Модернизация системы контроля вибрации двигателя возушного судна на базе нанотехнологий

В настоящее время происходит непрерывный процесс совершенствования авиационного оборудования летательных аппаратов в соответствии с постоянно усложняющимися задачами, решаемыми современными авиационными комплексами. Приборное оборудование является важной составной частью бортового авиационного оборудования летательного аппарата. Оно выполняет задачу получения информации о параметрах, характеризующих пространственное положение и движение летательного аппарата в воздушной среде, работу авиационных двигателей и других систем. Эта информация используется для ручного или автоматического управления полетом, для контроля режимов работы силовых установок (СУ), для выполнения задач полета и обеспечения его безопасности.
В понятие «авиационные приборы» включают различные группы приборов, важнейшими из которых являются пилотажно-навигационные, а также приборы контроля работы силовой установки и других систем самолета. Пилотажно-навигационные приборы, в свою очередь, включают в себя аэрометрические приборы, пилотажные гироскопические приборы, навигационные устройства и системы. В процессе своего развития и совершенствования курсовые и навигационные системы выделились в отдельный класс авиационных приборов и измерительных систем. Показания аэрометрических, пилотажных гироскопических приборов, приборов контроля работы силовых установок непосредственно влияют на безопасность полетов. К ним предъявляются особые требования по надежности выдачи информации в аварийных условиях. Поэтому при создании и совершенствовании этой группы приборов стремятся сделать так, чтобы они сохранили свою самостоятельность и автономность, т. е. чтобы работа каждого из этих приборов не зависела от работы других приборов и систем или чтобы эта зависимость, по крайней мере, была минимальной. Некоторые авиационные приборы входят в измерительные системы и комплексы, и эта тенденция комплексирования усиливается.
Успешное решение задач, связанных с управлением сложными техническими системами и...

Авиационные газотурбинные двигатели относятся к виброактивным изделиям, в составе которых имеется множество источников вибрации. Спектр вибрационных частот в ГТД весьма широк: от единиц герц до десятков килогерц. Задача аппаратуры эксплуатационного виброконтроля сводится, в основном, к измерению амплитуды низкочастотной вибрации достаточно малого уровня (менее 10 g) с выделением ее из широкополосного процесса вибраций высокого уровня (до 400 g). Информативность системы контроля определяется местом установки датчиков вибрации. Выбор типа датчиков и их характеристики определяют достоверность и точность измерения параметров вибрации в требуемом диапазоне частот.
Первыми в системах контроля вибрации нашли применение электромеханические датчики, представляющие собой классические виброметры с низкой (порядка 10 Гц) собственной частотой. К ним относятся индукционные датчики вибрации типов МВ-25, МВ-26, МВ-27, МВ-28, МВ-30, МВ-31. Недостатком этого типа датчиков вибрации является ограниченный величиной 1 кГц частотный диапазон преобразования. Достоинством индукционных датчиков является высокая достоверность информации.
Проблема низкой надежности и ограниченного ресурса была решена с созданием пьезоэлектрических датчиков вибрации (пьезоакселерометров), имеющих подтвержденную наработку на отказ более 200000 ч при длительной работе в жестких условиях (температура 250…400 °С, вибрационные нагрузки до 400 g). Это позволило создать достаточно разнообразные датчики с коэффициентами преобразования от 1 до 5 пКл•с2/м и частотами установочного резонанса от 16 до 35 кГц при очень высокой добротности (порядка 80). Однако, указанное свойство одновременно создает основные трудности адаптации этих датчиков к двигателю, ведь частота установочного резонанса датчика должна лежать вне области кратных гармоник частот вращения двигателя. Следовательно, перед постановкой таких датчиков требуется проведение вибрографирования мест их установки, иначе не избежать возбуждения...