Для генерации случайным образом величины отклонения характеристики узла в заданном диапазоне была написана программа на языке программирования FORTRAN. Программа используется стандартную встроенную процедуру Random. С помощью этой программы сгенерированны поправки для 20 виртуальных двигателей.

В программном комплексе ThermoGTE, в разделе «Расчёт в точке»  с использованием отклонений проведён расчёт 20 виртуальных двигателей. Расчёт проведён при стандартных атмосферных условиях: Н=0, М=0, sвх=1(стенд). Для расчёта использовалась математическая модель современного двигателя АЛ-41Ф-1С (изделие 117С).

Результаты решения задачи искомых ИМ

Для поиска ИМ на характеристику КНД дополним исходную СНАУ уравнениями, включающими измеренные параметры, представленные в таблице 3:

Таблица № 3 – Дополнительные уравнения для ИМ на характеристику КНД

После решения такой системы уравнения сравниваем найденные ИМ с истинными поправками, рисунок 1 (а,б,в,г).

                                       а                                                                        б

                                          в                                                                    г

Рисунок 1(а,б,в,г) Сравнение полученных коэффициентов с истинными поправками.

   Аналогичным образом проводятся расчёты при добавлении новых уравнений к основной СНАУ и проводится сравнение полученных поправок с истинными коэффициентами. В результате поиска была определена система представленная в таблице 4.           

Таблица 4

Выводы

Из проведённых исследований сделаны важные выводы для практического использования:

1. Достаточное количество измеряемых параметров по компрессору низкого давления обеспечивает совпадение искомых ИМ с истинными коэффициентами на уровне 100 %. Другими словами, характеристики КНД и мощность им потребляемая определяется с высокой степенью достоверности.
2. Для КВД характерно точное определение КПД, при этом ИМ на расход через КВД определяется с погрешностью, которая может достигать величины сопоставимой с заданным отклонением.  В проведённом расчётном эксперименте ИМ на расход через КВД определялся в большую сторону от 0,3 до 1 %. Так происходит потому, что расход воздуха через КВД не имеет непосредственного измерения и определение этого  параметра проводиться посредством расчёта по сечению горла СА ТВД, где: . А это значит, что точность вычисления ИМ на G_квд зависит от точности измерения F_{горла СА ТВД}, полноты сгорания топлива, отборов воздуха на охлаждение турбин и отборов рабочего тела идущих мимо горла СА ТВД.
3. Отсутствие замеров полного давления и температуры за ТВД не позволяет установить одновременно уравнения для поиска КПД турбины и величины расхода воздуха на охлаждение турбины.  Подбор КПД при заданном уровне отборов воздуха на охлаждение приводит к поиску ИМ на КПД ТВД обратной по отношению к истиной поправке (при высокой истиной поправке на КПД вычисляется низкое значение ИМ и наоборот). При этом, низкие значения ИМ на КПД соответствуют высокому значению поправки на охлаждение турбины и наоборот. Это полностью согласуется с формулой мощности турбины: .
   Подбор величины охлаждающего воздуха при фиксированном КПД приводит к правильной тенденции изменения истиной поправки на расход воздуха на охлаждение турбины, но полученные значения ИМ на охлаждение турбины превышают истинные значения в 2 – 3 раза.
4. При подборе ИМ на КПД ТНД для обеспечение измеренного давления за турбиной, найденные значения ИМ на КПД ТНД показывает правильную тенденцию их значений, но величины найденных ИМ отличается на 2 –3 % от истинных значений.
5. Поправочный коэффициент на F_{см нар} (или на s_НК) только примерно имеет верную тенденцию, при этом найденные величины ИМ не превышают допустимый диапазон изменения этой поправки.
6. Всего было применено 16 поправочных коэффициентов на характеристики узлов двигателя, при этом количество измеренных параметров позволяет составить только 9 уравнений. Из 9 искомых ИМ с абсолютной точностью определяются ИМ на G_КНД, КПД КНД и КПД КВД. Следовательно, величины отклонений 7-ми поправок, не участвующих в СНАУ, влияют на точность определения оставшихся 6-ти ИМ.
7. ИМ на КПД ТВД и отбор воздуха на охлаждение ТВД взаимосвязаны. Повысить точность их определения  возможно только за счёт предварительного уточнения этих величин по результатам измерений геометрии и проливок каналов подвода охлаждающего воздуха. Это справедливо и для ТНД.
8. В целом, рассмотренная система уравнений (таблица №  3) позволяет правильно оценить тенденцию отклонения характеристик узлов двигателя. Это позволяет сократить время на проведение идентификации ММ. При этом истинные значения характеристик узлов ТВД и ТНД и НК требуют отдельного изучения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. М.Ю. Вовк,  Разработка метода создания индивидуальных математических моделей ГТД, НТК «Климовские чтения», 2015 г.
2. Тунаков А.П., Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. М.: – Машиностроение, 1979 г. – 184 с.
3. Тунаков А.П., Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А. САПР авиационных ГТД. – Уфа: Изд. УГАТУ, 2005. – 270 с.
4. В. М. Кофман, Метод параметрической идентификации математических моделей ГТД на установившихся режимах работы – Вестник УГАТУ Т. 13, № 1 (34). С. 57–65