طراحي و تحليل يك موتور توربوفن دومحوره سبك براساس مهندسي قابليت اطمينان

Reliability Based Design and Analysis of a Twin-Shaft Turbofan Engine

در اين مقاله، يك موتور توربوفن در مرحله طراحي اوليه درنظر گرفته شده و شرايط محيطي و عملكردي آن از نقطه نظر قابليت اطمينان مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به فرض عدم دسترسي به داده هاي خرابي اختصاصي موتور، جهت گردآوري آنها از بانك هاي داده ي عمومي و تخمين هاي كارشناسانه استفاده شده است. بعد از تقسيم بندي سيستم موتور به زيرسيستم ها، مد ل سازي قابليت اطمينان به كمك دياگرام هاي بلوكي و اعمال روش مونت كارلو انجام شده است. نتايج به دست آمده، شامل ارزيابي قابليت اطمينان سيستم و زيرسيستم ها و اهميت قابليت اطمينان مي باشد. قابليت اطمينان موتور در 150 ساعت پروازي به زير 97 درصد مي رسد. در ادامه، جهت ارتقاي سطح قابليت اطمينان موتور، از تخصيص قابليت اطمينان 97 درصد براي 300 ساعت پرواز استفاده شده وپيشنهادات براي بهبود قابليت اطمينان موتور، انجام شده است. نتايج نشان مي دهد كه فيلترها، پمپ ها، پره ها و ديسك هاي مورد استفاده در قسمت هاي چرخان از حساس ترين بخش هاي موتور مي-باشند.

In this paper a double-shaft turbofan engine is considered to be in the design phase. Therefore its environmental condition and critical source of failures has been studied and the subsystems and components has been identified. Since it is in design phase, the project encounters to the lack of specified failure data. To overcome this problem, the generic data or expert judgments on the basis of environmental condition is used. Then Simulation process utilizing Reliability Block Diagrams and implementation of Monte Carlo Method has been done. The results involve reliability evaluation of system and Reliability Importance. The engine has less than 97 percent reliability in 150 flight hours. Finally a Reliability Allocation method has been utilized to improve the reliability measure to 97 percent in 300 flight hours. Results reveal that oil and fuel filters and pumps and the disks and blades of rotating subsystems are the most sensitive and critical parts of engine.