Анотація до роботи:

Крикунов Д.В. Математичні моделі для експлуатаційного моніторингу температурного стану деталей ГТД в системах обліку виробітку ресурсу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. – Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, Харків, 2003.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню точності експлуатаційного моніторингу температурного стану деталей ГТД в системах обліку виробітку ресурсу.

Розроблено методи, математичні моделі і алгоритми для експлуатаційного моніторингу стаціонарного і нестаціонарного ТС контрольованих деталей ГТД, що використовує математичний апарат інтегральних рівнянь і дозволяє враховувати різні типи граничних умов, внутрішню і зовнішню нелінійності задачі теплопровідності. Деталь розглядається як теплопередаюча система, входом якої є фактори теплового навантаження, а виходом – температура в критичних точках. Математично задача формулюється у вигляді інтегралів суперпозиції, ядрами яких є статичні чи динамічні характеристиками теплової системи. Статичні і динамічні характеристики теплових систем у вигляді коефіцієнтів впливу і перехідних функцій пропонується знаходити за допомогою чисельного експерименту на кінцево-елементних математичних моделях верхнього рівня. Виконано аналіз обчислювальної трудомісткості і точності запропонованих математичних моделей і алгоритмів моніторингу ТС.

Розроблені математичні моделі і алгоритми розрахункового моніторингу ТС деталей ГТД для автоматизованих систем обліку виробітку ресурсу авіаційних двигунів ЗМКБ «Прогрес».

1. Точність математичних моделей і алгоритмів для експлуатаційного моніторингу ТС деталей ГТД і ГТУ в значній мірі визначає достовірність обліку виробітку ресурсу. Похибки моніторингу ТС порядку 10% приводять до похибок в оцінках виробленого ресурсу КД у десять-сто разів. У наслідок цього підвищення якості моніторингу ТС за допомогою збільшення точності математичних моделей і алгоритмів розрахункового моніторингу є актуальною задачею.

2. Розроблено методи, математичні моделі й алгоритми моніторингу стаціонарних і нестаціонарних ТС деталей ГТД, що використовують математичний апарат інтегральних рівнянь і дозволяють враховувати різні типи ГУ, внутрішню і зовнішню нелінійності задачі теплопровідності.

3. Досліджено можливість застосування запропонованих методів для рішення задач моніторингу стаціонарних і нестаціонарних температурних напружень.

4. Для випадку зміни параметрів ГУ 3-го роду шляхом лінійного масштабування розроблена методика моніторингу стаціонарних ТС, що дозволяє враховувати внутрішню нелінійність задачі теплопровідності.

5. Отримано оцінки розмірності, обчислювальній трудомісткості і точності запропонованих математичних моделей і алгоритмів розрахункового моніторингу ТС; показана їхня обчислювальна ефективність у порівнянні з відомими алгоритмами моніторингу.

6. Розроблені методи, математичні моделі й алгоритми для задач моніторингу ТС можуть бути практично використані: 1) в складі алгоритмів автоматизованих систем ОВР ГТД для розрахункового моніторингу ТС КД при експлуатації і стендових випробуваннях двигунів; 2) для одержання апріорних експрес оцінок ТС деталей ГТД, при моделюванні довільних експлуатаційних циклів; 3) у розрахунках систем охолодження деталей ГТД, коли розглядається залежність параметрів ГУ від температурного стану поверхні деталі.

7. На основі отриманих наукових результатів розроблені алгоритми розрахункового моніторингу ТС контрольованих деталей, що реалізовані в автоматизованих системах ОВР авіаційних двигунів Д-27 і Д-18Т. Розроблені методи, математичні моделі й алгоритми розрахункового моніторингу ТС впроваджені в ЗМКБ «Прогрес» для розробки програмних комплексів, призначених для обліку виробітку ресурсу наземних і авіаційних ГТД.

Публікації автора:

1. Диагностические модели для контроля температурного и напряжённого состояния турбин ГТД / Д.Ф. Симбирский, А.В. Олейник, В.А. Филяев, Д.В. Крикунов // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 1998 – Вып. 5 Двигатели и энергоустановки. – С. 276-280.

2. Автоматизированная система диагностики технического состояния основных деталей турбовального двигателя. / Д.Ф. Симбирский, Ф.М. Муравченко, А.В. Олейник, В.И. Колесников, В.А. Филяев, Д.В. Крикунов // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 1999 – Вып. 6. – С. 154-157.

3. Программная реализация алгоритмов учёта выработки ресурса турбины турбовального привода газоперекачивающего агрегата. / Д.Ф. Симбирский, А.В. Олейник, В.А. Филяев, Д.В. Крикунов // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 1999 – Вып. 9 Двигатели и энергоустановки. – С. 366-371.

4. Особенности реализации вероятностной модели выработки ресурса рабочей лопатки турбины турбовального двигателя. / Д.Ф. Симбирский, Д.В. Крикунов, В.А. Филяев, А.С. Москаленко // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 1999 – Вып. 10. – С. 107-109.

5. Адаптивная диагностическая конечно-разностная модель температурного состояния дисков турбин для систем учёта выработки их ресурса. / Д.Ф. Симбирский, А.В. Олейник, Д.В. Крикунов // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 2000 – Вып. 19 Двигатели и энергоустановки. – С. 223-227.

6. Модель термонапряжённого состояния диска турбины на основе его переходных характеристик. / А.В. Олейник, Д.Ф. Симбирский, В.А. Филяев, Д.В. Крикунов // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 2000 – Вып. 19 Двигатели и энергоустановки. – С. 228-235.

7. Модель граничных условий конвективного теплообмена роторных деталей ГТД для систем учёта выработки ресурса. / Д.В. Крикунов, Д.Ф. Симбирский, А.В. Олейник // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Гос. аэрокосмический ун-т.– Харьков: ХАИ, 2001 – Вып. 23 Двигатели и энергоустановки. – С. 139-141.

8. Крикунов Д.В. Оптимальная линеаризация тепловых систем для построения моделей мониторинга температурного состояния деталей ГТД, используемых в системах учёта выработки их ресурса // Авіаційно-космічна техніка і технологія: Зб. наук. праць Національного аерокосмічного університету. – Харків: ХАІ, 2002. – Вип. 29. -С. 35-35.

9. Модели температурного состояния деталей на установившихся режимах для систем учёта выработки ресурса газотурбинных двигателей. / А.В. Олейник, Д.В. Крикунов, Н.А. Шимановская, С.Б. Резник, Е.А. Бандурко // Авіаційно–космічна техніка і технологія: Зб. наук. праць Національного аерокосмічного університету. – Харків: ХАІ, 2002. – Вип. 34 Двигуни та енергоустановки. – С. 133-135.

10. Крикунов Д.В., Олейник А.В. Анализ эффективности методов решения задач мониторинга температурного состояния деталей ГТД // Авіаційно-космічна техніка і технологія: Науково–технічний журнал. – Харків: ХАІ, 2003. – Вип. 36/1. -С. 101–107.

11. Крикунов Д.В. Построение моделей мониторинга установившихся температурных состояний деталей ГТД на базе матриц статических характеристик тепловых систем // Вісник двигунобудування: науково-технічний журнал. Запоріжжя: ВАТ «Мотор Січ», 2003. №1. – С. 15-18.

12. Крикунов Д.В. Математические модели расчётного мониторинга нестационарных температурных состояний деталей ГТД на базе матриц переходных характеристик тепловых систем // Вісник двигунобудування: науково-технічний журнал. Запоріжжя: ВАТ «Мотор Січ», 2003. №2. – С. 82-84.