БОРТОВОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИИ

Предлагаемая полезная модель относится к авиаприборостроению и может быть использована на летательном аппарате, содержащем два газотурбинных двигателя (ГТД), для контроля их технического состояния в процессе эксплуатации.
Известно бортовое устройство контроля вибрации, предназначенное для контроля технического состояния ГТД, установленных на летательном аппарате, по текущим значениям роторных составляющих виброускорения, содержащее размещенные в электронном блоке информационно-измерительные каналы, формирующие сигналы о текущих и опасных значениях виброскорости основных узлов ГТД для передачи этих сигналов экипажу и во взаимодействующие системы летательного аппарата (см. патент РФ №2318194, кл G01M 13/04, 2008 г.). Вход каждого из информационно-измерительных каналов предназначен для приема информации о вибрации корпуса трубы слива масла соответствующего ГТД.
Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерения вибраций основных узлов ГТД, вызванная тем, что его информационно-измерительные каналы предназначены для обработки сигналов о вибросостоянии трубы слива масла, которое недостаточно достоверно характеризует вибросостояние основных узлов: компрессора и турбины.
Указанный недостаток устранен в наиболее близком к предложенному и принятом за прототип бортовом устройстве контроля вибрации, содержащем размещенные в электронном блоке информационно-измерительные каналы, каждый из которых предназначен для виброконтроля соответствующего ГТД путем формирования сигналов о повышенных и опасных вибрациях и передачи этих сигналов экипажу и во взаимодействующие системы летательного аппарата (см. Паспорт сводный на аппаратуру контроля вибрации ИВ-500Е, серия 2, № 6Л1.620.003-13 ПС, 2013 г., а также Руководство по технической эксплуатации изделия ИВ-500, серия 2, разработки и производства ПАО «Техприбор»).
Каждый из информационно-измерительных каналов известного устройства предназначен для обработки поступающей на его вход информации о виброколебаниях штатного места соответствующего ГТД, наиболее информативно характеризующих вибросостояние основных узлов ГТД. Каждый из упомянутых каналов смонтирован на отдельной печатной плате и снабжен проводной линией связи и информационной линией связи с взаимодействующими системами. Указанные печатные платы размещены в электронном блоке напротив друг друга и параллельно между собой своими плоскостями, а линии информационных связей и силовые линии каждого из информационно-измерительных каналов выполнены а виде отдельных проводов, собранных в монтажные жгуты.
Недостатком известного устройства является возможность периодических сбоев измерительной виброинформации, вырабатываемой высокочувствительными электронными элементами информационно-измерительных каналов в результате наличия существенных паразитных электроемкостных связей между плоскими печатными проводниками параллельно установленных отдельных печатных плат, расположенных своими плоскостями одна напротив другой, а также в результате наличия существенных паразитных индуктивных связей между отдельными проводами вышеупомянутых монтажных жгутов, в особенности, между силовыми (сильноточными) и сигнальными (слаботочными) проводами.
Помимо этого, точная настройка каждого из информационно-измерительных каналов может быть искажена при случайном взаимном смещении отдельных проводов монтажных жгутов под действием эксплуатационных нагрузок.
Периодические сбои виброизмерительной информации и искажение точной настройки информационно-измерительных каналов известной аппаратуры могут приводить к формированию и выдаче ложного сигнала «Опасная вибрация» в процессе полета.
Задачей предложенной полезной модели и ее техническим результатом является создание бортового устройства контроля вибрации, в котором затруднена возможность формирования и выдачи ложных сигналов, вызванных периодическими сбоями измерительной виброинформации, возникающими в результате наличия паразитных электроемкостных связей между высокочувствительными электронными элементами информационно-измерительных каналов и наличия паразитных индуктивных связей между отдельными проводами монтажных жгутов, в особенности, между силовыми и сигнальными проводами, а также обеспечена долговременная эксплуатационная стабильность настройки каждого информационно-измерительного канала.
Для решения поставленной задачи в состав предложенного устройства, содержащего расположенные в электронном блоке два информационно-измерительных канала, каждый из которых содержит вход для приема сигнала о вибрации штатного места соответствующего ГТД и два выхода: основной, предназначенный для выдачи сигналов об опасной вибрации по проводной линии связи, и дополнительный, предназначенный для выдачи текущей информации во взаимодействующие системы по информационной линии связи, в соответствии с полезной моделью, дополнительно введены установленные в электронном блоке новые элементы: первая и вторая кросс-платы, изменено взаимное расположение информационно-измерительных каналов в электронном блоке, а также разделены между собой и жестко зафиксированы проводники силовых линий и проводники информационных линий связи информационно-измерительных каналов с взаимодействующими системами.
Предложенное устройство отличается от прототипа тем, что, согласно полезной модели, в его состав дополнительно введены установленные в электронном блоке первая и вторая кросс-платы, причем совокупность печатных проводников первой кросс-платы представляет собой жестко зафиксированные проводную линию связи и информационную линию связи соответствующего информационно-измерительного канала с взаимодействующими системами, а печатные проводники второй кросс-платы, являются силовыми линиями связи, при этом оба информационно-измерительных канала смонтированы на единой, общей для них, печатной плате и размещены в ее противолежащих участках, а каждая из кросс-плат расположена перпендикулярно единой печатной плате и перпендикулярно другой кросс-плате.
Работа предложенного устройства поясняется Фигурой.
На Фигуре представлены структурная схема предложенного устройства, а также показано размещение информационно-измерительных каналов в противолежащих участках единой печатной платы и взаимное расположение в электронном блоке двух кросс-плат и единой печатной платы.
На Фигуре введены следующие обозначения:
1 - вход информационно-измерительного канала, 2 - информационно-измерительный канал, 3 - электронный блок, 4 - первая кросс-плата, 5 - печатная плата, 6 - вторая кросс-плата.
Вход 1 каждого из двух информационно-измерительных каналов 2, расположенных в электронном блоке 3, предназначен для приема информации о вибрации штатного места соответствующего ГТД. Каждый из информационно-измерительных каналов 2 содержит проводной выход и выходную информационную линию связи, соединяющие его с кросс-платой 4. Проводные выходы кросс-платы 4 предназначены для передачи во взаимодействующие системы сигналов об опасных вибрациях (ОВ) каждого из ГТД, а ее выходные информационные линии связи - для передачи во взаимодействующие системы текущей виброинформации. Оба информационно-измерительных канала 2 смонтированы в противолежащих участках единой, общей для них, печатной платы 5, установленной в электронном блоке 3 перпендикулярно кросс-платам 4 и 6. Вторая кросс-плата 6 содержит силовые линии связи каждого из информационно-измерительных каналов 2 с внешними источниками питания и расположена в электронном блоке 3 перпендикулярно печатной плате 5 и первой кросс-плате 4.
При работе предложенного устройства на вход 1 соответствующего информационно-измерительного канала 2 поступает информация о вибрации штатного места соответствующего ГТД, которое наиболее информативно для виброконтроля основных узлов последнего. В каждом из информационно-измерительных каналов 2 полученная информация обрабатывается и сравнивается с установленным предельным значением. В случае превышения предельного значения в одном из информационно-измерительных каналов 2 на выходе такого канала формируется сигнал об опасном значении вибраций соответствующего ГТД и через первую кросс-плату 4 передается по проводной линии связи во взаимодействующие системы и экипажу, например, на сигнальные табло ОВ.
Текущие значения виброинформации поступают с выходов каждого из информационно-измерительных каналов 2 на первую кросс-плату 4 по соответствующим информационным линиям связи и с ее выходов по соответствующим информационным линиям связи передаются во взаимодействующие системы, например, в систему вибрографирования. Электропитание к каждому из информационно-измерительных каналов 2 подается по силовым линиям связи от внешних источников питания через вторую кросс-плату 6, расположенную в электронном блоке 3 перпендикулярно печатной плате 5 и первой кросс-плате 4.
При работе электронного блока 3 оба его информационно-измерительных канала 2 не создают заметных взаимных помех, вызванных паразитными электроемкостными связями между ними, поскольку электроемкостные связи между плоскими проводниками двух информационно-измерительных каналов 2, расположенными на единой печатной плате 5 в одной плоскости на расстояниях, многократно превышающих толщину этих проводников, пренебрежимо. малы. В результате оба канала 2 работают без сбоев даже в тех случаях, когда обрабатываемые ими сигналы содержат близкие по частоте или кратные виброгармоники.
Бесперебойная работа каналов 2 обеспечивается за счет пространственного разделения силовых и информационных линий связи, а также благодаря практически безындуктивному исполнению информационных линий связи каждого из каналов 2 на основе печатных проводников первой кросс-платы 4, и силовых линий связи на основе печатных проводников второй кросс-платы 6, причем обе кросс-платы 4, 6 для исключения паразитных связей между собой и печатной платой 5 установлены перпендикулярно к ней и друг другу.
Кроме того, жесткая фиксация печатных проводников кросс-платы 4 гарантирует неизменность настройки каждого из информационно-измерительных каналов 2 даже в условиях эксплуатационных механических перегрузок электронного блока 3.
Таким образом, задача полезной модели успешно решена с помощью предложенных технических решений.