Метод обнаружения начала деструктивных колебаний в авиационных турбинах

Флаттер - это сложное колебательное явление, которое может разрушить лопатки турбины самолета и исторически было причиной нескольких авиационных происшествий. В аэрокосмических исследованиях под флаттером обычно понимают нежелательные и самоподдерживающиеся вибрации лопастей турбины, которые могут легко выйти из-под контроля, разрушая их вместе с двигателем и даже крыльями самолета.

Исследователи разработали подход, который можно использовать для раннего обнаружения начала флаттера, решая одну из основных проблем, которая сдерживала разработку более легких и эффективных турбин. Основная идея этого подхода заключается в том, что турбинный вентилятор можно математически смоделировать как сложную сеть взаимосвязанных генераторов, и что флаттер в конечном итоге является результатом постепенной синхронизации все большего числа лопастей в результате увеличения воздушного потока, проходящего через турбину. /Р>

В ходе экспериментов на испытательном стенде турбины команда обнаружила, что перед началом флаттера одна конкретная лопасть начинает действовать как «центральный узел» в сети, а соседние лопасти начинают колебаться синхронно с ней. Эта «локальная» синхронизация быстро расширяется и приводит к коллективной синхронизации всех лезвий, что может привести к катастрофическому флаттеру.

В этом контексте сетевое представление системы продемонстрировало применимость двух локальных и глобальных показателей в качестве потенциальных детекторов каскадного флаттера:сила соединения между отдельными узлами сети и параметр синхронизации сети. Первый действителен для указания доминирующих лопастей для начала каскадного флаттера. Напротив, последний, который находится в диапазоне от 0 до 1, больше подходит для определения порога для этого начала.

Объединенные результаты проливают свет на сложное явление флаттера и вносят вклад в академическую систематизацию нелинейных проблем в области авиационной техники и смежных нелинейных наук. Они могут представлять собой многообещающие методы раннего обнаружения начала флаттера в проектном состоянии лопастей.