Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук:
05.22.14 — Эксплуатация воздушного транспорта, 05.26.02 —
Безопасность в чрезвычайных ситуациях. — Государственный
научно-исследовательский институт гражданской авиации. — Москва,
2009. — 325 с.
Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ, д.т.н.,
профессор Сиротин Н.Н.
Целью диссертационной работы является разработка новых
научно-обоснованных технических и технологических решений, создание
диагностической аппаратуры нового поколения на основе спектрального
атомно-эмиссионного сцинтилляционного способа оценки параметров
металлических частиц, отделяемых от повреждаемых деталей,
разработка сцинтилляционного метода диагностики, обеспечивающего
повышение уровня безопасности эксплуатации газотурбинных двигателей
и снижение рисков возникновения чрезвычайных ситуаций при
эксплуатации воздушных судов.
Научная новизна диссертационного исследования определяется
следующими результатами, полученными лично автором:
Разработаны теоретические и практические положения создания диагностической аппаратуры нового поколения, реализующие сцинтилляционный способ регистрации, измерения и анализа параметров частиц повреждаемых деталей, выявляемых в пробах смазочных масел.
Создана математическая модель газодинамического течения газа в цилиндрических разрядных камерах СВЧ плазмотронов и движения одиночных металлических частиц, учитывающая движение, нагрев, испарение этих частиц и различные способы стабилизации разряда.
... Практическая значимость работы заключается в следующем:
Разработана новая технология сцинтилляционного диагностирования, обеспечивающая как оценку технического состояния узлов и двигателя в целом, так и локализацию поврежденных узлов. Новая технология диагностирования внедрена в гражданской авиации и обеспечила экономический эффект более 16 млн. рублей.
Технология сцинтилляционного диагностирования является основой для создания новых технологий для диагностики топливной аппаратуры, гидрокомплексов, проточной части двигателей и т.д.
Разработаны оригинальные конструкции СВЧ-плазмотронов, обеспечивающие работу с жидкими, либо порошкообразными пробами с эффективностью вхождения подаваемого вещества в струю плазмы близкой к 100%. Созданный СВЧ-плазмотрон циклонного типа с высоким к.п.д. нагрева газа и надежностью пригоден для плазмохимического получения нитридов титана, бора и других веществ. Введение
Аппаратурно-методическое обеспечение при контроле смазываемых узлов трения авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) по параметрам частиц износа (состояние проблемы)
Контроль состояния узлов трения, омываемых смазочным маслом, некоторых типов авиационных двигателей российского и зарубежного производств
Анализ возможных причин недостаточной достоверности результатов оценки технического состояния узлов трения ГТД с использованием трибодиагностических методов
Феррографический способ оценки технического состояния авиационных двигателей
Атомно-эмиссионный сцинтилляционный способ измерения параметров частиц металлов микронных размеров
Задачи и направления исследований Разработка и исследование свч-плазменного источника возбуждения спектров для проведения сцинтилляционных измерений
Гидродинамическое описание потока низкотемпературной плазмы в канале СВЧ-плазмотрона
Взаимодействие одиночных частиц с потоком плазмы
Течение газа и траектории движения частиц в Свч-плазмотроне атмосферного давления с аксиальной стабилизацией разряда
Течение газа и движение частиц в циклонной Свч-разрядной камере с тангенциальной стабилизацией разряда
Выводы по главе Теоретические основы сцинтилляционного способа измерения параметров частиц металлической примеси
Формирование аналитического сигнала для равномерно распределенной примеси
Формирование аналитического сигнала и некоторые способы его выделения для случая дискретной примеси
Теоретические основы метода дискриминации импульсного сигнала
Схема одновременной регистрации импульсного и непрерывного сигналов
Формирование и измерение импульсных сигналов при сцинтилляционных измерениях
Выводы по главе Атомно-эмиссионный сцинтилляционный анализатор для измерения параметров металлической примеси в авиационных маслах
Сцинтилляционный спектрометр для измерения параметров частиц изнашивания в смазочных маслах. Конструктивные особенности спектрометра
Градуирование сцинтилляционного спектрометра при одновременной регистрации импульсного и непрерывного сигналов
Образцы сравнения с дискретно распределенной примесью для градуирования сцинтилляционного анализатора масла
Оценка метрологических возможностей сцинтилляционного способа измерения параметров частиц изнашивания в пробах авиационных смазочных масел
Выводы по главе Микрорентгеноспектральные исследования структуры некоторых сплавов ii элементного состава металлических частиц износа, выделяющихся в смазочное масло
Аппаратура для проведения исследований — рентгеноспектральный микроанализатор Camebax-SX-50
Результаты микрорентгеноспектральных исследований беговых дорожек межвальных роликоподшипников
Элементный состав частиц износа, находящихся в смазочном масле авиационных ГТД 188
Выводы по главе Разработка технологии диагностирования узлов трения двигателей д-30КП/КУ/КУ-154 По результатам сцинтилляционных измерений параметров частиц изнашивания
Теоретическая оценка возможности диагностирования узлов трения авиадвигателя по величине содержания металлической примеси в пробе масла
Достоверность результатов диагностирования узлов и агрегатов, омываемых маслом двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154 с использованием штатных и наземных средств трибодиагностики
Оценка влияний, связанных с технологией отбора, доливом и представительностью проб масел на величину параметров частиц износа
Протокол результатов сцинтилляционных измерений при анализе проб масел. Некоторые диагностические признаки обнаружения дефектов
Принципы диагностирования двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154 по результатам измерения параметров частиц износа в пробах масел сцинтилляционным способом
Статистические данные по результатам измерения параметров частиц износа сцинтилляционным методом в пробах масел и смывов с маслофильтров двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154
Разработка статистических моделей двигателей Д-30КП/КП-2 и Д-30ку/КУ-154 по параметрам частиц износа для проб масел и смывов с маслофильтра
Разработка статистических эталонных моделей двигателей Д-30КП/КП-2 и Д-30ку-154 по параметрам частиц износа для проб смывов с маслофильтра Мфс-30
Выводы по главе
Разработаны теоретические и практические положения создания диагностической аппаратуры нового поколения, реализующие сцинтилляционный способ регистрации, измерения и анализа параметров частиц повреждаемых деталей, выявляемых в пробах смазочных масел.
Создана математическая модель газодинамического течения газа в цилиндрических разрядных камерах СВЧ плазмотронов и движения одиночных металлических частиц, учитывающая движение, нагрев, испарение этих частиц и различные способы стабилизации разряда.
... Практическая значимость работы заключается в следующем:
Разработана новая технология сцинтилляционного диагностирования, обеспечивающая как оценку технического состояния узлов и двигателя в целом, так и локализацию поврежденных узлов. Новая технология диагностирования внедрена в гражданской авиации и обеспечила экономический эффект более 16 млн. рублей.
Технология сцинтилляционного диагностирования является основой для создания новых технологий для диагностики топливной аппаратуры, гидрокомплексов, проточной части двигателей и т.д.
Разработаны оригинальные конструкции СВЧ-плазмотронов, обеспечивающие работу с жидкими, либо порошкообразными пробами с эффективностью вхождения подаваемого вещества в струю плазмы близкой к 100%. Созданный СВЧ-плазмотрон циклонного типа с высоким к.п.д. нагрева газа и надежностью пригоден для плазмохимического получения нитридов титана, бора и других веществ. Введение
Аппаратурно-методическое обеспечение при контроле смазываемых узлов трения авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) по параметрам частиц износа (состояние проблемы)
Контроль состояния узлов трения, омываемых смазочным маслом, некоторых типов авиационных двигателей российского и зарубежного производств
Анализ возможных причин недостаточной достоверности результатов оценки технического состояния узлов трения ГТД с использованием трибодиагностических методов
Феррографический способ оценки технического состояния авиационных двигателей
Атомно-эмиссионный сцинтилляционный способ измерения параметров частиц металлов микронных размеров
Задачи и направления исследований Разработка и исследование свч-плазменного источника возбуждения спектров для проведения сцинтилляционных измерений
Гидродинамическое описание потока низкотемпературной плазмы в канале СВЧ-плазмотрона
Взаимодействие одиночных частиц с потоком плазмы
Течение газа и траектории движения частиц в Свч-плазмотроне атмосферного давления с аксиальной стабилизацией разряда
Течение газа и движение частиц в циклонной Свч-разрядной камере с тангенциальной стабилизацией разряда
Выводы по главе Теоретические основы сцинтилляционного способа измерения параметров частиц металлической примеси
Формирование аналитического сигнала для равномерно распределенной примеси
Формирование аналитического сигнала и некоторые способы его выделения для случая дискретной примеси
Теоретические основы метода дискриминации импульсного сигнала
Схема одновременной регистрации импульсного и непрерывного сигналов
Формирование и измерение импульсных сигналов при сцинтилляционных измерениях
Выводы по главе Атомно-эмиссионный сцинтилляционный анализатор для измерения параметров металлической примеси в авиационных маслах
Сцинтилляционный спектрометр для измерения параметров частиц изнашивания в смазочных маслах. Конструктивные особенности спектрометра
Градуирование сцинтилляционного спектрометра при одновременной регистрации импульсного и непрерывного сигналов
Образцы сравнения с дискретно распределенной примесью для градуирования сцинтилляционного анализатора масла
Оценка метрологических возможностей сцинтилляционного способа измерения параметров частиц изнашивания в пробах авиационных смазочных масел
Выводы по главе Микрорентгеноспектральные исследования структуры некоторых сплавов ii элементного состава металлических частиц износа, выделяющихся в смазочное масло
Аппаратура для проведения исследований — рентгеноспектральный микроанализатор Camebax-SX-50
Результаты микрорентгеноспектральных исследований беговых дорожек межвальных роликоподшипников
Элементный состав частиц износа, находящихся в смазочном масле авиационных ГТД 188
Выводы по главе Разработка технологии диагностирования узлов трения двигателей д-30КП/КУ/КУ-154 По результатам сцинтилляционных измерений параметров частиц изнашивания
Теоретическая оценка возможности диагностирования узлов трения авиадвигателя по величине содержания металлической примеси в пробе масла
Достоверность результатов диагностирования узлов и агрегатов, омываемых маслом двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154 с использованием штатных и наземных средств трибодиагностики
Оценка влияний, связанных с технологией отбора, доливом и представительностью проб масел на величину параметров частиц износа
Протокол результатов сцинтилляционных измерений при анализе проб масел. Некоторые диагностические признаки обнаружения дефектов
Принципы диагностирования двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154 по результатам измерения параметров частиц износа в пробах масел сцинтилляционным способом
Статистические данные по результатам измерения параметров частиц износа сцинтилляционным методом в пробах масел и смывов с маслофильтров двигателей Д-30КП/КУ/КУ-154
Разработка статистических моделей двигателей Д-30КП/КП-2 и Д-30ку/КУ-154 по параметрам частиц износа для проб масел и смывов с маслофильтра
Разработка статистических эталонных моделей двигателей Д-30КП/КП-2 и Д-30ку-154 по параметрам частиц износа для проб смывов с маслофильтра Мфс-30
Выводы по главе