一种航空发动机转子掉块自动诊断方法、装置及电子设备与流程

    技术2024-11-18  6


    本技术涉及航空发动机,特别地,涉及一种航空发动机转子掉块自动诊断方法、装置及电子设备。


    背景技术:

    1、航空发动机运转转速高,高转速叶片蕴含极大能量,当叶片存在故障掉块时,可能造成轻微后果和严重后果:

    2、1)严重后果。叶片碎片击碎周围和下游较多其他叶片,这类掉块会伴随振动长时间异常增大,转子卡滞或超转,发动机功能受损,不能产生较大或持续的功率,危及试车安全,对于该类故障,操作员只能紧急停车。

    3、2)轻微后果。叶片碎片击伤周围和下游个别叶片,随后顺着主流道飞出发动机,这类掉块会伴随振动短期突增,性能下降,但发动机功能正常,能继续短时工作,操作员很难通过监控参数发现此类轻微掉块现象,几乎不会进行针对性操作,但是,往往这类故障最让人忽视,若继续使用,很可能使发动机造成更大的损伤,增加了后续试车风险,因此,需要及时发现并提醒操作员。

    4、目前,仅能通过振动异常判别发动机是否异常,但导致振动大的故障较多,并不能准确定位于叶片掉块,因此,缺少一种试车过程中自动判断转子掉块的逻辑与对策,以便提前判断掉块故障,及时降低发动机状态或停车,避免进一步破坏。


    技术实现思路

    1、本技术一方面提供了一种航空发动机转子掉块自动诊断方法,以解决现有技术中缺少试车过程中自动判断转子掉块、无法提前发现规避风险的技术问题。

    2、本技术采用的技术方案如下:

    3、一种航空发动机转子掉块自动诊断方法,包括以下步骤:

    4、s1、获取试车过程中航空发动机的所测的运行参数,包括压气机出口温度t3和压力p3、动力涡轮进口温度t45和压力p45、燃气发生器转子转速ng、动力涡轮转子转速np、燃气发生器转子基频振动fz-ng、动力涡轮转子基频振动fz-np;

    5、s2、根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生的相应趋势变化,判断航空发动机中发生转子掉块的位置。

    6、进一步地,步骤s2具体包括步骤:

    7、s201、起动阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定压气机叶片掉块:

    8、压气机出口温度t3下降、压气机出口压力p3上升、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45下降、燃气发生器转子转速ng下降、燃气发生器转子基频振动fz-ng增加50%或大于80% fz-ng限制值、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    9、进一步地,步骤s2具体包括步骤:

    10、s211、稳态阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定燃气涡轮叶片掉块:

    11、压气机出口温度t3下降、压气机出口压力p3下降、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45下降、燃气发生器转子转速ng下降、燃气发生器转子基频振动fz-ng增加50%或大于80% fz-ng限制值、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    12、进一步地,步骤s2具体包括步骤:

    13、s221、加减载阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定动力涡轮叶片掉块:

    14、压气机出口温度t3上升、压气机出口压力p3所述、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45所述、燃气发生器转子转速ng上升、动力涡轮转子转速np上升、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    15、进一步地,步骤s2中,所述较之前设定时间的平均值具体为:较之前3~5秒的平均值同时发生的相应趋势变化。

    16、本技术的另一方面还提供了一种航空发动机转子掉块自动诊断装置,包括:

    17、运行参数获取模块,用于获取试车过程中航空发动机的所测的运行参数,包括压气机出口温度t3和压力p3、动力涡轮进口温度t45和压力p45、燃气发生器转子转速ng、动力涡轮转子转速np、燃气发生器转子基频振动fz-ng、动力涡轮转子基频振动fz-np;

    18、转子掉块位置判断模块,用于根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生的相应趋势变化,判断航空发动机中发生转子掉块的位置。

    19、进一步地,所述转子掉块位置判断模块包括:

    20、第一转子掉块位置判断子模块,用于起动阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定压气机叶片掉块:

    21、压气机出口温度t3下降、压气机出口压力p3上升、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45下降、燃气发生器转子转速ng下降、燃气发生器转子基频振动fz-ng增加50%或大于80% fz-ng限制值、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    22、进一步地,所述转子掉块位置判断模块包括:

    23、第二转子掉块位置判断子模块,用于稳态阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定燃气涡轮叶片掉块:

    24、压气机出口温度t3下降、压气机出口压力p3下降、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45下降、燃气发生器转子转速ng下降、燃气发生器转子基频振动fz-ng增加50%或大于80% fz-ng限制值、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    25、进一步地,所述转子掉块位置判断模块包括:

    26、第三转子掉块位置判断子模块,用于加减载阶段,根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生如下趋势变化时,则判定动力涡轮叶片掉块:

    27、压气机出口温度t3上升、压气机出口压力p3所述、动力涡轮进口温度t45上升、动力涡轮进口压力p45所述、燃气发生器转子转速ng上升、动力涡轮转子转速np上升、动力涡轮转子基频振动fz-np增加50%或大于80% fz-np限制值。

    28、本技术另一方面还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述航空发动机转子掉块自动诊断方法的步骤。

    29、本技术另一方面还提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述航空发动机转子掉块自动诊断方法的步骤。

    30、相比现有技术,本技术具有以下有益效果:

    31、本技术提供了一种航空发动机转子掉块自动诊断方法,该方法结合压气机出口温度t3和压力p3、动力涡轮进口温度t45和压力p45、振动参数等不同组合、所测参数的当前数值较之前的平均值的对比方法等,针对不同转子制定不同判定逻辑判断转子掉块位置,以便提前发现规避风险,该申请适用于发动机地面台架、装机试飞等场景,具有发现故障速度快、较全面的覆盖了发动机的全工作状态、易于实现和可行性好的优点,以便提前判断掉块故障,及时降低发动机状态或停车,避免进一步破坏。

    32、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本技术作进一步详细的说明。


    技术特征:

    1.一种航空发动机转子掉块自动诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的航空发动机转子掉块自动诊断方法,其特征在于,步骤s2具体包括步骤:

    3.根据权利要求2所述的航空发动机转子掉块自动诊断方法,其特征在于,步骤s2具体包括步骤:

    4.根据权利要求1所述的航空发动机转子掉块自动诊断方法,其特征在于,步骤s2具体包括步骤:

    5.根据权利要求1至4中任一项所述的航空发动机转子掉块自动诊断方法,其特征在于,步骤s2中,所述较之前设定时间的平均值具体为:较之前3~5秒的平均值同时发生的相应趋势变化。

    6.一种航空发动机转子掉块自动诊断装置,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的航空发动机转子掉块自动诊断装置,其特征在于,所述转子掉块位置判断模块包括:

    8.根据权利要求6所述的航空发动机转子掉块自动诊断装置,其特征在于,所述转子掉块位置判断模块包括:

    9.根据权利要求6所述的航空发动机转子掉块自动诊断装置,其特征在于,所述转子掉块位置判断模块包括:

    10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述航空发动机转子掉块自动诊断方法的步骤。


    技术总结
    本申请公开了一种航空发动机转子掉块自动诊断方法、装置及电子设备,所述方法包括步骤:S1、获取试车过程中航空发动机的所测的运行参数,包括压气机出口温度T3和压力P3、动力涡轮进口温度T45和压力P45、燃气发生器转子转速Ng、动力涡轮转子转速Np、燃气发生器转子基频振动Fz‑ng、动力涡轮转子基频振动Fz‑np;S2、根据各运行参数的当前数值较之前设定时间的平均值同时发生的相应趋势变化,判断航空发动机中发生转子掉块的位置。本申请具有发现故障速度快、较全面的覆盖了发动机的全工作状态、易于实现和可行性好的优点,以便提前判断掉块故障,及时降低发动机状态或停车,避免进一步破坏。

    技术研发人员:邹黎,韩小溪,焦腾,吴兴浪
    受保护的技术使用者:中国航发湖南动力机械研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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