Оценка влияния условий эксплуатации на техническое состояние агрегатов топливной системы авиационного двигателя

DOI: 10.34759/trd-2023-131-21

Авторы

Фетисов Е. В.^*, Завялик И. И.^**

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж, Россия

*e-mail: mr_907@mail.ru
**e-mail: zavyalik26@yandex.ru

Аннотация

В процессе совершенствования функциональных систем воздушных судов, направленном на повышение уровня надежности и безопасности полетов, ужесточаются требования к эксплуатационным свойствам авиационной техники. Несмотря на значительное влияние загрязненности авиационного топлива на надежность агрегатов топливной системы воздушного судна, этот вопрос остается недостаточно изученным. Особенно это касается установления количественных зависимостей вероятности безотказной работы наиболее чувствительных к качеству и чистоте авиационного топлива агрегатов топливной системы от степени и характера загрязнений и изменения условий эксплуатации воздушного судна. Существующие на сегодняшний день методики оценки безотказности топливной системы воздушного судна базируются на определении значений показателей безотказности исходя из статистических данных по результатам испытаний и эксплуатации, что позволяет учитывать лишь сам факт проявления отказа и его последствия, но не дает возможности оценить влияние таких внешних факторов, как природно-климатические условия эксплуатации и применения авиационной техники, изменение чистоты применяемого авиационного топлива на вероятность проявления параметрических отказов и неисправностей агрегатов топливной системы воздушного судна. Для решения этой задачи в статье представлена разработанная в среде MATLAB Simulink имитационная математическая модель функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Модель позволяет исследовать и прогнозировать техническое состояние агрегатов топливной системы авиационного двигателя в зависимости от изменения условий эксплуатации воздушного судна. Для этого в систему уравнений функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя на основе применения агрегативного подхода заложена зависимость значений определяющих параметров агрегатов топливной системы от размера и концентрации частиц загрязнений, содержащихся в авиационном топливе в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Использование разработанной имитационной модели при проведении исследований оценки работоспособности агрегатов топливной системы с расширением диапазонов значений входных параметров и внутренних параметров системы (агрегатов топливной системы силовой установки летательного аппарата) позволит получить достоверную оценку технического состояния агрегатов топливной системы при изменении условий эксплуатации воздушного судна.

Ключевые слова:

безотказность, топливная система, модель, определяющий параметр, техническое состояние

Библиографический список

1. Байнетов С.Д. Главная задача — безопасность полетов // Авиа-Союз. 2017. URL: http://www.aex.ru/fdocs/2/2017/5/12/28293/
2. Байнетов С.Д. Современный взгляд на формирование концепции безопасности полетов авиации Вооруженных Сил Российской Федерации // Авиапанорама. 2016. № 4 (118). C. 6-11.
3. Олешко В.С., Потоцкий М.В., Родионов А.В. Влияние эксплуатационных факторов на надежность авиационных газотурбинных двигателей // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. 2014. № 2 (122). С. 50-52.
4. Лубков Н.В., Спиридонов И.Б., Степанянц А.С. Влияние характеристик контроля на показатели надежности систем // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=67501
5. Кречко А.В., Плужников В.И., Супонько К.Л., Щеголев Г.П. О преимуществах лидерной эксплуатации ГТД как основы продления им сроков службы // Авиационная промышленность. 2013. № 3. С. 57-61.
6. Brilliant H.M. Analysis of Scramjet Engines Using Energy Methods // AIAA Paper 1995-2767. 1995, pp. 1-12.
7. Visser W. Generic Analysis Methods for Gas Turbine Engine Performance: The development of the gas turbine simulation program GSP. PhD thesis. Technische Universiteit Delft, 2014. DOI: DOI:10.4233/UUID:F95DA308-E7EF-47DE-ABF2-AEDBFA30CF63
8. Артеменко И.В., Олешко В.С. О вероятностном подходе к оценке эффективности разработки перспективных образцов авиационной техники // Вестник Самарского университета. Экономика и управление. 2020. Т. 11. № 3. С. 156-166. DOI: 10.18287/2542-0461-2020-11-3-156-166
9. Завялик И.И., Фетисов Е.В., Трофимчук М.В. Применение методов теории планирования эксперимента для оценки безотказности агрегатов топливной системы авиационного двигателя воздушного судна // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=93371
10. Максимей И.В., Смородин В.С., Демиденко О.М. Разработка имитационных моделей сложных технических систем. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2014. — 298 с.
11. Кабанов А.А. Имитационное моделирование в производстве авиационных и ракетно-космических систем. Что предшествует эксперименту? // Труды МАИ. 2013. № 65. URL: http://www.trudymai.ru/published.php?ID=35910
12. Яновский Л.С., Казаков В.А., Павлов В.В. Моделирование процессов тепло-и массообмена биотоплив в трубопроводах авиационных теплообменников. // Труды МАИ. 2012. № 56. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30309
13. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 2001. — 343 с.
14. Завялик И.И., Фетисов Е.В., Шевцов С.А., Мокшин Д.А. Исследование надежности масляной системы вертолета армейской авиации на основе применения агрегативного подхода // Международная научно-техническая конференция, посвященной 50-тию МГТУ ГА «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (Москва, 25-26 мая 2021): тезисы докладов. — М.: ИД Академии Жуковского, 2021. С. 33-35.
15. Тимеркеев Р.Г., Сапожников В.М. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1986. — 152 с.
16. Кровяков В.Б., Коротеев А.Ю., Ялпаев А.А. и др. Гидроимпульсная очистка и контроль загрязненности рабочих полостей жидкостных систем и агрегатов воздушных судов // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75588
17. Быценко О.А., Мартынкевич Д.С., Олешко В.С., Стрижевская Н.О. Математическое моделирование нагружения восстановленных лопаток компрессоров газотурбинных двигателей // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2022. № 4. С. 111-115.
18. Грасько Т.В., Карпенко О.Н., Олешко В.С., Самойленко В.М. Результаты трехмерного термогазодинамического процесса в основной камере сгорания серийного газотурбинного двигателя // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. 2017. № 4 (136). С. 14-19.
19. Завялик И.И., Фетисов Е.В., Верещагин Ю.О. Расчет рабочих параметров агрегатов топливной системы силовой установки летательного аппарата с учетом изменения качества авиационного топлива. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016614253 от 19.04.2016.
20. Мухаммедов Н.А., Червонюк В.В. Моделирование запуска авиационного газотурбинного двигателя. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20. № 1 (71). С. 116-121.

Скачать статью