Федеральное Агентство
Научных Организаций

Российская Академия Наук

Отделение энергетики, машиностроения
механики и процессов управления

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт машиноведения
им. А.А. Благонравова
Российской академии наук

  • русский
  • english

Иллюстрации результатов вибромониторинга:

  • по данным спектрального анализа (рис.2);
  • по данным дискриминантного  анализа (рис.3, 4).

На рис.2 изображен водопадный спектр корпусной вибрации авиационного ГТД ПС-90 при развитии дефекта типа прогара соплового аппарата 2-ой ступени турбины высокого давления (ТВД) газогенератора. Максимальная виброактивность – в диапазоне оборотных частот.

Рис.2. Результаты спектрального анализа корпусной вибрации авиационного двигателя ПС-90 при развитии прогара соплового аппарата ТВД. Рост амплитуды виброскорости на интервале эксплуатации в диапазоне частот 3.0-3.5 кГц  составляет ≈ 5 (от 0.3 мм/с до 1.6 мм/с). (Выборочные данные).

На рис.3 представлена таблица результатов многомерного дискриминантного анализа. Максимальная виброреактивность – в полосе частот 3.0-3.5 кГц, где при прогаре неподвижных элементов соплового аппарата появляется виброакустический сигнал типа «свиста» при истечении газа через отверстия с неровными краями. В зоне оборотных частот (0.1-05.кГц) – результаты незначительных вторичных разрушений подвижных элементов ТВД.

Рис.3. Локализация источников повышенной виброреактивности по тренду значений дискриминантов виброскорости корпуса двигателя ПС-90 в узких полосах частот при развитии дефекта типа прогара соплового аппарата ТВД (выборочные данные). Рост дискриминанта вибрации в диапазоне частот 3.0-3.5 кГц на интервале эксплуатации 26.12.06 – 27.07.07 составляет  ≈ 800 раз по сравнению с эталоном.

На рис.4 представлен график тренда дискриминанта Id при пороге клиппирования Р=1.5бn в полосе частот (3.0-3.5 кГц) максимальной виброреактивности корпуса двигателя ПС-90 при развитии дефекта типа прогара соплового аппарата ТВД на интервале эксплуатации 26.12.06 – 27.07.07.

Сравнение информативности результатов спектрального и дискриминантного анализа вибрации ГТД ПС-90 при прогаре соплового аппарата 2-ой ступени ТВД, представленных на рис.2-4, говорит в пользу дискриминантного анализа, позволяющего обнаружить  и локализовать повреждение двигателя на ранней стадии. Прогар соплового аппарата по результатам многомерного дискриминантного анализа удалось обнаружить за 3 месяца до аварийного останова двигателя. Следует отметить, что ни одна из заводских уставок предельных уровней вибраций за время эксплуатации авиационного двигателя не была превышена.