Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Witoś M.

1 2011

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: bezpieczeństwo statków powietrznych

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Zwiększenie żywotności silników turbinowych poprzez aktywne diagnozowanie i sterowanie

Witoś M.

Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych

2011

nr 29

3--324

Diagnozowanie stanu technicznego turbinowych silników lotniczych jest jedna z form działalności profilaktycznej, której celem jest m.in. wczesne wykrywanie zagrożenia bezpieczeństwa eksploatacji statków powietrznych. W literaturze spotyka się opisy różnorodnych metod i technik prowadzenia badań diagnostycznych, w tym algorytmów analizy sygnału pomiarowego i zautomatyzowanego wnioskowania diagnostycznego. Tylko część z nich została jednak wdrożona do eksploatacji, wykazując wystarczającą czułość detekcji symptomów diagnostycznych w rzeczywistych warunkach pracy obiektu oraz odporność na rozrzut własności konstrukcyjnych badanych elementów i wpływ błędów ludzkich. Powyższe aspekty pomijane są często w rozważaniach teoretycznych. Większość wdrożonych metod diagnostycznych ukierunkowana jest na detekcję wąskiego problemu, dotyczącego najczęściej oceny bieżącego stanu technicznego krytycznych elementów. Działanie takie, typowe dla metod badań nieniszczących, jest „biernym" oczekiwaniem użytkownika na skutki monitorowanego procesu zmęczenia, bez rozpoznania rzeczywistych przyczyn. Takie podejście diagnostyczne zmniejsza ryzyko wypadku lotniczego, ale zwiększa również koszty ponoszone przez użytkownika. W celu równoczesnego zmniejszenia ryzyka zmęczenia materiału i kosztów badań profilaktycznych autor zaproponował nowe podejście diagnostyczne. Jego istotą jest detekcja przyczyn przyśpieszonego zmęczenia i aktywne sterowanie zmęczeniem materiału przez użytkownika silnika lotniczego. Autor wykazał, że zmęczenie materiału jest procesem antropotechnicznym, dzięki czemu możliwa jest czynna ingerencja w intensywność niekorzystnych zjawisk dynamicznych na etapie zmian odwracalnych. Nowatorską koncepcję sterowania zmęczeniem materiału autor przedstawił na przykładzie stalowych i tytanowych łopatek sprężarki silników typu SO-3 iTW3-117, bazując m.in. na doświadczeniu zdobytym w trakcie ponad 15-letniej współpracy z wojskowym użytkownikiem silników lotniczych i zakładami remontowymi. W analizie problemu badawczego autor uwzględnił obowiązujące systemy eksploatacji silników lotniczych oraz przedstawił typowe przypadki zmęczeniowe, obserwowane w lotnictwie wojskowym i komunikacyjnym. W rozważaniach teoretycznych uwzględnił bimodalny opis krzywej zmęczenia i zjawisko gigacyklowego zmęczenia materiału (VHCF). Opisał ideę nowatorskiego podejścia do problemu zmęczeniowego, przeprowadził rozpoznanie potrzeb badawczych i zdefiniował trzy zadania badawcze, które obejmują wczesną detekcję zagrożenia zmęczeniowego łopatek sprężarki w eksploatacji i remoncie silników oraz kompleksowe diagnozowania silnika na bazie pojedynczego obserwatora stanu. Do realizacji zadań autor dobrał i zweryfikował trzy metody badawcze: magnetyczną pamięć metalu (MPM), eksperymentalną analizę modalną (EMA) i monitorowanie silnika na bazie wirujących łopatek (TTM), do których przedstawił opis teoretyczny i wykorzystywane zjawiska fizyczne. Na podstawie licznych eksperymentów bier¬nych i czynnych przeprowadzonych na statystycznie wiarygodnej populacji silni¬ków autor wykazał praktyczną możliwość realizacji koncepcji aktywnego sterowania zmęczeniem. Metody EMA i TTM zostały wdrożone w Polsce do technologii remontu i eksploatacji silników lotniczych.

Diagnosing the health of turbinę aircraft engines is a form of preventive activity which is aimed at, among others, for the early detection of safety hazards in aircraft operation. The subject literature presents several methods and techniques of performing diagnostic research, including measurement signal analysis algorithms and automated diagnostic reasoning. Only some of these methods have been implemented into operation, demonstrating a sufficient detection sensitivity of diagnostic symptoms encountered in actual service conditions, as well as demonstrating a sufficient resistance to the scatter of structural properties, and also to the influence of human error. These aspects are frequently neglected in theoretical considerations. Most of the implemented diagnostic methods are focused only on the detection of a problem narrow in scope, most often related to the actual technical condition of critical components. Such manner of action, typical for the Non Destructive Inspection methods, is a form of "passive" anticipation of the effects of the monitored fatigue process, without recognizing its underlying causes. Such a diagnostic approach reduces the risk of an air accident, but also increases the costs borne by the operator. In order to simultaneously reduce the risk of material fatigue, as well as the costs of preventive testing and research, author has proposed a new diagnostic aoproach. Its essence is the detection of causes of accelerated fatigue, as well as me active control of material fatigue. Author has shown that material fatigue is an anthropotechnical process, therefore it is possible to control the intensity of adverse dynamic phenomena - still at the stage of reversible changes. The novel concept of fatigue control has been presented and based on the example of steel and titanium compressor blades of the SO-3 and TW3-117 engines and utilizing the author's over 15 year-long experience gained in cooperating with the military operator of aircraft engines and with the repair facilities. In analyzing the problem, the author took into account the existing aircraft engine maintenance systems, and has showcased typical fatigue cases observed in military as well as civil aviation. In his theoretical considerations the author included the bimodal description of the fatigue curve, as well as the phenomenon of giga-cycle fatigue (Very High Cycle Fatigue - VHCF). In the paper, author described the idea of an innovative approach to the problem of fatigue, identified the research requirements, and also defined three research tasks, which include early detection of fatigue risks in compressor blades during operation and overhaul, as well as a complex engine diagnostics system based on a single state observer. Author has selected and verified three research methods needed for carrying out these tasks: Metal Magnetic Memory (MPM), Experimental Modal Analysis (EMA) and rotating blades-based engine monitoring (TTM), for which methods he provided a theoretical description, and also presented the accompanying physical phenomena. Based on a number of passive and active experiments performed on statistically reliable population of engines, the author has presented a practical ability of implementing the concept of active fatigue control.The EMA and TTM methods have been introduced in Poland for the overhaul and maintenance technology of aircraft engines.