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Brennstoffregelanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffregelanlage für Brennkraftmaschinen,
insbesondere Gasturbinentriebwerke, die aus zwei durch einen gemeinsamen Wählhebel
gleichzeitig einstellbare Regelanlagen und einer Schnellschaltvorrichtung besteht,
die bei Auftreten eines Fehlers im Betrieb, insbesondere bei einer fehlerhaften
Drehzahlabweichung der Maschine, von der einen, für normalen Betrieb dienenden Regelanlage
auf die andere, als Ersatz dienende Regelanlage umschaltet.
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Es sind Brennstoffregelanlagen bekannt, die neben einer primären Regelvorrichtung
auch eine Ersatzbrennstoffregelanlage aufweisen. Bei diesen bekannten Regelanlagen
sind die beiden Regelvorrichtungen durch ein Verbindungsglied gekuppelt, um gleichzeitig
und in gleicher Weise verstellt zu werden. Das Verbindungsglied ist mit einem Hebel
verbunden, welcher auf einen federbelasteten Dämpfungskolben einwirkt, von dem sich
ein Hebel zu der Feder einer von der Maschine angetriebenen Fliehgewichtseinheit
erstreckt. Die Fliehgewichtseinheit ist mit einem Umschaltventil verbunden, welches
entweder die normale Brennstoffregelanlage oder die Ersatzbrennstoffregelanlage
mit der Maschine verbindet. Wenn während des Betriebs der Maschine mit konstanter
Drehzahl eine Drehzahlminderung eintritt, die nicht auf die Betätigung der Hauptregelung
zurückzuführen ist, bewegt die Fliehgewichtseinheit infolge der verminderten Drehzahl
ein Ventil, um von der normalen zur Ersatzbrennstoffregelung umzuschalten. Eine
Membran wird dann durch den Druck des der Maschine zugeführten Ersatzbrennstoffes
beaufschlagt und hindert das Umschaltventil daran, zur normalen Brennstoffregelung
zurückzukehren.
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Während einer normalen Beschleunigung der Maschinendrehzahl, die durch
Verschieben des Verbindungsglieds erzielt wird, bewegt sich der mit diesem Verbindungsglied
verbundene Hebel aus seiner Anlage an dem mit der Feder der Fliehgewichtseinheit
verbundenen Hebel, so daß eine Dämpfungsfeder die Feder der Fliehgewichtseinheit
entsprechend der Möglichkeit der Maschinendrehzahlzunahme spannt, wodurch sichergestellt
wird, daß das Ventil nicht in die Ersatzbrennstoffregelungsstellung während der
normalen Beschleunigung bewegt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffregelanlage
einfach und betriebssicher zu bauen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß durch einen
ersten Signalgenerator ein von der Solldrehzahl der Maschine abhängiges Signal und
durch einen zweiten, von der Maschine angetriebenen Signalgenerator ein von der
Istdrehzahl abhängiges Signal erzeugt wird, daß diese Signale einer einen Synchronisiermotor
enthaltenden Vergleichsvorrichtung zugeführt werden, durch die ein weiterer Signalgenerator
in Abhängigkeit vom Unterschied der Drehzahlsignale angetrieben wird, daß die Schnellschaltvorrichtung
nur bei großen Fehlersignalen anspricht, während bei kleinen Fehlersignalen eine
Ausgleichseinrichtung die Regelanlagen nachstellt, und daß mit dem gemeinsamen Wählhebel
eine Verzögerungseinrichtung für das Eingreifen der Schnellschaltvorrichtung verbunden
ist.
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Durch diese Ausbildung wird gegenüber den bekannten Regelanlagen,
bei denen die Ersatzregelanlage nur in Tätigkeit treten kann, wenn die Drehzahl
des Triebwerks verringert wird, der Fortschritt erzielt, daß die Ersatzregelvorrichtung
beim Auftreten einer wesentlichen Zu- oder Abnahme der Triebwerksdrehzahl einschaltet,
welche nicht durch die Triebwerkssteuerung gewählt ist.
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Bei dieser Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß
die Schaltmittel aus einem magnetischen Verstärker, einem Magneten, welcher von
dem Verstärker mit Strom gespeist werden kann und einem vom Magneten betätigbaren
Umschaltventil
bestehen, wobei der Verstärker durch den Magneten
Strom hindurchführt, wenn er ein Fehlersignal empfängt, und wobei Selbsterregungswicklungen
vorgesehen sind, damit der Strom weiter durch den Magneten hindurchfließt, wenn
das Fehlersignal durch diese Betätigung geschwächt ist.
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Hierbei erzeugt der ersten Signalgenerator eine zur Wählhebelstellung
proportionale Gleichspannung und weist einen nachgeschalteten Stromkreis mit einem
Kondensator und einer Steuerwicklung des Verstärkers auf, durch welche der Strom
vom Signalgenerator beim Wechseln der Gleichstromspannung hindurchgeht.
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Wird die Regelanlage in Verbindung mit einem Zweiwellentriebwerk verwendet,
so wird gemäß der Erfindung ein zweiter Signalgenerator von der Niederdruckwelle
angetrieben. Von den Hochdruckwelle wird ein mechanischer Drehzahlregler angetrieben,
der vom Wählhebel über ein Gestänge einstellbar ist, an dem auch eine Vergleichsvorrichtung
angreift. Weiterhin weist gemäß der Erfindung die Ausgleichseinrichtung einen schwimmenden
Hebel auf, durch den im oberen Drehzahlbereich der Drehzahlregler in Abhängigkeit
von dem Unterschied zwischen der Wählhebelstellung und der Stellung der Vergleichsvorrichtung
eingestellt wird, während im unteren Drehzahlbereich die Vergleichsvorrichtung einen
Begrenzungsanschlag berührt, wodurch an der Vergleichsvorrichtung ein fester Drehpunkt
für den schwimmenden Hebel und damit zwischen dem Wählhebel und dem Drehzahlregler
eine unveränderliche Verbindung hergestellt wird.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung
zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Es zeigt F
i g. 1 eine schematische Darstellung der Brennstoffanlage, F i g. 2 eine graphische
Darstellung zur Erläuterung der Reglerbetriebskennlinie, F i g. 3 ein Einzelschaltbild
der in F i g. 1 gezeigten Anordnung, und F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durch
einen Synchronisierungsmotor.
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Das in F i g. 1 gezeigte Triebwerk 1, mit dem die Brennstoffregelanlage
zur Verwendung kommt, ist ein Zweiwellentriebwerk, welches aus einer Niederdrucktrommel
mit einem Niederdruckverdichter und einer Niederdruckturbine besteht, die auf einer
Welle angeordnet sind, sowie einer Hochdrucktrommel mit einem Hochdruckverdichter
und einer Hochdruckturbine, die auf einer Hohlwelle befestigt und zwischen dem Verdichter
und der Turbine der Niederdrucktrommel angeordnet sind, so da.ß der Luftstrom durch
das Triebwerk nacheinander durch den Niederdruckverdichter, den Hochdruckverdichter,
die Brennkammern, die Hochdruckturbine, die Niederdruckturbine und das Strahlrohr
hindurchströmt. Die Brennkammern, welche zwischen dem Hochdruckverdichter und der
Turbine angeordnet sind, schließen beim Ausführungsbeispiel Spitzdüsenbrenner ein,
die durch ein Rohr 2 mit Brennstoff versorgt werden und von denen der überflüssige
Brennstoff durch das überlaufrohr 3 zurückfließt. Spitzdüsenbrenner sind bekannt
und brauchen nicht beschrieben zu werden. Es sind zwei Brennstoffpumpen
4 und 5
in Hintereinanderschaltung angeordnet, die je von einem Motor
angetrieben werden, um Brennstoff zum Rohr 2 hinzuführen. Für jede Pumpe ist jeweils
ein Rückschlagventil6 und 7 vorgesehen. Der Brennstoff wird mit einem erhöhten Druck
vom Tank durch das Rohr 8 zum Einlaß der Pumpe 5 geführt. Die Pumpen 4 und 5 sind
jeweils imstande, eine ausreichende Brennstoffmenge mit ausreichendem Druck zu liefern,
um das Triebwerk mit voller Leistung zu betreiben, so daß im Falle eines Ausfalles
einer Pumpe der Brennstoff an dem Rückschlagventil dieser Pumpe vorbeiströmen kann,
um eine Zufuhr zu dem Triebwerk zu ermöglichen. Das überlaufrohr 3 erstreckt sich
zu einem Umschaltventil 9, welches so arbeitet, daß es das überlaufrohr 3 entweder
mit einem Rohr 11 oder mit einem Rohr 12 verbindet. Das Rohr 11 erstreckt sich zu
einem überströmventi113, welches in Verbindung mit seinen Regeleinrichtungen die
normale Regelanlage für den Brennstoffdurchfluß bildet. Das Rohr 12 steht
mit einer Drosseleinrichtung 15 in Verbindung, die in Verbindung mit ihren
Regeleinrichtungen die Regelanlage für den Brennstoffdurchfluß in Notfällen bildet.
Der Durchfluß von dem überströmventil 13 und der Drosseleinrichtung
15 tritt zusammen in ein Rohr 14 ein, welches zum Einlaß der Pumpe 5 führt.
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Der Regler wird durch den Wählhebel 16 des Flugzeugführers
gebildet, welcher über ein Gestänge 17 auf eine Ausgleichseinrichtung 18 einwirkt,
von welcher sich ein Gestänge 19 zur Verbindung mit einem Drehzahlregler 21 erstreckt,
der von der Hochdrucktrommel des Triebwerkes und der Drosseleinrichtung 15 für Notfälle
angetrieben wird. Da die überwachungen der Brennstoffregelanlage für Notfälle nur
für einen Gebrauch bei geringen Höhen gedacht sind, ist es möglich, derartige Vorkehrungen
für eine Einstellung des Drehzahlreglers 21 durch den Wählhebel 16 zu treffen, daß
die Drosseleinrichtung 15 für Notfälle auch im wesentlichen auf denselben Wert eingestellt
ist, auf den das überströmventil 13 durch den Drehzahlregler 21 eingeregelt würde.
Der Drehzahlregler 21 wirkt unmittelbar oder über einen Hilfsmotor auf das überströmventil
13 ein, um einen Brennstoffdurchlaß durch das überlaufrohr 3 einzustellen, damit
eine im vorhinein festgelegte Drehzahl des Triebwerkes aufrechterhalten wird.
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Der Wählhebel 16 des Flugzeugführers ist außerdem durch ein Gestänge
22 mit einem Signalgenerator 23 verbunden, der unabhängig von dem Triebwerk innerhalb
des Flugzeuges angeordnet ist. Dieser Signalgenerator 23 kann jede beliebige Form
haben und kann aus einem Transistoroszillator ohne bewegliche Teil;, bestehen und
auch wahlweise einen von einem Elektromotor mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen
Drehzahlgenerator umfassen. Der Signalgenerator 23 erzeugt ohne Rücksicht auf seine
Bauart einen Wechselstrom, dessen Frequenz von der Stellung des Wählhebels 16 abhängig
ist. Der Ausgang von dem Signalgenerator 23 geht durch einen Schalter 24 hindurch
zu dem Stator 71 einer Ausgleichsvorrichtung 25 (s. F i g. 4). Der andere Stator
72 der Ausgleichsvorrichtung 25 wird mit einem Wechselstrom gespeist, welcher von
einem Signalgenerator 26 erzeugt wird. Dieser Signalgenerator 26 wird durch die
Niederdrucktrommel des Triebwerkes 1 angetrieben. Die Ausgleichsvorrichtung 25,
welche ohne Bürsten arbeitet, besteht aus zwei Rotoren 73 und 74, die fest auf der.
in Lagern 76 gelagerten
Welle 75 angeordnet sind. Die Rotoren 73
und 74 sind Mehrphasenrotoren, die an ihren benachbarten Enden eine elektrische
Querverbindung aufweisen. Der an die Statoren 71 und 72 herangeführte Wechselstrom
ist so beschaffen, daß er in entgegengesetzte Richtungen umlaufende magnetische
Felder erzeugt. Die Querverbindung der Rotorwicklungen veranlaßt die Rotorwelle,
eine Stellung proportional zum Phasenunterschied der beiden Statorspeisungen einzunehmen
und so mit einer Drehzahl proportional zum Frequenzunterschied dieser beiden Speisungen
umzulaufen. An einem Ende der Vergleichsvorrichtung 25 ist die Welle
75 an einen Signalgenerator 28
angeschlossen. Das entgegengesetzte
Ende der Welle 75 steht von der Vergleichsvorrichtung 25 in eine Schlupfkupplung
83 hinein vor, von welcher sich ein mit Gewinde versehener Abschnitt 77 fort erstreckt,
auf welchen eine Mutter 78 angeordnet ist. Auf jedem Ende des Gewindeabschnittes
77 ist jeweils ein Begrenzungsanschlag 79 und 81 vorgesehen. Die Mutter 78 umfaßt
eine schwenkbare Verbindung 82 mit dem einen Ende der Ausgleichseinrichtung 18,
wobei die Schwenkverbindung derart ist, daß die Mutter 78 an einer Umdrehung durch
die Ausgleichseinrichtung 18 gehindert wird, so daß ein Umlauf der Welle
75 eine Bewegung der Schwenkverbindung 82 in die eine oder andere Richtung auf dem
mit Gewinde versehenen Abschnitt 77 entlang hervorruft. Wenn die Mutter den einen
oder anderen Begrenzungsanschlag berührt, dann kann die Vergleichsvorrichtung 25
dank der Kupplung 83 ihren Umlauf fortsetzen. Der Einfachheit halber sind die Kupplung
83, der mit Gewinde versehene Abschnitt 77 und die Mutter 78 in F i g. 1 und 3 durch
das Bezugszeichen 27 dargestellt. Der Ausgang von dem Signalgenerator 28 ist mit
einem Verstärker 29 verbunden. Der Wählhebel 16 des Flugzeugführers betätigt
außerdem eine Verzögerungseinrichtung 31, deren Ausgang an den Verstärker 29 im
Gegensatz zum Ausgang vom Signalgenerator 28 herangeführt wird. Die Verzögerungseinrichtung
31 ist bekannter Bauart und besteht aus festen Primär- und Sekundärwicklungen, die
durch einen magnetischen Kern veränderlich verbunden sind, der durch den Wählhebel
16
bewegt wird. Die Primärwicklung wird durch Wechselstrom erregt, und die
in der Sekundärwicklung induzierte Spannung ist der Bewegung des Magnetankers proportional.
Der Verstärker 29 ist mit einem Magneten 32 verbunden, welcher wieder durch ein
mechanisches Gestänge 33 zum Betrieb des Umschaltventils 9 verbunden ist. Der Magnet
32 ist durch ein Gestänge 34 mit dem Schalter 24 verbunden, welcher imstande ist,
den Stator 71 der Vergleichsvorrichtung 25 entweder mit dem Signalgenerator 23 oder
einem anderen Wechselstromsignalgenerator zu verbinden. Normalerweise verbindet
der Schalter 24 den Signalgenerator 23 mit dem Stator 71. Der Wechselstromausgang
von der Vergleichsvorrichtung 25 kann auch an eine Auslösevorrichtung 35 für eine
erhöhte Drehzahl angeschlossen werden, deren Funktion darin besteht, den Brennstoffdurchfluß
zu dem Triebwerk abzutrennen, wenn eine bedenklich überhöhte Drehzahl der Niederdrucktrommel
vorliegt. Im normalen Betrieb bei niedrigen Triebwerkszahlen dreht sich die Vergleichsvorrichtung
25, um den Begrenzungsanschlag 81 zu erfassen, wobei die schwenkbare Verbindung
82 für die Ausgleichseinrichtung 18 einen festen Drehpunkt bildet. Eine Bewegung
des Wählhebels 16 des Flugzeugführers betätigt daher die Ausgleichseinrichtung
18 um diesen Drehpunkt, um die gewählte Drehzahl für den Hochdrucktrommeldrehzahlregler
21 unmittelbar einzustellen. Die Zusammenwirkung der Mutter 78
mit ihrem Begrenzungsanschlag
wird dadurch sichergestellt, daß das Gestänge 22 zwischen dem Wählhebel 16 des Flugzeugführers
und dem Signalgenerator 23 diesen veranlaßt, eine Frequenz zu erzeugen, die erheblich
niedriger ist als irgendeine Frequenz, die von dem Signalgenerator 26 innerhalb
des niedrigen Drehzahlbereiches des Triebwerkes erzeugt werden kann. Dieses hat
einen Umlauf der Vergleichsvorrichtung 25 in die Stellung hinein zur Folge, in der
die Mutter 78 den Begrenzungsanschlag 81 berührt. In diesem Punkt schleift die Kupplung
83, um einen Umlauf der Vergleichsvorrichtung zu ermöglichen. Auf diese Weise wird
das Triebwerk vollständig durch den Hochdrucktrommelregler geregelt. Dieses ist
wünschenswert, da über den Bereich der Triebwerksdrehzahl die Hochdrucktrommel einen
verhältnismäßig sehr viel kleineren Drehzahlbereich hat als die Niederdrucktrommel.
Im oberen Drehzahlbereich des Triebwerkes oder in der Nähe der höchsten Leistung
ist es im allgemeinen wünschenswert, die Drehzahl der Niederdrucktrommel zu regeln.
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F i g. 2 zeigt die abhängigen Drehzahlen der Hochdrucktrommel sowie
der Niederdrucktrommel innerhalb des vollen Drehzahlbereiches des Triebwerkes. Bei
einer Zunahme der Triebwerksdrehzahl auf einen Wert innerhalb des höheren Drehzahlbereiches
durch den Wählhebel 16 wird das Gestänge 22 so angeordnet, daß es die Frequenz
des Signalgenerators 23 auf einen Betriebswert anhebt. Wenn dieses stattfindet,
wird eine solche höhere Frequenz an den Stator 71 der Vergleichsvorrichtung
25 herangeführt, wodurch diese gemäß dem Frequenzüberschuß oberhalb der von
der Vergleichsvorrichtung 25 zum Stator 72 gelieferten Frequenz umläuft. Eine solche
Bewegung veranlaßt die Mutter 78, sich auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt
77 entlang zu bewegen, um eine Bewegung des Wählhebels 18 sowie des Gestänges
19 hervorzurufen und die für den Regler gewählte Drehzahl über die durch
den Wählhebel 16 gewählte Drehzahl hinaus zu erhöhen. Es ist ersichtlich, daß die
Einstellung des Drehzahlreglers 21 jetzt auf Grund des Frequenzfehlers zwischen
den Signalen der Generatoren 23 und 26 erfolgt. Demzufolge findet die Regelung des
überströmventils 13 jetzt gemäß einem solchen Frequenzfehler statt, der durch den
Betrieb der Vergleichsvorrichtung 25 auf Null vermindert werden muß.
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In dem Falle, daß im höheren Drehzahlbereich des Triebwerks innerhalb
der Brennstoffregelanlage ein Fehler auftritt, entspricht die Triebwerksdrehzahl
eindeutig nicht derjenigen, die von dem Wählhebel 16 gewählt wurde, und die Vergleichsvorrichtung
25 läuft in einer Weise um, daß sie die Ausgleichseinrichtung 18 bewegt und den
Drehzahlregler 21 einstellt, so daß dieser die Neigung hat, den Fehler zu berichtigen.
Eine solche Bewegung betätigt jedoch auch den Signalgenerator 28 derart, daß er
an den Verstärker 29 eine Vorspannung heranführt, die wieder den Betrieb des Magneten
32 und den Betrieb des Umschaltventils 9 durch das Gestänge 33 verursacht.
Außerdem veranlaßt der Magnet eine Bewegung des Schalters 24, so daß dieser
einen anderen
Signalerzeuger wählt. Es soll nicht unerwähnt bleiben,
daß zur Einleitung des Betriebes des Magneten 32 ein bestimmter Ausgang von
dem Signalgenerator 28 erzielt werden muß, welcher größer ist als der Ausgang, der
normalerweise während einer normalen Drehzahlregelung auftreten kann. Um zu verhindern,
daß der Magnet 32 während der normalen Bewegung des Wählhebels 16 zur Wahl einer
anderen Drehzahl in dem höheren Drehzahlbereich wirksam wird, führt bei einer Bewegung
des Wählhebels 16 die Verzögerungseinrichtung 31 einen elektrischen Strom
an den Verstärker 29 heran, der im Gegensatz zu dem Strom steht, der durch
den Signalgenerator 28 geliefert wird, so daß seine Wirkung auf Null gebracht wird.
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In diesem Beispiel sind Vorkehrungen getroffen, um einen Wechsel der
Brennstoffregelanlage im unteren Drehzahlbereich zu veranlassen, wenn der Drehzahlregler
21 die Triebwerksdrehzahl regelt, da in diesen unteren Drehzahlbereichen das durch
das Triebwerk angetriebene Flugzeug in einer empfindlichen Lage ist, in der ein
sofortiger Wechsel erforderlich ist, wenn ein Fehler auftritt.
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Wenn der Magnet 32 infolge eines Versagens des Triebwerkes
bei der richtigen Ansprechung wirksam geworden ist, dann steuert die für Notfälle
vorgesehene Drosseleinrichtung 15 den Brennstoffdurchfluß zum Triebwerk. Da diese
für Notfälle vorgesehene Drosseleinrichtung so eingestellt ist, daß sie im wesentlichen
den Einstellungen folgt, die das tlberströmventi113 normalerweise empfangen sollte,
führt der Wechsel dazu, daß annähernd der richtige Brennstoffdurchfluß an das Triebwerk
herangeführt wird, wobei dieser Brennstoffdurchfluß unter der unmittelbaren Steuerung
des Flugzeugführers durch den Wählhebel 16, das Gestänge 17, die Ausgleichsvorrichtung
18 und das Gestänge 19 steht, so daß es dem Flugzeugführer sofort
möglich ist, die Triebwerksdrehzahl einzustellen. Die Betätigung des Schalters
24 durch den Magneten 32 zur Auswahl eines anderen Signalerzeugers
gestattet es der Vergleichsvorrichtung 25, wenn sie nicht mit einem Fehler
arbeitet, so zu arbeiten, daß sie die von dem Piloten über den Wählhebel
16 ausgeübte Steuerung durch eine Bewegung der Mutter 78 verbessert, wobei
die Mutter eine von dem Piloten auf dem Wählhebel 16 ausgeübte Steuerung verbessert,
so daß die Triebwerksdrehzahl dem Wert angeglichen wird, welcher von dem zweiten
Signalgenerator gewählt wird.
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Die beschriebene Brennstoffregelanlage ist insbesondere für ein senkrecht
startendes und landendes Flugzeug während des Startens und Landens gedacht. Da ein
solches Flugzeug beispielsweise mit zwei Triebwerken versehen sein kann, wie es
in der F i g. 1 gezeigt ist, ist es zweckmäßig, die Vergleichsvorrichtung des anderen
Triebwerkes als Bezugsgenerator für Notfälle zu verwenden, so daß die beiden Triebwerke
in Notfällen miteinander synchronisiert sind. Es ist ersichtlich, daß der Wechsel
mit nur einer sehr geringen Zeitverzögerung durchgeführt werden kann. Eine solche
geringe zeitliche Verzögerung ist bei der Durchführung von Notmaßnahmen bei der
Steuerung des senkrechten Startens oder Landens von Flugzeugen äußerst wichtig.
Es können in der Brennstoffregelanlage Mittel vorgesehen werden, die den Flugzeugführer
in die Lage versetzen, die für den Notfall vorgesehene Anlage während des normalen
Fluges in Höhen, in denen ein viel größerer Zeitraum zur Durchführung einer etwa
erforderlichen Notmaßnahme zur Verfügung steht, außer Betrieb zu setzen, wenn die
normalen Flugregeleinrichtungen wirksam sind.
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Es wird jetzt auf F i g. 3 Bezug genommen, welche die Anlage gemäß
der F i g. 1 in größeren Einzelheiten darstellt. Insbesondere ist der Verstärker
29 in größeren Einzelheiten gezeigt. Er besteht aus zwei Selbsterregungswicklungen
36 und 37 auf einem magnetischen Kern, der von einer Phase des Signalgenerators
26 gespeist wird, und zwar über zwei Gleichrichterpaare 38, 39 und 41, 42. Die Gleichrichter
38 und 39 dienen in an sich bekannter Weise zur Führung von Wechselstromhalbwellen
der Speisung durch die Wicklungen 36 und 37, während die Gleichrichter
41 und 42 sicherstellen, daß der Strom, nachdem er die Wicklungen
36 und 37 durchlaufen hat, in einer Richtung durch den Magneten 32 und einen mit
diesem in Reihenschaltung verbundenen Widerstand 43 hindurchgeht. Die Anordnung
der Gleichrichter 38 und 39 in Abwesenheit anderer Regelwirkungen würde eine Selbsterregung
der Wicklungen 36 und 37 hervorrufen, so daß sie dem Durchfluß eines Wechselstromes
auf Grund der magnetischen Sättigung des Kernes durch den durch die Gleichrichter
38 und 39 erzeugten Gleichstrom eine geringe Impedanz bieten würden. Der Verstärker
29 weist außerdem zwei Vorspannungswicklungen 44 und 45 auf, die von den
beiden Phasen des Signalgenerators 23 über Gleichrichter 46 und 47 gespeist werden.
Diese Vorspannung ist so beschaffen, daß die magnetische Sättigung des Kernes durch
Gleichstromkomponenten in den Wicklungen 36 und 37 neutralisiert wird. Wenn in den
Wicklungen 44 und 45 ein Strom fließt, dann bieten die Wicklungen 36 und 37 dem
Stromfluß eine erhebliche Impedanz, was zur Folge hat, daß durch den Magneten 32
ein sehr geringer Strom fließt. Das Gleichgewicht des Verstärkers 29 kann gestört
werden, d. h., der Kern kann durch die Zufuhr von Gleichstrom in einer Signalwicklung
48 wieder magnetisch gesättigt werden, welche über einen Vollweggleichrichter 49
vom Ausgang des Signalgenerators 28 gespeist wird. Der Signalgenerator 28 besitzt
einen Dauermagneten mit einer einzigen Phase, dessen Ausgang proportional zur Drehzahl
ist. Somit ist der durch die Signalwicklung 48 fließende Strom proportional zur
Drehzahl der Vergleichsvorrichtung 25. Der Strom in der Wicklung 48 fließt in einer
solchen Richtung, daß das Gleichgewicht des Verstärkers 29 durch ihn in einem solchen
Maße gestört wird, daß ein erheblicher Stromfluß durch den Magneten 32 stattfindet.
Um eine Erregung des Magneten 32 durch die normale Einstellung des Wählhebels 16
für den Flugzeugführer zu verhindern, ist eine Steuerwicklung 51 in dem Verstärker
29 vorgesehen, welche von einem Vollweggleichrichter 52 in einer solchen Richtung
gespeist wird, daß er die Wirkung der Signalwicklung 48 neutralisiert. Die Speisung
für den Vollweggleichrichter 52 wird von der Verzögerungseinrichtung 31 erreicht,
die mit dem Wählhebel 16 des Flugzeugführers verbunden ist. Der Ausgang von der
zweiten Aufnahmevorrichtung wird durch einen Gleichrichter 53 gleichgerichtet, wobei
der gleichgerichtete Strom zu dem Kondensator 54 fließt. Ein Widerstand
55 nimmt von dem Kondensator 54
Strom ab, so daß die an ihm erscheinende
gleichgerichtete Spannung der Stellung proportional ist,
die der
Wählhebel 16 einnimmt. Der Kondensator 54 ist über einen Kondensator 56 mit
dem Vollweggleichrichter 52 verbunden, so daß ein Wechsel der an dem Kondensator
54 erscheinenden gleichgerichteten Spannung einen Stromfluß durch den Widerstand
55 und die Steuerwicklung 51 in einer Richtung unabhängig von der Richtung des Spannungswechsels
an dem Kondensator 54 verursacht. Es ist somit ersichtlich, daß jegliche Stellungswechsel
des Wählhebels 16 einen Stromfluß durch die Steuerwicklung 51 zur Folge hat, die
so angeordnet ist, daß sie den durch die Signalwicklung 48 fließenden Strom neutralisiert,
der durch die Umdrehung des Signalgenerators 28 entsteht. Die Zeit, während der
wirksamer Strom durch die Steuerwicklung 51 fließt, hängt von dem Widerstand in
dem Stromkreis ab, welcher den Widerstand 55 und die Kapazität des Kondensators
56 einschließt, wodurch eine Bewegung des Wählhebels 16 für den Flugzeugführer einen
größeren Fluß wirksamen Stromes durch die Steuerwicklung 51 hervorruft, und umgekehrt.
Die Zeit, während welcher ein solcher wirksamer Strom fließt, ist etwas größer als
die Zeit, welche das Triebwerk normalerweise für einen Drehzahlwechsel benötigt,
um mit der von dem Wählhebel eingestellten Drehzahl übereinzustimmen. Wenn sich
die Drehzahl des Triebwerkes anders als in Abhängigkeit von der Bewegung des Wählhebels
16 ändert, dann bewegt sich die Vergleichsvorrichtung 25 in Abhängigkeit von dem
Frequenzunterschied zwischen ihren beiden Speisungen und setzt auch den Signalgenerator
28 ununterbrochen in. Umlauf, während eine solche Frequenzdifferenz vorhanden ist.
Der Signalgeneratorstrom -erregt dann die Signalwicklung 48 in dem Verstärker 29.
Da kein entgegengesetzter Strom durch die Steuerwicklung 51 fließt, wird
der Verstärker erregt, um einen Stromfluß durch den Magneten 32 zu verursachen,
so daß die Brennstoffregelanlage auf die Notregelung umgeschaltet ist. Um eine zwangläufige
Schalttätigkeit des Verstärkers 29 zum Schalten des Magneten 32 in die Notbetriebsstellung
sicherzustellen, ist eine weitere Wicklung 57 vorgesehen, welche durch eine Zenerdiode
58 vom Widerstand 43 aus gespeist wird. Die Zenerdiode leitet nur, wenn ein bestimmter
Spannungsunterschied an ihr auftritt, was zur Folge hat, daß beim Auftreten dieser
Spannung ein Strom durch die Wicklung 57 fließt, um eine schnelle Herabsetzung in
der Impedanz der Selbsterregungswicklungen 36 und 37 sicherzustellen. Als Sicherung
gegenüber einer Rückkehr des Magneten 32 in die normale Lage ist ein Schalterpaar
59 für die Selbsterregungswicklungen 36 und 37 vorgesehen, das bei einer Betätigung
des Magneten 32 so bewegt wird, daß es die Selbsterregungswicklungen 36 und 37 kurzschließt.
Dieses ermöglicht eine sehr geringe Wärmeableitung in diesen Wicklungen 36 und 37,
was es wieder gestattet, den Verstärker 29 klein und leicht auszubilden.
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In dem Falle, daß ein Triebwerksfehler auftritt, welcher die Niederdrucktrommel
mit einer überaus großen Drehzahl umlaufen läßt, ist eine Auslöseeinrichtung 61
für eine solche überhöhte Drehzahl vorgesehen, die einen Brennstoffhahn 62 betätigt,
so daß er den Brennstoff für das Triebwerk absperrt. Die Auslösevorrichtung 61 besteht
aus einem elektrischen, abgestimmten Stromkreis, der so angeordnet ist, daß er einen
erheblichen Durchfluß von der einen Phase des Signalgenerators 26 gestattet, wenn
die Drehzahl übermäßig hoch wird, beispielsweise 110°/o der normalen Höchstdrehzahl.
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Die beschriebene Brennstoffregelanlage ist insbesondere für die Regelung
eines Triebwerkes eines senkrecht startenden und landenden Flugzeuges gedacht, und
es ist erwünscht, daß die Notregelung nur während des Startes sowie Landens wirksam
und während des normalen Fluges nicht in Betrieb sein sollte. Zu diesem Zweck ist
in dem Verstärker 29 ein Zweiwegeschalter 63 vorgesehen, der die- Selbsterregungswicklungen
36 und 37 als Folge einer Ausrichtung des Flugzeuges für den waagerechten Flug selbsttätig
unterbricht. Die von dem Flugzeugführer betätigte Steuerung zum Wechsel vom senkrechten
zum waagerechten Flug betätigt auch den Schalter 63, und die von diesem Schalter
erwirkte Unterbrechung verhindert wirksam die Stromzufuhr zum Magneten 32. Es ist
aber dennoch möglich, daß während des waagerechten Fluges an der Brennstoffregelanlage
ein Fehler auftritt, welcher es möglich macht, daß der Flugzeugführer auf den Notbetrieb
umschaltet. Für diesen Zweck ist ein weiterer Schalter 64 zur Umgehung der Selbsterregungswicklungen
36 und 37 vorgesehen, damit an den Magneten 32 Strom herangeführt wird. Dieser Stromkreis
wird durch Betätigung des Schalters 63 während des überganges in den waagerechten
Flug auf den Betrieb vorbereitet. So kann der Flugzeugführer im Notfalle den Schalter
64 während des waagerechten Fluges schließen, wodurch an den Magneten 32 eine elektrische
Kraft herangeführt wird, um die Brennstoffre-gelanlage auf die Notregelung umzuschalten.
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Zur Durchführung einer Prüfung der beschriebenen Anlage am Boden ist
ein Prüfschalter zur Unterbrechung des Dreiphasenausganges von dem Signalgenerator
26 und zur Verbindung desselben mit dem Dreiphasenausgang von einem Prüfgenerator
mit veränderlicher Frequenz vorgesehen, der vorzugsweise ein Teil der Bodenausrüstung
ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen Dreiphasenspeisestrom mit veränderlicher
Frequenz für die Prüfung der Gesamtbrennstoffregelanlage zu verwenden, abgesehen
von der eigentlichen Brennstoffzufuhr durch die Pumpen zu den Triebwerken.
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Während das beschriebene Beispiel insbesondere für ein Zweiwellentriebwerk
gedacht ist, kann die Anordnung doch mit Abwandlungen bei einem Einwellentriebwerk
zur Anwendung kommen, indem der Signalgenerator 26 so angeordnet wird, daß er von
der einen Trommel angetrieben wird und Vorkehrungen getroffen werden, daß die Vergleichsvorrichtung
25 unmittelbar in Abhängigkeit von dem überströmventil13 oder einer entsprechenden
Vor4chtung arbeiten kann.
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In dem beschriebenen Beispiel sind keine Beschleunigungseinrichtungen
gezeigt, diese sind jedoch in der Praxis vorgesehen und werden so angeordnet, daß
sie selbsttätig in Betrieb treten, wenn eine erhöhte Triebwerksdrehzahl gewählt
wird. Die Brennstoffregelanlage für Notfälle kann eine einfache Beschleunigungseinrichtung
haben, die nur für den Gebrauch in Meereshöhe wirksam ist.