Brennstoffregeleinrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffregeleinrichtung an einem Gasturbinen triebwerk eines Helikopters.
Die Steuerung des Helikopters geschieht manuell durch Veränderung des Anstellwinkels der Helikop- ter-Rotorblätter. Veränderungen des Anstellwinkels verlangen auch Änderungen der an das Triebwerk zu geführten Brennstoffmenge, um die Rotordrehzahl konstant zu halten. Bei bekannten Systemen wird eine Funktion des Anstellwinkels der Rotorblätter ein geführt, um die Rotorgeschwindigkeit bzw. Drehzahl mehr oder weniger konstant zu halten. Eine manuelle Abstimmung der Drehzahl durch den Piloten ist jedoch immer notwendig.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Brennstoffregeleinrichtung zu schaffen, welche die Triebwerks-Drehzahlund damit z. B . d'ie Rotordrehzahl eines Helikopters konstant hält, und zwar unabhän gig von manuellen Veränderungen des Anstellwin- kels und ohne d'ass manuelle Flughöhenkorrekturen durch den Piloten notwendig sind.
Dies wird bei einer Brennstoffregeleinrichtung an einem Gasturbinentriebwerk eines Helikopters, der Steuerorgane aufweist, um den Anstellwinkel der Rotorblätter zu verändern, mit Mitteln zum Einstel len der Rotor-Soll-Drehzahl und mit von der Rotor drehzahl beeinflussten Mitteln, die mit den Einstellmit- teln zusammenwirken, um die an das Triebwerk ab gegebene Brennstoffmenge,
zu regeln und die Rotor drehzahl bei Veränderungen des Anste'llwinkels kon stant zu halten, dadurch erreicht, dass ein Hebel system vorgesehen ist, um einen in einer Brennstoff- Zufuhrleitung eingeschalteten Durchflussschieber zu steuern, dass die Einstellmittel einen Einstell- körper aufweisen, um das Schwenklager des He belsystems in Abhängigkeit von der eingestellten Soll- Drehzahl zu verstellen,
und dass die von der Rotor drehzahl beeinflussten Mittei einen fliehkraftbetätig- ten Schiebermechanismus aufweisen, der mit dem Hebelsystem zusammenwirkt, um den Durchfluss- schieber in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahl des Rotors zu betätigen.
Die Regeleinrichtung nach der vorliegenden Er findung lässt sich auch für den Betrieb von Helikop tern mit mehreren Triebwerken verwenden, bei wel chem die Belastung eines einzigen Rotars auf eine Mehrzahl von Triebwerken verteilt werden muss. Bei solchen Anordnungen wird ein Drehzahlfehler-Signal des Rotors an mehrere, z. B. zwei Triebwerke über tragen, welche infolge geringer Unterschiede in der Arbeitscharakteristik ungleiche Lastanteile überneh men können. Mit Hilfe der Regeleinrichtung haben die beiden Triebwerke jedoch die Tendenz, gleiche Lastanteile zu übernehmen und die vorbestimmte Ge schwindigkeit bzw.
Drehzahl wird an der Rotorwelle aufrechterhalten. Es lassen sich selbstverständlich zusätzliche Sicherheitseinrichtungen für die Brenn stoffzufuhr verwenden, z. B. solche, welche ein Aus setzen des Kompressors verhindern oder solche,
welche ein Erlöschen der Brennerflamme verun- möglichen. Solche Sicherheitseinrichtungen sind je doch bekannt und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Die Regeleinrichtung ist insbesondere zur Verwendung mit Propellertriebwerken von kleiner Leistung geeignet, welche ein erstes Turbinenrad zum Antrieb des Kompressors und ein zweites unabhängi ges Turbinenrad zum Antrieb des Helikopterrotors besitzen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Brennstoff-Regel- einrichtung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Propeller turbinen-Triebwerk eines Helikopters,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Brenn- stoff-Regeleinrichtung zur Verwendung mit dem Triebwerk nach Fig. 1 und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines mit mehreren Triebwerken versehenen I3elikopters, wobei die Triebwerke den in Fig. 1 dargestellten entspre chen und wobei Brennstoff-Regeleinrichtungen ent sprechend den in Fig. 2 dargestellten vorgesehen sind.
In Fig. 1 ist das Triebwerk mit 1 bezeichnet, in welchem die in Richtung des Pfeiles eintretende Luft durch einen Kompressor 2 verdichtet und in der Brennkammer 6 mit Brennstoff gemischt und durch Verbrennung erwärmt wird. Die Verbrennungsgase treiben die Kompressorturbine 8 an, die ihrerseits den Kompressor 2 über die Turbinenwelle 4 treibt.
Die aus der Kompressorturbine 8 austretenden Gase treiben die unabhängige Arbeitsturbine 10 an, die über die Turbinenwelle 12 das Getriebe 14 und die Rotorwelle 16 den Rotor 18 antreibt. Der Anstell- winkel der Rotorblätter wird von Hand durch einen bekannten Steuermechanismus 15 eingestellt, der über den Steuerhebel 17 am Handgriff 19 betätigt wird.
Der Brennstoff wird den Brennkammern 6 von einem Brennstofftank und einer Förderpumpe über eine Zuführleitung 20 (Fig. 2), eine Zahnradpumpe 22, eine Hochdruckleitung 23, ein Bypassschieber 24, eine Leitung 26, einen Durchlassschieber 28 und eine Leitung 30 zugeführt (Fig. 1 und 2).
Der Bypassschieber 24 ist durch eine Membran 36 in zwei Kammern 38 und 40 unterteilt, wobei an deren Unterseite ein umgestülptes napfförmiges Schieberelement 34 befestigt ist, das einen hohlen Schaft 42 eng umgibt. Der Schaft 42 ist am Schieber gehäuse befestigt und besitzt Öffnungen 46, die des sen Kanal 44 mit der Kammer 40 verbinden. Der Kanal 44 steht mit der Förderleitung 20 in Verbin dung.
Die Kammer 40 ist über Steueröffnungen 48 mit dem Raum 45 im Schieber 34 oberhalb des Schaftes 42 in Verbindung, so dass der Druck inner- halb und ausserhalb des Schiebers der gleiche ist. Die vertikale Lage des Schiebers 34 bestimmt die effek tive Grösse der Öffnungen 46 zwischen der Kammer 40 und der Leitung 44 und ist abhängig von der Lage der Membran 36. Die Membran ist an deren Oberseite der Kraft einer Feder 52 ausgesetzt, die in der Kammer 3 8 angeordnet ist und zwischen einem Federsitz 50, der an der Oberseite der Membran be festigt ist und einer Scheibe 54, die von einer Stange 56 getragen wird, wirksam ist.
Die Stange 56 ist am Schiebergehäuse einstellbar befestigt, so dass die von der Feder 52 auf die Membran 36 ausgeübte Kraft eingestellt werden kann. Die Kammer 38 steht mit der Leitung 30 über einen Kanal 58 in Verbindung. Somit wird die Membran durch die Druckdifferenz zwischen dem Brennstoff in der Hochdruckleitung 23 und demjenigen in der Leitung 30 beeinflusst, wobei der in der Leitung 30 herrschende geringere Druck durch die Feder 52 kompensiert wird.
Wie bekannt ist, hält der Schieber 24 eine konstante Druckdiffe renz zwischen der Leitung 26 und der Leitung 30 auf recht, indem mehr oder weniger Brennstoff entspre chend den Drucksteigerungen oder Senkungen in der Leitung 30 bezüglich der Leitung 26 zurückgeleitet wird.
Der Durchlassschieber 28 besitzt eine Kolbenein heit 72 mit einem oberen Kolbenteil 74, der mit einem Abstreifring 76 am Umfang desselben aus gerüstet ist. An den Kolbenteil 74 schliesst sich ein verengter Teil 78 an, der seinerseits mit einer Kolben stange 84 verbunden ist. Am Ende derselben ist ein hülsenförmiger Schieber 86 mit einer seitlichen öff- nung 92 befestigt.
Die Kolbeneinheit 72 wirkt mit zwei ringförmigen Schultern 80 und 88 zusammen, die sich von der Innenwand des Schiebergehäuses einwärts erstrecken und dasselbe in vier Kammern 64, 65, 62 und 67 unterteilen. Die Kammern 64 und 65 werden durch den Kolbenteil 74 unterteilt, wäh renddem die Kammer 65 von der Kammer 62 durch den Kolbenteil 78 und die ringförmige Schulter 80 voneinander getrennt werden, indem die Boh rung 82 der letzteren mit dem Kolbenteil 78 genau zusammengepasst ist. Die Kammern 62 und 67 wer den voneinander durch den hülsenförmigen Schieber 86 und die ringförmige Schulter 88 getrennt, wobei die Bohrung der Schulter 88 genau auf den Schieber 86 aufgepasst ist.
Wenn die Kolbeneinheit 72 aufwärts bewegt wird, so wird die Öffnung 92 zwischen den Kammern 62 und 67 verkleinert, so dass in die Kammer 62 und damit in die Leitung 30, die zum Triebwerk führt, weniger Brennstoff fliesst. Wird die Einheit abwärts bewegt, ,so vergrössert sich die Öffnung 92 und dem Triebwerk wird eine grössere Brennstoffmenge zu geführt. Wie schon erwähnt, hält der Schieber 24 einen konstanten Druckabfall an der Öffnung 92 auf recht.
Die Ausgleichskammer 65 steht mit der Zuführ- leitung 20 über die Öffnung 70 in Verbindung.
Die Kammer 64 steht mit der Hochdruckleitung 26 über eine Leitung 63 in Verbindung, wobei diese letztere eine Drosselstelle 65a besitzt, die die Durch flussmenge durch die Leitung bestimmt. Die Kammer 64 steht mit der Leitung 20 auch durch einen Ablass- kanal 66 in Verbindung, der eine Drosselöffnung 68 aufweist. Diese ist grösser als die Öffnung 65a in der Leitung 63, wobei die Grösse derselben durch ein Ventil 102 eines Hebels 99 gesteuert wird.
Der Hebel 99 wird seinerseits durch die Drehzahl der Kraft turbine bzw. den Drehzahlfühler 104 und durch den Kompressorenddruck betätigt wie nachfolgend näher beschrieben wird. Der Brennstoffschieber-Kolben wird deshalb durch Hochdruckflüssigkeit in der Kam mer 67 beaufschlagt, die den Kolben 86 in entgegen gesetzter Richtung zur Wirkung der Flüssigkeit in der Kammer 64 bewegt.
Der Druck in der letzteren Kam mer schwankt zwischen einem Mittelwert der durch den Durchfluss durch die Öffnung 65a bei voller Öffnung des Durchganges 68 bestimmt ist und dem jenigen Druck der sich bei geschlossener Öffnung 68 ergibt.
Wenn auch Fig. 2 keine Verbindungen zwischen den Leitungen 66 und 20 und zwischen der Öffnung 70 und der Leitung 20 zeigt, so ist die gesamte in Fig.2 dargestellte Regeleinrichtung in einem Ge häuse 105 angeordnet, das mit Brennstoff unter dem gleichen Druck wie in der Leitung 20 gefüllt ist. Aus diesem Grunde wird eine Verbindung mit dem Hohl raum im Gehäuse 105 als Verbindung mit der Lei tung 20 bezeichnet.
Der Drehzahlfühler 104 für die Drehzahl der Kraftturbine ist in zwei Kammern 110 und 112 unter teilt, und zwar durch eine Mittelwand 115, die Ka näle 111 und 113 aufweist. Der Kanal 111 verbindet die beiden Kammern untereinander. Die Kammer 110 steht mit der Leitung 20 über die Öffnung 109 in Verbindung. Eine Welle 108 ist im Gehäuse des Dreh zahlfühlers 104 gelagert. Über ein Getriebe 106 steht diese Welle mit der Welle 12 der Kraftturbine in Ver bindung und wird durch diese angetrieben. Die Welle besitzt Reglergewichte 107, die in der Kammer 110 angeordnet sind.
Bei der Rotation der Welle 108 werden die Gewichte<B>107</B> nach aussen geschleudert und üben dabei auf das linke Ende des Hilfsschiebers 108a eine Kraft aus, wobei dieser Hilfsschieber in der Öffnung 113 verschiebbar gelagert ist. Die von den Gewichten 107 ausgeübte Kraft bewegt den Hilfs schieber 108a nach rechts entgegen der Wirkung der Druckfeder 128, die über eine Platte 124 auf das andere Ende des Hilfsschiebers 108a wirkt. Das andere Ende der Feder 128 liegt an einer Platte 130 an, die an einer Stange 132, welche in einer Öffnung 133 des Fühlers verschiebbar ist, befestigt ist.
Die Platte 124 ist mit einem Lagerstück 126 versehen, das einen Endteil 122 des Schiebers 108a drehbar auf nimmt."Der Schieber 108a besitzt zwei Teile <B>118</B> und 120, die voneinander getrennt und in der Öffnung 113 satt eingepasst sind, um die beiden Kammern vonein ander zu trennen. Die Öffnung 113 steht über einen Kanal 136 mit der Hochdruckleitung 23 in Verbin dung. Ein Kanal 140 der ebenfalls in die Öffnung 113 mündet, führt anderseits in eine Kammer 146 und ein weiterer Kanal 142 führt in eine Kammer 144.
Die beiden Kammern sind voneinander durch einen Kolben 148 getrennt, der mit einer Kolbenstange 150 versehen ist. An der Stange 150 ist das eine Ende eines Armes 154 bei 152 angelenkt, wobei das andere Ende um einen Stift 156 verschwenkbar ist, der in einen Schlitz 157 eingreift.
In seinem Mittelteil ist der Arm 154 über einen Drehzapfen 155a und einen entsprechenden im Arm vorgesehenen Schlitz an einem Block 155 schwenkbar gelagert, wobei der Block auf einer Stange 132 mittels einer Mutter 134 einstellbar befestigt ist, so dass die Stellung des Dreh zapfens 155a entlang der Stange 132 einstellbar ist. Die Kraft, welche durch die Feder 128 auf den Hilfs- schieber 108a ausgeübt werden kann, lässt sich mit tels der Mutter 134 justieren.
Jede Justierung der Federkraft resultiert in einer Schwenkbewegung des Armes 154 um den Stift 156 und somit in einer Be wegung des Schwenkzapfens 155a. Eine Bewegung des Hilfsschiebers 108 und der Teile 118 und 120 nach rechts verbindet die Hochdruckleitung 136 mit der Kammer 146 und die Kammer 144 mit der Kam mer 110 und über die Öffnung 109 mit der unter nie derem Druck stehenden Leitung 20. Dadurch wird der Kolben 148 und die Kolbenstange 150 nach links bewegt, gleichzeitig verschwenkt sich der Arm 154 nach links um den Stift 156.
Die Stange 132 wird somit ebenfalls nach links bewegt, wodurch die Span nung der Feder 128 erhöht und der Hilfsschieber 108a nach links bewegt wird, so d'ass der letztere in seine neutrale Lage zurückkehrt. Eine Bewegung des Schiebers nach links aus der dargestellten Lage ruft eine ähnliche Folge von Bewegungen hervor, die den Kolben 148 nach rechts verschieben; somit er gibt sich für jede vom Fühler bestimmte Geschwindig keit eine entsprechende Lage des Kolbens 148.
Das Ende der Stange 150 ist mit einem L-förmi- gen Teil versehen, in dessen einen Schenkel eine Schraube 156 eingeschraubt ist. Die Schraube 156 ist mittels einer Mutter 159 in vertikaler Richtung justierbar, wobei deren Kopf am Endteil 160 eines Hebels 158 ansteht, der bei einem-Drehpunkt 166 auf einer Stange 162 gelagert ist.
Die Lage des Dreh punktes 166 ist durch axiale Bewegung der Stange 162 im Lager 164 nach links oder rechts verschieb bar, und zwar mittels -eines Nockens 216, der auf einer Welle 217 angeordnet ist, und über ein Ver bindungsstück 218 mit einem Hebel 220 in Wir- kungsverbindung steht. Der Endteil 160 des Hebels 158 wird mittels einer Zugfeder 174 immer gegen den Kopf 153 der justierbaren Schraube gepresst; die Feder 174 hat also die Tendenz, den Hebel 158 um den Drehpunkt 166 im Uhrzeigersinn zu verdrehen. Überdies presst die Feder 174 die Stange 162 nach rechts gegen den Nocken 216.
Die Lage, in- welche der Hebel 158 durch die Feder 174 verschwenkt wird, ist durch die Stellung des Kopfes 153, an welchem der Endteil 160 anliegt, bestimmt. Der Endteil 168 des Hebels 168 wird mittels der Feder gegen einen Stift 170 gepresst, der an einer axial verschiebbaren Stange 172 befestigt ist. Das eine Ende der Stange 172 ist bei 178 an einem Hebel 176 angelenkt, der um einen Schwenkzapfen 182 drehbar ist.
Das andere Ende des Hebels 172 ist über einen Stift 184, der in einen Schlitz 186 eingreift, mit einer axial beweglichen Stange 188 in gelenkiger Verbindung. Die Stange 188 weist an ihrem anderen Ende einen Käfig 191 auf, der ein Paar von Walzen, die an entgegengesetzten Seiten vorstehen, enthält.
Die Zugfeder 180 hat die Tendenz, den Hebel 176 im Gegenuhrzeigersinn um den Zapfen 182 zu verschwenken und dadurch die Stange 172 nach links zu verschieben, so dass der Stift 170 immer gegen das Ende 168 des Hebels 158 gepresst wird. Die Zugspannung der Feder 180 ist geringer als diejenige der Feder 174.
Dementspre chend wird, wenn der Hebel 158 durch die Feder 174 infolge Bewegung der Stange 150 nach links im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, die Stange 172 durch den Endteil 168 nach rechts verschwenkt; wird hingegen der Hebel 158 im Gegenuhrzeigersinn ver- schwenkt, und zwar infolge Verschiebung der Stange 150 nach rechts, so bewegt die Feder 180 die Stange 172 nach links.
Die Walzen 190 sind zusammen mit der Stange 188 zwischen zwei Lagerflächen 201 und 103 nach rechts oder links beweglich, wobei die Lagerfläche 201 am einen Ende eines Hebels 200 und die Lager fläche 103 am Hebel 99 vorgesehen ist.
Der Hebel 99 ist an seiner Unterseite mit einer Ventilfläche 102 versehen, die mit der Ablassöffnung 168 zusammen- wirkt, um den Austritt aus der Leitung 66 zu steuern. Der Hebel 99 ist um den Drehpunkt 100 schwenkbar und wird an seinem dem Ventilsitz 102 entgegen gesetzten Ende durch eine Zugfeder 96 belastet, die die Tendenz hat, den Hebel' im Gegenuhrzeigersinn um den Drehpunkt 100 zu verschwenken. Das andere Ende der Feder 96 ist an einer Stange 94 angeschlos sen,
welche an der Oberseite des Kolbens 74 be festigt ist. Die Bewegung des Kolbens verändert des halb die Spannung der Feder. Überdies ist eine Ein stellmutter 98 vorgesehen, die eine weitere Justierung der Federspannung ermöglicht. Da die Feder 96 die Tendenz hat, den Hebel 99 um den Drehpunkt 100 im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken, so resul tiert daraus eine Bewegung des Ventilsitzes 102 von der Öffnung 68 hinweg. Dementsprechend wird die Lagerfläche 103 gegen die Walzen 190 gepresst, die ihrerseits an der Lagerfläche 201 des Hebels 200 angepresst werden und die Tendenz haben,
denselben um dessen Drehpunkt 202 im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken. Das entgegengesetzte Ende des Hebels 200 wird dadurch gegen den Stift 214 gepresst, der an einer axial beweglichen Stange 210 befestigt ist und dieselbe in axialer Richtung nach abwärts be wegt.
Diese Bewegung erfolgt entgegen dem Kom- pressorenddruck, welcher auf den Balg 206 einwirkt. Der Balg 206 steht dabei über eine Leitung 208 mit dem Kompressor in Verbindung und die Stange 210 ist am oberen Ende des Balges befestigt. Das andere Ende der Stange 210 ist an einem luftleeren Balg 212 befestigt.
Der Kompressordruck, welcher einer Ver- schwenkung des Hebels 99 im Gegenuhrzeigersinn entgegenwirkt, hat somit die Tendenz, die Ventilöff- nung 68 zu schliessen bzw. der Feder 96 entgegen zuwirken. Dementsprechend werden die Walzen 190 zwischen den Lagerflächen 103 und 201 der Hebel 99 und 200 gegeneinandergepresst und der Hebel 99 ist zwei entgegengesetzt wirkenden Kräften ausgesetzt, von denen die eine von Seiten der Walzen 190 und die andere durch die Feder 96 ausgeübt wird.
Eine Bewegung der Walzen 190 nach rechts vergrössert das durch dieselben übertragene Moment und hat des halb die Tendenz infolge einer Verschwenkung des Hebels 99 im Uhrzeigersinn die Öffnung des Ventils 68 zu verringern. Anderseits bewirkt eine Verschie bung der Walzen nach links eine Verkleinerung des Momentes, und die Feder 96 verschwenkt den Hebel 99 im Gegenuhrzeigersinn, um die Öffnung des Ven tils 68 zu vergrössern. Die Anschläge 105a begrenzen die Bewegung des Hebels 99 um dessen Drehpunkt 100.
Wenn die Ventilöffnung 68 durch Bewegung des Ventilsitzes 102 nach oben vergrössert wird, so wird der Druck in der Kammer 64, der in diese von der Leitung 26 durch die Leitung 63 übertragen wird, abgesenkt und dementsprechend verringert sich der Druck in der Kammer entsprechend der Vergrösse rung der Öffnung. Durch Verkleinerung der Öffnung lässt sich der Druck in der Kammer 64 umgekehrt vergrössern. Das Ventil 68 bildet somit ein Druckregu- lierventil.
Wenn der Rotor 16 im Betrieb mit einer vor bestimmten Drehzahl rotiert, die durch die Einstel lung des Nockens 216 bestimmt ist, wie nachfolgend näher beschrieben wird, und wenn darauf der Anstell- winkel der Rotorschaufeln durch den Piloten am An- stellwinkel-Steuermechanismus 19, 17 und 15 redu ziert wird, so reduziert sich die Belastung an der Ro- torwelle 16 und der Arbeitsturbinenwelle 12, so dass anderseits die Drehzahl dieser Turbinenwelle über die vorbestimmte Einstellung hinaus ansteigt.
Wenn dies eintritt, so stellen die Fliehgewichte 107 die Drehzahl abweichung bezüglich der eingestellten Soll-Drehzahl fest, indem sie sich nach auswärts bewegen, wodurch der Hilfsschieber 108a entgegen der Wirkung der Feder 128 nach rechts bewegt wird. Dadurch wird die Kammer 146 über die Leitung 136 mit der Hoch druckseite und die Kammer 144 wird mit der Kam mer 110 und damit über den Kanal 109 mit der Niederdruckseite verbunden.
Hierdurch wird eine Verschiebung des Kolbens 148 und der Stange 150 nach links und eine Verschwenkung des Armes 154 um dessen Drehpunkt 156 im Uhrzeigersinn bewirkt, so dass auch die Stange 132 nach links verschoben und die von der Feder 128 auf den Hilfsschieber 108a ausgeübte Kraft vergrössert wird. Hierdurch wird der Hilfsschieber 108a in dessen neutrale Stellung zu rückgebracht.
Bei der Bewegung der Stange 150 nach links erfolgt eine gleichgerichtete Verschiebung der Schraube 156, so dass der Hebel 158 im Uhrzeiger sinn durch die Feder 174 um den Drehpunkt 166 ver- schwenkt wird. über den Stift 170 bewirkt diese Be wegung des Hebels 158 eine Verschiebung der Stange 172 nach rechts entgegen der Wirkung der Feder 180, wodurch eine Verschwenkung des Hebels<B>176</B> um dessen Drehpunkt 182 erfolgt. Diese erzeugt eine Verschiebung der Walzen 190 nach links,
worauf die Zugfeder 96 eine Verschwenkung des Hebels 99 im Gegenuhrzeigersinn hervorruft, die eine Vergrösse rung der Öffnung des Ventils 68 durch Entfernung der Ventilsitzfläche 102 und eine Abnahme des Druk- kes in der Kammer 64 zur Folge hat. Dabei wird der Schieberkolben 72 nach auswärts verschoben, so dass die Grösse der Öffnung 92 und dadurch die an das Triebwerk zugeführte Brennstoffmenge verringert wird.
Anderseits bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 74 eine Verringerung der Spannung der Feder 96, so dass der Hebel 99 dementsprechend im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und dabei die öff- nung des Ventils 68 verringert.
Hierdurch vergrössert sich der Druck in der Kammer 64, so dass der Schie- berkolben 72 in einer neuen Lage zum Stillstand kommt, in welcher die an das Triebwerk zugeführte Brennstoffmenge in linearer Abhängigkeit von der festgestellten Abweichung verringert wird, um -da durch die Geschwindigkeit der Welle 12 wiederum auf die eingestellte Soll-Drehzahl zu bringen. Alle diese Vorgänge wickeln sich so schnell ab, d'ass die Drehzahl der Welle praktisch konstant bleibt.
Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass die zugeführte Brennstoffmenge jederzeit von der Lage des Kolbens 148, der Einstellung des Nockens 216 und vom Kompressorenddruck bei 208 abhängig ist.
Wenn der Anstellwinkel vergrössert wird, was einem erhöhten Leistungsbedarf entspricht, so senkt sich die Drehzahl der Welle 108 und damit nimmt auch die von den Fliehgewichten 107 auf den Hilfs- schieber 108a ausgeübte Kraft ab, so d'ass der letztere durch die Feder 128 nach links verschoben wird und die Kammer 144 dementsprechend mit der Hoch druckleitung 136 und die Kammer 146 mit der Nie derdruckseite über Kammer 112, Kanal 111, Kam mer 110 und Kanal 109 in Verbindung gebracht wird.
Die Stange 150 wird nach rechts verschoben, so dass auch eine Bewegung der Stange 132 nach rechts er folgt, die eine Verringerung der auf den Hilfsschieber ausgeübten Federkraft zur Folge hat; die Flieh gewichte 107 bewirken deshalb eine Verschiebung des Hilfsschiebers 108a nach rechts in dessen neutrale Stellung.
Aus obigem ergibt sich, dass die eingestellte Ro- tordrehzahl konstant gehalten wird, wenn der Pilot den Helikopter durch manuelle Betätigung des An stellwinkel-Steuermechanismus lenkt, so dass eine manuelle Einstellung der Brennstoffzufuhr durch den Piloten nicht notwendig ist.
Um die Soll-Drehzahl, das heisst die gewünschte Rotordrehzahl zu erhöhen, verdreht der Pilot den Nocken 216 von Hand über den Hebel 220 und den Lenker 218, wodurch die Stange<B>162</B> und damit der Drehpunkt 166 des Hebels 158 entgegen der Wirkung der Feder 174 nach links verschoben wird. Der End teil 160 kann sich nicht bewegen, d'a die Stange 150 stationär ist.
Somit wird der Hebel 158 im Gegen uhrzeigersinn verschwenkt und der Endteil 168 be wegt sich nach links, 'so dass die Feder 180 eine ent sprechende Verschiebung der Stange 172 und eine Verdrehung des Armes 176 im Gegenuhrzeigersinn hervorruft; die Walzen 190 werden dabei nach rechts verschoben und die Öffnung des Ventils 68 wird verringert, so dass der Druck in der Kammer 64 an steigt.
Hierdurch wird der Schieber 86 nach abwärts verschoben, so dass der Kanal 92 stärker geöffnet und dem Triebwerk eine grössere Brennstoffmenge zu geführt wird. Die Drehzahl des Rotors wird somit erhöht und diese Drehzahlerhöhung wird durch den Drehzahlfühler auch festgestellt.
Der vom Drehzahl- fühler festgestellte Drehzahlanstieg bewirkt natürlich eine Verringerung der Öffnung des Schiebers. 92 und damit auch eine Verringerung der Rotord'rehzahl. Diese Einwirkung des Drehzahlfühlers bringt nur eine Beendigung des Drehzahlanstiegs mit sich;
sie kann aber die Erhöhung der Drehzahl, die durch Bewegung des Hebels 220 durch den Piloten .erfolgte, nicht rückgängig machen, da der Drehpunkt 166 durch Verdrehung des Nockens 216 verschoben wurde. Die Veränderung der Drehpunktlage erlaubt dem Drehzahlfühler nicht, den Endteil 168 des He bels 158 so weit nach rechts zu bewegen, dass der selbe die gleiche Lage einnimmt, wie vor der Ver schiebung durch den Nocken 216.
Um die eingestellte Drehzahl zu reduzieren, wird der Nocken<B>216</B> durch den Piloten so verdreht, dass die Feder 174 die Stange 162 und den Drehpunkt 166 nach rechts bewegen kann. Da der Endteil 160 ge gen den Kopf 153 angepresst wird und deshalb sich nicht nach links bewegen kann, wird der Hebel 158 im Uhrzeigersinn verdreht.
Der Endteil 168 und da mit die Stange 172 wird nach rechts verschoben, so dass eine Verschwenkung des Hebels 176 im Uhr zeigersinn und eine Bewegung der Walzen 190 nach links bewirkt wird, was einer Vergrösserung der Öff nung des Ventils 68, einer Verringerung des Druckes in der Kammer 64 und dadurch auch einer Verrin gerung der Brennstoffmenge und der Rotordrehzahl zur Folge hat.
In Abhängigkeit von der Drehzahlver- ringerung bewirkt der Drehzahlfühler eine Erhöhung der zugeführten Brennstoffmenge, um die Drehzahl absenkung zu beendigen und eine stationäre Betriebs- weise bei reduzierter Drehzahl aufrechtzuerhalten.
Wenn die Flughöhe vergrössert und damit der Kompressorenddruck verringert wird oder wenn die ser aus andern Gründen abnimmt, so. dass für ein be stimmtes Brennstoff-Luft-Verhältnis weniger Brenn stoff benötigt wird, so verkürzt sich der Balg 206;
dadurch wird die Kraft, welche den Hebel 200 in Uhrzeigerrichtung verdrehen will und die über die Walzen 190 an den Hebel 99 übertragen wird, eben falls verringert. Die Feder 96 veranlasst dabei eine Verschwenkung des Hebels 99 im Gegenuhrzeiger sinn, so d'ass die Öffnung des Ventils 68 vergrössert wird.
Dementsprechend sinkt der Druck in der Kam mer 64 und der Schieber 86 bewegt sich aufwärts, um die Öffnung 92 zu verkleinern und die Brennstoff menge in Abhängigkeit von der Abnahme des Kom- pressorend'd'ruckes zu reduzieren. Somit erfolgt die Reduktion der Brennstoffmenge auch in Abhängig keit von der Vergrösserung der Flughöhe, wenn dies die Ursache der Reduktion des. Kompresserenddruckes .ist.
Erhöht sich der Kompressorendd'ruck entweder in folge Verringerung der Flughöhe oder durch andere Ursachen, so wird der Hebel 202 im Gegenuhrzeiger sinn verschwenkt, und die Kraft, welche über die Walzen auf den Hebel 99 ausgeübt wird, vergrössert sich, so dass dieser Hebel im Uhrzeigersirin verdreht und die Öffnung des Ventils 68 verringert wird, was eine Vergrösserung der Öffnung 92 und eine Ver grösserung der Brennstoffmenge bewirkt.
Dementspre chend erfolgt auch die Erhöhung der Brennstoff menge in Abhängigkeit vom Kompressorenddruck.
Der Zweck der Bewegung der Walzen 190 ent lang den Flächen 103 und 201 ist die Einführung eines veränderlichen Übersetzungsfaktors für den Einfluss des Kompressorenddruckes, durch welchen der Hebel 99 im Sinne einer Verkleinerung der Ven tilöffnung 68 entgegen der Wirkung der Feder 96 verschwenkt wird. Die Bewegung der Kolbenstange 150 erzeugt eine entsprechende Bewegung der Stange 188 und der Walzen 190, so dass sich ein Bewegungs bereich der Walzen<B>190</B> in allen Lagen des Nockens <B>216</B> ergibt.
Somit stellt sich auch bei allen Lagen des Nockens<B>216</B> eine bestimmte Rotordrehzahl ein, die unabhängig vom Anstellwinkel der Rotorblätter und, der Belastung der Turbine aufrechterhalten wird.
Der Mechanismus, welcher zwischen der Rotor welle 108 und dem Ventil 68 angeordnet ist, hat die Aufgabe, die Brennstoffmenge in im wesentlichen linearer Abhängigkeit von einer Drehzahlabweichung zu verändern.
Dementsprechend wird, wenn der Heli kopterrotor 18 und die Welle 16 in Fig. 3 durch meh rere Triebwerke 1 und la angetrieben werden, welche je mit einem vorbeschriebenen Regler ausgerüstet sind, jede Abweichung, die an die Welle derArbeitstur- bine des einen Triebwerkes vom andern Triebwerk aus übertragen wird, und welche nicht vollständig kompensiert werden kann, die Arbeitsweise dieses einen Triebwerkes nicht ungünstig beeinflussen.
Fuel control device The present invention relates to a fuel control device on a gas turbine engine of a helicopter.
The helicopter is controlled manually by changing the angle of attack of the helicopter rotor blades. Changes in the angle of attack also require changes in the amount of fuel fed to the engine in order to keep the rotor speed constant. In known systems, a function of the angle of attack of the rotor blades is performed in order to keep the rotor speed or rotational speed more or less constant. However, manual adjustment of the speed by the pilot is always necessary.
The present invention now aims to provide a fuel control device which regulates the engine speed and thus e.g. B. which keeps the rotor speed of a helicopter constant, regardless of manual changes in the angle of attack and without the need for manual altitude corrections by the pilot.
This is done in the case of a fuel control device on a gas turbine engine of a helicopter, which has control elements to change the angle of attack of the rotor blades, with means for setting the rotor target speed and with means that are influenced by the rotor speed and that interact with the setting means in order to determine the amount of fuel delivered to the engine,
to regulate and to keep the rotor speed constant with changes in the angle of inclination, achieved in that a lever system is provided to control a flow valve switched on in a fuel supply line, so that the setting means have an setting body to adjust the Adjust the pivot bearing of the lever system depending on the set target speed,
and that the means influenced by the rotor speed have a centrifugally actuated slide mechanism which cooperates with the lever system in order to operate the flow slide as a function of the difference between the setpoint speed and the actual speed of the rotor.
The control device according to the present invention can also be used for the operation of helicopters with multiple engines, in wel chem the load of a single rotar must be distributed to a plurality of engines. In such arrangements, a speed error signal of the rotor to several, z. B. carry two engines over, which can take over unequal load shares due to small differences in the working characteristics. With the help of the control device, however, the two engines have the tendency to take on the same load proportions and the predetermined speed or
Speed is maintained on the rotor shaft. It can of course use additional safety devices for the fuel supply such. B. those that prevent the compressor from being set or those that
which prevent the burner flame from going out. Such safety devices are ever known and do not form part of the present invention. The control device is particularly suitable for use with propeller engines of low power, which have a first turbine wheel for driving the compressor and a second independent turbine wheel for driving the helicopter rotor.
In the drawing, an exemplary embodiment of the fuel control device according to the invention is shown. 1 shows a schematic representation of a propeller turbine engine of a helicopter,
2 shows a schematic illustration of a fuel control device for use with the engine according to FIG. 1 and FIG. 3 shows a schematic illustration of an I3elicopter provided with several engines, the engines corresponding to those shown in FIG. Control devices are provided accordingly to those shown in FIG.
In Fig. 1, the engine is denoted by 1, in which the air entering in the direction of the arrow is compressed by a compressor 2 and mixed with fuel in the combustion chamber 6 and heated by combustion. The combustion gases drive the compressor turbine 8, which in turn drives the compressor 2 via the turbine shaft 4.
The gases emerging from the compressor turbine 8 drive the independent power turbine 10, which drives the gearbox 14 via the turbine shaft 12 and the rotor 18 drives the rotor shaft 16. The angle of incidence of the rotor blades is set manually by means of a known control mechanism 15 which is actuated via the control lever 17 on the handle 19.
The fuel is fed to the combustion chambers 6 from a fuel tank and a feed pump via a feed line 20 (Fig. 2), a gear pump 22, a high pressure line 23, a bypass valve 24, a line 26, a gate valve 28 and a line 30 (Fig. 1) and 2).
The bypass slide 24 is divided by a membrane 36 into two chambers 38 and 40, an inverted cup-shaped slide element 34 which closely surrounds a hollow shaft 42 is fastened to the underside of the latter. The shaft 42 is attached to the slide housing and has openings 46 which connect the channel 44 with the chamber 40. The channel 44 is in communication with the delivery line 20.
The chamber 40 is connected to the space 45 in the slide 34 above the shaft 42 via control openings 48, so that the pressure inside and outside the slide is the same. The vertical position of the slide 34 determines the effective size of the openings 46 between the chamber 40 and the line 44 and is dependent on the position of the membrane 36 8 is arranged and between a spring seat 50 which is fastened to the top of the membrane BE and a disc 54 which is carried by a rod 56 is effective.
The rod 56 is adjustably attached to the valve housing so that the force exerted by the spring 52 on the diaphragm 36 can be adjusted. The chamber 38 communicates with the line 30 via a channel 58. The membrane is thus influenced by the pressure difference between the fuel in the high-pressure line 23 and that in the line 30, the lower pressure prevailing in the line 30 being compensated for by the spring 52.
As is known, the slide 24 maintains a constant Druckdiffe between the line 26 and the line 30 by more or less fuel accordingly the pressure increases or decreases in the line 30 with respect to the line 26 is returned.
The passage slide 28 has a piston unit 72 with an upper piston part 74, which is equipped with a scraper ring 76 on the circumference of the same from. A narrowed part 78 adjoins the piston part 74, which in turn is connected to a piston rod 84. A sleeve-shaped slide 86 with a lateral opening 92 is attached to the end thereof.
The piston unit 72 cooperates with two annular shoulders 80 and 88 which extend inwardly from the inner wall of the valve body and divide the same into four chambers 64, 65, 62 and 67. The chambers 64 and 65 are divided by the piston part 74, while the chamber 65 is separated from the chamber 62 by the piston part 78 and the annular shoulder 80, the bore 82 of the latter being precisely mated with the piston part 78. The chambers 62 and 67 are separated from one another by the sleeve-shaped slide 86 and the annular shoulder 88, the bore of the shoulder 88 being precisely fitted onto the slide 86.
When the piston unit 72 is moved upwards, the opening 92 between the chambers 62 and 67 is made smaller so that less fuel flows into the chamber 62 and thus into the line 30 which leads to the engine. When the unit is moved downward, the opening 92 is enlarged and a greater amount of fuel is supplied to the engine. As already mentioned, the slide 24 maintains a constant pressure drop across the opening 92.
The compensation chamber 65 is connected to the supply line 20 via the opening 70.
The chamber 64 is in communication with the high pressure line 26 via a line 63, the latter having a throttle point 65a which determines the flow rate through the line. The chamber 64 is also connected to the line 20 through an outlet channel 66 which has a throttle opening 68. This is larger than the opening 65a in the line 63, the size of which is controlled by a valve 102 of a lever 99.
The lever 99 is in turn actuated by the speed of the power turbine or the speed sensor 104 and by the compressor pressure, as will be described in more detail below. The fuel slide piston is therefore acted upon by high pressure liquid in the chamber 67, which moves the piston 86 in the opposite direction to the action of the liquid in the chamber 64.
The pressure in the latter chamber fluctuates between a mean value that is determined by the flow through the opening 65a when the passage 68 is fully open and the pressure that results when the opening 68 is closed.
Although Fig. 2 shows no connections between the lines 66 and 20 and between the opening 70 and the line 20, the entire control device shown in Fig. 2 is arranged in a Ge housing 105, which is supplied with fuel under the same pressure as in the line 20 is filled. For this reason, a connection with the cavity in the housing 105 is referred to as a connection with the device 20.
The speed sensor 104 for the speed of the power turbine is divided into two chambers 110 and 112, through a central wall 115, the channels 111 and 113 has. The channel 111 connects the two chambers with one another. The chamber 110 is in communication with the line 20 via the opening 109. A shaft 108 is mounted in the housing of the speed sensor 104. Via a transmission 106, this shaft is connected to the shaft 12 of the power turbine and is driven by it. The shaft has regulator weights 107 which are arranged in the chamber 110.
When the shaft 108 rotates, the weights 107 are thrown outward and exert a force on the left end of the auxiliary slide 108a, this auxiliary slide being slidably mounted in the opening 113. The force exerted by the weights 107 moves the auxiliary slide 108a to the right against the action of the compression spring 128 which acts on the other end of the auxiliary slide 108a via a plate 124. The other end of the spring 128 rests on a plate 130 which is attached to a rod 132 which is displaceable in an opening 133 of the sensor.
The plate 124 is provided with a bearing piece 126 which rotatably receives an end portion 122 of the slide 108a. "The slide 108a has two parts 118 and 120 which are separated from one another and fitted snugly in the opening 113 The opening 113 is connected to the high-pressure line 23 via a channel 136. A channel 140, which likewise opens into the opening 113, leads on the other hand into a chamber 146 and another channel 142 leads into a chamber 144.
The two chambers are separated from one another by a piston 148 which is provided with a piston rod 150. One end of an arm 154 is articulated at 152 on the rod 150, the other end being pivotable about a pin 156 which engages in a slot 157.
In its central part, the arm 154 is pivotably mounted on a block 155 via a pivot 155a and a corresponding slot provided in the arm, the block being adjustably fastened on a rod 132 by means of a nut 134, so that the position of the pivot 155a along the Rod 132 is adjustable. The force which can be exerted on the auxiliary slide 108a by the spring 128 can be adjusted by means of the nut 134.
Any adjustment of the spring force results in a pivoting movement of the arm 154 about the pin 156 and thus in a movement of the pivot pin 155a. A movement of the auxiliary slide 108 and the parts 118 and 120 to the right connects the high-pressure line 136 with the chamber 146 and the chamber 144 with the chamber 110 and via the opening 109 with the line 20, which is under low pressure and the piston rod 150 moves to the left, at the same time the arm 154 pivots to the left about the pin 156.
The rod 132 is thus also moved to the left, whereby the tension of the spring 128 is increased and the auxiliary slide 108a is moved to the left, so that the latter returns to its neutral position. Movement of the slide to the left from the position shown produces a similar sequence of movements which displace the piston 148 to the right; thus he is a corresponding position of the piston 148 for each speed determined by the sensor.
The end of the rod 150 is provided with an L-shaped part, into one leg of which a screw 156 is screwed. The screw 156 can be adjusted in the vertical direction by means of a nut 159, the head of which rests on the end part 160 of a lever 158 which is mounted on a rod 162 at a pivot point 166.
The location of the pivot point 166 is displaceable by axial movement of the rod 162 in the bearing 164 to the left or right, namely by means of a cam 216, which is arranged on a shaft 217, and a connecting piece 218 with a lever 220 in Active connection is. The end part 160 of the lever 158 is always pressed against the head 153 of the adjustable screw by means of a tension spring 174; the spring 174 thus has the tendency to rotate the lever 158 about the pivot point 166 in the clockwise direction. In addition, the spring 174 presses the rod 162 to the right against the cam 216.
The position in which the lever 158 is pivoted by the spring 174 is determined by the position of the head 153 on which the end part 160 rests. The end part 168 of the lever 168 is pressed by means of the spring against a pin 170 which is fastened to an axially displaceable rod 172. One end of the rod 172 is hinged at 178 to a lever 176 which is rotatable about a pivot pin 182.
The other end of the lever 172 is articulated to an axially movable rod 188 via a pin 184 which engages in a slot 186. The rod 188 has at its other end a cage 191 which contains a pair of rollers protruding on opposite sides.
The tension spring 180 has the tendency to pivot the lever 176 counterclockwise about the pin 182 and thereby to displace the rod 172 to the left, so that the pin 170 is always pressed against the end 168 of the lever 158. The tensile stress of the spring 180 is less than that of the spring 174.
Accordingly, when the lever 158 is pivoted clockwise by the spring 174 due to movement of the rod 150 to the left, the rod 172 is pivoted through the end portion 168 to the right; If, on the other hand, the lever 158 is pivoted in the counterclockwise direction, specifically as a result of the shifting of the rod 150 to the right, the spring 180 moves the rod 172 to the left.
The rollers 190 are movable together with the rod 188 between two bearing surfaces 201 and 103 to the right or left, the bearing surface 201 at one end of a lever 200 and the bearing surface 103 on the lever 99 is provided.
The lever 99 is provided on its underside with a valve surface 102 which interacts with the outlet opening 168 in order to control the exit from the line 66. The lever 99 can be pivoted about the pivot point 100 and is loaded at its end opposite the valve seat 102 by a tension spring 96 which tends to pivot the lever about the pivot point 100 in a counterclockwise direction. The other end of the spring 96 is ruled out on a rod 94,
which is fastened to the top of the piston 74 BE. The movement of the piston therefore changes the tension of the spring. In addition, an adjusting nut 98 is provided, which allows further adjustment of the spring tension. Since the spring 96 has the tendency to pivot the lever 99 about the pivot point 100 in the counterclockwise direction, a movement of the valve seat 102 from the opening 68 results therefrom. Accordingly, the bearing surface 103 is pressed against the rollers 190, which in turn are pressed against the bearing surface 201 of the lever 200 and have the tendency to
the same to pivot about its pivot point 202 counterclockwise. The opposite end of the lever 200 is thereby pressed against the pin 214, which is attached to an axially movable rod 210 and moves the same downwardly in the axial direction.
This movement takes place against the final compressor pressure which acts on the bellows 206. The bellows 206 is connected to the compressor via a line 208 and the rod 210 is attached to the upper end of the bellows. The other end of the rod 210 is attached to an evacuated bellows 212.
The compressor pressure, which counteracts a pivoting of the lever 99 in the counterclockwise direction, thus has the tendency to close the valve opening 68 or counteract the spring 96. Accordingly, the rollers 190 are pressed against one another between the bearing surfaces 103 and 201 of the levers 99 and 200 and the lever 99 is subjected to two opposing forces, one of which is exerted by the rollers 190 and the other by the spring 96.
A movement of the rollers 190 to the right increases the torque transmitted by the same and therefore has the tendency to reduce the opening of the valve 68 as a result of the lever 99 being pivoted clockwise. On the other hand, a displacement of the rollers to the left causes a reduction in the moment, and the spring 96 pivots the lever 99 counterclockwise to enlarge the opening of the valve 68 Ven. The stops 105a limit the movement of the lever 99 about its pivot point 100.
If the valve opening 68 is enlarged by moving the valve seat 102 upwards, the pressure in the chamber 64, which is transmitted into it from the line 26 through the line 63, is lowered and the pressure in the chamber is accordingly reduced in accordance with the size tion of the opening. Conversely, by making the opening smaller, the pressure in the chamber 64 can be increased. The valve 68 thus forms a pressure regulating valve.
If the rotor 16 rotates during operation at a predetermined speed, which is determined by the setting of the cam 216, as will be described in more detail below, and if thereupon the pitch angle of the rotor blades by the pilot on the pitch angle control mechanism 19, 17 and 15 is reduced, the load on the rotor shaft 16 and the power turbine shaft 12 is reduced so that on the other hand the speed of this turbine shaft increases beyond the predetermined setting.
When this occurs, the flyweights 107 determine the speed deviation with respect to the set target speed by moving outward, whereby the auxiliary slide 108a is moved to the right against the action of the spring 128. As a result, the chamber 146 is connected via the line 136 to the high pressure side and the chamber 144 is connected to the Kam mer 110 and thus via the channel 109 to the low pressure side.
This causes the piston 148 and the rod 150 to be shifted to the left and the arm 154 is pivoted clockwise about its pivot 156, so that the rod 132 is also shifted to the left and the force exerted by the spring 128 on the auxiliary slide 108a is increased . As a result, the auxiliary slide 108a is returned to its neutral position.
When the rod 150 is moved to the left, the screw 156 is shifted in the same direction, so that the lever 158 is pivoted about the pivot point 166 in a clockwise direction by the spring 174. Via the pin 170, this movement of the lever 158 causes the rod 172 to be shifted to the right against the action of the spring 180, as a result of which the lever 176 is pivoted about its pivot point 182. This produces a shift of the rollers 190 to the left,
whereupon the tension spring 96 causes the lever 99 to pivot in the counterclockwise direction, which results in an enlargement of the opening of the valve 68 by removing the valve seat surface 102 and a decrease in the pressure in the chamber 64. In the process, the slide piston 72 is displaced outward so that the size of the opening 92 and thereby the amount of fuel supplied to the engine is reduced.
On the other hand, an upward movement of the piston 74 causes a reduction in the tension of the spring 96, so that the lever 99 is accordingly pivoted in a clockwise direction, thereby reducing the opening of the valve 68.
This increases the pressure in the chamber 64, so that the slide piston 72 comes to a standstill in a new position in which the amount of fuel supplied to the engine is reduced linearly as a function of the detected deviation, by the speed of the Bring shaft 12 again to the set target speed. All these processes take place so quickly that the speed of the shaft remains practically constant.
It can be seen from the above that the amount of fuel supplied is always dependent on the position of the piston 148, the setting of the cam 216 and the compressor end pressure at 208.
If the angle of attack is increased, which corresponds to an increased power requirement, the speed of the shaft 108 decreases and thus the force exerted by the flyweights 107 on the auxiliary slide 108a also decreases, so that the latter through the spring 128 follows is shifted to the left and the chamber 144 accordingly with the high pressure line 136 and the chamber 146 with the low pressure side via chamber 112, channel 111, chamber 110 and channel 109 in connection.
The rod 150 is moved to the right, so that a movement of the rod 132 to the right he follows, which has a reduction in the spring force exerted on the auxiliary slide; the flyweights 107 therefore cause the auxiliary slide 108a to be shifted to the right in its neutral position.
It follows from the above that the set rotor speed is kept constant when the pilot steers the helicopter by manually actuating the angle of attack control mechanism, so that the pilot does not need to manually adjust the fuel supply.
In order to increase the target speed, that is to say the desired rotor speed, the pilot rotates the cam 216 by hand via the lever 220 and the handlebar 218, whereby the rod 162 and thus the pivot point 166 of the lever 158 is shifted to the left against the action of the spring 174. The end portion 160 cannot move since the rod 150 is stationary.
Thus, the lever 158 is pivoted counterclockwise and the end portion 168 moves to the left, 'so that the spring 180 causes a corresponding displacement of the rod 172 and a rotation of the arm 176 in the counterclockwise direction; the rollers 190 are shifted to the right and the opening of the valve 68 is reduced so that the pressure in the chamber 64 increases.
As a result, the slide 86 is displaced downwards, so that the channel 92 is opened more and a larger amount of fuel is fed to the engine. The speed of the rotor is thus increased and this increase in speed is also detected by the speed sensor.
The increase in speed detected by the speed sensor naturally reduces the opening of the slide. 92 and thus also a reduction in the rotor speed. This action of the speed sensor only terminates the increase in speed;
however, it cannot reverse the increase in speed that the pilot took when the lever 220 was moved, since the pivot point 166 was displaced by rotating the cam 216. The change in the pivot point position does not allow the speed sensor to move the end portion 168 of the lever 158 so far to the right that it assumes the same position as before the displacement by the cam 216.
In order to reduce the set speed, the cam <B> 216 </B> is rotated by the pilot in such a way that the spring 174 can move the rod 162 and the pivot point 166 to the right. Since the end portion 160 is pressed against the head 153 and therefore cannot move to the left, the lever 158 is rotated clockwise.
The end portion 168 and therewith the rod 172 is shifted to the right, so that a pivoting of the lever 176 clockwise and a movement of the rollers 190 to the left is effected, which increases the opening of the valve 68, a reduction in the pressure in the chamber 64 and thereby also a reduction in the amount of fuel and the rotor speed.
Depending on the reduction in speed, the speed sensor increases the amount of fuel supplied in order to stop the reduction in speed and to maintain steady-state operation at a reduced speed.
If the flight altitude is increased and thus the compressor pressure is reduced or if this water decreases for other reasons, so. that less fuel is required for a certain fuel-air ratio, the bellows 206 is shortened;
as a result, the force which wants to rotate the lever 200 clockwise and which is transmitted to the lever 99 via the rollers 190 is also reduced. The spring 96 causes the lever 99 to pivot in the counterclockwise direction, so that the opening of the valve 68 is enlarged.
Accordingly, the pressure in the chamber 64 drops and the slide 86 moves upwards in order to make the opening 92 smaller and to reduce the amount of fuel as a function of the decrease in the compressor discharge pressure. Thus, the reduction in the amount of fuel also takes place as a function of the increase in flight altitude, if this is the cause of the reduction in the compressor end pressure.
If the compressor end pressure increases either as a result of a reduction in the flight altitude or for other reasons, the lever 202 is pivoted counterclockwise and the force exerted on the lever 99 via the rollers increases, so that this lever becomes larger Turned clockwise and the opening of the valve 68 is reduced, which causes an enlargement of the opening 92 and an increase in the amount of fuel.
Accordingly, the amount of fuel is also increased depending on the final compressor pressure.
The purpose of moving the rollers 190 along the surfaces 103 and 201 is to introduce a variable transmission factor for the influence of the compressor end pressure, by which the lever 99 is pivoted against the action of the spring 96 in the sense of reducing the size of the valve opening 68. The movement of the piston rod 150 generates a corresponding movement of the rod 188 and the rollers 190, so that a movement range of the rollers <B> 190 </B> results in all positions of the cam <B> 216 </B>.
Thus, a certain rotor speed is set in all positions of the cam <B> 216 </B>, which is maintained regardless of the angle of attack of the rotor blades and the load on the turbine.
The mechanism, which is arranged between the rotor shaft 108 and the valve 68, has the task of changing the amount of fuel in a substantially linear dependence on a speed deviation.
Correspondingly, if the helicopter rotor 18 and the shaft 16 in FIG. 3 are driven by several engines 1 and 1 a, each of which is equipped with a controller as described above, any deviation that occurs on the shaft of the working turbine of one engine is reduced by the other Engine is transferred from, and which can not be fully compensated, do not affect the operation of this one engine unfavorable.