автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Метод формирования и использования моделей ГТД на различных этапах проектирования, доводки и эксплуатации

На правах рукописи

ИВАНОВА Ольга Николаевна

МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ГТД НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ДОВОДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность: 05.07.05 - «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2005

Работа выполнена в Уфимском государственном техническом университете на кафедре авиационных двигателей.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кривошеее Игорь Александрович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и техники РФ и РТ,

член-корр. АН РТ, доктор технических наук, профессор

Тунаков Алексей Павлович;

доктор технических наук, профессор Григорьев Владимир Алексеевич

Ведущее предприятие: ФГУП "Hi 111 "Мотор"

Защита состоится « 31 » января 2006 г. в 10-00 час на заседании диссертационного совета Д-212.288.05 Уфимского государственного авиационного технического университета: 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12, УГАТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «___»_2005 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, ____у

доктор технических наук, профессор Ф.Г Бакиров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

На протяжении всего жизненного цикла изделия, от начала проектирования ГТД до его сдачи в серийное производство и далее в эксплуатации, в соответствии с концепцией информационной поддержки изделия (ИПИ/САЬв), его сопровождает непрерывно развивающаяся вместе с ним математическая модель. Для поддержания целостности единого информационного пространства (ЕИП) в процессе доводки и эксплуатации ГТД необходимо согласовывать модели разного уровня между собой, в том числе идентифицировать модели, для того, чтобы математическая модель двигателя была адекватна реальному объекту. Эффективность проектирования, доводки, отладки ГТД, контроля его технического состояния в эксплуатации определяется степенью адекватности используемых на этих этапах моделей. При этом различают среднестатистические модели конкретного типа двигателей и индивидуальные математические модели для конкретного экземпляра. Формирование таких моделей и контроль изменения их параметров в процессе жизненного цикла конкретного экземпляра двигателя производятся с использованием методов идентификации по ограниченному набору ' экспериментальных данных.

В разработанной с участием автора системе имитационного сетевого моделирования ГТД используются характеристики элементов, полученные экспериментальным или расчетным методом, в т.ч. на основе полученных обобщенных типовых зависимостей. Учитывается, что характеристики элементов известны с определенной точностью. В связи с этим разработаны инструмент и механизм, позволяющий учитывать и анализировать различие параметров двигателя, полученных экспериментально (на разных режимах испытаний) и зависящих от погрешностей систем измерений, количества датчиков, установленных в контрольных сечениях двигателя, степени неравномерности потока в этих сечениях, а также от числа измерений на конкретном режиме, и их расчетных значений (полученных по математической модели). Все это определяет эффективность идентификации модели авиационного ГТД и ее использование при доводке, отладке и контроле технического состояния.

Основной проблемой идентификации моделей на этапе доводки и в эксплуатации, при контроле состояния ГТД является недостаток экспериментальных данных. В данной работе эта проблема решена путем разработки методов и средств, позволяющих повысить эффективность процесса идентификации имитационной сетевой модели. Апробация и уточнение разработанной методики проведены на основе предоставленных ФГУП "К! Ш "Мотор" (г. Уфа) экспериментальных данных испытаний газотурбинного привода энергоустановки ГТЭ-10/95, созданной на базе отечественного двигателя Р95Ш.

Проведенный анализ показал, что в ав проблемы, связанные с:

существуют БИБЛИОТЕКА (

09 тер »«/ у ^

• сложностью построения адекватных математических моделей, недостаточной глубиной познания и описания рабочего процесса двигателя;

• необходимостью совершенствования методов и повышения точности расчета параметров и характеристик при проектировании и доводке ГТД;

• потребностью взаимной идентификации в процессе жизненного цикла ГТД математических моделей разного уровня, в том числе по результатам испытаний и контроля параметров двигателя в эксплуатации.

Целью работы является повышение эффективности формирования и использования моделей ГТД на различных этапах проектирования, доводки и эксплуатации. Это позволяет сократить издержки эксплуатации и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

Данная цель обеспечивается за счет решения следующих задач:

1. Разработка методики формирования и использования на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующих имитационных сетевых моделей.

2. Разработка методов и средств идентификации сетевых имитационных моделей ГТД и их узлов по результатам испытаний и контроля параметров двигателя в эксплуатации.

3. Разработка методов и средств учета при моделировании и идентификации погрешностей и допусков, накладываемых на значения параметров (проектные или экспериментальные), согласования локальных измерений со среднеинтегральными параметрами модели.

4. Разработка метода последовательного сужения доверительных интервалов (области поиска решения), учета достоверности исходных данных и результатов моделирования при проектировании и доводке ГТД.

5. Апробация разработанных методов и средств путем определения характеристик конкретного экземпляра ГТД и его узлов на основе экспериментальных данных.

Методы исследования методы математического моделирования, системного анализа и объектного подхода при моделировании сложных процессов и изделий, оптимизации и нелинейного математического программирования, теории авиационных двигателей, теории вероятностей и математической статистики, общей теории проектирования систем, численные методы и теория дифференциальных уравнений, теория алгоритмов, теория автоматического управления.

Научная новизна результатов

Новыми научными результатами работы являются:

1. Разработанная методика поэтапного формирования моделей авиационных ГТД ггутем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры на основе получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной, информации с учетом степени ее достоверности. Методика позволяет решать задачи при недостатке проектной и экспериментальной информации, при этом оригинальными являются:

• способ представления типовых параметризованных характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм получения расходной характеристик турбины (и ее каскадов) на основе предложенной методики;

• алгоритм получения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа изменения на разных режимах параметров «образмеривания» априорно взятых обезразмеренных характеристик (типовых, среднестатистических для данного двигателя, по прототипу, аналогу);

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе оригинальной трактовки принципа наибольшего правдоподобия.

2. Предложенная САБЕ-технология сетевого представления взаимосвязи параметров в моделях структурных элементов и в модели ГТД в целом, которая позволяет:

• анализировать корректность проектных и идентификационных задач, определять последовательность идентификации, выделяя фрагменты сети с наименьшей неопределенностью;

• учитывать при проектировании и доводке ГТД характер взаимного влияния параметров.

3. Разработанные системы моделирования ГТД (свидетельства Роспатента о регистрации № 2004610473 от 18 02 2004, № 2004610624 от 04.03.2004), обеспечивающие:

• возможность идентификации моделей по результатам многорежимного эксперимента и испытаний в составе разных сборок;

• проведение идентификации по результатам эксперимента с учетом точности произведенных измерений (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений);

• проектирование с учетом погрешностей исходных данных, назначаемых допусков на значения проектных параметров.

Практическая ценность результатов

1 Разработанные методы и средства позволяют формировать и эффективно использовать на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующие имитационные сетевые модели и за счет этого сократить издержки и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

2. Предложенная технология формирования и идентификации имитационных сетевых моделей ГТД путем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры модели с учетом получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности позволяет решать задачи при недостатке проектной и экспериментальной информации

3. Разработанная система моделирования газотурбинных двигателей ВУЮлуб позволяет:

• решать задачи идентификации при проектировании, доводке и эксплуатации с использованием имитационных моделей;

• решать задачи идентификации имитационных сетевых моделей ГТД с учетом погрешностей экспериментальных данных (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений) и степени достоверности дополнительно привлекаемой информации;

• решать проектно-доводочные задачи с учетом допусков, накладываемых на параметры, степени достоверности входных данных и погрешности результатов моделирования,

• оценивать погрешность характеристик в полученных расчетных точках, оценить степень и область адекватности характеристик

4. На основе полученных результатов и анализа эффективности разработанной методики сформулированы практические рекомендации по ее применению в различных проектно-доводочных ситуациях и при контроле состояния двигателя в эксплуатации

Новизна и перспективность предложенных методик и алгоритмов подтверждается актом их внедрения в ФГУП "НТТП "Мотор", а также актами использования полученных результатов в учебном процессе Уфимского государственного авиационного технического университета и Самарском государственном аэрокосмическом университете

На защиту выносятся результаты, полученные лично соискателем:

1 Методика, позволяющая усовершенствовать процесс идентификации имитационной сетевой модели двигателя, его узлов и включающая

• алгоритм получения характеристики турбины на основе предложенного метода ее аппроксимации;

• способ представления обезразмеренных параметризованных типовых характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм уточнения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа поведения параметров образмеривания априорно взятых обезразмеренных характеристик (типовых, среднестатистических для данного двигателя, по прототипу, аналогу);

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе оригинальной трактовки принципа наибольшего правдоподобия.

2. Алгоритм решения задачи идентификации в некорректной ситуации (при недостатке экспериментальной информации), путем последовательного изменения в процессе идентификации структуры модели и привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности.

3. Система моделирования БУЮууз, позволяющая учитывать погрешности и допуски, назначаемые для значений проектных параметров.

4. Результаты применения разработанных методов и средств при определении характеристик конкретного экземпляра ГТД и его узлов на основе экспериментальных данных.

Апробация работы и публикации

Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на рубеже веков» (Ml ТУГА, Москва, 2001), Международной научно-технической конференции посвященной памяти Кузнецова (СГАУ, Самара, 2001), Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (УГАТУ, Уфа, 2001), международной научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии -2002» (ПГТУ, Пермь, 2002), межвузовской научно-практической конференции «Автоматизация и информационные технологии» (Kill И, Набережные Челны, 2002), Четвертой Всероссийской Интернет-конференции «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках» (ТГУ, Тамбов, 2002), международной научно-технической конференции «Проблемы современного энергомашиностроения» (УГАТУ, Уфа, 2002), Международной 'конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (СГАУ, Самара, 2003), IV Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2003» (СПГТТУ, Санкт-Петербург, 2003), V Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (УлГУ, Ульяновск, 2003), Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы современного энергомашиностроения» (УГАТУ, Уфа, 2004).

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 24 печатных работах, в том числе 1 учебно-методическое пособие с грифом УМО ВУЗов РФ по образованию в области АРК, 1 практикум, раздел в монографии, 9 статей, включая три в рецензируемых журналах (Известия вузов. Авиационная техника, Вестник УГАТУ, Информационные технологии), 10 тезисов докладов, 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из 208 страниц машинописного текста, включающего в себя введение, четыре главы, заключение, 125 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 150 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследований, формулируются цели и задачи исследования, обсуждается новизна и практическая значимость выносимых на защиту результатов.

В первой главе проведен анализ использования моделей ГТД на этапах проектирования, доводки и при контроле технического состояния в эксплуатации двигателей. Рассмотрены существующие программные продукты для моделирования газотурбинных двигателей. Показана необходимость

изменения моделей структурных элементов, содержания и структуры моделей ГТД на разных этапах (процедурах, операциях) в рамках жизненного цикла двигателя. Рассмотрены работы JI.H. Дружинина, Л.И. Швеца, O.K. Югова, О.Д. Селиванова, C.B. Румянцева, В.А. Сгилевского, Р.И. Адгамова, В.О.Боровика, Р.К. Чуяна, А.Я. Черкеза, И.И. Онищика, В.А. Овсянникова, Е.М. Тарана, В.Б. Рутовского, A.M. Ахмедзянова, Х.С.Гумерова, А.С.Гишварова, И.А. Кривошеева, В.П. Алаторцева, А.П. Тунакова,

A.Б.Голланда, С.А. Морозова, В.Г. Маслова, В.В. Кулагина, В.А. Григорьева,

B.C. Кузьмичева, J. Kurzke, Б.М. Аронова, Б.В. Шатрова, С.М. Егера, О.С.Самойловича, И.П. Норенкова, Ю.Х. Вермишева, А.Н. Хусточки, М.Грувера, Э. Зимерса, Г.Шпура, Ф-Л. Краузе, Дж. Аллана, посвященные методологии моделирования ГТД при проектировании и доводке, в том числе вопросам идентификации математических моделей.

Предложено усовершенствовать процесс формирования и использования модели двигателя на разных этапах проектирования, доводки и в эксплуатации, в том числе при недостатке проектной и экспериментальной информации на основе имитационного сетевого моделирования, последовательного изменения структуры модели и поэтапного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности.

Во второй главе проведено обоснование разработки сетевой имитационной модели авиационного ГТД. Описан предложенный автором способ сетевого представления связи параметров в модели, характеризующий степень влияния параметров друг на друга. При этом внутренний алгоритм модели структурного элемента (СЭ) в составе системы моделирования и модель ГТД в целом изображаются сетью, где каждому узлу соответствует рекуррентный оператор вида: у:= Р[у, ср(х)]; где q>(x) - функция воздействия фактора х на выходную величину у (рис. 1 ).

Показано, как использование методов сетевого имитационного моделирования позволяет повысить эффективность проектирования и доводки авиационного ГТД. Рассматривается сетевая модель двигателя, реализованная в среде системы имитационного моделирования. На этой основе проведено структурирование параметров элементов ГТД, описаны метод и условия перехода от параметрической к структурной идентификации модели ГТД.

Показано, что когда имеются экспериментальные данные по объекту в составе разных сборок (где физически заменяется один СЭ другим или производились другие структурные изменения), эти данные могут быть использованы:

- для идентификации моделей именно этих СЭ;

- для идентификации параметров X в моделях с разными СЭ, тех,, которые у них совпадают (что определяется с помощью сетевого представления).

Если в эксперименте замер параметров Y (выходных) и X f (входных режимных) не полный (т.е. экспериментальные точки — характеризующие состояние модели и объекта в пространстве параметров модели определены не

полностью), то структура модели "подгоняется" под эксперимент - в ней выделяется «наиболее окрашенная» часть (фрагмент) - с использованием сетевого представления - для которой У и ХР полностью определены (выделяется модель У = /^(^0).

Ргг Ое)

отОч)

гтд

Р2 г

р1

Тчг

ТЬт

Ту?

Утур

4

Трс

6)

Рис. 1. а - Фрагмент сетевого (скалярного) представления внутренней связи параметров в алгоритмах структурных элементов (модулей) системы моделирования; б - сетевое представление связей параметров в модели одновального ГТД (в векторном виде).

В работе предложена методика, которая позволяет усовершенствовать процесс идентификации модели двигателя, в том числе решать задачи при недостатке экспериментальной информации, путем последовательного изменения в процессе идентификации структуры модели в соответствии с экспериментальной информацией и поэтапного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности, в т.ч. типовых обезразмеренных характеристик узлов (рис. 2).

Лни

'1ГГ)№«Г'ЛВ|Ц|

Рис. 2. ФЕБО-диаграмма последовательного добавления в модель узлов' двигателя по мере идентификации их характеристик

Предложены оригинальные методы получения и использования типовых обезразмеренных характеристик узлов, в т.ч. расходной характеристики турбины на основе предложенного метода ее аппроксимации (рис. 3).

Рис. 3. Иллюстрация к предложенному методу кусочно-линейной аппроксимации, используемой для получения расходных характеристик турбин (при отсутствии экспериментальных характеристик)

Возможность представления, показанная на рис. 3, позволяет аппроксимировать расходную характеристику турбины

Ат /р'г ~ у гт) универсальной зависимостью:

и -т-Р , при я > ж ;

^СА СА' ^ 7 Ткр'

а СА { 2 } ! к-\х7

к +1

где А

ткр

-к

Ккр-{) + (-1ЙР-

к +1 *-1

к -1

1-

(я -1)

\ ГКр /

-к

Ккр + ('-ЙР-' •(*; -о

,при 1 <я < я\ ; ' г г ТКР

О, при ж* =1;

где к*Ткр - значение я*т, вьппе которого пропускная способность остается

неизменной, т.к. в С А достигается 2-й критический режим {л*Ткр -

- площадь узкого сечения («горло») соплового аппарата первой ступени турбины (или каскада), кт - степень понижения давления, к - показатель адиабаты газа, протекающего через турбину, [±сл - значения коэффициента расхода СА.

Это позволяет по ограниченной информации (например, по Р^ и по одной «точке» {Ат, ж*т} на одном из режимов, например, на расчетном) получить

необходимую при идентификации зависимость для Ат = /(л-*) .

Для других узлов предложен способ безразмерного параметризованного представления типовых характеристик и определена их номенклатура, необходимая и достаточная для проведения идентификации. Разработан алгоритм получения при идентификации характеристик узлов ГТД на основе анализа поведения параметров «образмеривания» характеристик, взятых априори (среднестатистических, по прототипу или аналогу).

Предложен итерационный способ получения и выбора (на основе оригинальной трактовки принципа наибольшего правдоподобия) единственного решения задачи идентификации при недостатке экспериментальных данных.

Исследованы варианты применения информации по различным сборкам ГТД при идентификации его модели. Проведен анализ степени адекватности и учета в модели погрешностей используемых данных и допусков, накладываемых на значения проектных параметров.

В третьей главе описаны разработанные средства, обеспечивающие возможности учета погрешностей и допусков, накладываемых на значения параметров имитационной модели ГТД в различных проектно-доводочных ситуациях. Для этого модифицирована система имитационного моделирования и разработана версия ОУЮ\уб путем введения блоков дополнительных операторов расчета коэффициентов влияния и взаимной связи среднеквадратических отклонений параметров в алгоритмах модулей (рис. 4а). Описаны результаты разработки системы моделирования ОУЮми, обеспечивающей идентификацию модели ГТД на основе многорежимных (и полученных в составе разных сборок) экспериментальных данных. Для этого все режимные (потоковые, входные, выходные) параметры, включая ПЗР (параметр, задающий режим, который может быть различным) в системе преобразованы в массивы с аргументом - номер режима (и сборки).

На рис. 46 приведен пример соответствующего преобразования информационных потоков модуля "Камера сгорания". Приведены безразмерные параметризованные характеристики узлов, представленные оригинальным образом для обеспечения возможности идентификации моделей ГТД при недостатке экспериментальных данных.

Среди скмдрггичсс кие отклонения вмходних парам строе

Огфеделенне коэффициентов влияния

Основной алгоритм модуля

А

ГАЗвх(Ь, Р, а, а Т, о Ь, о Р, ста, <т в. о Т)

У Р^- ос?. 5кс, Ег. Ч'г, р,, Р,, к Х2. <3, С,. Т2, о Ьз, п Р2, а а2. о Бко а Ег. с а

, <уХ.2, а Ог, а в,, а Т2)

ГАЗкых (Ь, Р, а. в, Т, аЬ а Р ста а в, стТ)

X (Бщ;. Ег А,Л;. У^Тз.СТ Бкс, а Ег-п X, а Х2, а аТ2)

а) б)

Рис. 4. а - структура алгоритма элемента (модуля) в системе имитационного структурного моделирования типа ОУТС\у$; б -результаты модификации информационных потоков модуля "Камера сгорания"

Показана эффективность решения задач идентификации, проектирования и управления доводкой с использованием сетевых имитационных моделей. Объектный подход (в отличие от процедурного) делает систему моделирования инвариантной по отношению к реальной проектно-доводочной ситуации При таком подходе любой параметр модели может оказаться заданным или подбираемым (искомым), в том числе по нему может быть задана либо отыскиваться погрешность или допуск, в зависимости от проектно-доводочной ситуации, от того, где используется модель, откуда в нее поступают данные. * Если из эксперимента (задача идентификации) - то по ним обычно есть информация о погрешностях Если на этапе проектирования - проектировщик задает и подбирает доверительные интервалы (погрешности, допуски) «

В соответствии с этим, в результате модификации, с использованием МетаСАПР САМСТО, алгоритмы модулей «Входное устройство», «Камера сгорания», «Компрессор», «Турбина», «Сопло», «Начальные условия» в системе БУК^у массивы входных и выходных параметров, а также входного и выходного газодинамического потока дополнены соответствующими величинами погрешностей. Это позволяет управлять (подбирать, варьировать при параметрическом синтезе) не только номинальными значениями параметров, но и характеристиками их вероятностного распределения (дисперсия, доверительный интервал).

В четвертой главе представлена реализация разработанной методики решения задач идентификации моделей газотурбинных двигателей с помощью системы имитационного моделирования DVTGw, созданной в НИЛ САПР-Д УГАТУ с участием автора. При апробации методики использованы результаты испытаний конкретного экземпляра газогенератора (ГТ) для газотурбинного привода (ГШ) энергоустановки ГТЭ-10/95 (на базе авиационного двигателя Р95Ш), предоставленных ФГУП "Hi111 "Мотор". Последовательно проведена идентификация "в точке", идентификация по серии измерений на разных режимах и идентификация с учетом точности измерений и погрешностей дополнительно привлекаемых данных. При этом, с помощью полученных поправочных функций для параметров «образмеривания» априорно взятых обезразмеренных среднестатистических характеристик для данного типа двигателя, получены индивидуальные характеристики компрессоров (рис. 5), а также линии рабочих режимов для турбин на основе предложенного метода (рис. 6). Это позволило выявить индивидуальные характеристики узлов -входного устройства, КПД, КВД, ТВД, ТНД, камеры сгорания и реактивного сопла, а также двигателя в целом.

Рис. 5. Полученные в результате идентификации индивидуальные характеристики КНД и КВД

Сопоставлены исходные модели двигателя до проведения идентификации в системе ЭУКЪу с результатами моделирования по уже идентифицированной (в НПП «Мотор») модели в системе ГРАД и с результатами испытаний (рис. 7) ГШ. Сравнение результатов свидетельствует об эффективности предложенного метода идентификации. Показаны возможности параметрической и структурной идентификации, рассмотрены перспективы развития предложенной методики.

3 2.8 2.6 2,4 2,2 2 1.8 1.8 1.4

-3* к6

-т\

1,8 2 2,2 2,4 2,8 2,8 3 3,2 «; Рис. 6. Линия рабочих режимов на характеристике турбины

а) полученная с использованием предложенного метода;

б) полученная при идентификации модели в среде ОУТСлу

р*

700

600

500

400

У

• ъи 15*4 ^У/

1

».р*

60 О*

жг/с 50

30

1

60

75

85 п.

ао

0/32 0,013 0,018 0,017 0,016 0,015 0,014 0,013 0,012 0,011

1

0.9 0,8 0,7 0.6 0,5 0.4 0,3 0,2

Чт

9т„ J

< ^

70

75

/Г

р,

Р4

т'

70

75

85 П]

1пРпи'

Рис. 7. Сопоставление модели (после идентификации) с результатами испытаний ГТД: 1- результаты эксперимента; 2 - результаты, полученные по модели с априорными характеристиками узлов; 3 - результаты, полученные по модели после уточнения характеристик КВД, КС, РС, 4 - результаты, полученные по модели после уточнения характеристик КВД, КНД, КС, РС.

Основные результаты и выводы

1. Разработана методика поэтапного формирования моделей авиационных ГТД путем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры на основе получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности, которая позволяет получать индивидуальные модели требуемой степени адекватности, использовать их при проектировании, доводке, контроле технического состояния в эксплуатации.

2. Для решения задач при недостатке проектной и экспериментальной информации в разработанной методике идентификации предложены

• способ представления параметризованных характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм получения характеристик турбины (и ее каскадов) на основе предложенного метода ее аппроксимации;

• алгоритм получения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа изменения на разных режимах параметров «образмеривания» априорно взятых (по прототипу, аналогу) характеристик

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе принципа наибольшего правдоподобия

3. Предложена САБЕ-технология формализованного представления взаимосвязи параметров в моделях структурных элементов и в модели ГТД в целом, которая позволяет анализировать корректность проектных и идентификационных задач, определять последовательность идентификации, выделяя фрагменты с наименьшей неопределенностью; учитывать при проектировании и доводке ГТД характер взаимного влияния параметров

4. Разработаны системы моделирования для термогазодинамического анализа рабочих процессов ГТД, имеющие модульный принцип, позволяющие-

• решать задачи идентификации при проектировании, доводке и эксплуатации с использованием имитационных моделей;

• решать задачи идентификации имитационных сетевых моделей ГТД с учетом погрешностей экспериментальных данных (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений),

• решать проектно-доводочные задачи с учетом допусков, накладываемых на параметры, степени достоверности входных данных и погрешности результатов моделирования

5. Разработаны методы и средства, позволяющие формировать и эффективно использовать на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующие имитационные сетевые модели и за счет этого сократить издержки и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

6. Апробация разработанной методики произведена путем идентификации модели конкретного экземпляра газогенератора газотурбинного

привода ГТЭ-10/95 (на основе двигателя Р95ИГ) по результатам его испытаний на разных режимах, в составе разных сборок.

7. На основе полученных результатов и анализа эффективности разработанной методики сформулированы практические рекомендации по ее применению в различных проектно-доводочных ситуациях.

8. Результаты апробации предложенных методик и алгоритмов внедрены в ФГУП "НЛП "Мотор", а также в учебном процессе УГАТУ и СГАУ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ахмедзянов АМ., Иванова О.Н, Математические модели ГТД в компьютерной среде // Материалы всероссийской молодежной

научной конференции «Туполевские чтения». - Казань' КГТУ, 2000. - С. 63.

2 Кривошеев И.А, Иванова О Н Численные методы, используемые решателем, и их влияние на адекватность моделирования ГТД в компьютерных средах // Гражданская авиация на рубеже веков: Материалы международной научно-технической конференции. - Москва МГТУГА, 2001.-С 24.

3. Кривошеев И А., Иванова О Н Влияние учета различных факторов на адекватность моделирования ГТД в компьютерных средах // Сб. трудов международной научно-технической конференции, посвященной памяти Н.Д Кузнецова. - Самара: СРКА, 2001 - С 23-27

4. Кривошеев И.А, Иванова О.Н Разработка механизма управления адекватностью моделей на различных стадиях проектирования ГТД // Интеллектуальные системы управления и обработки информации. Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции - Уфа. УГАТУ, 2001.-С. 75.

5 Кривошеев И.А., Иванова О Н Учет точности параметров сетевой имитационной модели ГТД в различных проектно-доводочных ситуациях // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2002 Материалы международной научно-технической конференции - Пермь ПГТУ, 2002 - С 144.

6. Кривошеев И А, Иванова О.Н Выявление связи погрешностей модулей (выходных параметров) сетевой имитационной модели ГТД с погрешностями задания входных данных // Автоматизация и информационные технологии" Материалы международной научно-технической конференции. -Набережные Челны: КПИ, 2002 -С. 139-140

7. Кривошеев И.А., Иванова О Н Сравнительный анализ методов, используемых решателем системы имитационного сетевого моделирования различных АД в различных проектно-доводочных ситуациях // Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках' Сборник трудов Четвертой Всероссийской Интернет-конференции - Тамбов- ТГУ, 2002. -С. 122-125.

8. Кривошеев И.А., Иванова О Н Математические модели в динамике на различных этапах разработки ГТД // Проблемы современного

энергомашиностроения: Материалы международной научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 2002. - С. 132.

9. Иванова ОН., Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А. Моделирование динамических процессов в сложных системах. - Уфа: УГАТУ, 2003. - С. 46-50.

Ю.Ахмедзянов Д.А., Горюнов И.М., Кривошеев И.А., Гумеров Х.С., Кожинов Д.Г., Иванова О.Н. Термогазодинамический анализ рабочих процессов ГТД в компьютерной среде DVIGw.: Учебное пособие, Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа, 2003. - 162 с.

11. Ахмедзянов ДА., Кривошеев И. А., Иванова О.Н. Сетевое представление учета взаимного влияния параметров и их погрешностей при имитационном моделировании работы авиационных двигателей // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Сборник трудов международной научно-технической конференции. - Самара: СГАУ, 2003. - С. 19-24.

12. Ахмедзянов Д.А., Кривошеев И. А., Иванова О.Н. Динамика развития и использования математических моделей на различных этапах разработки ГТД // Известия вузов. Авиационная техника. 2003. № 3. - С. 71-73.

13.Ахмедзянов Д.А., Кривошеев И.А., Иванова О.Н. Особенности моделирования авиационных ГТД с использованием сетевых имитационных моделей // Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов: Сб. трудов V международной конференции. - Ульяновск: УлГУ, 2003. - С. 101-103.

Н.Иванова О.Н. Контроль и управление адекватностью моделирования на различных этапах проектирования и доводки двигателей // Компьютерное моделирование 2003: Труды IV международной научно-технической конференции. - Санкт-Петербург: «Нестор», 2003. - С. 281-284.

15.Ахмедзянов Д.А., Горюнов И.М., Кривошеев И.А., Гумеров Х.С., Кожинов Д.Г., Иванова О.Н. «Система термогазодинамического моделирования газотурбинных двигателей (DVIGw)» // Программа для ЭВМ № 2004610624 от 04.03.2004 РОСПАТЕНТ, Москва, 2004.

16.Иванова О.Н. Повышение эффективности идентификации имитационной модели по результатам испытаний // Проблемы современного машиностроения: Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 2004. - С. 22.

17. Иванова О.Н. Моделирование характеристик турбин // Проблемы современного машиностроения- Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 2004. - С. 21.

18.Кривошеев И. А., Иванова О.Н. «Система моделирования газотурбинных двигателей для решения проектно-доводочных задач с учетом погрешности данных (DVIGws)» // Программа для ЭВМ № 2004610473 от 18.02.2004 РОСПАТЕНТ, Москва, 2004.

19.Кривошеев И.А., Кожинов Д.Г., Иванова О.Н. Решение задач идентификации, проектирования и управления с использованием сетевых имитационных моделей // Труды международной научно-технической

конференции по обратным задачам. - Москва Изд-во, 2004 - С 75-80 (опубл. на англ. языке).

20.Кривошеев И А, Кожинов Д.Г., Горюнов ИМ, Ахмедзянов ДА., Харитонов В.Ф., Иванова О.Н Методы и средства системной разработки сложных объектов на основе имитационного сетевого моделирования и технологии МЕТАСАПР // Приложение к журналу "Информационные технологии". №4. 2005. - С 1-31.

21.Кривошеев И А, Горюнов ИМ., Иванова ОН Методология формирования и использования в процессе ЖЦ изделия имитационных сетевых моделей II Инфомационные технологии в науке, образовании и промышленности: Материалы междун НТК, т 1 - Архангельск: Соломбальская типография, 2005. - С. 17-21

22.Кривошеев И.А., Иванова О Н., Горюнов И М Использование средств имитационного сетевого моделирования ГТД на этапе идентификации моделей по результатам испытаний//Вестник УГАТУ Т. 6 № 1 (12) 2005 - С 65-75

23.Гумеров Х.С., Иванова О Н Моделирование работы элементов авиационных ГТД в системе DVIGw Практикум по курсу "Теория, расчет и проектирование АД и ЭУ" / Уфимск ун-т - Уфа, 2005. - 74с

Диссертант

Иванова О Н

Иванова Ольга Николаевна

МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ГТД НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ДОВОДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность: 05.07.05 - «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 22.12.2005. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт. 1,0. Уч. -изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 568

Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул.К.Маркса, 12

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ И

ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ. ц

ГЛАВА 1. Анализ методов формирования и использования моделей газотурбинного двигателя на разных этапах его жизненного цикла.

1.1 .Актуальность проблемы повышения эффективности проектирования, доводки и эксплуатации газотурбинных двигателей. 24 1.2. Анализ компьютерных сред для моделирования газотурбинных двигателей.

Щ 1.3.Состояние проблемы адекватности и продуктивности моделей, используемых на различных этапах проектирования газотурбинного двигателя.

1.4. Обзор работ в области методологии формирования и использования моделей на различных этапах проектирования ГТД.

1.5.Описание существующих методов идентификации моделей авиационного газотурбинного двигателя.

1.6.Цель и задачи исследования.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Разработка метода формирования и использования на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующих имитационных сетевых моделей.

2.1.Согласование структуры и содержания моделей с этапами процедурами, операциями) на стадиях разработки и эксплуатации газотурбинного двигателя.

2.2. Сетевое представление внутренней структуры алгоритмов моделей СЭ.

2.3.Методика последовательного сужения области поиска решения ф за счет учета и повышения достоверности исходных данных и идентификации моделей при проектировании, изготовлении, испытаниях, доводке и эксплуатации газотурбинного двигателя.

2.4.Методика идентификации имитационной модели газотурбинного двигателя, его узлов и других элементов.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Разработка средств для формирования и использования на каждом этапе жизненного цикла газотурбинного двигателя соответствующих имитационных сетевых моделей.

3.1. Разработка методов и средств учета при моделировании и идентификации моделей погрешностей и допустимых отклонений параметров - проектных, экспериментальных значений (разработка \ системы DVIGws).Ill

3.2. Модификация структурных элементов (модулей) системы имитационного моделирования DVIGws.

3.3.Анализ эффективности численных методов, используемых решателем системы моделирования.

3.4.Разработка методов и средств согласования локальных измерений со среднеинтегральными параметрами моделей разной размерности.

3.5.Разработка методики решения проектно-доводочных задач с использованием сетевых имитационных моделей (в системах DVIGw и DVIGws).

3.6.Разработка методов и средств идентификации сетевых Ф имитационных моделей ГТД, их узлов и других элементов по результатам испытаний на разных режимах и в составе разных сборок (разработка D VIG wi).

3.7. Представление характеристик узлов в безразмерном виде.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Апробация разработанных методов и средств при (Ц идентификации модели конкретного экземпляра ГГ для ГТП-10/

ГТЭ-10/95 (на базе ГТД Р95Ш), его характеристик, характеристик узлов по результатам испытаний.

4.1 .Исходная информация о структуре, геометрии, проектных и

Щ "заводских" характеристиках объекта.

4.2.Серии испытаний (в составе разных сборок) конкретного экземпляра ГГ для ГТП-10/95 ГТЭ-10/95 (на базе двигателя Р95Ш).

4.3.Экспериментальная информация, полученная в серии испытаний разных сборок конкретного экземпляра ГГ для ГТП-10/95 ГТЭ-10/95 (на базе двигателя Р95Ш).

4.4.Проектные "заводские" характеристики серийного Р95Ш и его уз лов.

4.5.Формирование модели ГГ для ГТП-10/95 (на базе двигателя Р95Ш) соответствующей структуре имеющейся информации.

4.6.Идентификация модели конкретного экземпляра ГТ для ГТП-10/95 (на базе двигателя Р95Ш) средствами базовой версии DVIGw.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы

В процессе развития газотурбинных двигателей (ГТД) улучшаются их характеристики, увеличивается тяга, снижается удельный расход топлива и уменьшается масса двигателя, за счет совершенствования рабочих процессов, оптимизации термодинамических, газодинамических и конструктивных параметров. Повышаются эксплуатационные свойства ГТД: сокращается продолжительность запуска, сокращается время приемистости при одновременном повышении устойчивости работы двигателя и его надежности. Эксплуатационные свойства (запуск, приемистость, устойчивость и т.п.) и реальные характеристики двигателя (конкретного экземпляра - дроссельные, высотные, скоростные и т.п.) могут существенно отличаться от номинальных (проектных или " заводских") характеристик и свойств, определенных для стандартных условий - из-за технологических погрешностей, накопления дефектов в эксплуатации, расширения границ применения силовых установок как по высоте и скорости полета, так и по условиям эксплуатации (атмосферные осадки, температура воздуха атмосферы, порывы ветра и т.п.). Недостаток сведений о взаимном влиянии элементов силовой установки друг на друга, влиянии на характеристики и свойства ГТД работы двигателя в системе силовой установки, а также о влиянии внешних атмосферных условий и режимов полета на характеристики отдельных элементов и двигателя в целом, приводит к трудностям в определении реальных характеристик и эксплуатационных свойств ГТД на стадии их разработки. Отличие фактических характеристик элементов от использованных при проектировании вызывает необходимость доводки двигателя на стадии разработки и отладки при серийном производстве и эксплуатации.

Рост высот и скоростей полета летательных аппаратов (JLA), повышение требований к эксплуатационным характеристикам и надежности силовых установок приводят значительному увеличению объема исследований ГТД и их элементов в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным.

Известно, что от выбора методов исследования зависит качество и надежность экспериментальных данных. Поэтому в настоящее время особое внимание уделяется совершенствованию методов экспериментального исследования характеристик ГТД и их элементов в системе двигателя и силовой установки на наземных и на высотных стендах. Актуальны вопросы точности оценок характеристик ГТД в серийном производстве двигателей, которые требуют более глубокого изучения влияния изменения атмосферных условий и внутренней аэродинамики стендов для наземных испытаний на характеристики ГТД, для повышения стабильности характеристик ГТД и ЛА.

Повысить эффективность эксперимента позволяет использование математических моделей, в которых в полной мере учитываются известные связи между параметрами двигателя и используются близкие к реальным характеристики элементов ГТД. Целью многих экспериментальных и расчетных исследований, проводимых рядом авторов и коллективов, являются создание математических моделей ГТД, которые описывают с высокой точностью все возможные в эксплуатации режимы работы двигателя, и идентификация математических моделей по результатам испытаний.

В соответствии с концепцией информационной поддержки изделия (ИПИ/CALS) на протяжении всего жизненного цикла изделия (от начала проектирования ГТД до его сдачи в серийное производство и далее в «эксплуатации) его сопровождает непрерывно развивающаяся вместе с ним математическая модель. Для поддержания целостности единого информационного пространства (ЕИП) в процессе доводки и эксплуатации ГТД необходимо согласовывать модели разного уровня между собой, в том числе идентифицировать модели, для того, чтобы математическая модель двигателя была адекватна реальному объекту. Оценка степени и области адекватности модели проводится по результатам испытаний двигателя с использованием различных методов (например, специального метода согласования математической модели с результатами эксперимента, разработанного Литвиновым Ю.А., Боровиком В.О. и т.д.).

Эффективность проектирования, доводки, отладки ГТД, контроля его технического состояния в эксплуатации определяется степенью адекватности используемых на этих этапах моделей. При этом различают среднестатистические модели конкретного типа двигателей и индивидуальные математические модели конкретного экземпляра. Формирование таких моделей и контроль изменения их параметров в процессе жизненного цикла конкретного экземпляра двигателя производится с использованием методов идентификации по ограниченному набору экспериментальных данных.

В разработанной с участием автора имитационной сетевой математической модели ГТД используются характеристики элементов, полученные экспериментальным или расчетным методом, на основе ранее установленных обобщенных фундаментальных зависимостей. Характеристики элементов известны с определенной точностью. С другой стороны, необходимо разработать инструмент и механизм, позволяющий учитывать и анализировать различие параметров двигателя, полученных экспериментально (на разных режимах испытаний) и их расчетных значений (полученных по математической модели), зависящих от погрешностей систем измерений, количества датчиков, установленных в контрольных сечениях двигателя, степени неравномерности потока в этих сечениях, а также от числа измерений на конкретном режиме. Все это определяет эффективность идентификации модели авиационного ГТД и ее использования при доводке, отладке и контроле технического состояния.

Основной проблемой идентификации моделей на этапе доводки и в эксплуатации ГТД является недостаток экспериментальных данных. В данной работе эта проблема решена путем разработки методов и средств, позволяющих повысить эффективность процесса идентификации имитационной сетевой модели. Апробация и уточнение разработанной методики проведены на основе предоставленных ФГУП "HI111 "Мотор" (г. Уфа) экспериментальных данных испытаний газотурбинного привода энергоустановки ГТЭ-10/95, созданной на базе отечественного двигателя Р95Ш.

Проведенный анализ показал, что в авиадвигателестроении существуют проблемы, связанные с:

• сложностью построения адекватных математических моделей, недостаточной глубиной познания и описания рабочего процесса двигателя;

• необходимостью совершенствования методов и повышения точности расчета параметров и характеристик при проектировании и доводке ГТД;

• потребностью взаимной идентификации в процессе жизненного цикла ГТД математических модёлей разного уровня, в том числе по результатам испытаний и контроля параметров двигателя в эксплуатации.

Целью работы является повышение эффективности формирования и использования моделей ГТД на различных этапах проектирования, доводки и эксплуатации. Это позволяет сократить издержки эксплуатации и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

Данная цель обеспечивается за счет решения следующих задач:

1. Разработка методики формирования и использования на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующих имитационных сетевых моделей.

2. Разработка методов и средств идентификации сетевых имитационных моделей ГТД и их узлов по результатам испытаний и контроля параметров двигателя в эксплуатации.

3. Разработка методов и средств учета при моделировании и идентификации погрешностей и допусков, накладываемых на значения параметров (проектные или экспериментальные), согласования локальных измерений со среднеинтегральными параметрами модели.

4. Разработка метода последовательного сужения доверительных интервалов (области поиска решения), учета достоверности исходных данных и результатов моделирования при проектировании и доводке ГТД.

5. Апробация разработанных методов и средств путем определения характеристик конкретного экземпляра ГТД и его узлов на основе экспериментальных данных.

Методы исследования методы математического моделирования, системного анализа и объектного подхода при моделировании сложных процессов и изделий, оптимизации и нелинейного математического программирования, теории авиационных двигателей, теории вероятностей и математической статистики, общей теории проектирования систем, численные методы и теория дифференциальных уравнений, теория алгоритмов, теория автоматического управления.

Научная новизна результатов

Новыми научными результатами работы являются:

1. Разработанная методика поэтапного формирования моделей авиационных ГТД путем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры на основе получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности. Методика позволяет решать задачи при недостатке проектной и экспериментальной информации, при этом оригинальными являются:

• способ представления типовых параметризованных характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм получения расходной характеристик турбины (и ее каскадов) на основе предложенной методики;

• алгоритм получения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа изменения на разных режимах параметров образмеривания» априорно взятых обезразмеренных характеристик (типовых, среднестатистических для данного двигателя, по прототипу, аналогу);

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе оригинальной трактовки принципа наибольшего правдоподобия.

2. Предложенная CASE-технология сетевого представления взаимосвязи параметров в моделях структурных элементов и в модели ГТД в целом, которая позволяет:

• анализировать корректность проектных и идентификационных задач, определять последовательность идентификации, выделяя фрагменты сети с наименьшей неопределенностью;

• учитывать при проектировании и доводке ГТД характер взаимного влияния параметров.

1. Разработанные системы моделирования ГТД (свидетельства Роспатента о регистрации № 2004610473 от 18.02.2004, № 2004610624 от 04.03.2004), обеспечивающие:

• возможность идентификации моделей по результатам многорежимного эксперимента и испытаний в составе разных сборок;

• проведение идентификации по результатам эксперимента с учетом точности произведенных измерений (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений);

• проектирование с учетом погрешностей исходных данных, назначаемых допусков на значения проектных параметров.

Практическая ценность результатов

1. Разработанные методы и средства позволяют формировать и эффективно использовать на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующие имитационные сетевые модели и за счет этого сократить издержки и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

2. Предложенная технология формирования и идентификации имитационных сетевых моделей ГТД путем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры модели с учетом получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности позволяет решать задачи при недостатке проектной и экспериментальной информации.

3. Разработанная система моделирования газотурбинных двигателей DVIGws позволяет:

• решать задачи идентификации при проектировании, доводке и эксплуатации с использованием имитационных моделей;

• решать задачи идентификации имитационных сетевых моделей ГТД с учетом погрешностей экспериментальных данных (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений) и степени достоверности дополнительно привлекаемой информации;

• решать проектно-доводочные задачи с учетом допусков, накладываемых на параметры, степени достоверности входных данных и погрешности результатов моделирования;

• оценивать погрешность характеристик в полученных расчетных точках, оценить степень и область адекватности характеристик.

4. На основе полученных результатов и анализа эффективности разработанной методики сформулированы практические рекомендации по ее применению в различных проектно-доводочных ситуациях и при контроле состояния двигателя в эксплуатации.

Новизна и перспективность предложенных методик и алгоритмов подтверждается актом их внедрения в ФГУП "НПП "Мотор", а также актами использования полученных результатов в учебном процессе Уфимского государственного авиационного технического университета и Самарском государственном аэрокосмическом университете.

На защиту выносятся результаты, получепные лично соискателем:

1. Методика, позволяющая усовершенствовать процесс идентификации имитационной сетевой модели двигателя, его узлов и включающая:

• алгоритм получения характеристики турбины на основе предложенного метода ее аппроксимации;

• способ представления обезразмеренных параметризованных типовых характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм уточнения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа поведения параметров образмеривания априорно взятых обезразмеренных характеристик (типовых, среднестатистических для данного двигателя, по прототипу, аналогу);

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе оригинальной трактовки принципа наибольшего правдоподобия.

2. Алгоритм решения задачи идентификации в некорректной ситуации (при недостатке экспериментальной информации), путем последовательного изменения в процессе идентификации структуры модели и привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности.

3. Система моделирования DVIGws, позволяющая учитывать погрешности и допуски, назначаемые для значений проектных параметров.

4. Результаты применения разработанных методов ц средств при определении характеристик конкретного экземпляра ГТД и его узлов на основе экспериментальных данных.

Апробация работы и публикации

Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на рубеже веков» (МГТУГА, Москва, 2001), Международной научно-технической конференции посвященной памяти Кузнецова (СГАУ, Самара, 2001), Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (УГАТУ, Уфа, 2001), международной научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2002» (ПГТУ, Пермь, 2002), межвузовской научно-практической конференции «Автоматизация и информационные технологии» (КПГИ, Набережные Челны, 2002), Четвертой Всероссийской Интернет-конференции «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках» (ТГУ, Тамбов, 2002), международной научно-технической конференции «Проблемы современного энергомашиностроения» (УГАТУ, Уфа, 2002), Международной конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (СГАУ, Самара, 2003), IV Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2003» (СПГПУ, Санкт-Петербург, 2003), V Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (УлГУ, Ульяновск, 2003), Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы современного энергомашиностроения» (УГАТУ, Уфа, 2004).

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 24 печатных работах, в том числе 1 учебно-методическое пособие с грифом УМО ВУЗов РФ по образованию в области АРК, 1 практикум, раздел в монографии, 9 статей, включая три в рецензируемых журналах (Известия вузов. Авиационная техника, Вестник УГАТУ, Информационные технологии), 10 тезисов докладов, 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из 208 страниц машинописного текста, включающего в себя введение, четыре главы, заключение, 125 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 150 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ использования моделей ГТД на этапах проектирования, доводки и при контроле технического состояния в эксплуатации двигателей. Показана необходимость повышения эффективности идентификации моделей на всех этих этапах. Рассматриваются существующие системы моделирования GASTURB (Германия), GECAT (США), JGTS (США), ГРАД

Россия). Анализируются адекватность математических моделей и статистические методы проверки адекватности, существующие модели организации процесса идентификации авиационного ГТД, применяемые в них методы. В результате предложено усовершенствовать процесс формирования и использования модели двигателя на разных этапах проектирования, доводки и в эксплуатации, в том числе при недостатке проектной и экспериментальной информации, путем использования средств имитационного сетевого моделирования, последовательного изменения структуры модели и поэтапного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности.

Обосновывается актуальность решения этой проблемы, необходимость создания универсального способа формирования имитационных сетевых моделей, методов их использования и идентификации. Соответственно формулируются цели и задачи исследования.

Во второй главе проведено обоснование разработки сетевой имитационной модели авиационного ГТД. Показано, что имитационные модели - наиболее эффективный метод исследования и решения сложных проектно-доводочных задач, проведения разнообразных компьютерных экспериментов, организованных по образу и подобию стендовых испытаний. Перечислены преимущества имитационных методов.

Подробно описан предложенный способ сетевого представления связи параметров в моделях структурных элементов (СЭ) и в модели ГТД в целом.

Показано, как с использованием методов сетевого имитационного моделирования обеспечивается идентификация модели авиационного ГТД.

Разработана методика, которая позволяет усовершенствовать процесс идентификации модели двигателя, в том числе решать задачи при недостатке экспериментальной информации, путем последовательного изменения в процессе идентификации структуры модели и поэтапного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности. Методика включает способ безразмерного параметризованного представления характеристик узлов, получение характеристики турбины на основе обнаруженной универсальной закономерности, а также алгоритм получения характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа поведения параметров "образмеривания" характеристик, взятых априори (среднестатистических, по прототипу или аналогу). Предложен итерационный способ получения и выбора (на основе принципа максимального правдоподобия) единственного решения задачи идентификации при недостатке экспериментальных данных.

Исследованы варианты применения информации по различным сборкам при идентификации. Проведен анализ степени адекватности и учета в модели погрешностей используемых данных и допусков, накладываемых на значения параметров.

В третьей главе описаны разработанные средства, обеспечивающие возможности учета погрешностей и допусков, накладываемых на значения параметров имитационной модели ГТД в различных проектно-доводочных ситуациях. Для этого модифицирована система имитационного моделирования и разработана версия DVIGws путем введения блоков дополнительных операторов расчета коэффициентов влияния и взаимной связи среднеквадратических отклонений параметров в алгоритмах модулей. Приведен пример преобразования модуля "Входное устройство".

Описаны результаты разработки системы моделирования DVlGwi, обеспечивающей идентификацию модели ГТД на основе многорежимных (и полученных в составе разных сборок) экспериментальных данных. Для этого все режимные (потоковые, входные, выходные) параметры, включая ПЗР (параметр, задающий режим, который может быть различным),, в системе DVIGw преобразованы в массивы с аргументом - номер режима (и сборки).

Приведены безразмерные параметризованные характеристики узлов, представленные оригинальным образом для обеспечения возможности идентификации моделей ГТД при недостатке экспериментальных данных. Проведен анализ численных методов, используемых решателем системы моделирования для получения решений в различных проектно-доводочных ситуациях. Рассмотрено решение задач идентификации, проектирования, отладки, доводки и контроля технического состояния с использованием сетевых имитационных моделей.

В четвертой главе приведены результаты апробации разработанных методов и средств идентификации моделей газотурбинных двигателей, которая осуществлена с использованием данных по испытаниям конкретного экземпляра газогенератора (ГГ) для газотурбинного привода (ГТП) энергоустановки ГТЭ-95/10 (на базе авиационного двигателя Р95Ш), предоставленных ФГУП "НПП "Мотор". Приводятся и анализируются результаты идентификации модели конкретного экземпляра двигателя по данным испытаний, которая включала в себя идентификацию "в точке", идентификацию по серии измерений на разных режимах, в составе разных сборок и идентификацию с учетом точности измерений и погрешностей дополнительно привлекаемых данных.

Сопоставляются исходные модели двигателя для идентификации в системе DVIGw с результатами, полученными по идентифицированной в НПП «Мотор» модели в системе ГРАД, проводится анализ и сравнение моделей на разных этапах идентификации.

Показаны возможности параметрической и структурной идентификации (по результатам испытаний в составе разных сборок, путем изменения структуры моделей, номенклатуры параметров модели), а также перспективы развития предложенной методики.

История работы

Работа выполнена в НИЛ САПР-Д кафедры Авиационных двигателей УГАТУ, во взаимодействии с бригадой 1 ФГУП "НПП "Мотор". Автор выражает глубокую благодарность ведущему конструктору "НПП "Мотор" Магадееву А.Я и научным консультантам - коллегам по НИЛ САПР-Д кандидатам технических наук, доцентам кафедры АД Горюнову И.М., Ахмедзянову Д.А.

Основные результаты и выводы

1. Разработана методика поэтапного формирования моделей авиационных ГТД путем согласования структуры модели с номенклатурой проектных и экспериментальных данных, последовательного изменения структуры на основе получаемых результатов, упорядоченного привлечения дополнительной информации с учетом степени ее достоверности, которая позволяет получать индивидуальные модели требуемой степени адекватности, использовать их при проектировании, доводке, контроле технического состояния в эксплуатации.

2. Для решения задач при недостатке проектной и экспериментальной информации в разработанной методике идентификации предложены:

• способ представления параметризованных характеристик узлов и ГТД в целом;

• алгоритм получения характеристик турбины (и ее каскадов) на основе предложенного метода ее аппроксимации;

• алгоритм получения для конкретного изделия характеристик узлов и двигателя в целом на основе анализа изменения на разных режимах параметров «образмеривания» априорно взятых (по прототипу, аналогу) характеристик.

• итерационный способ получения и выбора единственного решения задачи идентификации на основе принципа наибольшего правдоподобия.

3. Предложена CASE-технология формализованного представления взаимосвязи параметров в моделях структурных элементов и в модели ГТД в целом, которая позволяет анализировать корректность проектных и идентификационных задач, определять последовательность идентификации, выделяя фрагменты с наименьшей неопределенностью; учитывать при проектировании и доводке ГТД характер взаимного влияния параметров.

4. Разработаны системы моделирования для термогазодинамического анализа рабочих процессов ГТД, имеющие модульный принцип, позволяющие:

• решать задачи идентификации при проектировании, доводке и эксплуатации с использованием имитационных моделей;

• решать задачи идентификации имитационных сетевых моделей ГТД с учетом погрешностей экспериментальных данных (на основе анализа каналов измерений, спектров разброса результатов измерений);

• решать проектно-доводочные задачи с учетом допусков, накладываемых на параметры, степени достоверности входных данных и погрешности результатов моделирования.

5. Разработаны методы и средства, позволяющие формировать и эффективно использовать на каждом этапе жизненного цикла ГТД соответствующие имитационные сетевые модели и за счет этого сократить издержки и повысить качество разработки авиационных двигателей и энергоустановок.

6. Апробация разработанной методики произведена путем идентификации модели конкретного экземпляра газогенератора газотурбинного привода ГТЭ-10/95 (на основе двигателя Р95Ш) по результатам его испытаний на разных режимах, в составе разных сборок.

7. На основе полученных результатов и анализа эффективности разработанной методики сформулированы практические рекомендации по ее применению в различных проектно-доводочных ситуациях.

8. Результаты апробации предложенных методик и алгоритмов внедрены в ФГУП "НЛП "Мотор", а также в учебном процессе УГАТУ и СГАУ.

193

Заключение

Разработанная методология формирования и использования на каждом этапе жизненного цикла соответствующих имитационных сетевых моделей позволяет повысить эффективность разработки и эксплуатации ГТД.

Использование разработанной методики позволило расширить возможности применения программного комплекса DVIGw для решения задач идентификации и получения индивидуальных моделей ГТД и их узлов, привлекая (при недостатке экспериментальных данных) дополнительную информацию, учитывать степень ее достоверности. В процессе получения характеристик узлов удалось выявить причины недостаточной адекватности моделей функциональных элементов ГТД и усовершенствовать их. Разработанный метод позволяет получать расходную характеристику турбины на основе предложенного метода ее аппроксимации. Предложенный алгоритм получения типовых обезразмеренных характеристик компрессора и турбины, камеры сгорания и сопла, использования их (либо априорно взятых характеристик - типовых, среднестатистических, по прототипу или аналогу ) для получения индивидуальных характеристик этих узлов на основе анализа параметров образмеривания отработан на примере компрессоров высокого и низкого давления, камеры сгорания и сопла ГГ для ГТП-10/95 энергоустановки на базе двигателя Р95Ш.

Разработанная в процессе работы версия программы DVIGws позволяет учитывать погрешность задаваемых и получаемых при моделировании данных. С ее помощью можно решать как обычные проектные задачи, учитывая при этом точность сетевой имитационной модели, так и вычислять, подбирать требуемую точность задания и расчета параметров для определенных условий в различных проектно-доводочных ситуациях.

Таким образом, работа позволила сформировать методику использования имитационных моделей на различных этапах жизненного цикла ГТД, в том числе на этапе идентификации моделей ГТД по результатам испытаний. Получаемые при этом индивидуальные имитационные модели узлов и ГТД в целом позволяют автоматизировать процессы доводки, отладки и диагностики состояния двигателя и его узлов (по тренду параметров образмеривания характеристик) в эксплуатации.

1. Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин. М.: "Машиностроение", 1979.-246 с.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука. Гл. редакция физ.- мат. лит., 1991. 600 с.

3. Автоматизация системного проектирования авиационных двигателей: Учебное пособие. / Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А.; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 2002. - 61 с.

4. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования: Учеб. пособие для втузов/ Н.М.Капустин., Г.Н.Васильев; Под ред. И.П.Норенкова М.: Высш. шк., 1986 - 191 с.

5. Адгамов Р.И., Боровик В.О., Дмитриев С.В. и др. Обработка и анализ информации при автоматизированных испытаниях ГТД. М.: Машиностроение. 1987. - 216 с.

6. Адгамов Р.И., Бикчактаев М.Х., Шершуков В.Д. Оптимизация автоматизированных стендов испытаний ГТД. М.: Машиностроение. 1974.- 104 с.

7. Аронов Б.М. О технологии автоматизированного проектирования конструкций деталей машин // Управляющие системы и машины. №1. 1985.- С. 29-34.

8. Ахмедзянов A.M. Исследование разброса характеристик ВРД и методы управления им: Автореф. Дис. доктора техн. наук. Уфа: УАИ, 1984. - 50 с.

9. Ахмедзянов A.M. Информационное "запирание" в технологии проектирования авиационных ГТД к вопросу о научно-техническом заделе двигателей шестого поколения. // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 2002. №1. С.35-38.

10. Ахмедзянов A.M., Алаторцев В.П., Гумеров Х.С. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД: Учебное пособие. — Уфа: УАИ, 1990. 240 с.

11. Ахмедзянов A.M., Алаторцев В.П., Аксельрод С.Е., Дружинин JI.H., Сахабетдинов М.А. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД: Учебное пособие. Уфа: УАИ, 1992. - 256 с.

12. Ахмедзянов A.M., Алаторцев В.П., Гумеров Х.С., Рыжов А.А., Сахабетдинов М.А. Проектирование авиационных ГТД: Учебное пособие. Уфа: УАИ, 1987-225 с.

13. И.Ахмедзянов A.M., Боровик В.О. Арьков Ю.Г., Алаторцев В.П Методы обработки результатов испытаний серийных ГТД. Учебное пособие. Уфа: изд-во УГАТУ, 1982. -124 с.

14. Ахмедзянов Д.А., Гумеров Х.С., Иванов И.В. Прямая и обратная задачи расчета переходных (неустановившихся режимов) авиационных ГТД// Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1996. №3. С. 19-24.

15. Ахмедзянов Д.А., Гумеров Х.С., Кривошеев И.А. и др. Математические модели авиационных двигателей произвольных схем (компьютерная среда DV1G): Учебное пособие / Под. ред. проф. A.M. Ахмедзянова. Уфа: УГАТУ, 1998. - 128 с.

16. Ахмедзянов А.М., Дубравский Н.Г., Тунаков А.П. Диагностика состояния ВРД по термогазодинамическим параметрам. М.: Машиностроение, 1983. -206 с.

17. Ахмедзянов A.M., Жернаков B.C. Принципы эквивалентности в технике и жизни. М.: Изд-во МАИ. 1996. - 182 с.

18. Ахмедзянов A.M., Иванова О.Н. Математические модели ГТД в компьютерной среде DV1G.W// Туполевские чтения. Сб. трудов Всероссийской молодежной научно-технической конференции. Казань, 2000.-С. 63.

19. Ахмедзянов A.M., Ижикеев В.И., Матковская Н.А. Формирование математических моделей ГТД переменного рабочего цикла // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1990. №3. С. 86-88.

20. Ахмедзянов A.M., Кожинов Д.Г. Система конструирования САПР сложных технических объектов САМСТО: Учебное пособие. Уфа: УГАТУ, 1991. -34 с.

21. Ахмедзянов A.M., Кожинов Д.Г. Система конструирования среды для математического моделирования сложных технических систем САМСТО // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1993. №1. - С. 56-59.

22. Ахмедзянов A.M., Кожинов Д.Г. Система конструирования среды для математического моделирования сложных технических систем. // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1994. №1. С. 54-58.

23. Ахмедзянов A.M., Кривошеев И.А., Христолюбов B.JL, Маликов В.М. База знаний удаленного доступа в области теплоэнергетики //Новые информацион-ные технологии в университетском образовании: Международная научно-методическая конференция (НИИ МИОО НГУ):

24. Тезисы докладов. Новосибирск, 1996. - С.27.

25. Ахмедзянов A.M., Кривошеев И.А., Христолюбов B.JL. Технология накопления, систематизации и использования знаний в авиадвигателестроении. // Известия вузов. Авиационная техника: ЮТУ, 1997.- №4.- С.84 89.

26. Ахмедзянов A.M. и др. Проектирование авиационных ГТД. — Уфа: УГАТУ, 1987-228 с.

27. Ахмедзянов A.M. и др. Термодинамические расчеты тепловых двигателей и лопаточных машин: Методические указания. Уфа: УГАТУ, 1994. - 46 с.

28. Ахмедзянов A.M., Кривошеев И. А., Христолюбов B.JI. Технология накопления, систематизации и использования знаний в авиадвигателестроении // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1997. №4. С. 84-88.

29. Ахмедзянов A.M., Кривошеев И.А. Ахмедзянов Д.А. Математическое моделирование динамических процессов в авиационных двигателях //Авиадвигателестроение-97: Сборник трудов Российско-Китайского симпозиума (июнь 1997). КНР, Нанкин, 1997. - С.63-65.

30. Ахмедзянов А. М., Кривошеев И.А. Системное проектирование двигателей JIA. //РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена: Тезисы Международной научно-технической конференции М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 1998. - С .32.

31. Ахмедзянов A.M., Сахабетдинов М.А., Алаторцев В.П. Эскизное проектирование авиационных двигателей: Учеб. пособие.- Уфа: УАИ, 1984. -80 с.

32. Ахмедзянов Д.А., Кривошеев И.А. Модульный принцип учета влияния динамических факторов на характеристики неустановившихся процессов ГТД в компьютерной среде DVIG // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1999. №1.-С. 36-40.

33. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.-128 с.

34. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1988. - 170 с.

35. Вавилов А.А. Имитационное моделирование производственных систем. — М.: Машиностроение; Берлин: Техника, 1983. — 416 с.

36. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. М.:Радио и связь, 1988.- 280 с.

37. Галиуллин К.Ф. Исследование и разработка метода диагностики состояния проточной части ГТД по термогазодинамическим параметрам с использованием априорной информации: Автореф. Дис. канд. техн. наук. -Уфа:УАИ, 1983.-25 с.

38. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства; Пер. с англ. — М.: Мир, 1987.-528 е.

39. Голдин Д.С. Послание администратора NASA к американской нации. -США, Вашингтон, 1997.- 12 с.

40. Голланд А.Б., Ивлев В.И., Маркелов А.П., Семенов А.А., Титов А.В, Тунаков А.П. Представление характеристик ВРД в системах автоматизированного проектирования летательных аппаратов // Техника воздушного флота. 1991. №5, 6. С. 26-31.

41. Голланд А.Б., Морозов С.А., Решедько С.Д., Титов А.В, Тунаков А.П., Шульклепер В.Я. Программный комплекс ГРАД при исследовании двигателя изменяемой степени двухконтурности //Труды ЦИАМ N12228. — С. 291-292.

42. Горюнов И.М., Кожинов Д.Г., Ахмедзянов Д.А., Кривошеев И.А., Иванова О.Н «Система термогазодинамического моделирования газотурбинных двигателей (DVIGw)»// Программа для ЭВМ № 2004610624 от 04.03.2004 РОСПАТЕНТ, Москва, 2004.

43. Горюнов И.М. Система математического моделирования тепловых схем теплоэнергетических установок DVIGwT. Научно-технический отчет в 7 книгах. Книга 4. Представление характеристик узлов в системе. УГАТУ, ИЦ КП ОАО «Энергомаш (ЮК) Лимитед», 2004. 74 с.

44. ГОСТ В 15.004-84 СРПП ВТ. Стадии жизненного цикла изделий и материалов.- М.: Изд-во стандартов, 1992. 30 с.

45. Гультяев А.К. MatLab 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows: практическое пособие. Спб: Корона принт, 1999. - 288 с.

46. Гумеров Х.С., Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А. Моделирование совместной работы авиационных ГТД и элементов топливной автоматики на переходных режимах в компьютерной среде DVIG // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 2002. №1. С. 43-45.

47. Гумеров Х.С., Алаторцев В.П., Горюнов И.М. Оценка и отладка параметров турбореактивного двигателя на самолете // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1998. №3. С. 72-77.

48. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена. -М.: Высшая школа, 1974. 223 с.

49. Динамика авиационных газотурбинных двигателей /Под ред. И.Г. Биргера и. Шора. М.: Машиностроение, 1981. - 232 с.

50. Дмитриев А.Я. Параметрическая идентификация математической модели ГТД в условиях автоматизированной системы обработки результатов испытаний: Автореф. дис. канд. техн. наук. Куйбышев:КАИ, 1987. - 24 с.

51. Дмитров В.И., Норенков И.П., Павлов В.В. К проекту Федеральной Программы "Развитие CALS-технологий в России" // Информационные технологии М.: Машиностроение, 1998. №4 - С.2-12.

52. Дмитров В.И., Норенков И.П. STEP- и CALS-технологии //Информационные технологии-М.-.Машиностроение, 1998. №5. С. 38-43.

53. Добрянский Г.В., Мартьянова Т.С. Динамика авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

54. Дружинин JI.H., Швец Л.И. Метод аппроксимации характеристик компрессоров функциями двух переменных // Труды ЦИАМ №907. 1979. -С. 1-16.

55. Дружинин JI.H., Морозова Н.В. Аппроксимации характеристик компрессора аналитическими функциями двух переменных // Труды ЦИАМ. №645. 1975.-С. 1-5.

56. Дружинин Л.Н., Сидоренко С.Ю., Шишканов Н.П. Вероятностный анализ точности программ регулирования ТРДДФ // Труды ЦИАМ. №792. 1977. -С. 1-8.

57. Егер С.М. и др. Основы автоматизированного проектирования самолетов: Учеб. пособие для вузов / С.М.Егер, Н.К.Лисейцев, О.С.Самойлович. — М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

58. Епифанов С.В., Лобода И.И. Идентификация статической и динамической моделей проточной части как средство диагностирования ГТД // Вестник двигателестроения. Вып. 2. Харьков. 2004. С. 149-157.

59. Имитационное моделирование производственных систем / Под ред. А.А. Вавилова. -М.: Машиностроение; Берлин: Техника, 1983. — 416с.

60. Иванова О.Н. Моделирование характеристик турбин // Проблемы современного машиностроения: Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции. — Уфа: УГАТУ, 2004. С. 21.

61. Иванова О.Н. Повышение эффективности идентификации имитационной модели по результатам испытаний // Проблемы современного машиностроения: Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции. Уфа: УГАТУ, 2004. - С. 22.

62. Иванова О.Н. Контроль и управление адекватностью моделирования на различных этапах проектирования и доводки двигателей // Труды IV Международной конференции «Компьютерное моделирование 2003». -Санкт-Петербург: СПГТТУ , 2003. С. 281-284.

63. Кожинов Д.Г. Компьютерная среда для компиляции математических моделей авиационных ГТД различных схем: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:УГАТУ, 1994. - 20 с.

64. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. — М.: Энергоатомиздат, 1987.-400 с.

65. Конюхов Б.М. Исследование и разработка метода распознования состояний ГТД, основанного на анализе динамики изменения контролируемых параметров: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:УАИ, 1984. - 26 с.

66. Кривошеев И.А. Автоматизация системного проектирования авиационных двигателей: Диссертация доктора техн. наук. Уфа: УГМУ, 2000. 300 с.

67. Кривошеев И.А., Жернаков С.В. Использование сетевых методов представления математических моделей в САПР двигателей //Информационные технологии. М.:Машиностроение, 1999. N5. - С. 17-26.

68. Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А., Иванова О.Н. Динамика развития и использования математических моделей на различных этапах разработки ГТД // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 2003. №3. С. 71-73.

69. Кривошеев И.А., Ахмедзянов Д.А., Иванова О.Н. Моделирование динамических процессов в сложных системах. Уфа: УГАТУ, 2003. - С. 4650.

70. Кривошеев И.А., Иванова О.Н. Влияние учета различных факторов на адекватность моделирования ГТД в компьютерных средах // Труды междун. науч.-техн. конф., поев, памяти ген. констр. Аэрокосмической техники Н.Д.Кузнецова. Самара: СРКА, 2001. - С. 23-27.

71. Кривошеев И.А., Иванова О.Н., Горюнов И.М. Использование средств имитационного сетевого моделирования ГТД на этапе идентификации моделей по результатам испытаний. // Вестник УГАТУ. Т6. № 1 (12). 2005. -С. 65-75.

72. Кривошеев И. А., Кожинов Д.Г., Иванова О.Н. Решение задач идентификации, проектирования и управления с использованием сетевых имитационных моделей // Сборник трудов междун. науч.-техн. конф. пообратным задачам. Москва: МАИ, 2004. - С. 75-80. «

73. Кривошеев И.А., Иванова О.Н. «Система моделирования газотурбинных двигателей для решения проектно-доводочных задач с учетом погрешностиданных (DVIGws)»// Программа для ЭВМ № 2004610473 от 18.02.2004 РОСПАТЕНТ, Москва, 2004.

74. Крамер Г. Математические методы статистики. М: Мир, 1975. - 648 с.

75. Кузьмичев Д.А., Радкевич И.А., Смирнов А.Д. Автоматизация экспериментальных исследований. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 392 с.

76. Кулагин В.В. Теория ВРД: совместная работа узлов и характеристики газотурбинных двигателей. Куйбышев: КуАИ, 1988. - 240 с.

77. Курлыков В.А. Разработка алгоритма и исследование эффективности параметрической идентификации математических моделей ГТД методом нелинейной оптимизации: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:УАИ, 1980. -26 с.

78. Локай В.И., Максутова Л.Н. Газовые турбины авиационных двигателей. — Казань: КГТУ, 1981. 200 с.

79. Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1979. — 288 с.

80. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории наблюдений. М.: Физматгиз, 1962. - 349 с.

81. Лукачев В.П., Кулагин В.В. Теория ВРД. Основные закономерности рабочего процесса ГТД. Куйбышев: КуАИ, 1987. - 228 с.

82. Лукьянчиков И.А. Исследование особенностей диагностики состояния ГТД с применением метода допускового контроля на выходные параметры: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа: БашНИПИнефть, 1979. - 21 с.

83. Математические модели авиационных двигателей произвольных схем (компьютерная среда DVIG): Учебное пособие / Под ред. проф. A.M. Ахмедзянова; УГАТУ.- Уфа, 1998. 128 с.

84. Маслов В.Г., Кузьмичев B.C., Коварцев А.Н., Григорьев В.А. Теория и методы начальных этапов проектирования авиационных ГТД /Под ред. Маслова В.Г. -Самара: СГАУ, 1996. 147 с.

85. Матковская Н.А. Разработка средо-ориентированной компьютерной технологии термогазодинамического анализа авиационных ГТД: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:БашГУ, 1990. - 23 с.

86. Медведев А.В. Разработка подсистемы САПР-Д «Диагноз ГТД» методами идентификации математической модели с результатами испытаний: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:УАИ, 1988. - 20 с.

87. Мингазов Б.Г., Хаблус Ахмед. Моделирование процесса сгорания топлива в камерах сгорания ГТД // Авиационно-космическая техника и технология. Вып. 8. Харьков. 2004. С. 51-53.

88. Мышкис А.Д. Элементы теории математических моделей. Изд. 2-е, испр. М.: Едиториал УРСС, 2004. - 192 с.

89. Нечаев Ю.Н., Федоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей. 4.1, М.: Машиностроение, 1977. 312 с.

90. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования кн 1. Принципы построения и структура. -М.: Высш. шк., 1986. 127с.

91. Норенков И.П. Разработка САПР Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1994. - 204 с.

92. Норенков И.П Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: «Высшая школа», 1980. - 309 с.

93. Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем //Информационные технологии. № 2. 1998. С.2-9.

94. Огородников Д.А., Соломин В.И., Ножницкий Ю.А., Цховребов М.М. Перспективы и проблемы развития авиационных газотурбинных двигателей // Техника воздушного флота. №4. 1998. С. 17-25.

95. Огородников Д.А., Цховребов М.М. Перспективы развития авиационных двигателей для гражданской авиации // Авиакосмическая техника и технология. № 2. 1995. С. 19-25.

96. ОСТ 1 00788-75. Контролепригодность газотурбинных двигателей для самолетов. Общие требования. 12 с.

97. ОСТ 1 01021-93. Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования. 20 с.

98. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей: Учебник / Под ред. проф. Ахмедзянова A.M. М.: Машиностроение, 2000. - 454 с.

99. Программный комплекс ГРАД. Версия 15.85: Руководство программиста. Казань: КГТУ, 1986 - 243 с.

100. Результаты стендовых испытаний газогенератора 429951001 сборок 3, 5, 6, 7 и сопоставительный анализ параметров и характеристик. Технический отчет 951Д0-04, ФГУП "НПП Мотор", 2002 г. 58 с.

101. Румянцев С.В., Сгилевский В.А. Системное проектирование авиационного двигателя. М.: Изд-во МАИ, 1991. - 80 с.

102. Системы автоматизированного проектирования /Под ред. Дж. Аллана. Пер. с англ. М.: Наука. 1985. - 376 с.

103. Скибин В.А., Соломин В.И., Цховребов М.М. Перспективы авиационных двигателей в развитии транспорта и энергетики // Конверсия в машиностроении. 1999. №2, Interavia Aerospace Review. 1989. XI. P. 11131114., Aviation Week. 1993. Vol. 138. №3. P. 59-60.

104. Смирнов О.JI. САПР: формирование и функционирование проектных модулей / О.Л.Смирнов, С.Н.Падалко, С.А.Пиявский. М.: Машиностроение, 1987.-272 с.

105. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высш. шк., 2001.-343 с.

106. Статистический анализ параметров изделий 195 и 95Ш по результатам стендовых испытаний. Техническая справка 195ДС-52; Предприятие п.я. А 3806, 1986.

107. Теория двухконтурных турбореактивных двигателей /Под ред. С.М. Шляхтенко. В.А. Сосунова. М. Машиностроение, 1979. - 432 с.

108. Термогазодинамический анализ рабочих процессов ГТД в компьютерной среде DVIGw: Учебное пособие / Д.А. Ахмедзянов, И.М. Горюнов, И.А. Кривошеев, О.Н. Иванова и др.; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 2003. -162 с.

109. Тунаков А.П. Чертежи будущего // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1997. №2. С. 98-102.

110. Тунаков А.П.Кризис САПР и пути выхода из него // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1998. №3. С. 85-91.

111. Тунаков А.П. Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979. - 184 с.

112. Тунаков А.П., Голланд А.Б., Мац Э.В., Морозов С.А. и др. Программный комплекс ГРАД для расчета газотурбинных двигателей // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1985. №1. С. 83-85.

113. Тунаков А.П. Управление созданием новой техники с помощью методов логистики //Управление-98 (управление реструктуризацией экономики): Материалы международной научно-практической конференции (ГУУ). -Москва, 1998. Вып.2. С.363-366.

114. Тунаков А.П., Садыков Т.Р. Логистике широкую дорогу //Научный Татарстан. 1998. №1. - С.54-56.

115. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-951 с.

116. Холщевников К.В, Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1986. 432 с.

117. Хусточка А.Н. Идентификация математической модели двигателя АИ-25ТЛ при его модернизации // Авиационно-космическая техника и технология. Вып. 8. Харьков. 2004. С. 151-154.

118. Хусточка А.Н. Применение теории нечетких множеств при идентификации математических моделей ГТД// Вестник двигателестроения. Вып. 2. Харьков. 2004. С. 184-185.

119. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1967. - 242 с.

120. Цховребов М.М. Развитие научно-методических основ авиационных ГТД // Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Авиационное двигателестроение. Вып. 1. 1995. С. 1-23.

121. Черкасов Б.А. Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей: Учебник для вузов по специальности "Авиационные двигатели". 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1988. 360 с.

122. Черкез А.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. М.: Машиностроение, 1975. - 380 с.

123. Черкез А.Я., Онищик И.И, Овсянников В.А., Таран Е.М., Рутовский В.Б. Испытания воздушно-реактивных двигателей: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1992. - 304 с.

124. Чуян Р.К. Методы математического моделирования двигателей и летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988. — 288 с.

125. Шатров Б., Иванников С. Автоматизация инженерных работ и научных исследований //Открытые системы. 1997. №2. С. 47-51.

126. Шпур Г, Краузе Ф.Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

127. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. М.: Мир, 1978.- 370 с.

128. Югов O.K., Селиванов О.Д. Основы интеграции самолета и двигателя /Под ред. О.К.Югова. М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

129. Юлдыбаев J1.X. Исследование особенностей диагностики состояния ВРД с применением их математических моделей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа:УАИ, 1977.-30 с.

130. Янкин В.И. Система программ для расчета характеристик ВРД на ЭЦВМ. -М., Машиностроение, 1976. 168 с.

131. GASTURB 7.0 for Windows / TU Muenchen / http://www.lfa.mw.tu-muenchen.de/gasturb.htm.

132. GECAT/Universitat of Alabama,US А/ http://www.srs.com/programs/programs.asp.

133. Tiefenbacker E. Probleme von Waermetauschern flier Fahrzeug-Gasturbinen. DLR-Mitt, 1975,135 c., The Java Gas Turbine Simulator (JGTS) / Universitat of Toledo, USA/http://memslab.eng.utoledo.edu/~ireed/igts/JavaGasTurbineSimulator.html.