DE1030108B - Regeleinrichtung fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Regeleinrichtung fuer Gasturbinenstrahltriebwerke

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DE1030108B
DE1030108B DEG17099A DEG0017099A DE1030108B DE 1030108 B DE1030108 B DE 1030108B DE G17099 A DEG17099 A DE G17099A DE G0017099 A DEG0017099 A DE G0017099A DE 1030108 B DE1030108 B DE 1030108B
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Germany
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nozzle
temperature control
temperature
contact
opening
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Application number
DEG17099A
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English (en)
Inventor
John William Jacobson
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/15Control or regulation
    • F02K1/16Control or regulation conjointly with another control
    • F02K1/17Control or regulation conjointly with another control with control of fuel supply

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Description

  • Regeleinrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit querschnittsveränderlicher Schubdüse und Nachbrenner.
  • Als Folge der zusätzlichen Treibstoffverbrennung im Schubrohr derartiger Triebwerke ergibt sich eine Erhöhung der Abgastemperatur im Schubrohr und zugleich eine dieser Temperaturerhöhung proportionale Erhöhung des statischen Gasdruckes im Schubrohr. Diese Erhöhung des Abgasdruckes hat eine entsprechende Erniedrigung des Druckgefälles in der Turbine mit einer sich daraus ergebenden Neigung zur Herabsetzung der Turbinendrehzahl zur Folge. Durch eine derartige Herabsetzung der Turbinendrehzahl wird der Regler veranlaßt, die Kraftstofförderung an die Brennkammer zu erhöhen, um die Turbinendrehzahl wieder auf den gewünschten Wert heraufzusetzen. Dadurch erfahren die durch die Turbine passierenden Gase eine entsprechende Temperaturerhöhung, so daß sich, wenn eine Schubdüse mit fester Austrittsfläche verwendet wird, infolge der Nachverbrennung eine Abgastemperatur nach der Turbine von 815° C oder mehr ergeben kann. Derartig hohe Abgastemperaturen können zu einer Schädigung der Turbinenkonstruktion führen, und --s sind daher Vorrichtungen erwünscht, die dafür sorgen, daß die Turbinenabgastemperatur von einem bestimmten konstanten Sicherheitswert nicht abweicht.
  • Zweck der Erfindung ist es. eine verbesserte Regeleinrichtung für Flugzeuggasturbinentriebwerke mit schuberhöhender Nachverbrennung zu schaffen, wobei die Düsenaustrittsfläche bei der sogenannten »Trockenverl)rennung«, d. h. beim nachverbrennun.gsfreien Betrieb, von Hand eingestellt und sowohl beim vollen urerhöhten Schub als auch während der Schuberhöhung automatisch in Abhängigkeit von der Turbinenabgastemperatur nachgeregelt wird.
  • Es ist bereits bekannt, Strahltriebwerke mit Regelvorrichtungen zu versehen, die eine gewünschte Betriebstemperatur bei Betrieb mit oder ohne Nachbrenner durch Änderung des Düsenquerschnitts automatisch konstant halten. Hierfür sind Thermoelemente, Brückenschaltungen, Relais und Verstärker üblich, die an entsprechende Servomotoren eine der Abweichung von der Soll-Temperatur in Größe und Vorzeichen proportionale Spannung liefern.
  • Es ist ferner bekannt, den Düsenquerschnitt auch bei Turbinendrehzahlen, die unterhalb des Maximalwertes liegen, in Abhängigkeit von einer wählbaren Temperatureinstellung zu regeln, so daß sich eine bessere Brennstoffausnutzung ergibt.
  • Schließlich ist es auch bekannt, Kontaktmittel vorzusehen, die beim Starten des Triebswerkes und bei Drehzahlen unterhalb der Soll-Drehzahl bewirken, daß die Düsenfläche auf ihrem Maximalwert gehalten wird. Bei den bekannten Regeleinrichtungen ist jedoch eine t'h.erhitzung des Triebwerks durch übermäßige Brennstoffzufuhr zum Nachbrenner möglich, die durch eine entsprechende Quer schnittsänderung der Düse nicht mehr kompensiert werden kann. Ferner können auch Störungen auftreten, wenn der Drehzahlregler-Soll`ve.rt rasch von einer niedrigen auf eine hohe Drehzahl verstellt wird.
  • Durch die Erfindung sollen diese Nachteile behoben werden.
  • Erfindungsgemäß ist deshalb eine Regeleinrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit querschn.ittsveränderlicher Schubdüse und Nachbrennereinrichtung gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter A.1erkmale: a) Eine von Hand einstellbare Hauptreglervorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung eines den Haupttreibstoffzufluß steuernden Drehzahlreglers und eines Düsenverstellmechanismus ; b) eine von Hand einstellbare Nebenreglervor richtung zur Betätigung eines Nachbrennertreibstoffflußreglers ; c) ein elektrisches System mit auf die Turbinenabgastemperatur ansprechenden thermoelektrischen od. dgl. Vorrichtungen zur Erzeugung einer Temperaturregelspannung, deren Polarität von der Richtung der momentanen Temperaturabweichung von einem vorgegebenen Bezugswert abhängt; d) eine auf die Temperaturregelspannung ansprechende Temperaturregelstufe mit zwei Ausgängen, wobei die Temperaturregelspannung, wenn ihre Polarität auf Temperaturerhöhung gerichtet ist, am einen Ausgang und, wenn ihre Polarität auf Temperaturerniedrigung gerichtet ist, am anderen Ausgang wirksam wird; e) auf die an den Ausgängen der Temperaturregelstufe wirksam werdende Temperaturregelspannung ansprechende Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Düsenverstellmechanismus im Öffnungs- oder Schließungssinne je nach der Polarität der Temperaturregelspannung; -f) Kontaktmittel, durch welche beim Nachbrennbetrieb -die Betätigung des Düsenverstellmechanismus im Schließungs- und (jffnungssinne lediglich in Abhängigkeit von der Temperaturregelspannung veranlaßt wird; g) auf die an den Ausgängen der Temperaturregelstufe wirksam werdende Temperaturregelspannung ansprechende Vorrichtungen zur zusätzlichen -Betäti= gung des Nachbrennertreibstoffflußreglers im drosselnden oder erhöhenden Sinne je nach der Polarität der Temperaturregelspan@nung; und folgender neuer Merkmale: h) Kontaktmittel, durch welche im nachbrennfreien Betrieb die Betätigung des Düsenverstellmechanismus im Schließungssinne lediglich dann, wenn durch die Einstellung von Hand und durch die Temperaturre.gelspannung eine Düsenschließung verlangt wird, im Öffnungssinne dagegen unabhängig von der Einstellung von Hand dann, wenn die Temperaturregelspannung ein Überschreiten des Bezü@gswertes anzeigt, veranlaßt wird; i) Kontaktmittel, durch welche die Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Nachbrennertreibstoffflußreglers dann eingeschaltet werden, wenn die Düse maximal geöffnet ist, und dann abgeschaltet werden, wenn die Düse ihre maximale Öffnungsstellung verläßt.
  • Hierbei ist die Unterkombination der Merkmale a) bis f) bekannt und daher für sich allein nicht Gegenstand des hier beanspruchten Schutzes. Auch die Gegenstände der Unteransprüche 2, 3 und 4 sollen Schutz nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches genießen.
  • Das Flugzeugstrahltriebwerk, für das die erfindungsgemäße Regeleinrichtung Verwendung finden soll, ist mit einem Nachbrenner, einer flächenveränderlichen Strahldüse und einem Betätigungsmechanismus zur Einstellung der Düse ausgerüstet. Der Hauptgashebel des Triebwerkes ist über ein Schaltsystem mit dem Düsenbetätigungsmechanismus in der Weise verbünden, daß beim Betrieb ohne Nachbrenner die Düsenöffnung von Handeingestellt werden kann. Im Schubrohr nach der Turbine sind geeignete Vorrichtungen, wie z. B. Thermoelemente, angebracht, die die Turbinenabgastemperatur messen. Das von den Thermoelementen gelieferte Signal wird mit einem Bezugstemperatursignal verglichen. Das bei Abweichungen sich ergebende Fehlersignal wird dazu verwendet, den Betätigungsmechanismus für die querschnittsveränderliche Schubdüse in der Weise zu steuern, daß die von Hand vorgenommene Düsenquerschnittseinstellung automatisch so korrigiert wird, daß beim nachverbrennungsfreien Betrieb die Turbinenabgastemperatur einen bestimmtenWert nicht überschreiten kann. Beim schuberhöhten Betrieb wird die Temperaturregelung des Schubdüsenbetätigungsmechanismus ausschließlich dazu verwendet, die Düsenaustrittsfläche in Abhängigkeit von Erhöhungen oder Erniedrigungen in der Turhinenabgas.temperatur zu erweitern oder zu verengen, so daß die Turbinenabgastemperatur nicht von einem bestimmten, konstanten Wert abweichen kann. Die Erfindung sorgt ferner dafür, daß die temperaturabhängige Regelung vom Düsenbetätigungsmechanismus auf den Nachverbrennungstreibstoffmengenregler dann umgeschaltet wird, wenn die maximale Düsenaustrittsfläche erreicht ist. Schließlich sind Einrichtungen vorgesehen, die auf Grund spezieller Eigenschaften des Drehzahlreglers die Schubdüse bei sehr rascher Beschleunigung im nachverbrennungsfreien Betriebsbereich offenhalten.
  • In der Zeichnung zeigt Abb. 1 eine schematische Darstellung eines mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ausgerüsteten Flugzeuggasturbinentriebwerks, Abb. 2 die grafische Darstellung der Beziehungen zwischen Schubdüsenaustrittsfläche, Turbinenabgastemperatur und Nachbrennertreibstoffmenge bei nachverbrennungsfreiem und schuberhöhtem Betrieb und Abb. 3 eine zum Teil aufgeschnittene Seitenansicht eines Teiles des Drehzahlreglermechanismus.
  • Abb. 1 zeigt schematisch ein Flugzeuggasturbinentriebwerk 1, bei dem die Luft durch einen Kanal angesaugt und im Kompressor 3 komprimiert und der Haupttreibstoff durch Düsen 5 in die Brennkammern 4 eingeleitet wird. Den Düsen 5, die an ein gemeinsames Treibstoffverteilerrohr 6 angeschlossen sind, wird mittels einer Pumpe 7 von einer (nicht gezeigten) Treibstoffquelle über eine Treibstoffleitung 8 der Treibstoff zugeführt. Die .Förderung der Pumpe 7 wird mittels eines Nebenflußreglers 9 verändert, der wiederum durch einen im folgenden ausführlicher zu beschreibenden Hauptregler 10, dem auch die Drehzahlregelung obliegt, gesteuert wird. Der Drehzahlreglerteil des Reglers 10 wird vom Getriebe 11 der Turbine 1 über eine schematisch bei 12 angedeutete Welle angetrieben. Die Steuerwelle des Reglers 10 ist in geeigneter Weise mit dem Hauptgashebel 13, der zugleich mit einem im Verteilerrohr 6 angeordneten Absperrventil 14 gekoppelt ist, verbunden.
  • In Fällen, wo die Maschine große Höhenunterschiede beherrschen muß und der Treibstoffbedarf sich als Funktion der Höhe ändert, ist eine- Begrenzung der Treibstoffpumpenförderung in bestimmter funktioneller Abhängigkeit vom Atmosphärendruck oder einem anderen dementsprechenden Druck erwünscht. Zu diesem Zweck erhält der Haupttreibstoff regler 10 aus einer beliebigen, bei 15 angedeuteten Quelle ein Drucksignal. Nachdem die Eingangsluft im Kompressor 3 komprimiert und in den Brennkammern 4 erhitzt worden ist, wird sie durch die Turbine 16, die den Kompressor 3 antreibt, zum Teil entspannt. Die aus der Turbine 16 austretenden heißen Gase werden durch das Schubrohr 17 ausgestoßen und ergeben so den für den Antrieb des Flugzeugs erforderlichen Rückstoß oder Schub.
  • Soll der Schub durch Nachverbrennung erhöht werden, so wird stromabwärts von der Turbine 16 durch geeignete Düsen 18 zusätzlicher Treibstoff in das Schubrohr eingeleitet. Die Düsen 18 sind an ein gemeinsames Treibstoffverteilerrohr 19 angeschlossen. Der Nachbrennertreibstoff wird den Schubrohrdüsen 18 mittels einer Pumpe 20 aus der gemeinsamen Treibstoffleitung 8 zugeführt. Die Förderung der Pumpe 20 wird mit Hilfe eines Nachbrennertreibstoffmengenreglers 21, der bei 22 ein geeignetes Drucksignal erhält, verändert. Die Steuerwelle des Nachbrennertreibstoffreglers 21 ist über ein Differentialgetriebe 24 mit einem Nachbrennergashebe123 .gekoppelt. Der Nachbrennergashebel 23 ist ferner mit einem im Nachbrennertreibstoffverteilerrohr angeordneten Absperrventil 25 verbunden.
  • Sobald der aus den Schubrohrdüsen 18 eingespritzte Nachbrennertreibstoff im Schubrohr 17 verbrennt, erhöht sich die Gastemperatur und damit der statische Gasdruck im Schubrohr. Diese Erhöhung des statischen Abgasdruckes hat eine Erniedrigung des Druckgefälles in der Turbine 16 und eine entsprechende Verringerung der Turbinendrehzahl zur Folge. Der Drehzahlreglerteil des Reglers 10 erhöht daraufhin die Haupttreibstofförderung durch die Düse 5, um auf diese Weise die Drehzahl wieder auf ihren richtigen Wert heraufzusetzen. Eine derartige Vergrößerung des Treibstoff-Luft-Verhältnisses in den Brennkammern 4 hat eine entsprechende Erhöhung der Abgastemperatur zur Folge. Diese Abgas.temperaturerhöhung kann zu einer Zerstörung der Turbinenschaufeln führen.
  • Um derartige Abgasübertemperaturen zu vermeiden, ist das Schubrohr 17 mit einer querschnittsverän.derlichen Schubdüse 26, die durch einen Reihenschlußmotor 27 betätigt wird, ausgerüstet. Der Motor 27 besitzt eine Kupplungs-Bremsen-Reihenschlußwicklung 28 sowie zwei felderregende Reihens.chlußwicklungen 29 und 30 zur Drehungssinnumkehr. Damit man bei nachverbrennungsfreiem Betrieb die Düsenaustrittsfläche und Drehzahl von Hand einstellen kann, wird der Düsenbetäti:gungsmotor 27 vom Hauptgashebel 13 über einen Nocken 31 gesteuert, der aus einem abfallenden Teil 32 und einem gleichbleibenden Teil 33 besteht. Der Nocken 31 wirkt auf einen Kipphebel 34. Der Kipphebel 34 treibt einen selbstsynchronisierenden Übertrager 35, dessen Einphasenwicklung 36 durch eine Stromquelle 37 erregt wird und dessen Dreiphasenwicklung über Leitungen 38' mit einem selbstsynchronisierenden Empfänger 38 verbunden ist. Der Empfänger 38 steht mit der Welle 39 des Motors 27 in Verbindung. Seine Einphasenwicklung 40 erregt den Verstärker 41 des Düsenstellmotors, der seinerseits den Motor 27 erregt. Der Verstärker 41 besitzt einen Transformator 42, dessen Primärwicklung mit der Einphasenwicklung 40 des Empfängers 38 und dessen Sekundärwicklung mit den Gittern einer Leistungsröhre 43 verbunden ist. Die Anoden der Röhre 43 sind mit den Sekundärwicklungen zweier Transformatoren 44 und 45, deren Primärwicklungen an der Stromquelle 37 liegen, in Reihe geschaltet. Mit den Anoden der Röhre 43 gleichfalls in Reihe geschaltete Relaisspulen 46 und 47 sorgen für eine Betätigung von Öffnungskontakten 48 und Schließkontakten 49. Mit den Schließkontakten 49 sind Beschleunigungsreglerkonrtakte 50 und Kontakte 51 eines Temp.eraturregelverstärkers 52 in Reihe geschaltet. Ferner sind mit den Schließkontakten 49 Grenzschalterkontakte 53 und an die Düse 26 angeschlossene 1Iaximalschließ-Grenzschalterkontakte 54 in Reihe geschaltet. Der Motor 27 wird von einer Energiequelle 55 erregt. Zwischen dieser Energiequelle und der Schließwicklung 30 des Motors. 27 liegt eine Reihenschaltung aus den Temperaturregelkontakten 51, den Schließkontakten 49, den Beschleunigungsregelkontakten 50 sowie den Grenzschalterkontakten 53 und 54. Mit der öffnungswicklung 29 des Motors 27 liegen an die Düse 26 angeschlossene Maximalöffnungs-Grenzschalterkontakte 56 in Reihe, während zum Tempera.turregelverstärker 52 gehörige Kontakte 57 mit den öffnungskontakten 48 des Düsenstellverstärkers 41 parallel geschaltet sind.
  • Beim Anlassen des Triebwerkes sind - unter Voraussetzung, daß die Düse 26 noch nicht maximal geöffnet ist - die Grenzschalterkontakte 56 geschlossen. Zugleich wird, da der Gashebel 13 in seiner Anfangsstellung maximale Düsenöffnung verlangt, durch ein vom Empfänger 38 geliefertes Fehlersignal dafür gesorgt, daß die Öffnungskontakte 48 des Düsenstellverstärkers 41 sich schließen und dadurch die Öffnungswicklung 29 des Motors 27 erregt wird, so daß die Düse 26 in ihre maximale Öffnungsstellung bewegt wird. Beim Aufdrehen des Hauptgashebels 13 wird sodann eine entsprechende Verkleinerung der Düsenaustrittsfläche verlangt. Angenommen, der Grenzschalter 53 ist geschlossen, so sind die Höchstschließ-Grenzschalterkontakte 54 der Düse 26 ebenfalls geschlossen. Ferner kann angenommen werden, daß auch die Beschleunigungskontakte 50 sowie die Kontakte 51 des Temperaturregelverstärkers 52 geschlossen sind. Bei weiterem Aufdrehen des Hauptgashebels 13 sorgt, da eine Verkleinerung der Düsenfläche verlangt wird, ein vom Empfänger 38 geliefertes Minusfehlersignal dafür, daß die Relaisspule 47 erregt wird, wodurch die Kontakte 49 sich schließen, und die Schließwicklung 30 des Motors 27 erregt wird. Der Motor 27 bewegt daraufhin die Düse 26 so lange in der Schließrichtung, bis die durch den Hauptgashebel 13 geforderte Düsenfläche erreicht ist. In diesem Augenblick erhält der Empfänger 38 kein Fehlersignal mehr, so daß die Kontakte 49 sich öffnen. Die oben beschriebenen Vorgänge sind in Kurvenform im nachverbrennungsfreien Teil des Arbeitsdiagramms nach Abb. 2 eingetragen. Dabei ist die Düse 26 zunächst weit geöffnet und wird sodann bei Ansteigen der Motordrehzahl allmählich geschlossen; gleichzeitig steigt die Turbinenabgastemperatur an.
  • Es kann vorkommen, daß die Turbinenabgastemperatur einen bestimmten Sicherheitswert sogar schon beim nachverbrennungsfreien Betrieb überschreitet. Ein solcher Fall tritt z. B. beim Punkt 58 des Arbeitsdiagramms nach: Abb. 2 in dem Moment ein, wo die Düse 26 nahezu maximal geschlossen ist. Um beim nachverbrennungsfreien Betrieb eine automatische Rückregulierung der Düsenfläche entgegen der von Hand vorgenommenen Einstellung sowie beim schuberhöhten Betrieb eine Regulierung der Düsenfläche in Abhängigkeit von der Turbinenabgastemperatur zu ermöglichen, sind im Schubrohr 17 zwischen der Turbine 16 und den Düsen 18 ein oder mehrere Temperaturfühler mit niedriger Zeitkonstante, z. B. Thermoeleinente 59, eingebaut. Die Thermoelemente 59 messen im wesentlichen die Durchschnittstemperatur der aus der Turbine austretenden Gase vor Einführung des Nachbrennertreibstoffes. Das von den Thermoelementen 59 gelieferte Signal wird von der Temperaturverstärkerstufe 52 empfangen. Die Verstärkerstufe 52 sorgt für eine Erregung des Motors 27 in Abhängigkeit von der Abgastemperatur der Turbine 16, so daß die Düse 26 bei Ansteigen der Abgastemperatur über den Sicherheitswert entgegen der von Hand vorgenommenen Einstellung geöffnet wird.
  • Handelt es sich bei den Temperaturfühlern um Thermoelemente, so kann es erwünscht sein, die von diesen angezeigte Temperatur mit einem Bezugstemperatursignal zu vergleichen, das bei Abweichung gebildete Fehlersignal zu verstärken und das verstärkte Fehlersignal zur Erregung des Düsenbetätigungsmotors 27 zu verwenden. In einem derartigen System sind die Thermoeleinente 59 mit einer konstanten Bezugsspannungsquelle 60, die aus einem Potenti meter 61 und einer Batterie 62 bestehen kann, in Reihe geschaltet. Auf diese Weise wird das von den Thermoelementen 59 stammende Gleichspannungssignal mit der von der Quelle 60 gelieferten Bezugsspannung, die der gewünschten Turbinenabgastemperatur entspricht, verglichen. Das sich aus diesem Vergleich ergebende positive oder negative Fehlersignal wird mittels eines Stromrichters 63 in Gleichstromimpulse umgewandelt. Bei dem Stromrichter 63 kann es sich um einen einfachen »Zerhacker« handeln, der von einer Wechselspannungsquelle 64 gesteuert wird, so daß ein positives Fehlergleichspannungssignal in eine Serie von positiven Impulsen, deren. Frequenz gleich der Frequenz der Wechselspannungsquelle 64 ist, und ein negatives Fehlergleichspannungssignal in eine entsprechende Serie von negativen Impulsen, die gegenüber den positiven Impulsen um 180° phasenverschoben sind, umgewandelt wird. Die positiven oder negativen Impulse werden dem Gitter eines Spannungsverstärkers 65 zugeführt. Das verstärkte Fehlersignal, das, wenn es positiv ist, eine bestimmte Phasenlage hat, und, wenn es negativ ist, gegenüber dieser Phasenlage um 180° phasenverschoben ist, wird den beiden Gittern einer geeigneten Leistungsröhre 66 zugeführt. Die Anoden der Röhre 66 sind mit den Sekundärwicklungen von Transformatoren 67 bzw. 68, deren Primärwicklungen von der Wechselspannungsquelle 64 erregt werden, in Reihe geschaltet. Ferner sind mit den Anoden der Röhre 66 und den Sekundärwicklungen der Transformatoren 67 bzw. 68 Relaisspulen 69 bzw. 70 in Reihe geschaltet. Die Röhre 66 und die Transformatoren 67 und 68 bilden einen Phasendiskriminator, in dem das verstärkte positive oder negative Fehlersignal mit der Wechselspannung aus der Quelle 64 verglichen wird. Das sich ergebende Phasensignal erregt, wenn das Fehlersignal positiv ist, die Relaisspule 69 oder, wenn das Fehlersignal negativ ist, die Relaisspule 70. Die Relaisspule 69 sorgt für eine Betätigung der Kon takte 57, die, wie bereits erwähnt, mit den Öffnungskontakten 48 des Düsenstellverstärkers 41 parallel geschaltet sind.. Die Relaisspule 70 betätigt die Kontakte 51, die, wie bereits erwähnt, mit den Schließkontakten 49 des Düsenstellverstärkers 41 in Reihe geschaltet sind. Damit ist erreicht, daß - ehe die Düse 26 ihre maximale Öffnungsstellung erreicht hat, d. h., während die Grenzschalterkontakte 56 noch geschlossen sind -entweder die Öffnungskontakte 57 des Temper.aturregelverstärkers 52 oder die Öffnungskontakte 48 des Düsenstellverstärkers .41 die Öffnungswicklung 29 des Diisenbetätigungsmotors 27 erregen und damit eine Öffnung der Düse herbeiführen können. Um jedoch die Düse zu schließen, müssen - unter der Voraussetzung, daß die Beschleunigungskontakte 50 und die Grenzschalterkontakte 53 und 54 geschlossen sind -sowohl die Schließkontakte 51 des Temperaturregelverstärkers 52 als auch die Schließkontakte 49 des Düsenstellverstärkers 41 geschlossen werden.
  • Betrachtet man den Punkt 58 in Abb. 2, wo die Düse 26 beim nachverbrennungsfreien Betrieb nahezu ihre maximale Schließstellung erreicht hat, so sieht man, daß bei weiterem Aufdrehen des Hauptgashebels 13 die Turbinenabgastemperatur bestrebt ist, einen Wert anzunehmen, der höher liegt als die in Abb. 2 mit 71 angegebene Bezugstemperatur. Folglich wird bei weiterem Aufdrehen des Hauptgashebels 13 über den Punkt 58 hinaus eine noch kleinere Düsenöffnung verlangt, so daß der Empfänger 38 ein negatives Fehlersignal liefert, das für eine Schließung der Kontakte 49 des Düsenstellverstärkers 41 sorgt. In diesem Augenblick wird- jedoch die Turbinenabgastemperatur das Bezugsniveau 71 überschreiten. Als Folge davon ergibt sich im Temperaturregelverstärker 52 ein positives Fehlersignal. Dadurch wird die Spule 69 veranlaßt, die Kontakte 57 zu schließen, während die Relaisspule 70, die auf ein negatives Fehlersignal anspricht, rniCht erregt wird, so daß die Kontakte 51 geöffnet bleiben. Folglich wird die Schließwicklung 30 des Düsenbetätigungsmotors 27 entgegen den Anweisungen des Hauptgashebels 13 nicht erregt, sondern es wird im Gegenteil die Öffnungswicklung 29 infolge des positiven Temperaturfehlersignals erregt. Auf diese Weise wird die durch den Hauptgashebel 13 von Hand vorgenommene Einstellung durch den Temperaturregelverstärker 52 in der Weist korrigiert, daß die Düse 26 automatisch so weit geöffnet wird, daß die Turbinenabgastemperatur den gegebenen Sicherheitswert nicht überschreiten kann. Somit wird durch die temperaturabhängige Öffnung der Düse 26, die in Abb. 2 durch die Kurve 73 angedeutet ist, die von, Hand vorgenommene Einstellung, wie sie durch die Kurve 74 angedeutet ist, gewissermaßen überfahren, so daß die tatsächliche Turbinenab:gastemperatur 75 auf dem Bezugsniveau 71 verharrt.
  • Bei Einstellung des nachverbrennungsfreien Höchstschubes, wie er in Abb. 2 durch die Linie 76 angedeutet ist, wird durch den Hauptgashebel 13 eine volle Schließung der Düse 26 verlangt. Es kann jedoch, wie bereits erwähnt, vorkommen, daß in diesem Augenblick die Turbinenabgastemperatur im Begriff ist, das Bezugsniveau 71 zu übersteigen, und damit der Temperaturregelverstärker 52 zur Korrektur der von Hand vorgenommenen Einstellung veranlaßt wird, so daß die Düse 26 genügend weit geöffnet ist, um ein Ansteigen der Abgastemperatur über das Bezugsniveau, hinaus zu verhindern. Folglich liefert am Punkt des nachverbrennungsfreien Höchstschubes 76 der .Empfänger 38 ein Fehlersignal, das die Schließung der Kontakte 49 veranlaßt. Fällt zu irgendeiner Zeit die Abgastemperatur unter das Bezugsniveau hinab, so wird im Temperaturregelverstärker 52 ein negatives Fehlersignal erzeugt, daß ein Schließen der Kontakte 51 zur Folge hat. In diesem Falle befindet sich der Schaltungszweig mit der Schließwicklung 30 des Düsenstellmotors 27 in einem Zustand., der eine sofortige Schließung der Düse gestattet.
  • Beim Aufdrehen des Nachverbrennungsgashebels 23, und zwar während der ersten paar Grade des Aufdrehens, wird ein Ventil zu einem (nicht gezeigten) Sparbrenner geöffnet und die (ebenfalls nicht gezeigte) Sparbrennerzündung für die Nachbrennerdüsen 18 eingeschaltet. Wird der Nachverbrennungsgashebel weiter aufgedreht, so öffnet sich das Nachbrennerabsperrventi125, und der Nachbrennertreibstoffregler 21 beginnt die Treibstofförderung an die Düsen 18 zwecks Unterhaltung des Nachverbrennungsvorganges zu erhöhen. Entsprechend zeigt die Temperatur °der aus der Turbine 16 ausströmenden Gase eine sofortige Neigung sich zu erhöhen. Wie oben erwähnt, wird jedes leichte Ansteigen der Turbinenabgastemperatur über das durch die konstante Spannungsquelle 60 e: Ingestellte Bezugsniveau 71 hinaus von den Thermoelementen 59 wahrgenommen und zu einem positiven. Fehlersignal verarbeitet, das die Relaisspule 69 im Sinne einer Schließung der Kontakte 57 erregt. Angenommen, die Düse 26 ist noch nicht maximal geöffnet und die Grenzschalterkontakte 56 sind folglich noch geschlossen, so wird die Öffnungswicklung 29 des Düsenbetätigungsmotors 27 erregt und dadurch der Motor 27 veranlaßt, die Düse 26 weiter zu öffnen, so daß die Turbinenabgastemperatur auf dem Bezugs- "' niveau festgehalten wird. Hat sich die Düse 26 so weit geöffnet, daß die Abgastemperatur auf den gewünschten Wert zurückfällt, so erhält der Stromrichter 63 ein ''Nullfehlersignal, was eine Entregung der Relaisspule 69 und damit eine Öffnung der Kontakte 57 und ein. Anhalten des Düsenbetätigungsmotors 27 zur Folge hat. Wird die Kupplungs-Bremsen-Wicklung 28 entregt, so sorgt ein (nicht gezeigter) Bremsenmechataismus für ein schnelles Anhalten des Düsenbetätigutag - '' motors 27. Wie oben erwähnt, erregt ein negatives Temperaturfehlersignal, das auftritt, wenn die Turbinenabgastemperatur unter den Bezugswert 71 abfällt, die Relaisspule 70, die daraufhin die Kontakte 51 schließt. Da der Hauptgashebel 13 in seiner Maximalstellung eine volle Schließung der Düse 26 verlangt, werden die Kontakte 49 des Düsenstellverstärkers 41 geschlossen, so daß die Schließwicklung 30 des Düsenbetätigungsmotors 27 erregt wird. Als Folge davon beginnt der Motor 27 die Düse 26 zu schließen. Auch in diesem Falle wird, wenn die Turbinenabgastemperatur gleich der Bezugstemperatur wird, das Fehlersignal zu Null, so daß die Relaisspule 70 entregtwird, dadurch die Kontakte 51 geöffnet werden und der Düsenbetätigungsmotor 27 gestoppt wird.
  • Die Erregung des Motors 27 durch den Verstärker 52 im Sinne einer Öffnung oder Schließung der Düse 26 setzt im wesentlichen in dem Augenblick ein, wo die Turbinenabgastemperatur beim schuberhöhten Betrieb im Begriff ist, anzusteigen oder abzunehmen. Das bedeutet, daß während. der Schuberhöhung jedes Ansteigen- oder Abfallenwollen der Turbinenabga.stemperatur nahezu gleichzeitig von einer entsprechenden Zunahme oder Abnahme der Düsenfläche begleitet ist, so daß der Temperaturanstieg oder -abfall rückgängig gemacht und die Turbinenabgastemperatur auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten wird. Während des nachverbrennungsfreien Betriebes wird die Düsenfläche hauptsächlich durch Einstellung von Hand mittels des Hauptgashebels 13 geregelt, wobei der Temperaturregelverstärker 52 für eine automatische Rückdrehung der Düsenfläche sorgt, so daß die Turbinenabgastemperatur das Bezugsniveau nicht überschreiten kann.
  • Es ist erwünscht, zwischen den Kontakten 51, 57 und dem aus der Röhre 66 und den Transformatoren 67 und 68 gebildeten Phasendiskriminator ein StabilisierungsnetZiVeTk einzuschalten, das für eine Anpassung der Tätigkeit des Temperaturregelverstärkers 52 an die Zeitkonstanten der Gasturbine 1 sorgt. Wie in Abb. 1 gezeigt, kann das Stabilisierungsnetzwerk aus Kontakten 77 und 78, die durch die Relaisspulen 69 bzw. 70 betätigt werden sowie aus einem veränderlichen Stabilisierungswiderstand 79, der Serienschaltung eines Widerstandes 81 und eines Kondensators 82 und der Verstärkerbetrielbsspannungsquelle 83 bestehen. Wird die Relaisspule 69 durch ein positives Fehlersignal erregt, so schließen sich zusätzlich zu den Kontakten 57 auch die Kontakte 77, so daß am Kondensator 82 eine bestimmte, durch die Einstellung des Potentiometers 79 gegebene Spannung auftritt.
  • Der Kondensator 82 und die Widerstände 79 und 80 sind so bemessen, daß die Zeitkonstante dieses RC-Gliedes den kombinierten Zeitkonstanten des Triebwerks und der Regeleinrichtung - einschließlich der Gasturbine, des Regler- und Haupttreibstoffsystems, der Thermoelemente und der Geschwindigkeit der Druckänderungen im Schubrohr, wie sie durch die Einstellungen seitens der Regeleinrichtung, d. h. die Düsenflächeneinstellung und die Einstellung der Nachbrennertreibstofförderung, hervorgerufen werden -ähnlich ist, wobei aber diese Zeitkonstanten von den gegebenen Flugbedingungen, d. h. Flughöhe, Luftgeschwindigkeit usw., abhängig sind. Das Potentiometer 79 wird so eingestellt, daß die ihm entnommene Rückkopplungsspannung jeweils einen solchen Wert hat, daß die sich ergebende Verzögerungszeit gleich den oben aufgeführten Zeitkonstanten ist. Unter Umständen kann es erwünscht sein, zwei getrennte RC-7eitkonsfianten vorzusehen,, und zwar eine für die Zeit, in welcher der Temperaturregelverstärker zur Regelung der Düse 26 verwendet -wird, und die andere für die Zeit, in welcher der Temperaturregelverstärker zur Regelung der Nachbrennertreibs,tofförderung verwendet wird. Entsprechend kann man dafür sorgen, daß dem gleichen RC-Netzwerk zwei verschiedene Potentiometerspannungen für die beiden verschiedenen Betriebsarten zugeführt werden; oder man kann zwei getrennte Potentiometer und. zwei RC-Netzwerke verwenden. Um das Stabilisierungssignal auf die jeweiligen Flugbedingungen abzustimmen, kann das Potentiometer 79 mit einer Einrichtung verbunden sein, die auf einen entsprechenden Druck, z. B. den Kompressoreingangsdruck oder den Kompressoraustrittsdruck, anspricht. Dadurch wird auf die Gitter der Röhre 66 eine Spannung gekoppelt, die dem Fehlersignal entgegenwi,rkt. Ein ähnlicher Vorgang findet dann statt, wenn die Kontakte 78 durch Einwirkung der Relaisspule 70 infolge eines negativen Fehlersignals geschlossen werden.
  • Es kann vorkommen, daß der Nachbrennertreibstoffregler 21 so eingestellt wird, daß bei vollaufgedrehtem Nachverbrennungsgashebel mehr Nachbrennertreibstoff gefördert wird, als im Schubrohr 17 bei maximaler Düsenöffnung ohne Überschreitung der Bezugstemperatur verbrannt werden kann. In einem solchen Falle verbleibt im Temperaturregelverstärker 52 nach Erreichung der maximalen Düsenöffnung ein positives Fehlersignal. Um dieses positive Fehlersignal auf den N achbrennertreibstoffregler 21 zu übertragen, so daß die 1Tachbrennertreibstofförderung entsprechend gedrosselt wird, ist der Nachverbrennungsgashebel 23 z. B. über ein Übersetzungsgetriebe 84 mit dem Eingang 85 des Differentialgetriebes 24 verbunden. Der Ausgang 86 des Getriebes 24 ist z. B. über ein Getriebe 87 mit der Steuerwelle des Nachbrennertreibstoffreglers 21 verbunden. Der Käfig 88 des Differentialgetriebes 24 ist z. B. über ein Getriebe 89, eine Welle 90 und ein Getriebe 91 mit einem NachbrennerregIer-Reih2nschlußmotor 92 verbunden. Der Motor 92 ist mit fefderregen.den Wicklungen 93 und 94 und einer Kupplungs-Bremsen-Wicklung 95 ausgerüstet. Wird der N achbren.nerreglermotor 92 nicht erregt und damit der Käfig 88 des Differentialgetriebes 24 nicht angetrieben, so wird die Bewegung des Nachverbrennungsgashebels 23 über das Differentialgetriebe 24 direkt auf die Steuerwelle des Nachbrennertrei.bstoffreglers 21 übertragen.
  • Erreicht beim Betrieb mit Nachverbrennung die Düse 26 ihre maximale Öffnungsstellung, so betätigt sie einen Grenzschalter 96, der die normalerweise geschlissenen Grenzschalterkontakte 56 öffnet und die normalerweise geöffneten Kontakte 97 schließt. Der Motor 92 ist so eingerichtet, daß er für die Drehung des Käfigs 88 eine Höchstgrenze setzt, und zwar z. B. mittels eines auf der Antriebswelle 90 angeordneten Nockens 98, der Grenzschalter 99 und 100 betätigt. Nimmt der Nocken 98 eine Lage ein, in der er den Grenzschalter 99 betätigt, so sind die normalerweise geschlossenen Kontakte 101 des Grenzschalters 100 immer noch geschlossen. Wird somit der Nachverbrennungsgashebel 23 über den Punkt der maximalen Düsenöffnung hinaus aufgedreht und zeigt sich die Turbinenabgastemperatur immer noch geneigt, das Bezugsniveau zu übersteigen. so hält das verbleibende positive Fehlersignal die Kontakte 57 der Relaisspule 69 geschlossen, so daß die Feldwicklung94 des Motors 92 über die Kontakte 57, 97 und 101 von der Energiequelle her erregt wird. Der Regulatorantriebsmotor 92 wird in diesem Falle so betätigt, daß er den Käfig 88 des Differentialgetriebes 24 im Sinne eines Korrektur der Aufdrehbewegung des Nachverbrennungsgaslaebels 23 bewegt, so daß der NTachbrennertreibstoff regier 21, veranlaßt wird, gerade den für die Beibehaltung der Bezugstemperatur erforderlichen Nachbrennertreibstofffluß zu liefern.
  • Wird durch ein in der Relaisspule 69 erscheinendes positives Fehlersignal der Nachbrennerreglermotor 92 im Sinne einer Korrektur von-zu weiten Aufdrehbe-#vegungen des Nachbrennertreibstoffreglers 23 bewegt, so hat dies zur Folge, ' daß der Nocken 98 auf der Welle 90 sich vom Grenzschalter 99 wegbewegt und dadurch . die Kontakte 53 im Schaltungszweig der Feldwicklung 30 des Düsenbetätigungsmotors 27 geöffnet und die Kontakte 102 im Schaltungszweig der Feldwicklung 93 des NTächbrennerreglermotors 92 geschlossen werden. Bei -kontinuierlichem Wei-teraufdrehen des Nachverbrennungsgashebels 23 treibt der Nachbrennerreglermotör 92 den Käfig 88 des Differentialgetriebes 24 im Sinne .einer kontinuierlichen Korrektur der eingestellten iNachbrennertreibstoffförderung, so daß die Turbinenabgastemperatur konstant bleibt. Der Grenzschalter 100 wird durch den Nocken 98 betätigt. Dadurch werden die Kontakte 101 geöffnet und der N achbrennerreglermotor 92 bei einem bestimmten minimalen Treibstofffluß angehalten.
  • Negative Fehlersignale, die normalerweise eine Erregung der Feldwicklung30 des Düsenbetätigungsmotors 27 im Sinne einer Verringerung des Düsenquerschnitts zur Folge haben würden, werden nun, da jetzt die Kontakte 53 offen und dafür - wie vorhin erklärt - die Kontakte 102 geschlossen sind, der Feldwicklung 93 des Nachbrennerreglermotors 92 zugeleitet. Wird der Gashebel 23 zurückgedreht, was zur Folge hat, daß die Turbinenabgastemperatur abzusinken bestrebt ist, so ergibt sich ein solches negatives Fehlersignal, das die Relaisspule 70, die daraufhin die Kontakte 51 schließt, erregt. Die Kontakte 49 des Düsenverstellverstärkers 41 sind geschlossen, da der Hauptgashebel 13 auf maximale Düsenschließung eingestellt ist. Angenommen, die Beschleunigungskontakte 50 sind geschlossen, so wird die Feldwicklung 93 des Nachlyrennerreglermo.tors 92 durch die Energiequelle 55 über die Kontakte 51, 49, 50 und 102 erregt. Der Nachbrennerreglermotor 92 treibt sodann den Käfig 88 d.es Differentialgetriebes 24 in der entgegengesetzten Richtung, so daß die Einstellung des Nachverbrennungsgashebels 23 korrigiert und die Nachbrennertreibstofförderung auf dem Wert gehalten wird, der für die Beibehaltung der gewünschten Turbinenabgastemperatur erforderlich ist. Sobald der Motor 92 die Grenze seiner Bewegung erreicht, betätigt der Nocken 98 den -Grenzschalter 99, der für eine Öffnung der Kontakte 102 und für eine Schließung der Kontakte 53 sorgt. Dadurch wird die Temperaturregelung auf den Düsenbetätigungsmotor 27 zuriickgeschaltet. Bei noch weiterem Zurückdrehen des Nachverbrennungsgashebels 23 wird durch das negative Fehlersignal der Düsenhetäti.gungsmotor 27 im Sinne einer Verkleinerung des -Düsenquerschnittes betätigt, so daß die Turbinenabgastemperatur auf dem Bezugsniveau verbleibt.
  • Angenommen, der Nachverbrennungsgashehe123 sei vollständig zurückgedreht, während der Hauptgashebel 13 in seiner l@laxitiaalstellung verbleibt, so kann dennoch eine- Neigung- zu Übertemperaturen in den Turbinenabgasen bestehen. In diesem Falle sorgt der Temperaturregelverstärker 52 dafür, daß die Düse 26 um denjenigen Betrag geöffnet wird, der erforderlich ist, um die Temperatur auf dem gewünschten Niveau zu halten. Wird anschließend der Hauptgashebel 13 zurückgedreht und damit eine weitere Öffnung der Düse, wie in Abb. 2 gezeigt, verlangt, so hat dies zur Folge, daß die Kontakte 48 des Düsenstellverstärkers 41 sich schließen und entsprechend der Diisenbetäti gungsmotor 27 im Sinne einer Öffnung der Düsenfläche erregt wird.
  • Wird beim nachverbrennungsfreien Betrieb der Hauptgashebel sehr rasch aüfgedreht, so bleibt die Motordrehzahl hinter dem durch die Gashebeleinstellung verlangten Wert zurück. Es sind daher Vorrichtungen erwünscht, die dafür sorgen, daß die Düse 26 in ihrer vorherigen Lage so lange festgehalten wird, bis die Motordrehzahl den verlangten Wert erreicht hat. Erst dann darf die Düse in die durch den Hauptgashebel geforderte Schließstellung gebracht werden. Diese Verhältnisse werden am besten aus Abb. 2 ersichtlich, wo man die Flächenänderung 103 als sehr rasche Gashebelöffnung auffassen kann. Die Düsenfläche soll bei Aufdrehen des Gashebels, wie es durch die Linie 104 angedeutet ist, so lange konstant gehalten werden, bis die Motordrehzahl den geforderten Wert erreicht hat. In diesem Augenblick darf die Düsenfläche, wie durch die Line 105 angedeutet, den geforderten Wert annehmen.
  • In Abb.3 ist ein Teil der Hauptregulator- und Regiereinheit 10 gezeigt. Dabei ist die von der Turbine 1 über das Getr iebegehättse 11 angetriebene Steuerwelle 12 mit einem Verlängerungsteil 106, der eine zylindrische Aussparung 107 aufweist, versehen. An einem auf dem Verlängerungsteil 106 der Welle 12 aufsitzenden Ringflansch 109 sind zwei Schwungkugelgewichte 108 befestigt. In die Aussparung 107 ist eine gleitbare Hülse 110 eingeschoben, die durch. geeignete, in einem Ringteil 112 montierte Lager 111 gehaltert wird. Die Schwungkugelgewichte 108 sind mit Armen 113 versehen, die an der Unterseite des an der Hülse 110 befindlichen Flansches aufliegen. Auf der Oberfläche des Ringteiles 112 sitzt eine Spiralfeder 114, die durch. einen auf einer Kappe 116 auflagernden Nocken 115 zusammengedrückt wird. Der Nocken 115 sitzt auf der Welle 117, die durch den Hauptgashebel 13 betätigt wird. Im Inneren der Hülse 110 im Zylinder 120 befinden sich zwei auf einer gemeinsamen Kolbenstange 121 befestigte Kolbenstege 118 und 119. In der Wandung des Zylinderteiles 110 sind Einlässe 122 und 123 angebracht. In der Wandung des Verlängerungsteiles 106 befinden sich Schlitze 124 und 125, die mit den Einlässen 122 und 123 und dem Zylinderteil 110 in Verbindung stehen. Der Verlängerungsteil 106 der Welle 12 ist in einem Zapfenlager 126, das mit den Schlitzen 124 und 125 in Verbindung stehende Öffnungen 127 und 128 besitzt, gelagert. Mittels ,einer . durch die Welle 12 angetriebenen (nicht gezeigten) Pumpe wird über eine Ölleitung 129, die in den Einlaß 127 geführt ist, Hochdrucköl gefördert. Am Boden der Aussparung 107 befindet sich eine Abflußöffnung 130. Die Kolbenstange 121 des Ventils mit den Kolbenstegen 118 und 119 ist an einem Hebel 131, der bei 132 einen festen Drehpunkt besitzt, befestigt. Das andere Ende 133 des Hebels 131 ist an der Kolbenstange 134 eines Kolbens 135, der in einem Zylinder 136 geführt ist, befestigt. Durch eine im Zy- linder 136 befindliche-Spiralfeder 137 wird der Kolben 135 nach unten gedrückt. Der Zylinder 136 steht über eine Ölleitung 138 mit der Öffnung 128 im Lager 126 in Verbindung. Eine weitere -Ölleitung 139 verbindet das Bodenende des Zylinders 136 niit einem Drttckschalter 140, der Kontakte 141 betätigt. Wie ätz' Abb. 1 ersichtlich wird, sind die Kontakte 141 mit einer Relaisspule 142 und einer Regelspannungsquelle 143 in Reihe geschaltet und betätigt die Spule 142 den Beschleunigungskontakt 50. Ein federgespannter Regularbetätigungshebel 144, der bei 145 schwenkbar befestigt ist, liegt auf dein Ende 133 des Hebels 131 auf und betätigt den (nicht gezeigten) übrigen Teil des Haupttreibstoff regulators 10.
  • Befindet sich der Hauptgashebel 13 in seiner Anfangsstellung und läuft das Triebwerk mit konstanter Drehzahl, so hat der Nocken 115 die in Abb. 3 gezeigte Lage. In dieser Lage tritt das Hochdrucköl aus der Leitung 129 durch die Öffnung 127, den Schlitz 124 und den Einlaß 122 in den zwischen den Kolbenstegen 118 und 119 befindlichen Zwischenraum 146 ein, wobei jedoch der Kolbensteg 118, der den Einlaß 123 verschließt, das im Zylinder 136 unterhalb des Kolbens 135 und in der Verbindungsleitung befindliche-Öl unter Druck absperrt. Bei anfänglichem Aufdrehen des Hauptgashebels 13 sorgt der Nocken 115 dafür. daß durch Zusammendrücken der Feder 114 die Gewichte 108 nach innen geschwungen werden und der Zylinderteil 110 sich nach abwärts bewegt, so daß der Einlaß 123 mit dem Schlitz 125 und der Aussparung 107 im Verlängerungsteil 106 in Verbindung tritt. Daraufhin drückt die Feder 137 im Zylinder 136 den Kolben 135 nach urfiten, so daß das im Zylinder 136 befindliche Öl durch die Leitung 138, die Öffnung 128, den Schlitz 125 und den Ei.nlaß 123 in die Aussparung 107 und von dort aus der Abflußöffnung 130 hinausgedrückt wird. Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 135 und der Kolbenstange 134 wird der Regulatorbetätigungshebe1144 betätigt. Der Hebel 144 betätigt seinerseits den- Haupttreibstoffregulator im Sinne einer Erhöhung der Haupttreibstofförderung. Zusätzlich werden der Hebel 131 sowie die Kolbenstange 121 und damit die Kolbenstege 118 und 119 nach unten bewegt, so daß dadurch der Zwischenraum 146 zwischen den beiden Kolbenstegen mit den beiden Einlässen 122 und 123 in der Wandung der Hülse 110 in Verbindung tritt. Dadurch kann Öl in den Zylinder 136 gelangen. Inzwischen spricht die Maschine auf die, durch den Hebel 144 ausgelöste Erhöhung der Treibstoffzufuhr in der Weise an, daß die Gewichte 108 nach außen getragen und damit die Hülse 110 mit dein Ringteil 112 nach oben gehoben und die Feder 114 zusammengedrückt wird. Das in den Zylinder 136 eingeführte Öl hebt den Kolben 135 empor, so daß die Haupttreibstofförderung gedrosselt und der Hebel 131 mit der Kolbenstange121 sowie den Kolbenstegen 118 und 119 gehoben und damit der Einlaß 123 geschlossen wird. Durch diese Vorgänge wird ein Gleichgewichtszustand hergestellt, indem gerade diejenige Menge an Haupttreibstoff gefördert wird, die für die Beibehaltung der mit dem Hauptgashebel 13 eingestellten Drehzahl nötig ist.
  • Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, daß bei sehr raschem Aufdrehen des Hauptgashebels 13 - was eine entsprechende Drehung des Nockens 115 zur Folge hat - der Kolben 135 sofort nach unten bewegt und dadurch das 0I aus dem Zylinder 136 ausstoßen wird. Daraus ergibt sich ein niedriger Öldruck im Zylinder 136, was zur Folge hat, daß der Druckschalter 140 die Kontakte 141 schließt. Dadurch wird die Relaisspule 142 erregt, und als Folge davon werden die Beschleunigungskontakte 50 geöffnet. Die Öffnung der Beschleunigungskontakte 50 hat zur Folge, daß der Stromkreis, in dem sich die Feldwicklung 30 des Düsenbetätigungsmotors 27 befindet, unterbrochen und dadurch die durch die Einstellung des Hauptgashebels 13 geforderte Düsenschließung verhindert wird. Sobald die Haupttreibstofförderung sich dem Wert nähert, der für die stabile Einhaltung der durch dien Hauptgashebel 13 geforderten Drehzahl notwendig ist, öffnet der Öldruck im Zylinder 136 wieder den Druckschalter 140. -Dadurch werden die Kontakte 141 geöffnet und die = Beschleunigungskontakte 50 geschlossen, so daß der Düsenbetätigungsmotor 27 nunmehr die Düse um den durch den Hauptgashebel 13 geforderten Betrag schließen kann.
  • Im vorstehenden sind als Temperaturfühler Thermoelemente vorgeschlagen. Es können auch andere Temperaturfühlerelemente, wie z. B. ein Zweimetallstreifen oder ein Spektralanalysator verwendet werden. Ferner kann die Temperaturfühlereinheit dazu verwendet werden, statt des oben beschriebenen Bezugstemperatursystems einen anderweitigen Arbeitsmechanismus zur Betätigung der querschnittsveränderlichen Schubdüse 26 zu steuern. Weiter kann es erwünscht sein, zur Korrektur der von Hand vorgenommenen Düseneinstellung während des nachverbrennungsfreien Betriebes sowie zur Regelung der Düsenfläche während der Schuberhöhung nicht die Turbinenabgastemperatur, sondern eine anderweitige Temperatur, z. B. die Turbineneingangstemperatur oder die Temperatur des Metalls der Turbinenschaufeln oder des Schubrohres, heranzuziehen. Während in der vorstehenden Beschreibung vorgeschlagen ist, daß die Thermoelemente im Schubrohr an einer zwischen der Turbine und dem Eintrittspunkt des Nachbrennertreibstoffes gelegenen Stelle angeordnet sind, kann man das zur Wahrnehmung der Turbinen.abgastemperatur dienende Temperaturfühlerelement auch an einer anderen Stelle, z. B. an den Turbinenschaufeln, anbringen. Das an der Batterie 62 liegende Potentiometer 61 kann mit einem im Führerraum befindlichen Handsteuerhebel verbunden sein, so daß der Pilot in der Lage ist, den Schub beim nachverbrennungsfreien Betrieb durch Einstellen einer niedrigeren Bezugsspannung zu regeln.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Regeleinrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit querschnittsveränderlicher Schubdüse und Nachbrennereinrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter ,Merkmale: a) eine von Hand einstellbare Hauptreglervorriehtung zur gleichzeitigen Betätigung eines den Haupttreibstoffzuflluß steuernden Drehzahlreglers und eines Düsenverstellmechanismus; b) eine von Hand einstellbare Nebenreglervorrichtung zur Betätigung eines Nachbrennertreibstoffflußreglers ; c) ein elektrisches System mit auf die Turbinenabgastemperatur ansprechenden thermoelektrischen od. dgl. Vorrichtungen zur Erzeugung einer Temperaturregelspannung, deren Polarität von der Richtung der momentanen Temperaturabweichung von einem vorgegebenen Bezugswert abhängt; d) eine auf die Temperaturregelspannung ansprechende Temperaturregelstufe mit zwei Ausgängen, wobei die Temperaturregelspannung, wenn ihre Polarität auf Temperaturerhöhung gerichtet ist, am einen Ausgang und, wenn ihre Polarität auf Temperaturerniedrigung gerichtet ist, am anderen Ausgang wirksam wird; e) auf die an den Ausgängen der Temperaturregelstufe wirksam werdende Temperaturregelspannung ansprechende Vorrichtungen zur zusätzliehen Betätigung dies Düsenverstellmecha.nismus im Öffnungs- oder Schließungssinne je nach der Polarität der Temperaturregelspannung; f) Kontaktmittel, durch welche beim Nachbrennbetrieb die Betätigung des Düsenverstellmechanismus im Schließungs- und Öffnungssinne lediglich in Abhängigkeit von der Temperaturregelspannung veranlaßt wird; g) auf die an den Ausgängen der Temperaturregelstufe wirksam werdende Temperaturregelspannung ansprechende Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung dies Nachbrennertreibstoffflußreglers im drosselnden oder erhöhenden Sinne je nach der Polarität der Temperaturregelspannung und folgender neuer Merkmale h) Kontaktmittel, durch welche im nachbrennfreien Betrieb die Betätigung des Düsenverstellmechanismus im Schließungssinne lediglich dann, wenn durch die Einstellung von Hand und, durch die Temperaturregelspannungeine Düsenschließung verlangt wird, im Öffnungssinne dagegen unabhängig von der Einstellung von Hand dann, wenn die Temperaturregelspannung ein Überschreiten des Bezugswertes anzeigt, veranlaßt wird; i) Kontaktmittel, durch welche die Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Nachbrennertreibstoffflußreglers dann eingeschaltet werden, wenn die Düse maximal geöffnet ist, und dann abgeschaltet werden, wenn die Düse ihre maximale Öffnungsstellung verläßt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelstufe ein Phasendiskriminator ist, dessen Ausgangsspannungen bei entgegengesetzter Polarität der Temperaturregelspannung um 180° phasenverschoben sind, wobei dar eine Ausgang auf die verhältnismäßige Nullphase und der andere Ausgang auf die verhältnismäßige 180°-Phase der Ausgangsspannung anspricht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausgänge der Temperaturregels-tufe durch Relaisspulen gebildet werden, von denen die eine einen DüsenÖffnungskontakt und die andere einen Düsenschließkontakt betätigt.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenöffnungskontakt und der Düsenschließkontakt jeweils eine Lei:tungsverbindung zwischen einer Spannungsquelle und dem von dieser erregten Düsenverstellmechanismus schließen bzw. unterbrechen.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Leitungsverbindungen jeweils ein weiterer Relaiskontakt liegt, der durch die von Hand einstellbare Hauptreglervorrichtung betätigt wird, wobei in der betreffenden Leitungsverbindung der Düsenschließkontakt mit dem betreffenden weiteren Relaiskontakt in Reihe und der Düsenöffnungskontakt zu dem betreffenden weiteren Relaiskontakt parallel geschaltet ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, da.ß in der Leitungsverbindung mit dem Düsenöffnungskontakt ein weiterer Relaiskentakt liegt, der durch an der Düse angeordnete Kontaktmittel bei Erreichen und Verlassen der maximalen Düsenöffnung betätigt wird und daraufhin die Leitungsverbindung nach dem Düsenverstellmechanismus unterbricht und die Spannungsquelle mit den Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Nachbrennertreibstoffflußreglers verbindet bzw. umgekehrt.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbindung mit dem Düsenschließkontakt ein. weiterer Relaiskontakt liegt, der bei Erreichen und Verlassen der minimalen Düsenschließung geöffnet bzw. geschlossen wird. B. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbindung dem Düsenschließkontakt und in der Leitungsverbindung zwischen der Spannungsquelle und .den Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Nachbrennertreibstoffflußreglers je ein weiterer. Relaiskontakt liegt und daß diese Kontakte durch eine mit dem Nachbrennertreibstoffflußregler gekoppelte Vorrichtung betätigt werden, wobe.l bei Öffnung des Relaiskontaktes in der Leitungsverbindung mit dem Düsenschließkontakt die Sparanungsquelle über eine weitere Leitungsverbindung mit den Vorrichtungen zur zusätzlichen Betätigung des Nachbrennertreibstoffflußreglers verbunden wird. 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beschleunigungsregelvorrichtung, die bei einem raschen Verstellen des Drehzahlregler-Sollwertes von einer niedrigen auf eine hohe Drehzahl eine Schließung der Düse entgegen den Anweisungen der Regeleinrichtung auf Grund der nach einem Beharrungszustand entsprechenden Temperatur verhindert. 10. Einrichtung nach Anspruch 9 und, einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch einen in der Leitungsverbindung mit dem Düsenschließkontakt liegenden, normalerweise geschlossenen Beschleanigung.srelaiskontakt, der durch den Drehzahlregler dann geöffnet wird, wenn der Drehzahlregler rasch von einer niedrigeren Drehzahl auf eine hohe Drehzahl eingestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 272 067; französische Patentschriften Nr. 1066 592, 1066 580; USA.-Patentschriften Nr. 2 706 886, 2 705 864, 2683347.
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