Автоматизация мониторинга расхода топлива авиационными форсунками
А.О. Ермолаева,
В.С. Саубанов
Уфимский государственный авиационный технический университет,
Уфа, Россия
Современный этап развития авиационной промышленности связан с реализацией стратегии развития газотурбинного двигателестроения до 2025 г.[1] двигатель форсунка авиационный испытательный
Для обеспечения конкурентоспособности необходимо постоянное совершенствование технических и технологических процессов производства. Важным этапом производства является - испытание основных узлов будущего двигателя т.к. на этом этапе выявляются дефекты и недостатки произведенной продукции. Топливный коллектор является составной частью топливной системы [2].
На сегодняшний день испытание топливных систем проводится на испытательных стендах. Обобщенная схема таких стендов представлена на рисунке 1.
Недостатки применяемой схемы испытания коллекторов:
а) большой объем работ, выполняемых вручную: замер температуры, замер времени, включение насосной станции; открытие клапанов; расчет неравномерности распределения топлива в комплекте - который определяется как среднее квадратическое отклонение от стандартных показаний, предусмотренных для каждого режима пролива; заполнение паспорта на сборку и испытание коллектора с форсунками.
в) показания снятые с приборов работником имеют высокую погрешность;
г) для установки нулевого уровня для 28 форсунок затрачивается в разы большее количество керосина, чем при автоматизированном.
Проведя исследования существующей установки для определения уровня жидкостей в сосудах, была разработана и предложена конструкция, представленная на рисунке 2.
Алгоритм работы стенда: реле времени, дает команду пневмораспределителю (ПР2) через пневмоцилиндр (Ц1), выполнить переброс механизма отсечки и положения пролива через поддон на слив в положение пролива в (ЁМ1…ЁМ56).
Топливо под давлением поступает в мерные ёмкости (ЁМ1…ЁМ56), поднимается вверх, обеспечивая поднятие поплавкового датчика уровня (1), и рычага (2). Рычаг (2) приводит в движение коромысло (3), которое своим плечом (4) сдвигает плунжер переменного сопротивления в мостовую схему (5), что приводит к разбалансу электрического моста R1-R4 и появления в его диагонали сигнала, прямо пропорционального подъему жидкости в мерных ёмкостях (ЁМ1…ЁМ56). Аналоговый сигнал поступает в АЦП, выходные шины которого подключены к компьютеру, в котором запущенна специальная программа пересчета перемещения поплавка (1) в см3. На персональном компьютере производится обработка данных, в соответствии с протоколом испытаний, необходимые данные для заполнения технического паспорта на сборку и испытание коллектора с форсунками.
Рис. 1 - Обобщенная схема испытательного стенда
Рис. 2 - Рисунок предложенной конструкции
Для дистанционного контроля и измерения уровня жидкости МД, использован интерфейс RS485/RS232. С помощью программного обеспечения осуществляется одновременное отображение информации об уровне и температуре жидкости во всех измеряемых точках зонда, а также о результатах расчетов объемов и других необходимых параметров[3]. Для реализации алгоритма передачи данных была выбрана система MATLAB.
std(X.flag.dim) - возвращает стандартное или среднеквадратическое отклонения по рядам (dim=2) или по столбцам(dim=1) матрицы X в зависимости от значения переменной dim.
Часть программного кода[4]:
» X = linspace(0,3*pi,10)
X = Columns 1 through 7
0 1.0472 2.0944 3.1416 4.1888 5.2360 6.2832
Columns 8 through 10
7.3304 8.3776 9.4248 » s = std(X) s = 3.1705
Внедрение новой автоматизированной технологии мониторинга уровней жидкостей во многом решает проблему ручного труда. Все показания, снимаемые вручную мастером, где он ориентировался исключительно на остроту своего зрения, получаются автоматически и выводятся на экран монитора. Описанная выше технология, позволяет повысить эффективность процесса снятия показаний, делает его более точным, оперативным и удобным.
Литература
1. Министерство промышленности и торговли российской федерации.
Государственная программа российской федерации «развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы» : [Электронный ресурс] : дополнительные и обосновывающие материалы URL: http://minpromtorg.gov.ru/common/upload/files/docs/gp_rap_dop_chast_bez_prilozhenii.pdf (дата обращения 08.12.2016).
2. Ткаченко. А. Турбогенераторная установка тг-16м : [Электронный ресурс] :руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию URL: http://an-26.com/tg16m/view_tg-16.php?id=7 (дата обращения 08.12.2016).
3. Точное измерение уровня жидкости с помощью магнитострикционных датчиков уровня. : [Электронный ресурс] : Как работает датчик URL: http://www.sensor.ru/articles/299/element_1402.html. (дата обращения 08.12.2016).
4. Нахождение средних, срединных значений массива и стандартных отклонений matlab : [Электронный ресурс] : Обработка данных. Статистическая обработка данных URL: http://radiomaster.ru/cad/matlab/glava17/index3.php. (дата обращения 08.12.2016).