Automation of technological and business processes

ISSN-print: 2312-3125
ISSN-online: 2312-931X
ISO: 26324:2012
Архiви

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЯГИ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

А. К. Сандлер
А. Ю. Карпилов

Анотація

На современном этапе эволюции судовой энергетики отмечается определенный рост применения газотурбинных установок (ГТУ). Анализ эксплуатации судов и кораблей с ГТУ показал, что эти установки более эффективны по сравнению с дизельными на быстроходных (со скоростью хода более 20 … 25 узлов) судах водоизмещающего типа, а также на судах с динамическими принципами поддержания с большой энерговооруженностью - до 20 … 40 кВт на 1 тонну  водоизмещения против 1 … 2 кВт на 1 тонну у водоизмещающих судов со скоростями движения 12 … 15 узлов.


Для судов и кораблей с динамическими принципами поддержания актуальным является точное определение векторов тяги двигателя. Традиционно измерение усилий, передаваемых на корпус, производится в узлах крепления установки либо на специальных динамометрических стендах.


В обоих вариантах контроля сложным является выбор тягоизмерительных устройств (ТИУ), обеспечивающих достаточно высокую информативность и чувствительность измерений.


Анализ существующих ТИУ показал, что применение их для контроля вектора тяги ГТУ в специальных эксплуатационных условиях характеризуется  недостаточной достоверностью результатов измерения.


В сложившейся ситуации представилась целесообразной разработка нового схемотехнического решения  ТИУ. Конструкция устройства позиционировалась как такая, в которой отсутствует необходимость постоянной поддержки чистоты и геометрии открытого измерительного канала, обеспечена инвариантность к помехам электромагнитного и термического происхождения, обеспечены измерения боковых составляющих тяги в двух плоскостях и одновременно сохранены надежность, чувствительность и простота  схемотехнических решений систем известных типов.


Основное отличие предлагаемого устройства заключается в том, что вертикальный подвес дополнительно закреплен на горизонтальном упругом подвесе,  а в тело обеих подвесов вмонтированы волоконные световоды. Световоды, играющие роль сенсорных элементов, чувствительны к деформации кручения, имеют отражающие слои на концах и термокомпенсационные биметаллические оболочки.


Комбинация оптико-механичных элементов в разработанном ТИУ позволит обеспечить:


повышенную чувствительность и точность измерения боковых составляющих вектора тяги путем исключения влияния неконтролируемых электромагнитных помех, которые создает двигатель, и силового влияния токов, генерируемых в кабелях питания;


отсутствие влияния неконтролируемых климатологических факторов на оптический канал;


защищенность чувствительных элементов системы;


постоянность геометрии оптического канала в условиях влияния неконтролируемых эксплуатационных факторов;


постоянное измерение в реальном масштабе времени.


Использование  предлагаемого ТИУ позволит адекватно и достоверно оценивать результаты испытаний газотурбинных установок.

Ключові слова:
Для цієї мови відсутні ключові слова

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Сандлер, А., & Карпилов, А. (2019). ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЯГИ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. Automation of Technological and Business Processes, 11(3), 74-79. https://doi.org/10.15673/atbp.v11i3.1499
Розділ
АВТОМАТИЧНІ І АВТОМАТИЗОВАНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ

Посилання

[1] Ivanov, R.A., Timofeev, V.V., Shitkov, V.N. (2003) O perspektivakh ispol'zovaniya gazoturbinnykh ustanovok na morskikh sudakh i sooruzheniyakh[On the prospects for the use of gas turbine units in marine vessels and structures]. Sudostroyeniye - Shipbuilding. 5. 27 - 28. [in Russian].
[2] Kulakov, A.D., Popov, V.V. (2007) Metody opredeleniya tyagovykh kharakteristik GTD na letayushchey laboratorii i osnovnom samolete [Methods for determining the thrust characteristics of a gas turbine engine in a flying laboratory and a main aircraft]. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii  Aerospace engineering and technology. 9 (45). 37 - 43. [in Russian].
[3] Pat. 2202773 Russian Federation, IPC7 G01L 5/00, G01M 15/00. Device for determining the thrust and components of the thrust vector of an electric jet engine and test method./ Applicant and patent holder: Federal State Unitary Enterprise of the Russian Aerospace Agency "Experimental Design Bureau" Fakel ". - No. 2001100751/28; Dec. 09.01.2001; publ. 04/20/2003.
[4] Pat. 2370739 Russian Federation, IPC7 G01L5 / 13. A device for determining the lateral components of the thrust vector of an electric jet engine. / Authors of the patent: Muravlev, V. A. Salin, V. L., Baturin, A. V., Shutov, V. N. Patent holder: Federal State Unitary Enterprise "MV Keldysh Research Center". - No. 2008112553/28; declared 04/03/2008; publ. 10/20/2009.
[5] Busurin, V.I., Nosov, YU.R.(1990). Volokonno-opticheskiye datchiki. Fizicheskiye osnovy, voprosy rascheta i primeneniya [Fiber optic sensors. Physical basis, questions of calculation and application]. Moscow: Energoatomizdat [in Russian].
[6] Udd, E. (2008) Volokonno-opticheskiye datchiki .[Fiber Optic Sensors]. Moscow: Tekhnosfera [in Russian].
[7] Snider, A., Love. J.D. (1987) Teoria opticheskih volnovodov. [Theory of optical wave guides]. Moscow: Radio i svyaz' [in Russian].
[8] Sandler, A.K., Tsyupko, Yu.M. Fully rotated fiber optic connector. Declaration Patent of Ukraine No. 110051, IPC (2016.01) G02B 6/00, G01M 11/00. - stated. 11.03.2016. // Publ. 26.09.2016, bul. № 18/2016.
[9] Sandler, A.K., Sandler, O.A. Invariant Fiber Accelerometer: Declarative Patent of Ukraine No. 62437, MPK (2011) G01M 11/00. – 02.02.2011.// Publ. 26.10.2011, bul No. 18.
[10] Sandler, A.K. (2018) Informatsiyno-vymiryuvalʹni prystroyi na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy. [Information-measuring devices based on fiber-optic technologies]. Odessa: Izdatelinform NU "OMA" [in Ukraine].