BR112015026874B1

BR112015026874B1 - Processo e dispositivo de geração de um controle de fluxo de combustível, programa de computador e turbomáquina

Info

Publication number: BR112015026874B1
Application number: BR112015026874-9A
Authority: BR
Inventors: Cédrik Djelassi
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2021-10-13
Also published as: EP2989311A1; WO2014174208A1; FR3004759B1; CA2910558C; RU2015150038A3; US10465613B2; RU2015150038A; CA2910558A1; RU2654552C2; FR3004759A1; CN105392977B; US20160069276A1; BR112015026874A8; BR112015026874A2; CN105392977A; EP2989311B1

Abstract

processo e dispositivo de geração de um controle de fluxo de combustível, e, turbomáquina o processo de acordo com a invenção compreende, durante uma fase (eo) de partida da turbomáquina: - uma etapa (e10) de geração, em malha aberta, de um controle (wf_ol) do fluxo de combustível a partir de, pelo menos, uma lei pré-estabelecida; e - uma etapa de monitoramento (e20- e30), em malha fechada, de, pelo menos, um parâmetro de funcionamento da turbomáquina selecionado dentre: uma taxa de aceleração (dn2/dt) de um compressor da turbomáquina, e uma temperatura (egt) de saída de uma turbina da turbomáquina, esta etapa de monitoramento compreendendo a manutenção (e30) do parâmetro de funcionamento em uma faixa de valores predefinidos, usando pelo menos uma rede corretora (r1,r2,r3) associada a este parâmetro e capaz de fornecer um sinal de correção corrigindo o controle de fluxo de combustível gerado em malha aberta permitindo manter o parâmetro de funcionamento na faixa de valores predefinidos.

Description

Fundamentos da invenção

[001] A presente invenção refere-se ao campo geral de turbomáquinas e aplica-se de modo preferido ao campo de aviação.

[002] A invenção refere-se mais particularmente à regulação da taxa de fluxo de combustível para uma turbomáquina de uma aeronave, tal como um turbojato, por exemplo, durante um estágio de partida da aeronave.

[003] Em modo conhecido, a taxa de fluxo de combustível para um turbojato é regulada gerando comandos apropriados de taxa de fluxo de combustível com o propósito de assegurar que a taxa de fluxo de combustível de massa injetada na câmara de combustão do turbojato não exceda um certo limite (inferior ou superior) além do qual um mal funcionamento do turbojato pode ser encontrado, como, por exemplo, desligamento ou oscilação de um compressor do turbojato.

[004] Tal regulação é convencionalmente realizada em malha aberta usando comandos de taxa de fluxo de combustível gerados na base de uma lei ou, mais precisamente na base de uma rede de leis pré-estabelecidas, dando a taxa de fluxo de combustível a ser injetada na câmara de combustão para vários diferentes valores de velocidade reduzidos (normalizados) de um compressor do turbojato (por exemplo, um compressor de alta pressão para um turbojato de carretel duplo).

[005] Em geral, dois grupos distintos de redes de leis pré- estabelecidas são levados em consideração: • um primeiro grupo de redes de lei para assegurar ignição na câmara de combustão, e fornecer um comando de taxa de fluxo de combustível escrito WMCmd como uma função de, pelo menos, a velocidade reduzida do compressor que é escrita XNr, em outras palavras:

• um segundo grupo de redes de lei, também conhecido como limites C/P (referindo-se à razão da taxa de fluxo C de combustível injetado na câmara de combustão dividida pela pressão estática P medida na saída da câmara de combustão), especificando a taxa de fluxo de combustível para gerenciar o estágio de giro de turbojato até alcançar a velocidade de marcha lenta. De modo conhecido, tal limite pode ser escrito em particular na seguinte forma:

onde WF é a taxa de fluxo de combustível, PS é a pressão estática na câmara de combustão, T é a temperatura total na entrada para o compressor de alta pressão, XNr é a velocidade reduzida do corpo alta pressão e PT é a pressão total na entrada para a ventoinha.

[006] Essas várias redes de lei são estabelecidas de modo a considerar os recursos específicos do turbojato e também sua sensibilidade a vários parâmetros, tais como, por exemplo: temperatura exterior, domínio de voo, etc.

[007] Turbojatos atualmente projetados sempre apresentam desempenho crescente, e seus componentes (compressor, turbina, etc.) são otimizados para operar em alta velocidade, em detrimento de baixas velocidades e, em particular, durante o estágio de partida.

[008] Isso leva aos turbojatos modernos serem muito sensíveis a condições externas (por exemplo estado térmico do turbojato, temperatura exterior, precisão com a qual o combustível é medido, tipo de combustível injetado, temperatura exterior, envelhecimento do jato, etc.), e também conduz a uma ampla dispersão em comportamento entre turbojatos.

[009] Os limites de operabilidade de turbojatos que são considerados durante a regulação de malha aberta são, assim, submetidos a um grande grau de variabilidade de um turbojato para outro, o que é difícil de prever.

[0010] Além disso, a sensibilidade muito grande de tais turbojatos aos numerosos parâmetros torna trabalhoso, se não impossível, ajustar as leis de comando acima mencionadas.

[0011] Deve ser observado que, para um turbojato tendo um compressor de alta pressão com uma taxa de compressão que é alta relativa ao número de estágios no compressor, essa sensibilidade muito grande também conduz à existência de um corredor relativamente estreito entre o limite de oscilação e o limite de estagnação.

[0012] Portanto, existe uma necessidade para um mecanismo para regular a taxa de fluxo de combustível para uma turbomáquina que é efetivo e apropriado para o estágio de partida, cujo mecanismo considera as restrições mencionadas acima que são impostas pelos turbomáquinas projetados nos dias de hoje.

Objeto e sumário da invenção

[0013] A presente invenção atende a essa necessidade em particular ao propor um método de gerar um comando de uma taxa de fluxo de combustível a ser injetado em uma câmara de combustão de uma turbomáquina para propelir uma aeronave, o método sendo para uso durante um estágio de partida da turbomáquina, e compreendendo: • uma etapa de geração de malha aberta para gerar um comando de taxa de fluxo de combustível a partir de, pelo menos, uma lei pré- estabelecida; e • uma etapa de monitoramento de malha fechada para monitorar, pelo menos, um parâmetro de operação da turbomáquina selecionado dentre: • uma taxa de aceleração de um compressor da turbomáquina; e • uma temperatura na saída de uma turbina da turbomáquina; esta etapa de monitoramento compreendendo manter o parâmetro de operação em uma faixa determinada de valores usando, pelo menos, uma rede corretora associada com o parâmetro e apropriada para fornecer um sinal de correção do comando de taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta de modo a manter o parâmetro de operação na faixa determinada de valores.

[0014] Correspondentemente, a invenção também fornece um dispositivo para gerar um comando de uma taxa de fluxo de combustível a ser injetado em uma câmara de combustão de uma turbomáquina para propelir uma aeronave, o dispositivo compreendendo meios que são ativados durante um estágio de partida da turbomáquina e que compreendem: • um módulo de geração para geração de malha aberta de um comando da taxa de fluxo de combustível a partir de, pelo menos, uma lei pré- estabelecida; e • um módulo de monitoramento para monitoramento de malha fechada de, pelo menos, um parâmetro de operação da turbomáquina selecionado dentre: • uma taxa de aceleração de um compressor da turbomáquina; e • uma temperatura na saída de uma turbina da turbomáquina; o módulo de monitoramento sendo apropriado para manter o parâmetro de operação em uma faixa determinada de valores, e compreendendo, pelo menos, uma rede corretora associada com aquele parâmetro e apropriada para fornecer um sinal de correção para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta de modo a permitir ao parâmetro de operação ser mantido na faixa determinada de valores, e meios de correção que são ativados, onde apropriado, para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível gerado pelo módulo de geração usando o sinal de correção distribuído pela rede corretora.

[0015] A invenção propõe, assim, introduzir regulação de malha fechada da taxa de fluxo de combustível que deve ser injetado na câmara de combustão da turbomáquina, assim permitindo que certos parâmetros de operação apropriadamente selecionados da turbomáquina estejam contidos dentro de uma faixa determinada de valores de modo a manter a turbomáquina dentro de condições de operabilidade.

[0016] Tais parâmetros de operação são tipicamente a taxa de aceleração de um compressor da turbomáquina e a temperatura na saída da turbina da turbomáquina.

[0017] A invenção deste modo define um corredor de controle (ou em modo equivalente uma faixa de valores que são autorizados) em torno da lei de regulação que é convencionalmente usada em um malha aberta: desde que os parâmetros de operação da turbomáquina continuem a ter valores correntes que estão contidos dentro do corredor, então a taxa de fluxo de combustível é regulada por comandos gerados com base nas leis de controle convencionais para regulação de malha aberta da taxa de fluxo de combustível. Em contraste, uma vez que o valor corrente de qualquer um dos parâmetros de operação deixa ou é para deixar a passagem, uma malha de controle é implementada de acordo com a invenção a fim de corrigir (isto é, ajustar) a taxa de fluxo de combustível como estabelecido a partir de tais leis de controle de malha aberta convencional, de modo que, onde necessário, esses valores para os parâmetros de operação são retornados para e se mantêm dentro do corredor de controle.

[0018] De acordo com a invenção, a regulação de malha fechada da taxa de fluxo de combustível que é usada é, assim, não uma malha de regulação de autoridade completa: esse entra em operação apenas quando certos parâmetros de operação da turbomáquina cruzam ou estão para atravessar valores de ponto de ajuste pré-estabelecidos que são deduzidos a partir dos limites de operabilidade da turbomáquina.

[0019] Para esse propósito, a regulação de malha fechada proposta pela invenção se baseia, vantajosamente, em redes corretoras associadas com o(s) parâmetro(s) de operação que estão sendo monitorados e, mais precisamente, com sinais de correção que aquelas redes corretoras entregam, quando necessário, com o propósito permitir que parâmetros de operação sejam mantidos dentro do corredor de controle visado. Os sinais de correção são aplicados ao comando gerado em malha aberta de modo que o comando como corrigido deste modo serve para manter os valores de operação dentro da faixa de valores definindo o corredor de controle.

[0020] Consequentemente, a invenção é particularmente original em que, com a finalidade de regular a taxa de fluxo de combustível injetado na câmara de combustão da turbomáquina, ela propõe se apoiar em um controle principal que é gerado em malha aberta, e que é ajustado, se necessário, por meio de um malha fechada se apoiando nas redes corretoras apropriadas para assegurar que a taxa de aceleração do compressor e/ou a temperatura na saída da turbina estejam contidas dentro de uma faixa de valores predeterminados de modo a garantir a operabilidade da turbomáquina.

[0021] Em outras palavras, a invenção é relativamente fácil de implementar. Isso não requer conhecimento de como os parâmetros de operação variam como uma função da taxa de fluxo de combustível injetado, mas apenas requer modelos de controle a serem definidos para esses parâmetros de operação, isto é, faixas de valores dentro das quais esses parâmetros de operação devem posicionar-se, o que é particularmente simples de empreender.

[0022] Consequentemente, a invenção pode ser incorporada muito facilmente em arquiteturas de controle existentes que são baseadas em regulação de malha aberta da taxa de fluxo de combustível.

[0023] A invenção torna possível se beneficiar das vantagens que resultam de regulação de malha fechada da taxa de fluxo de combustível (isto é, efetividade, melhor precisão), enquanto garantindo simplicidade e facilidade de implementação.

[0024] Esses parâmetros de operação que são levados em consideração para a regulação de malha fechada, como proposto pela invenção, compreendem em particular uma taxa de aceleração de um compressor da turbomáquina (por exemplo o compressor de alta pressão em uma turbomáquina de carretel duplo), e uma temperatura na saída da turbina da turbomáquina, também conhecida como a temperatura de gás de escapamento (EGT).

[0025] Em modo conhecido, tais parâmetros de operação já são medidos usando sensores da aeronave ou da turbomáquina ou, em uma variante, eles são avaliados com base em medições provenientes de tais sensores, e eles participam no monitoramento e controle da turbomáquina como efetuado pelo sistema de controle de motor digital de autoridade completa (FADEC) da aeronave. Não há, portanto, necessidade de incluir novos sensores a bordo da aeronave ou turbomáquina a fim de implementar a invenção.

[0026] Monitorar a taxa de aceleração torna possível detectar, com vantagem, a estagnação ou oscilação da turbomáquina.

[0027] Deste modo, durante a etapa de monitoramento, a taxa de aceleração do compressor da turbomáquina é preferivelmente mantida entre um valor de ponto de ajuste de aceleração mínima (a fim de evitar um risco de estagnação) e um valor de ponto de ajuste de aceleração máximo (a fim de evitar um risco de oscilação) usando duas redes corretoras diferentes.

[0028] Monitorar a temperatura na saída da turbina serve para detectar comportamento da turbomáquina que corre o risco de requerer que a partida seja interrompida.

[0029] A fim de evitar tal interrupção, durante a etapa de monitoramento, a temperatura na saída da turbina da turbomáquina é preferivelmente mantida abaixo de um valor de ponto de ajuste de temperatura máxima.

[0030] Naturalmente, a invenção não é limitada aos parâmetros de operação acima mencionados, isto é, a taxa de aceleração e a temperatura na saída a partir da turbina, sendo também possível considerar monitorar outros parâmetros de operação além dos parâmetros mencionados acima que têm um impacto no comportamento da turbomáquina em partida, tal como, por exemplo, a pressão na câmara de combustão.

[0031] Em uma particular implementação, ambas a taxa de aceleração do compressor e a temperatura na saída da turbina são monitoradas, e a etapa de monitoramento inclui selecionar um dos sinais dentre os sinais de correção gerados pelas redes corretoras associadas com a taxa de aceleração do compressor e com a temperatura na saída da turbina, o sinal selecionado sendo usado para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta.

[0032] Correspondentemente, em uma modalidade particular, o módulo de monitoramento compreende uma pluralidade de redes corretoras e os meios para selecionar um dos sinais de correção dentre os sinais de correção entregues pelas redes corretoras, o sinal selecionado sendo entregue aos meios de correção para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível como gerado em uma malha aberta pelo módulo de geração.

[0033] Deve ser observado que, em qualquer dado instante, as redes corretoras não fornecem todas, necessariamente, um respectivo sinal de correção (isto é, as redes corretoras não precisam ser ativadas continuamente). Isso depende em particular do valor corrente do parâmetro de operação sendo monitorado por cada rede corretora, cujo valor pode posicionar-se em uma faixa de valores que são aceitáveis (isto é, "válido"ou "autorizado") para esse parâmetro e que possibilitam aa turbomáquina operar, tal que, em termos apropriados, não há necessidade para qualquer correção para o comando de taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta.

[0034] A seleção que é realizada durante a etapa de monitoramento, onde apropriado, serve para organizar os sinais de correção entregues pelas várias redes corretoras em modo hierárquico, em particular de modo a limitar quaisquer divergências que poderiam aparecer entre os sinais de correção.

[0035] A título de exemplo, tal seleção pode ser efetuada por uma sucessão de componentes apropriados para selecionar o valor mínimo ou o valor máximo dentre os sinais presentes em suas entradas, e apropriadamente dispostos entre as saídas das redes corretoras.

[0036] A título de ilustração, em certas situações, pode acontecer que a temperatura na saída da turbina e a taxa de aceleração do compressor se afastem, ambas, de seus respectivos corredores de controle. Em particular, pode acontecer que a taxa de aceleração do compressor se aproxime de um valor de ponto de ajuste mínimo representativo de estagnação anormal da turbomáquina, enquanto a temperatura na saída da turbina começa a exceder um valor de ponto de ajuste máximo.

[0037] Em tal situação, é necessário selecionar o sinal de correção mais apropriado dentre os sinais de correção entregues pelas redes corretoras.

[0038] Para esse propósito, é preferível dar precedência a pontos de ajuste elevados, isto é, o sinal de correção selecionado é o sinal de correção que é gerado pela rede corretora que é associado com a temperatura na saída da turbina, e que entrega um sinal de correção permitindo ao valor de temperatura na saída da turbina ser mantido abaixo de um valor de ponto de ajuste máximo.

[0039] Isso assegura que a turbomáquina não está danificada irremediavelmente como um resultado de superaquecimento, que pode ser fatal.

[0040] Em uma implementação particular, cada rede corretora é do tipo proporcional integral (por exemplo proporcional integral PI classe 1, ou integral dupla proporcional PI-I), e é apropriada para fornecer um sinal de correção para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível, cujo sinal de correção é avaliado a partir de uma diferença entre um valor corrente do parâmetro de operação com o qual é associado e um valor de ponto de ajuste determinado.

[0041] Essa implementação é relativamente fácil de realizar ajustando parâmetros de cada rede corretora (por exemplo ganho, ativação da rede, etc.). Deste modo, o ganho de cada rede pode depender em particular de uma pressão estática na câmara de combustão e de uma pressão total na entrada de uma ventoinha da turbomáquina.

[0042] Em uma implementação preferida, os meios reguladores compreendem uma rede corretora para cada parâmetro monitorado e para cada valor de ponto de ajuste estabelecido para esse parâmetro.

[0043] Deste modo, a título de ilustração, se os parâmetros de operação considerados são a taxa de aceleração de um compressor da turbomáquina e a temperatura EGT, e se o módulo de monitoramento do dispositivo é configurado para manter a taxa de aceleração do compressor entre um valor de ponto de ajuste de aceleração mínima e um valor de ponto de ajuste de aceleração máxima, e para manter a temperatura EGT abaixo de um valor de ponto de ajuste de temperatura máxima, então o dispositivo de geração da invenção pode ter três redes corretoras.

[0044] Quando o dispositivo regulador tem uma pluralidade de redes corretoras, as redes corretoras podem vantajosamente compartilhar um integrador comum, preferivelmente um integrador saturado.

[0045] A título de exemplo, essa saturação do integrador comum pode ser realizada como uma função do comando de taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta.

[0046] Isso torna possível reduzir a complexidade e o custo associados com implementar a invenção.

[0047] Saturação do integrador comum também torna possível limitar os sinais de correção entregues pelas redes corretoras.

[0048] O integrador comum pode também ser usado pela malha aberta de modo a limitar descontinuidades que poderiam aparecer entre comandos de taxa de fluxo de combustível.

[0049] Correspondentemente, em uma implementação particular, o método de geração ainda inclui uma etapa de saturação para saturar o comando gerado em malha aberta ou o comando gerado em malha aberta como corrigido usando o sinal de correção, cuja saturação depende da lei nominal.

[0050] A título de exemplo, essa saturação é definida a partir de uma porcentagem predeterminada da lei nominal.

[0051] Essa etapa de saturação serve para limitar os comandos de taxa de fluxo de combustível usados para regular a turbomáquina em partida.

[0052] Essa etapa de saturação pode ser considerada em particular quando se deseja limitar a taxa de fluxo de combustível injetado na câmara de combustão, por exemplo a fim de permanecer dentro de limites de injeção de combustível especificado pelo dispositivo de medição da turbomáquina.

[0053] Essa etapa de saturação também torna possível garantir que os comandos usados para regular a turbomáquina em taxa de fluxo de combustível não são divergentes ou anômalos, em particular no evento de uma falha da turbomáquina.

[0054] Indiferente de se o comando gerado em malha aberta é submetido a uma etapa de ajuste, essa etapa de saturação pode forçar o comando gerado em malha aberta a tomar um ou o outro dentre um primeiro valor de limite e um segundo valor de limite correspondendo, respectivamente, a uma porcentagem mínima e a uma porcentagem máxima do comando gerado em malha aberta que não foi submetido à referida etapa de ajuste, sempre que o valor corrente do comando gerado em malha aberta é respectivamente menor que o valor de limite ou maior que o segundo valor de limite.

[0055] Em uma implementação particular, as várias etapas do método de geração são determinadas por instruções de programa de computador.

[0056] Consequentemente, a invenção também fornece um programa de computador em uma mídia de dados, o programa sendo apropriado para ser implementado em um dispositivo de geração ou mais geralmente em um computador, o programa incluindo instruções adaptadas para realizar as etapas de um método de geração como definido acima.

[0057] O programa pode usar qualquer linguagem de programação, e estar na forma de código fonte, código objeto, ou código intermediário entre código fonte e código objeto, tal como em uma forma parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma desejada.

[0058] A invenção também fornece uma mídia de dados legível em computador que inclui instruções de um programa de computador, como mencionado acima.

[0059] A mídia de dados pode ser qualquer entidade ou dispositivo capaz de armazenar o programa. Por exemplo, a mídia pode compreender meios de armazenagem tal como uma memória somente leitura (ROM), por exemplo uma ROM de disco compacto (CD) ou um ROM de circuito microeletrônico, ou de fato meios de registro magnético, tal como um disquete ou um disco rígido.

[0060] Além disso, a mídia de dados pode ser uma mídia transmissível tal como um sinal elétrico ou óptico, apropriado para ser transportado via um cabo elétrico ou óptico, por rádio, ou por outros meios. O programa da invenção pode em particular ser descarregado a partir de uma rede tipo Internet.

[0061] Alternativamente, a mídia de dados pode ser um circuito integrado em que um programa é incorporado, o circuito sendo adaptado a executar ou ser usado na execução do método em questão.

[0062] A invenção também fornece uma turbomáquina incluindo um dispositivo de geração da invenção.

[0063] O dispositivo de geração é preferivelmente incorporado no sistema de controle de autoridade completo da aeronave.

[0064] A turbomáquina da invenção beneficia-se das mesmas vantagens como as mencionadas acima para o método de geração e o dispositivo de geração.

[0065] Em outras implementações ou modalidades também é possível considerar que o método de geração, o dispositivo de geração e a turbomáquina da invenção apresentem, em combinação, todas ou algumas das características mencionadas acima.

Breve descrição dos desenhos

[0066] Outras características e vantagens da presente invenção parecem a partir da seguinte descrição feita com referência aos desenhos em anexo, que mostram uma implementação não tendo caráter limitativo. Nas figuras: Figura 1 mostra uma turbomáquina e um dispositivo de geração de acordo com a invenção, em uma modalidade particular; Figura 2 é um diagrama representando a arquitetura de hardware do dispositivo de geração de Figura 1; Figura 3 é na forma de um fluxograma mostrando as etapas principais do método de geração implementado pelo dispositivo de geração de Figura 1; Figura 4 mostra arquitetura de controle que pode ser usada pelo dispositivo de geração Figura 1 para implementar as etapas mostradas em Figura 3; e Figura 5 A e 5B representam exemplos de redes corretoras que podem ser usadas no dispositivo de geração.

Descrição detalhada da invenção

[0067] Figura 1 é um diagrama mostrando uma turbomáquina 1 de acordo com a invenção em seu ambiente, em uma modalidade particular.

[0068] Nesta modalidade, a turbomáquina 1 é um turbojato de fluxo duplo carretel duplo para propelir uma aeronave. Todavia, a invenção aplica- se a outros turbomáquinas tal como, por exemplo: um turbojato de corpo único ou um turbopropulsor e, também, a outros tipos de aeronave.

[0069] Em modo conhecido, o turbojato 1 tem um dispositivo de medição de combustível, também chamado um medidor de combustível, que é apropriado para ajustar a quantidade de combustível proveniente a partir do circuito de combustível da aeronave e entregue pelo sistema injetor de combustível da câmara de combustão do turbojato. O injetor de combustível, o circuito de combustível, e o sistema injetor de combustível da câmara de combustão do turbojato 1 são omitidos em Figura 1 para fins de simplificação.

[0070] Nesse exemplo, o medidor de combustível do turbojato 1 tem uma válvula medidora de combustível (FMV) de posição que varia como uma função da taxa de fluxo de combustível a ser injetado na câmara de combustão. A taxa de fluxo de combustível a ser injetada na câmara de combustão é transmitida ao medidor de combustível na forma de um comando WFCmd, via uma malha de servocontrole.

[0071] Esse comando de taxa de fluxo de combustível WFCmd é estabelecido por um dispositivo de geração 2 de acordo com a invenção, cujo dispositivo é incorporado na modalidade descrita presentemente no sistema FADEC 3 da aeronave.

[0072] A fim de estabelecer esse comando, o dispositivo regulador 2 apoia-se em duas entidades funcionais principais: • um módulo de geração 2A apropriado para operar em uma malha aberta para gerar um comando de taxa de fluxo de combustível WF_OL na base de uma lei ou uma rede de leis de regulação pré- estabelecidas como uma função da velocidade corrente reduzida de rotação do turbojato 1; e • um módulo monitor 2B apropriado para operar em uma malha fechada para monitorar parâmetros de operação do turbojato 1, e para atuar via referido malha fechada para manter esses parâmetros de operação dentro de uma faixa predeterminada de valores por meio de várias redes corretoras de referência R1, R2, e R3. Essas redes corretoras são adequadas, onde apropriado, para fornecer sinais de correção que permitem ao módulo monitor 2B modular (isto é, ajustar ou corrigir) o comando WF_OL como gerado pelo módulo 2A, de modo que os valores correntes dos parâmetros de operação do turbojato que resultam a partir do dispositivo de medição aplicando o comando como ajustado permaneçam contidos dentro da faixa acima especificada de valores.

[0073] No exemplo descrito agora, provisão é feita para o módulo 2B usar as redes corretoras R1, R2, e R3 para monitorar dois parâmetros de operação do turbojato 1, isto é: • a taxa de aceleração, escrita (dN2/dt), do compressor de alta pressão do turbojato 1, cuja taxa é obtida tomando o derivado de tempo da velocidade de rotação N2 do compressor de alta pressão; e • a temperatura de gás de escapamento, escrita EGT, na saída da turbina do turbojato 1.

[0074] Todavia, nenhum limite é colocado no número de parâmetros de operação do turbojato que podem ser monitorados de acordo com a invenção e, em outras implementações, é possível considerar monitorar apenas a taxa de aceleração de um compressor do turbojato 1, ou em uma variante monitorar outros parâmetros de operação além da taxa de aceleração do compressor do turbojato e/ou temperatura de gás na saída a partir do turbojato turbina.

[0075] Na implementação atualmente descrita, os módulos funcionais 2A e 2B acima descritos são módulos de software implementados pelo dispositivo de geração 2 no contexto da lógica aplicada pelo FADEC 3 para regular o turbojato 1.

[0076] Para esta finalidade, o dispositivo de geração 2 possui a arquitetura de hardware de um computador, como mostrado diagramaticamente em Figura 2. Em particular, compreende um processador 4, uma memória de acesso aleatório (RAM) 5, um ROM 6, uma memória flashnão volátil 7, e meios de comunicação 8, possivelmente compartilhados com outras unidades reguladoras do FADEC 3.

[0077] Os meios de comunicação 8 compreendem meios para comunicar com vários sensores 9 da aeronave, e apropriados para prover o dispositivo de geração 2 com medições dos valores correntes para a velocidade de rotação N2 do compressor de alta pressão do turbojato 1, da temperatura EGT do gás na saída da turbina do turbojato 1, e também da pressão estática PS32 na câmara de combustão e a pressão total Pt na entrada para uma ventoinha do turbojato 1.

[0078] A título de exemplo, os sensores 9 podem compreender um sensor de velocidade, um sensor de temperatura, e sensores de pressão posicionados de modo a medir os parâmetros N2, EGT, PS32, e Pt, em modo convencional.

[0079] As medições fornecidas por esses sensores 9 permitem ao dispositivo de geração 2 especificamente estimar um valor corrente para a taxa de aceleração (dN2/dt), em modo convencional, diferenciando a velocidade de rotação N2, e monitorar os parâmetros (dN2/dt) e EGT de acordo com a invenção.

[0080] A ROM 6 do dispositivo de geração 2 constitui uma mídia de dados de acordo com a invenção que é legível pelo processador 4 e que armazena um programa de computador de acordo com a invenção, incluindo instruções para executar etapas de um método de geração de acordo com a invenção e como descrito abaixo com referência a Figura 3.

[0081] Figura 3 é um fluxograma mostrando as etapas principais do método de geração da invenção em uma particular implementação em que é realizada pelo dispositivo de geração 2 de Figura 1 com a finalidade de regular a taxa de fluxo de combustível do turbojato 1.

[0082] Tal método aplica-se de modo preferido durante um estágio de partida do turbojato 1.

[0083] Assume-se nesse exemplo que o turbojato 1 está em um estágio de partida (etapa E0). Este estágio de partida resulta de um comando específico sendo aplicado ao turbojato 1 e pode ser facilmente detectado em modo convencional.

[0084] Deve ser observado que a invenção se aplica a qualquer tipo de partida do turbojato 1: pode ser a partida do turbojato 1 no chão após esse ter sido desligado por um longo período, ou igualmente bem uma nova partida em voo, ou nova ignição do turbojato 1 após uma falha de motor a jato de curta duração.

[0085] De acordo com a invenção, o dispositivo de geração 2 do FADEC 3 atua durante esse estágio de partida do turbojato 1 para realizar regulação "principal" da taxa de fluxo de combustível para ser injetado na câmara de combustão do turbojato 1 em uma malha aberta e usando o módulo 2A (etapa E10).

[0086] Mais especificamente, durante essa etapa E10, o módulo 2A gera um comando de taxa de fluxo de combustível WF_OL com base em uma lei ou de uma rede de leis pré-estabelecidas LN. Essa rede de leis estabelece um comando (isto é, um valor) para a taxa de fluxo de combustível para ser enviada ao medidor de combustível do turbojato 1, cujo comando é estabelecido como uma função da velocidade reduzida de rotação do turbojato 1.

[0087] Tal rede de lei é sozinha conhecida e já foi descrita. Ela se aplica, em particular, tanto a uma primeira lei para assegurar ignição da câmara de combustão e para entrega de um comando de taxa de fluxo de combustível como uma função da velocidade reduzida do compressor, como também para um segundo limite de C/P para gerenciar o estágio de giro do turbojato até a velocidade de marcha lenta. O modo como tais leis de comando são preparadas e consideradas é conhecido do versado na técnica e não será descrito ainda aqui.

[0088] Na técnica anterior, o comando WF_OL deve ser entregue ao medidor de combustível do turbojato 1 diretamente.

[0089] Em contraste, de acordo com a invenção, em paralelo com essa regulação de malha aberta implementada usando o comando WF_OL, o dispositivo de geração 2 usa o módulo 2B para monitorar os valores correntes da taxa de aceleração (dN2/dt) do compressor de alta pressão do turbojato 1 e da temperatura EGT na saída da turbina (etapa E20).

[0090] Esses valores correntes são os valores da taxa de aceleração dN2/dt e da temperatura EGT que resulta a partir da regulação de taxa de fluxo de combustível realizada pela FADEC com base no comando WF_OL gerado pelo módulo 2A sem correção, pelo menos enquanto o método está dando a partida.

[0091] Esses valores correntes são obtidos pelo módulo 2B a partir de medições tomadas pelos sensores de velocidade e temperatura 9 da aeronave, por exemplo, periodicamente dando valores correntes para a velocidade de rotação N2 do corpo alta pressão e para a temperatura EGT na saída a partir da turbina. Em seguida, o módulo 2B diferencia a medição atual da velocidade N2 relativa ao tempo a fim de estimar um valor corrente da taxa de aceleração dN2/dt.

[0092] De acordo com a invenção, esses valores correntes para a taxa de aceleração dN2/dt e para a temperatura EGT são monitorados pelo módulo 2B, isto é, eles são analisados e, onde apropriado, são processados.

[0093] Mais especificamente, durante a etapa de monitoramento E20, o módulo 2B atua via uma malha fechada fazendo uso das redes corretoras R1, R2, e R3 com parâmetros apropriados e interconectados com um outro para manter os valores correntes da taxa de aceleração dN2/dt e da temperatura EGT dentro de faixas determinadas de valores (também referidas na presente descrição como a "corredor de controle").

[0094] Esses valores são mantidos usando sinais de correção entregues pelas redes corretoras R1, R2, e R3, que sinais são usados pelo módulo de monitoramento 2B para ajustar (isto é, para corrigir ou para modular) o comando WL_OL como gerado pelo módulo 2A (etapa E30).

[0095] Deve ser observado que o comando WL_OL não é ajustado o tempo todo (por este motivo ele é desenho em linhas tracejadas em Figura 3): tal ajuste é empreendido apenas quando é verificado ser necessário a fim de manter a taxa de aceleração dN2/dt e a temperatura EGT dentro das faixas de valores que foram estabelecidas a fim de assegurar operabilidade do turbojato 1.

[0096] Em outras palavras, a malha fechada colocada em local pelo módulo de monitoramento 2B não é uma malha fechada de autoridade completa: o comando principal para regular o medidor de combustível é o comando WF_OL entregue pelo módulo 2A, cujo comando é modulado em modo assistente pelo módulo de monitoramento 2B a fim de manter os valores dos parâmetros de operação monitorados dentro das faixas desejadas de valores.

[0097] Na modalidade descrita agora, as faixas de valores sob consideração para a taxa de aceleração (dN2/dt) e para a temperatura EGT são definidas como descrito abaixo.

[0098] A faixa de valores sob consideração para a taxa de aceleração é definida por um valor de ponto de ajuste mínimo THR1 que é estabelecido (por exemplo pelo serviço em carga da operabilidade do turbojato 1) de modo a evitar que o turbojato 1 estagne (isto é, o ponto de ajuste THR1 representa um valor para a taxa de aceleração abaixo do qual o turbojato 1 é considerado de modo a ser anormalmente estagnante), e por um valor de ponto de ajuste máximo THR2 que representa um valor para a taxa de aceleração acima do que é considerado que o turbojato 1 está acelerando muito rápido e corre o risco de oscilação do turbojato.

[0099] Deve ser observado que o limite de oscilação do turbojato é difícil de transpor em valor de ponto de ajuste máximo para a taxa de aceleração, tal que na implementação agora descrita, esse valor de ponto de ajuste máximo THR2 é determinado por treinamento. Para esse propósito, um detector de oscilação é usado que armazena cada evento de oscilação do turbojato 1 junto com as condições sob as quais a oscilação ocorre e, para cada evento que é detectado dessa forma, atualiza o valor limiar THR2 como uma função das condições correspondentes. Tal mecanismo para determinar o valor limiar THR2 é descrito em maiores detalhes como no pedido de patente FR ainda não publicado No. 11/51778.

[00100] A faixa de valores sob consideração para a temperatura EGT é definida por um limite superior apenas, isto é, por um valor de ponto de ajuste de temperatura máxima THR3. Esse valor de ponto de ajuste é determinado, por exemplo, pelo serviço em carga da operabilidade do turbojato 1 de modo a limitar qualquer risco de interrupção forçada do turbojato 1 como um resultado de uma temperatura que seja muito elevada.

[00101] Como descrito acima, na modalidade descrita atualmente, o comando WF_OL é ajustado pelo módulo de monitoramento 2B na base de sinais de correção entregues pelas redes corretoras R1, R2, e R3, cujas redes são do tipo proporcional integral (PI) ou do tipo (referido mais geralmente na presente descrição como redes corretoras do tipo proporcional integral).

[00102] Mais especificamente, a rede corretora R1 nesse exemplo é para corrigir o comando WF_OL para taxa de fluxo de combustível de tal modo como para manter o valor corrente da taxa de aceleração do compressor alta pressão acima do valor de ponto de ajuste mínimo THR1, abaixo do que há um risco do turbojato 1 estagnar.

[00103] Para esse fim, a rede corretora R1 é apropriada para fornecer um sinal de correção referenciado SIG1 que deve ser adicionado ao comando WL_OL.

[00104] No presente exemplo, a rede corretora R1 é uma rede de proporcional dupla integral (ou integrador PI-I) tendo a função de transferência C1(p), onde p é a variável de Laplace, como a seguir:

onde K1 e T1são parâmetros respectivos da rede corretora R1. Esses parâmetros K1 e T1da rede corretora R1 dependem do estado do turbojato 1; mais particularmente, nesse exemplo, o ganho K1 depende da pressão estática PS32 da câmara de combustão do turbojato e da pressão total Pt na entrada para uma ventoinha da turbomáquina, enquanto que o parâmetro T1é estabelecido como uma função da inércia do turbojato 1 em resposta a uma taxa de fluxo de combustível injetado na câmara de combustão. Os valores correntes para as pressões PS32 e Pt são fornecidos para a rede corretora R1 pelos sensores 9.

[00105] O sinal de correção SIG1 é obtido aplicando o sinal de transferência C1(p) a um sinal de erro, escrita δ1, entre o valor de ponto de ajuste mínimo THR1 e o valor corrente de dN2/dt, em outras palavras:

[00106] Naturalmente, outros parâmetros podem ser considerados para estabelecer K1 e T1.

[00107] Deste modo, a rede corretora R1 causa um sinal de erro δ1 entre o valor corrente da taxa de aceleração e seu ponto de ajuste mínimo THR1, para corresponder a um incremento de taxa de fluxo de combustível SIG1 para levar esse erro δ1 a desaparecer, em outras palavras para possibilitar à taxa de aceleração do compressor de alta pressão do turbojato 1 retornar a um valor "normal" (isto é, dentro dos limites do corredor de controle que foi fixado para o turbojato).

[00108] Em modo similar, a rede corretora R2 nesse exemplo é para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível WF_OL de modo a manter o valor corrente da taxa de aceleração do compressor de alta pressão abaixo do valor de ponto de ajuste máximo THR2, acima do qual existe um risco do turbojato 1 oscilar.

[00109] Para esse propósito, a rede corretora R2 é apropriada para fornecer um sinal de correção escrito SIG2 para adicionar ao comando WL_OL.

[00110] No exemplo descrito agora, a rede corretora R2 é também uma rede proporcional dupla integral (PI-I) tendo sua função de transferência C2(p) dada por:

onde K2 e T2são parâmetros respectivos da rede corretora R2. Esses parâmetros K2 e T2 da rede corretora R2 dependem do estado do turbojato 1; mais particularmente nesse exemplo, o ganho K2 depende da pressão estática PS32 e da pressão total Pt na entrada para uma ventoinha da turbomáquina, enquanto T2é estabelecida como uma função da inércia do turbojato 1 em resposta a uma taxa de fluxo de combustível injetada em sua câmara de combustão.

[00111] O sinal de correção SIG2 é obtido aplicando a função de transferência C2(p) a um sinal de erro escrito δ2 entre o valor de ponto de ajuste máximo THR2 e o valor corrente de dN2/dt, em outras palavras:

[00112] Naturalmente, outros parâmetros poderiam ser considerados para estabelecer K2 e T2.

[00113] Deste modo, a rede corretora R2 causa um sinal de erro δ2 entre um valor corrente da taxa de aceleração e seu ponto de ajuste máximo THR2 para corresponder a um incremento de taxa de fluxo de combustível SIG2 para levar o erro δ2 a desaparecer, em outras palavras, para permitir à taxa de aceleração do compressor de alta pressão do turbojato 1 retornar a um valor "normal" (isto é, um valor dentro dos limites do corredor de controle que foi estabelecido para o turbojato).

[00114] Finalmente, a rede corretora R3 nesse exemplo é para corrigir o comando de taxa de fluxo de combustível WF_OL de modo a manter o valor corrente da temperatura EGT abaixo do valor de ponto de ajuste de temperatura máxima THR3, acima do qual existe um risco não negligenciável de ser necessário interromper a partida do turbojato 1.

[00115] Para esse propósito, a rede corretora R3 é apropriada para fornecer um sinal de correção escrito SIG3 que deve ser adicionado ao comando WL_OL.

[00116] No exemplo descrito agora, a rede corretora R3 é da mesma forma uma rede proporcional integral (PI), tendo uma função de transferência C3(p) que é dada por:

onde K3 e T3designam parâmetros respectivos da rede corretora R3. Esses parâmetros K3 e T3 da rede corretora R3 dependem do estado do turbojato 1; mais particularmente nesse exemplo, o ganho K3 depende da pressão estática PS32 e da pressão total Pt na entrada para uma ventoinha da turbomáquina, enquanto T3é configurado como uma função da inércia do turbojato 1 em resposta a uma taxa de fluxo de combustível injetado em sua câmara de combustão.

[00117] O sinal de correção SIG3 é obtido aplicando a função de transferência C3(p) a um sinal de erro escrito δ3 entre o valor de ponto de ajuste máximo THR3 e a EGT de valor corrente, em outras palavras:

[00118] Naturalmente, outros parâmetros podem ser considerados para estabelecer K3 e T3.

[00119] Deste modo, a rede corretora R3 leva um sinal de erro δ3 entre o valor corrente da temperatura EGT e seu ponto de ajuste máximo THR3 a corresponder a um incremento de taxa de fluxo de combustível SIG3 que é para levar o erro 3 a desaparecer, em outras palavras, isto é para deixar a temperatura EGT do turbojato 1 ser mantida em um valor que é "normal" (isto é, dentro dos limites do corredor de controle que foi configurado para esse valor).

[00120] Na implementação descrita agora, o módulo monitor 2B estabelece uma hierarquia entre os sinais de correção SIG1, SIG2, e SIG3 entregues pelas redes corretoras R1, R2, e R3. Em outras palavras, em um dado instante, seleciona o sinal de correção dentre os sinais de correção SIG1, SIG2, e SIG3, destinado a ser usado para ajustar o comando WF_OL.

[00121] Nesse exemplo, essa seleção é realizada por uma cadeia de funções do tipo min/max (isto é, tipos mínimo ou máximo), cujas funções são aplicadas à saída das redes corretoras em pares. Um exemplo de tais funções é descrito em maiores detalhes abaixo com referência à Figura 4.

[00122] Essas funções servem para dar precedência a um sinal de correção relativo para outro a fim de ajustar o comando WF_OL. Preferivelmente, precedência é dada aos parâmetros de operação monitorados que cumprem os pontos de ajuste elevados, isto é, que cumprem os pontos de ajuste THR2 e THR3. Em outras palavras, isso significa que se ambos, um sinal de correção SIG1 é entregue pela rede corretora R1 e um sinal de correção SIG3 é entregue pela rede corretora R3, então precedência é dada a selecionar o sinal de correção SIG3 para ajustar o comando WF_OL.

[00123] O comando de taxa de fluxo de combustível que resulta a partir da etapa de ajuste E30 é escrito WFCmd se ou não há qualquer ajuste (WFCmd=WF_OL se nenhum ajuste for necessário).

[00124] Na implementação descrita agora, o dispositivo de geração 2 efetua uma etapa de saturar o comando WFCmd antes de fornecer para o medidor de combustível. Essa saturação depende no comando WF_OL estabelecido pelo módulo 2A, e é estabelecido aplicando ganhos respectivos Gmin e Gmax ao comando WF_OL (etapa E40).

[00125] Essa saturação busca assegurar que o comando WFCmd de fato repousa entre dois valores limites derivados a partir do comando WF_OL (esses valores de limite correspondendo por exemplo a uma porcentagem do comando WF_OL como definido pelos ganhos Gmin e Gmax).

[00126] Para esse propósito, o comando WFCmd é saturado onde apropriado a GminxWF_OL ou a GmaxxWF_OL como uma função de seu valor corrente, isto é, se o comando WFCmd é menor que GminxWF_OL, seu valor é forçado a GminxWF_OL; ao contrário, se o comando WFCmd for maior que GmaxxWF_OL, então seu valor é forçado para o valor GmaxxWF_OL.

[00127] Isso serve para assegurar, em particular, que nenhum comando tendo um valor aberrante (ou "estranho") é transmitido ao medidor de combustível (que poderia acontecer por exemplo se o turbojato 1 falhar), ou muito simplesmente para confinar o comando que é transmitido ao medidor de combustível dentro de uma faixa determinada de valores, por exemplo correspondendo aos limites de injeção de combustível especificados pelo medidor de combustível.

[00128] Onde aplicável, o comando WFCmd saturado é então entregue ao medidor de combustível (etapa E50).

[00129] A seguir uma descrição mais detalhada é dada com referência à Figura 4 da arquitetura de controle implementada na modalidade descrita agora pelo módulo de monitoramento 2B para manter os valores correntes da taxa de aceleração (dN2/dt) e da temperatura EGT nas faixas de valor mencionadas acima.

[00130] Essa arquitetura de controle serve para efetuar etapas E20, E30, e E40 como descrito acima, que consistem em monitorar os parâmetros de operação do turbojato 1, em ajustar o comando WF_OL como gerado em uma malha aberta pelo módulo 2A, e em saturar o comando WFCmd como entregue ao medidor de combustível, onde necessário.

[00131] Nessa arquitetura, as três redes corretoras R1, R2, e R3 que são usadas pelo módulo 2B para determinar a correção apropriada, se qualquer, que precisa ser aplicada ao comando WF_OL compartilham, todas, um integrador comum I que é saturado como uma função do valor corrente do comando WF_OL.

[00132] Isso é possível dada as funções de transferência C1, C2, C3 definindo as redes, cujas funções podem ser escritas na forma de um produto de uma primeira função de transferência C1', C2', C3' implementada por um módulo respectivo 9, 10, ou 11 como multiplicado por uma segunda função de integração 1/p que é efetuada pelo integrador saturado I.

[00133] O uso de um integrador saturado comum vantajosamente torna possível para limitar descontinuidades nos pontos de ajuste de taxa de fluxo entregues pelas redes corretoras R1, R2, e R3, e torna fácil saturar comandos provenientes da malha fechada (confere etapa E40).

[00134] Os módulos 9 e 10 que implementam a função de transferências C1 e C2 respectivamente também incluem respectivos segundos integradores, como mostrado em Figura 5A (elemento integrador 9J) como descrito em maiores detalhes abaixo. O segundo integrador pode sofrer de problemas conhecidos como "emaranhar" ou como "desvio" (ou mesmo de fuga), que são bem conhecidos do versado na técnica.

[00135] A fim de gerenciar esses problemas, a arquitetura mostrada em Figura 4 propõe ativar o segundo integrador apenas quando o valor corrente da taxa de aceleração dN2/dt está próximo de seu ponto de ajuste, em outras palavras, próximo ao valor THR1 para o módulo 9 ou ao valor THR2 para o módulo 10. Essa ativação ou desativação dos integradores de módulos 9 e 10 é gerenciada respectivamente por módulos 12 e 13.

[00136] Mais precisamente:

[00137] O módulo 12 compara a diferença estimada δ1 entre o ponto de ajuste THR1 e o valor corrente de (dN2/dt) relativo a um limiar negativo escolhido S1. Se δ1<S1, então o módulo 12 posiciona um sinalizador booleano f1 a um valor 1 (ou VERDADEIRO), apropriado para ativar o integrador 9J do módulo 9. De outra forma, o sinalizador booleano f1 é estabelecido para um valor 0 (ou FALSO) e não ativa o integrador 9J do módulo 9.

[00138] De modo similar, o módulo 13 compara a diferença δ2 estimada entre o valor de ponto de ajuste THR2 e o valor corrente de (dN2/dt) relativo a um ponto de ajuste S2 que é escolhido para ser positivo. Se δ2<S2, então o módulo 12 estabelece um sinalizador booleano f2 a um valor 1 (ou VERDADEIRO), apropriado para ativar o integrador do módulo 10. De outra forma, o sinalizador booleano f2 é estabelecido a um valor 0 (ou FALSO) e o integrador do módulo 10 é mantido inativo.

[00139] Os limiares S1 e S2 são escolhidos empiricamente e de modo a serem suficientemente pequenos para evitar os problemas de emaranhar acima mencionados.

[00140] O fato que é possível para os integradores dos módulos 9 e 10 ser desativados sob certas condições também serve para assegurar que os valores produzidos como saída pelos módulos 9 e 10 não podem ser selecionados pelo dispositivo de geração 2 enquanto tal desativação está em vigor. Isso é assegurado, na arquitetura mostrada em Figura 4, provendo dois módulos seletores (ou comuta) 14 e 15 que são controlados respectivamente pela saída a partir dos módulos 12 e 13.

[00141] Deste modo, o módulo seletor 14 seleciona a saída a partir do módulo 9 apenas se δ1<S1 (em outras palavras se o integrador 9J do módulo 9 é ativado). Da mesma forma, o módulo seletor 15 seleciona a saída a partir do módulo 10 apenas se δ2<S2 (em outras palavras se o integrador do módulo 10 é ativado).

[00142] Se δ1>S1 ou se δ2>S2, então os módulos seletores 14 e 15 selecionam um valor obtido por tempo diferenciando o comando WF_OL como avaliado pelo módulo 2A. Essa diferenciação de tempo é efetuada por um módulo de diferenciação convencional 16.

[00143] Deve ser observado que porque um integrador saturado I é usado em comum para as três redes corretoras R1, R2, e R3, os valores produzidos como saída pelos módulos 9, 10, e 11 correspondem, respectivamente, aos derivados de tempo do sinais de correção SIG1, SIG2, e SIG3, que são escritos respectivamente dSIG1, dSIG2, e dSIG3 (o que também explica porque o comando WF_OL é diferenciado pelo módulo de diferenciação 16 de modo a fazer esse comando comparável aos valores que são manipulados pelos seletores de módulo 14 e 15).

[00144] A seleção de um ou outro dos valores dSIG1, dSGI2, dSIG3, e dWF_OL é efetuada por vários módulos 17, 18, e 19 MIN/MAX. Mais precisamente: • o módulo 17 é configurado para selecionar o maior dos valores a partir dos valores dSIG1 e dWF_OL que são entregues a suas entradas (em outras palavras, o módulo 17 é responsável para ativar ou não ativar o ajuste do comando WF_OL) • o módulo 18 é configurado para selecionar o menor dos valores a partir do valor dSIG2 e o valor na saída a partir do módulo seletor 14, que valores são entregues ao mesmo como entrada; e • o módulo 19 é configurado para selecionar o menor dos valores dSIG3 e a saída a partir do módulo seletor 15, cujos valores são entregues ao mesmo como entrada.

[00145] O valor disponível na saída a partir do módulo 19 é escrito dWF_sel.

[00146] Esse valor dWF_sel é então processado pelo integrador I.

[00147] De modo conhecido, o integrador I compreende um amplificador 20 (de ganho que é a recíproca do período de amostragem), um módulo de soma 21, e um módulo de integração 22.

[00148] Na modalidade descrita agora, ela também inclui dois módulos 23 e 24 que garantem que o valor de ponto de ajuste WFCmd como entregue pelo medidor de combustível dispositivo de geração 2 é saturado, isto é, de fato posiciona-se entre dois valores limites obtidos respectivamente aplicando um ganho Gmin (via o amplificador 25) e um ganho Gmax (via o amplificador 26) para o valor de ponto de ajuste WF_OL entregue pelo módulo 2A.

[00149] De acordo com essa arquitetura, o valor de ponto de ajuste WFCmd é algumas vezes igual ao valor WF_OL entregues pelo módulo 2A realizando regulação de malha aberta, e algumas vezes igual ao valor WF_OL como corrigido usando um sinal de correção SIG1, SIG2, ou SIG3, ignorando a saturação que é realizada pelos módulos 23 e 24.

[00150] Figuras 5A e 5B mostram exemplos de arquitetura digital que podem ser usadas para os módulos 9 e 11. Uma arquitetura similar a essa mostrada em Figura 5A pode ser considerada para o módulo 10.

[00151] Com referência à Figura 5A, o módulo 9 para implementar a função de transferência C1'(p) compreende em modo convencional: • um elemento diferenciador discreto 9A trabalhando no período de amostragem Te e recebendo a diferença δ1 como entrada; • um elemento 9B para usar gráficos predefinidos para selecionar um valor para o parâmetro T1 como uma função de valores correntes da pressão PS32 e da pressão total Pt; • um elemento 9C para usar gráficos predefinidos para selecionar um valor de ganho K1 como uma função dos valores correntes da pressão PS32 e da pressão Pt; • um elemento multiplicador 9D apropriado para multiplicar a saída a partir do elemento diferenciador 9A pelo parâmetro T1 a partir do elemento 9B; • um elemento de soma 9E apropriado para somar a saída a partir do elemento 9D e a diferença δ1; • um elemento multiplicador 9F apropriado para multiplicar o ganho K1 a partir do elemento 9C pela saída a partir do elemento 9E; • um elemento amplificador 9G apropriado para multiplicar a saída a partir do elemento 9F pelo período de amostragem Te; • um elemento de soma 9H; e • um integrador saturado 9I compreendendo um módulo integrador 9J, um elemento de saturação 9K, e um módulo seletor 9L controlado pelo sinalizador f1: mais precisamente, se o sinalizador f1 é estabelecido para um valor 1, então o módulo seletor 9L seleciona a saída a partir do módulo integrador 9J; em contraste, se o sinalizador f1 é estabelecido para um valor 0, então o módulo seletor 9L seleciona o valor zero.

[00152] Com referência à Figura 5B, o módulo 11 para implementar a função de transferência C3'(p) compreende, em modo convencional: • um elemento diferenciador discreto 11A trabalhando no período de amostragem Te e recebendo a diferença δ3 como entrada; • um elemento 11B para usar gráficos predefinidos para selecionar um valor para o parâmetro T3 como uma função de um valor corrente da pressão PS32 e da pressão total Pt; • um elemento 11C para usar gráficos predefinidos para selecionar um valor para o ganho K3 como uma função do valor corrente da pressão PS32 e da pressão Pt; • um elemento multiplicador 11D apropriado para multiplicar a saída a partir do elemento diferenciador 11A pelo parâmetro T3 a partir do elemento 11B; • um elemento de soma 11E apropriado para somar a saída a partir do elemento 11D e a diferença δ3; e • um elemento multiplicador 11F apropriado para multiplicar o ganho K3 a partir do elemento 11C pela saída a partir do elemento 11E.

Claims

1. Processo de geração de um controle de fluxo de combustível destinado a ser injetado na câmara de combustão de uma turbomáquina (1) para propulsão de uma aeronave, este processo caracterizadopelo fato de ser para uso durante uma fase (E0) de partida da turbomáquina e compreender: - uma etapa (E10) de geração, em malha aberta, de geração de um controle (WF_OL) do fluxo de combustível a partir de, pelo menos, uma lei pré-estabelecida; e - uma etapa de monitoramento (E20-E30), em malha fechada, de pelo menos um parâmetro de funcionamento da turbomáquina selecionado entre: - uma taxa de aceleração (dN2/dt) de um compressor da turbomáquina, e - uma temperatura (EGT) de saída de uma turbina da turbomáquina, esta etapa de monitoramento compreendendo a manutenção (E30) do parâmetro de funcionamento em um faixa de valores determinada, com a ajuda de, pelo menos, uma rede corretora (R1,R2,R3) associada a este parâmetro e apta a fornecer um sinal de correção para corrigir do controle de fluxo de combustível gerado em malha aberta permitindo manter o parâmetro de funcionamento na faixa de valores determinada.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa de monitoramento (E20-E30), mantém-se a taxa de aceleração do compressor da turbomáquina entre um valor de ponto de ajuste de aceleração mínima (THR1) e um valor de ponto de ajuste de aceleração máxima (THR2).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que, durante a etapa de monitoramento (E20-E30), mantém-se a temperatura (EGT) de saída da turbina da turbomáquina inferior a um valor de ponto de ajuste de temperatura máxima (THR3).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que se monitora tanto a taxa de aceleração (dN2/dt) do compressor como a temperatura (EGT) de saída da turbina, e em que a etapa de monitoramento compreende a seleção de um sinal entre os sinais de correção gerados pelas redes corretoras (R1,R2,R3) associadas com a taxa de aceleração (dN2/dt) do compressor e com a temperatura (EGT) de saída da turbina, o sinal selecionado sendo utilizado para corrigir o controle da taxa de fluxo de combustível gerado em malha aberta.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sinal de correção selecionado é o sinal de correção gerado pela rede corretora (R3) associado com a temperatura (EGT) de saída da turbina.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que cada rede corretora (R1,R2,R3) é de tipo proporcional integral ou duplo-integral, e é adequada para fornecer um sinal de correção para a correção do controle de fluxo de combustível avaliado a partir de uma diferença (δ1,δ2,δ3) entre um valor corrente do parâmetro de funcionamento ao qual está associada e um valor de ponto de ajuste determinado (THR1,THR2,THR3).

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato que pelo menos uma rede corretora (R1,R2,R3) tem um ganho (K1,K2,K3) cujo valor depende de uma pressão estática (PS32) na câmara de combustão e uma pressão total (Pt) na entrada de um soprador da turbomáquina.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma etapa de saturação (E40) do controle gerado em malha aberta ou do controle gerado em malha aberta corrigido com a ajuda do sinal de correção.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de saturação força o controle gerado em malha aberta (WFCmd), submetido ou não a uma etapa de ajuste (E30), a tomar um ou outro dentre um primeiro valor limite (Gmin x WF_OL) e um segundo valor limite (Gmax x WF_OL) correspondendo, respectivamente, a uma porcentagem mínima (Gmin) e a uma percentagem máxima (Gmax) do controle gerado em malha aberta (WF_OL) e não submetido à referida etapa de ajuste (E30), se o valor corrente do controle gerado em malha aberta (WFCmd) for, respectivamente, inferior ao primeiro valor limite ou superior ao segundo valor limite.

10. Dispositivo (2) de geração de um controle de fluxo de combustível destinado a ser injetado na câmara de combustão de uma turbomáquina (1) para propulsão de uma aeronave, este dispositivo compreendendo meios, ativados durante uma etapa (E0) de partida da turbomáquina, caracterizado pelo fato de compreender: - um módulo gerador (2A) para a geração em malha aberta de um controle (WF_OL) do fluxo de combustível a partir de, pelo menos, uma lei pré-estabelecida (LN); - um módulo de monitoramento (2B) para a monitoração em malha fechada de, pelo menos, um parâmetro de funcionamento da turbomáquina selecionado entre: - uma taxa de aceleração (dN2/dt) de um compressor da turbomáquina, e - uma temperatura (EGT) de saída de uma turbina da turbomáquina, este módulo de monitoramento sendo adequado para manter o parâmetro de funcionamento em uma faixa de valores determinada, e compreendendo, pelo menos, um rede corretora (R1,R2,R3) associada a este parâmetro e adequado para fornecer um sinal de correção para corrigir do controle de fluxo de combustível gerado em malha aberta permitindo manter o parâmetro de funcionamento na faixa de valores determinada, e meios de correção ativados, se apropriado, para corrigir o controle de fluxo de combustível gerado pelo módulo de geração com a ajuda do sinal de correção fornecido pela rede corretora.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o módulo de monitoramento compreende uma pluralidade de redes corretoras (R1,R2,R3) compartilhando um integrador comum (I).

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o integrador comum (I) é saturado.

13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o módulo de monitoramento compreende uma pluralidade de redes corretoras (R1,R2,R3), e meios de seleção de um sinal de correção dentre os sinais de correções fornecidos por estas redes corretoras, o sinal selecionado sendo fornecido aos meios de correção para corrigir o controle de fluxo de combustível gerado em malha aberta pelo módulo de geração.

14. Programa de computador, caracterizado pelo fato de compreender instruções para a execução das etapas do processo de geração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, quando o referido programa é executado por um computador.

15. Turbomáquina (1), caracterizada pelo fato de incluir um dispositivo de geração como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 13 para gerar um controle de fluxo de combustível.