторых параметров виброметри-рования авиационных двигателей для организации их эксплуатации по техническому состоянию.

4. Предложена математическая модель оптимального управления состоянием двигателя на основании периодического измерения уровня вибрации, обеспечивающая минимизацию средних эксплуатационных затрат при регулировках уровней вибрации и предупреждение отказов двигателей по причине выходов уровней вибрации за критические значения.

5. Разработанные алгоритмы выявления и предупреждения неисправностей авиационных двигателей по изменению регистрируемых параметров вибрации вошли составной частью в систему математического обеспечения эксплуатации воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию, успешно используемую в ОАО «Аэрофлот».

6. Разработана методика оценки спектра вибрации двигателей иностранного производства, проведены оценка и анализ амплитудного значения вибрации. Эта методика успешно используется в ОАО «Аэрофлот» при выполнении балансировки двигателей иностранного производства, что привело к предупреждению досрочного съема 8 двигателей парка из 24 эксплуатируемых в ОАО «Аэрофлот» ВС иностранного производства.

7. Полученные в работе результаты могут быть использованы при организации эксплуатации энергетических установок промышленного и транспортного применения, а также в Военно-воздушных силах РФ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И., Кузнецов Н. С., Лабендик В. П. Принципы построения экспертной системы диагностирования двигателей НК-86. Деп. в НТИЦ ГА 22.12.93 г., № 883 -га93. Рига: РАУ, 1993. 19 с.
  2. М.А., Козицкий А. Д., Шепель В. Т. Оценка ухудшения газодинамической устойчивости ТРДД в эксплуатации // Техническое обслуживание и ремонт воздушных судов гражданской авиации: Труды ГосНИИГА. Вып. 250. М: ГосНИИГА, 1986. С. 25−33.
  3. A.M., Дубравский Н. Г., Тунаков А. П. Диагностика ВРД по термогазодинамическим параметрам. М.: Машиностроение, 1983. -206 с.
  4. Е. Ю. Савенков М.В. Статистические методы оценки состояния авиационной техники. М.: Транспорт, 1987. 240 с.
  5. И.А. Техническая диагностика. М. Машиностроение, 1978. -240 с.
  6. Бортовая система обнаружения неисправностей самолета В 7J7 // Возд. трансп.: Э-И. Зарубежый опыт. М.: ЦНТИ ГА, 1989. № 4. С.3−8.
  7. Г. К., Махотило К. В., Петрашев С. Н., Сергеев С. А. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности. X.: Основа, 1997. 112 с.
  8. Ю.Виноградов В. Ю. Диагностика состояния газотурбинных двигателей в условиях аэродромного базирования // Изв. вузов. Авиационная техника. 2000. № 2. С. 32−34.
  9. П.Гаврилова Т А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб.: Питер, 2000. 384 с.
  10. А.Б., Мац Э.Б., Морозов С. А. и др. Программный комплекс ГРАД для расчета газотурбинных двигателей // Изв. вузов. Авиационная техника. 1985. № 1. С. 83−85.
  11. А. Н., Дунин-Барковский В. Л., Миркес Е. М. и др. Нейроин-форматика. Новосибирск: Наука. 1998. -296с.
  12. Н.Гриценко Е. А., Епишев Н. И., Жуков К. А. Защита и диагностика конвертированного авиационного ГТД НК-16СТ // Техника воздушного флота. 1993. ,№ 2−3. С. 49−52.
  13. В.В. Системы искусственного интеллекта. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 352 с.
  14. JI.H., Швец JI.H., Ланшин А. И. Математическое моделирование ГТД на современных ЭВМ при исследовании параметров и характеристик авиационных двигателей. М.: ЦИАМ. Труды № 832. 1979.-45 с.
  15. С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам. М.: Транспорт, 1984. -V128с.
  16. Н.Г., Мокроус М. Ф. Параметрические методы диагностического контроля состояния авиадвигателей. Линейные диагностические матрицы. М.: ЦИАМ. Труды № 964. 1981. 28 с.
  17. Дубровин В.^И., Субботин С. А. Методы повышения эффективности процедур нейросетевой диагностики // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2002. № 3.
  18. H.H., Кажаев В. П. Вероятностное разделение множественных неисправностей ГТД по термогазодинамическим параметрам // Вибрационная прочность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. трудов. Куйбышев: КуАИ, 1989. С. 32−37.
  19. H.H., Кочуров В. А., Кажаев В. П. Анализ эффективности параметрического метода диагностики при стендовых испытаниях //v
  20. Вибрационная прочность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. трудов. Куйбышев: КуАИ, 1988. С. 43−47.
  21. Н.И., Кочуров В. А. Метод поузловой диагностики проточной части при ограниченном объеме информации // Вибрационная прочность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. трудов. Куйбышев: КуАИ, 1987. С. 69−74.
  22. Г. И. Диагностирование технического состояния авиационных двигателей путем анализа работающего масла // Возд. трансп. Обзорная информация. М.: ЦНТИГА, 1985. -42с.v
  23. A.A., Логинов В. Е., Отман З. С. Диагностирование и регулирование топливной аппаратуры авиадвигателей. М.: Транспорт, 1989. -79 с.
  24. И.В. Диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Транспорт, 1980.-248 с.
  25. B.A., Максимов В. П., Сидоренко M.K. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1978. 132 с.
  26. Е.А., Кузнецов Н. С., Лабендик В. П. Обучение нейронных сетей с помощью диагностических матриц // Тезисы доклада Международной НТК «Гражданская авиация на рубеже веков». Москва, Россия, 30−31 мг&- 2001. М.: МГТУ ГА, 2001. С. 240−241.
  27. С. Нейронные сети: основные положения // http://www.neuropower.de/rus/books/index.htmi.
  28. В.В., Борисов В. В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия Телеком, 2001. — 382 с.
  29. Н.С., Лабендик В. П. К вопросу разработки адекватной линейной математической модели ГТД для контроля состояния его проточной части с помощью диагностических матриц. Деп. в НТИЦ ГА 13.08.92 г., № 873-га92. Рига: РАУ, 1992. 15 с.
  30. H.С., Лабендик В. П. Особенности формирования диагностических матриц для контроля состояния проточной части авиационных ГТД // Изв. вузов. Авиационная техника. 1993. № 3. С. 97−101.
  31. Н.С., Лабендик В. П. Оценка погрешности линеаризации при использовании линейной математической модели двигателя НК-86 для диагностики состояния его проточной части. Деп. в НТИЦ ГА 12.04.93 г., № 879 га93. Рига: РАУ, 1992. — 12 с.
  32. В.П., Кузнецов Н. С. Проблемы разработок экспертных систем для диагностирования авиационных двигателей. Деп. в ЦНТИ ГА 4.03.91 г.,№ 836 -га91. Рига: РКИИ ГА, 1991.-10 с.
  33. В.П., Кузнецов Н. С. Развитие зарубежных автоматизированных систем диагностирования авиационных двигателей. Деп. в ЦНТИ ГА 4.03.91 г., № 838 -га91. Рига: РКИИ ГА, 1991. 14 с.
  34. А.Д. Современное состояние и перспективы развития автоматизированных систем диагностирования авиационных двигателей // Возд. трансп. Обзорная информация. М.: ЦНТИ ГА, 1987. 27 с.
  35. Л.П., Янко А. К., Лапшов В. Ф. Оценка технического состояния авиационных ГТД. М: Транспорт, 1982. 160 с.
  36. Мац Э.Б., Каховский К. В., Тунаков А. П., Хамзин A.C. и др. Адекватная математическая модель двигателей семейства НК-8: Межвуз. науч. сб. Испытания авиационных двигателей. Уфа: УАИ. 1984. № 12. С. 89−98.
  37. М.Б. Диагностирование газотурбинных двигателей по характеристикам модулей // Автореферат дисс. на соискание уч. степени кандидата технических наук. М: ГосНИИ ГА, 1996. 29 с.
  38. Методика контроля технического состояния двигателя НК-86 (3-я редакция). Методика № М01.1791. Куйбышев: КНПО «Труд», 1991. -271 с.
  39. В.И., Пить И. И. Метод оценки технического состояния ГТД на основе обобщенного статистического критерия // Труды ЦИАМ. 1990. Вып. 5 (1271). С. 31−40.
  40. П.П., Сагомонян Е. С. Основы технической диагностики. Кн. 2. Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратные средства. М.: Энергоиздат, 1981. 320 с.
  41. Построение экспертных систем / Под ред. Хейеса-Рота Ф., Уотермана Д., Лената Д. М: Мир, 1987.-441 с.
  42. В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций. М.: Транспорт, 1994.
  43. В.А., Машошин О. Ф. Применение теории статистической классификации к задачам диагностирования авиационной техники // Научный вестник МГТУ ГА. 1999. № 4.
  44. H.H., Коровкин Ю. М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979. 272 с.
  45. Системы контроля состояния и продления срока службы авиационных двигателей // Возд. трансп.: Э-И. Зарубежн. опыт. М.: ЦНТИ ГА, 1989. № 4. С. 8−12.
  46. В.И. Эксплуатация авиационных двигателей по техническому состоянию (теория и практика). М.: МГУ, 2002. 376 с.
  47. C.JI. Курс лекций по предмету «Основы проектирования систем искусственного интеллекта» // http://www.neuropower.de/ms/books/index.htrni.
  48. К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ. М: Финансы и статистика, 1990.-320 с.
  49. Технические средства диагностирования: Справочник /В.В.Клюев, П. П. Пархоменко, В. Е. Абрамчук и др. М.: Машиностроение, 1989. -672 с.
  50. Ф. Нейрокомпьютерная техника. М.: Мир, 1992. 240 с.
  51. Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989. -388 с.
  52. Хехт-Нильсен Р. Нейрокомпьютинг: история, состояние, перспективы // Открытые системы. 1998. № 4.
  53. XMAN экспертная система для автоматизированной диагностики ТРД / Jellison Т.О. et all. // «AIAA Pap». 1987. N 1931. (англ.)
  54. А.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом vмалых отклонений. М.: Машиностроение, 1975. 380 с.
  55. И.Г. Методы оптимизации и принятия решений. СПб.:
  56. Электронный консультант летчика самолета ATF /Stein Kenneth J. //"Aviat. Week and Space Technol". 1987. № 7. P. 75−76.
  57. В.И., Белоконь Н. И., Пилипосян Б. Н. и др. Контроль и диагностирование гражданской авиационной техники. М.: Транспорт, 1990.- 82 с.
  58. Batcho P. Modeling gas turbine deterioration due to high levels of dust ingestion // AIAA Pap. №. 87−0144, 1987.
  59. Boyles J.A. et all. F-100 engine diagnostic sistem (EDS) // «AIAA Paper». 1981. № 1448.
  60. Collin G. Data acquisition unitss and AIDS // «Air Transport World». V.18. № 12.1981.
  61. Doane P.M., fanby W.R. F/A-18 inflight engine condition monitoring sistem // «AIAA Paper». 1983. № 1237.
  62. Peerat D.E. B-1B central integrated test sistem optimisation // «Proc. IEEE Nat. Aerosp. and Elecrtron. Conf. (NAECON)». Dayton, Ohio, Nen York. 1983. Vol. 1.
  63. Urban L.A. Gas Path Analysis Applied to Turbine Engine Condition Monitoring // IAA Pap. 1972. № 72−1082.
  64. Urban L.A. Parameter Selection for Multiple Fault Diagnostics of Gas Turbine Engines // ASME Pap. 1974. № 74-GT-62.
  65. Г. П. Обоснование, разработка и оценка эффективности предложений по повышению качества ремонта и надежности авиационных двигателей воздушных судов. Диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н. М.: ГосНИИ ГА, 2005.
  66. В.В. Диагностирование состояния поступающей авиационной техники важнейший этап функционирования ремонтного объединения // Направления совершенствования научно-производственной деятельности авиаремонтного объединения. М.: МГУ, 2004. С. 22 — 84.
  67. A.B., Данилов В. Ю., Трутаев В. В. Новый взгляд на проверку заданных требований по безопасности полетов и надежности // Научный вестник МГТУ ГА. 2003. № 63. С. 7 13.
  68. Ширяев A. HV Статистический последовательный анализ. М.: Наука, 1966.
  69. Alfred J. Sweeney Preventing and Managing Vibration in Engines / June FAA, 1992.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!