СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДАТЧИКОВ ПЛАМЕНИ ИОНИЗАЦИОННЫХ
METHOD FOR DETERMINING TECHNICAL STATE OF IONIZATION FLAME SENSORS

Изобретение относится к области измерительной и авиационной техники, а именно к способу определения технического состояния датчиков пламени ионизационных, входящих в состав форсажной камеры сгорания газотурбинных двигателей.
Известен способ контроля исправности газоразрядного прибора датчика пламени, в котором подают рабочее напряжение на датчик, осуществляют воздействие на его газоразрядный элемент внешним ионизатором и измеряют токи, протекающие через датчик, при этом делают вывод о неисправности по отношению приращения токов к средней величине (SU 116396 А, 13.07.1983).
Однако известный способ может использоваться только в тестовом режиме и не имеет возможности постоянного контроля и мониторинга за состоянием датчиков пламени ионизационных, сложно реализуем и эксплуатационно не технологичен в авиационных газотурбинных двигателях.
Задача изобретения - разработка достоверного способа определения технического состояния датчиков пламени ионизационных, входящих в состав форсажной камеры сгорания газотурбинных двигателей.
Технический результат - повышение контролепригодности датчиков пламени ионизационных. Контролепригодность - это свойство изделия, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами (ГОСТ 19919).
Указанный технический результат достигается в способе определения технического состояния датчиков пламени ионизационных в составе форсажной камеры сгорания авиационных двигателей, включающем обработку записи информации бортовых устройств регистрации или стендовых систем, полученных в процессе работы двигателя и вывод из них параметра тока ионизации датчика пламени ионизационного, угла положения рычага управления двигателем, разовой команды форсаж; определение срабатывания разовой команды форсаж, после чего определяют наличие полного форсажа исходя из соответствия угла положения рычага управления двигателем режиму полный форсаж, в случае, если разовая команда форсаж не срабатывает или отсутствует соответствие угла положения рычага управления двигателем режиму полный форсаж дальнейшая диагностика не производится, в случае, если разовая команда форсаж срабатывает и угол положения рычага управления двигателем соответствует режиму полный форсаж осуществляют поиск диагностических признаков неисправностей, который включает поиск падения силы тока выходного сигнала на 5% от максимального значения силы тока в течение первых 10 сек от начала диагностирования, либо на 10% не менее 3 раз за 1 мин работы двигателя, которую отсчитывают от каждого падения силы тока, либо на 5% не менее 7 раз за 1 мин работы двигателя, которую отсчитывают от каждого падения силы тока, либо падения силы тока ионизации менее 45 мкА, либо падения силы тока на 25% от максимального значения силы тока, в случае если ни одного из вышеперечисленных диагностических признаков не обнаружено делают вывод об исправности датчика пламени ионизационного, в случае обнаружения хотя бы одного из признаков делают вывод о неисправности датчика пламени ионизационного
Токи ионизации являются единственным параметром, регистрируемым от датчиков пламени ионизационных. Наличие токов ионизации указывает на то, что происходит процесс горения. Срабатывание разовой команды форсаж отображает, что команда выполнена, то есть произошло воспламенений в форсажной камере сгорания. Угол положения рычага управления двигателем сигнализирует о том, что регулятору двигателя задана команда полный форсаж. Диагностику осуществляют на полном форсаже, поскольку для этого режима характерны наиболее стабильные параметры работы (установившийся режим работы, без перехода на другие, более низкие и их постоянного варьирования) с наиболее линейной характеристикой токов ионизации.
Достоверность достигается за счет использования параметра «ток ионизации», непосредственно связанного с датчиком пламени ионизационным, на режиме работы двигателя, соответствующего наиболее линейной характеристике датчика, подтверждающегося двумя не связанными вместе параметрами.
Если разовая команда форсаж не срабатывает, это значит, что летчик установил рычаг управления двигателем в режим форсажа, но его розжига (воспламенения) не произошло. Это свидетельствует о неисправности двигателя или отсутствия условий розжига и в этом случае дальнейшая диагностика не производится, пока не произойдет розжига, и, следовательно, срабатывания разовой команды форсаж.
Диагностические признаки неисправностей выявлены на основе статистических данных. Статистика нарабатывалась при исследовании большинства случаев отказа датчиков пламени ионизационных всего парка авиационной техники.
Информацию для поиска диагностических признаков неисправности получают в виде сигналограммы с выведением на график отдельных параметров. Возможна обработка как вручную, так и с использованием специального программного обеспечения. В ручном режиме выбирают необходимые параметры тока ионизации датчика пламени ионизационного, угла положения рычага управления двигателем, разовой команды форсаж из всего списка, выводят эти параметры на график. На графиках следят за срабатыванием разовой команды форсаж, далее анализируют положение рычага управления двигателем, после достижения им значений, соответствующих полному форсажу, анализируют параметр тока ионизации, параллельно следя за параметрами разовой команды форсаж и положения рычага управления двигателем. Если разовая команда отключилась или положение рычага управления двигателем выходит за требуемое значение, диагностика не производится и только отслеживаются параметры разовой команды форсаж и положения рычага управления двигателем.
Способ реализуют следующим образом. В процессе межполетного или послеполетного обслуживания списывают полетную информацию. Берут устройство считывания информации, включают бортовое электропитание, подключают кабель к контрольному разъему бортового устройства регистрации летательного аппарата. Выполняют перезапись в устройство считывания информации, подключают к наземному стационарному комплексу обработки полетной информации, выполняют перезапись, запускают программу экспресс обработки полетной информации. Далее выполняют поиск установки рычага управления двигателя в режим полный форсаж. Выполняют поиск срабатываний разовой команды форсаж. Если разовая команда форсаж не срабатывает диагностика не производится. При срабатывании разовой команды форсаж выполняют поиск диагностических признаков неисправностей. Для этого на сигналограмме осуществляют поиск падения величины силы тока ионизации ниже 45 мкА или на 25% от максимального значения за все время работы двигателя в режиме полный форсаж. Также осуществляют поиск падения значения силы тока выходного сигнала на 5% от максимального значения в течение первых 10 секунд, при этом отсчет времени происходит после идентификации установки рычага управления двигателем в режим полный форсаж и срабатывания разовой команды форсаж. Кроме того, осуществляют поиск падения значения силы тока выходного сигнала либо на 10% не менее 3 раз за 1 минуту работы или на 5% не менее 7 раз за 1 минуту работы двигателя на полном форсаже, при этом отсчет времени в 1 минуту происходит после каждого последующего падения. При этом по завершению одного из отсчетов в 1 минуту и не соблюдения требуемого критерия падения силы тока (на 10% не менее 3 раз или 5% не менее 7 раз за эту минуту) данный отсчет сбрасывается. В случае, если ни одного из вышеперечисленных диагностических признаков не обнаружено, делают вывод об исправности датчика пламени ионизационного. В случае обнаружения хотя бы одного из признаков делают вывод о неисправности датчика пламени ионизационного.
При использовании в конструкции двигателя нескольких датчиков, которые на полном форсаже контактируют с пламенем, диагностика производится одновременно. При выявлении диагностических признаков отказа сразу на всех датчиках, датчики считаются исправными. Данное явление связано с неустойчивым горением форсажной камеры, при некоторых входных параметрах газотурбинного двигателя.
При диагностике используются только штатные средства бортовых устройств регистрации или стендовых систем, средства сбора и переноса информации и программное обеспечение для обработки информации. Используемое оборудование не предполагает дополнительных систем или установки дополнительной аппаратуры. Диагностику осуществляют в процессе межполетного или послеполетного обслуживания летательного аппарата.
Реализация изобретения раскрыта в примерах.
Пример 1. В процессе межполетного/послеполетного обслуживания списывают полетную информацию. Берут устройство считывания информации, к примеру УСИ-Т, включают бортовое электропитание, подключают кабель к контрольному разъему бортового устройства регистрации, выполняют перезапись в УСИ-Т, подключают к наземному стационарному комплексу обработки полетной информации, выполняют перезапись, запускают программу экспресс обработки полетной информации, выполняют вручную обработку параметров записи полетной информации. Выявлено, что разовая команда форсаж сработала. Осуществляют поиск установки рычага управления двигателя в режим полный форсаж. Угол положения рычага управления двигателем соответствовал режиму полный форсаж. Далее выполняют поиск на сигналограмме падения величины силы тока ионизации ниже 45 мкА, либо падения значения силы тока выходного сигнала на 5% от максимального значения в течение первых 10 секунд, либо падение силы тока выходного сигнала на 25% от максимального значения или на 10% не менее 3 раз за 1 минуту работы или на 5% не менее 7 раз за 1 минуту работы двигателя на полном форсаже. В результате было выявлено единократное падение силы тока до значения 44 мкА, делают вывод о том, что датчик неисправен и на основании чего принимают решение о его замене.
Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В результате было выявлено 4 падения силы тока до значения 175 мкА от максимального значения в 195 мкА, при этом 3 из них зафиксированы за одну минуту, делают вывод о том, что датчик неисправен и на основании чего принимают решение о его замене.
Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В результате было выявлено 17 падений силы тока до значения 185 мкА от максимального значения в 195 мкА, при этом 7 из них зафиксированы за одну минуту, делают вывод о том, что датчик неисправен и на основании чего принимают решение о его замене.
Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В результате было выявлено 1 падение силы тока до значения 146 мкА от максимального значения в 195 мкА, делают вывод о том, что датчик неисправен и на основании чего принимают решение о его замене.
Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В результате было выявлено 7 падений силы тока до значения 185 мкА от максимального значения в 195 мкА, при этом 3 из них зафиксированы за 1 минуту, делают вывод о том, что датчик исправен.
Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1. В результате было выявлено 1 падение силы тока до значения 152 мкА от максимального значения в 195 мкА, делают вывод о том, что датчик исправен.