DE2149383C3

DE2149383C3 - Beschleunigungsregeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE2149383C3
Application number: DE2149383A
Authority: DE
Inventors: John Almondsbury Mcintyre
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1970-10-08
Filing date: 1971-10-02
Publication date: 1974-10-17
Also published as: FR2110304B1; GB1372353A; DE2149383B2; FR2110304A1; DE2149383A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschleunigungsregel einrichtung für Gasturbinentriebwerke, mit einen Drehzahl-Sollwertgeber und einer uui du* Brennstoff ventil einwirkenden Drehzahlregelschleife, die untei anderem einen Drehzahlfühler und einen Regler ent hält, der einen Funktionsgeber zur Erzeugung eine? im Sinn einer Begrenzung der Triebwerksbeschleuni gung auf einen vorgegebenen Höchstwert festlegen den Ersatz-Soü^Litsignals aufweist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der USA.-Pa-

(41) bezogenen Regelabweichungssignals (43) ent- 25 tentschrift 3 128 603 bckannh Bei der bekannten An hält, weiche die Anstiegsgeschwindigkeit des Er- Ordnung wird die friebwerksdrehzahl gemessen unc satz-Sollwertsignals verringert, wenn die Trieb- einerseits ein Signal gebildet, welches die zur Konvverksdrehzahl nicht den dem Ersatz-Sollwert- stanthaltunt; der Drehzahl benötigte Brcnnstoffsignal entsprechenden Wert erreicht. menge ancibt. und andererseits ein Signal gebildet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 svelches die Differenz zwischen der zur Konstantkennzeichnet, daß dem Funktionsgeber (44 A) haltung der Drehzahl benötigten Brennstoffmenge über ein seine Zeil konstant, festlegendes Schalt- und der für eine sichere Beschleunigung zulässigen element (58) ein die Anstiegsgeschwindigkeit des Brennstoffmenge angibt. Die Summe dieser beiden Ersatz-Soll werlsignals (41) bestimmendes Ein- Signale wird bei der bekannten Einrichtung mit dem gangssignal (47) zugeführt wird, daß ferner der 35 mittels einer Durchflußmeßeinrichtung erzeugten Funktionsgeber als Integrator für dieses Ein- Brennstoffzustrom-Istwertsignal verglichen und daraus ein auf das Brennstoffventil wirkendes Differcnzsignal gebildet.

Bei dieser bekannten, lediglich drehzahlabhängig arbeitenden Einrichtung haben sich jedoch in den Fällen Schwierigkeiten ergeben, in denen die Istdreh-

gangssignal geschaltet ist und daß die Rückführung (57, 57/1, 49) des auf das Ersatz-Sollwertjignal bezogenen Regelabweichungssignals (43) diesem Eingangssignal entgegenwirkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Funktionsgeber (44 A) bei einer Triebwerksbeschleunigung in Betrieb setzende Schaltungsteile (50 bis 55) und durch

zahl vorübergehend nicht die Solldrehzahl erreicht, beispielsweise wegen der Trägheit des Triebwerks oder weil die Brennflamme vorübergehend erlischt.

Cine Nicdrigstwert-Durchlaßschaltung (20), an 45 _{Das kann 7U eincr} Instabilität der Drehzahlregcl-

deren beiden Eingängen das auf das vom Dreh- schleife führen und möglicherweise ein Pendeln des

lahl-Sollwertgeber (27) erzeugte Sollwertsignal

(26) bezogene Regclabweichungssignal (30) und das auf das vom Funktionsgeber (44A) erzeugte

Triebwerks verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

eine Einrichtung der eingangs dargelegten Art so

Ersatz-Sollwerlsignal (41) bezogene Regelabwei- 50 zu verbessern, daß sie stets stabil arbeitet und ein chungssignal (43) anliegen. Pendeln des Triebwerks verhindert.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 Im Sinn der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche bis 3, gekennzeichnet durch einen Schalter (52), Beschleunigungsregeleinrichtung gemäß der Erfinder bei nicht in Betrieb befindlichem Funktions- dung dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (44/1) das vom Drehzahlfühler (31) er- 55 geber in einer der genannten Drehzahlregelschleife leugte Drehzahl-Istwertsignal (28) an den Ein- teilweise parallelgeschalteten Ersatz-Drehzahl regelgang des dann lediglich als Inverter arbeitenden schleife angeordnet ist und das Ersatz-Sollwertsignal Funktionsgebers legt. in Abhängigkeit von einer durch ein Schaltelement

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 einstellbaren Zeitkonstante als gemäß einer Zeitbis 4, gekennzeichnet durch eine Schaltung (16, 60 funktion ansteigendes Signal erzeugt, dessen An-69, 64) zur Bildung eines Brcnnstoffzustrom-Ist- stiegsgeschvvindigkeit der höchstzulässigen Triebwertsignals (69A), ferner durch eine Schaltung Werksbeschleunigung entspricht, und daß die Ersatz-(63, 65, 67, 68) zur Bildung eines drehzahlab- Drehzahlregelschleife eine Rückführung des auf das hängigen, auf die Flughöhe bezogenen Brenn- Ersatz-Sollwerlsignal bezogenen Regelabweichungsstoffzustrom-Sollwerlsignals (68/1), weiter durch 65 signals enthält, welche die Anstiegsgeschwindigkeit eine Dividierschaltung (70) zur Bildung eines das des Ersatz-Sollwertsignals verringert, wenn die Trieb-Verhältnis der beiden genannten Signale (69/I, wcrksdrehzahl nicht den dem Ersatz-SolKvertsignal 68/1) darstellenden Signals (71). welches ein entsprechenden Wert erreicht.

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Bei der erlindungsgemäßen Einrichtung ist das Er- Flughöhe ist, und schließlich eine Schaltung zum sat/SolIwertsignal keine Funktion der Triebwerks- Eingeben des Verhiiltnissignals in den Funktionsdrehzahl, sondern es ist völligunabhänggvon irgend- geber zum Zweck der Korrektur der Anstiegsweichen Triebwerksparametern nur eine Funktion der geschwindigkeit des Ersatz-Sollwertsignals entspre-Zeit. Ein Beachleunigungsvorgang wird also, in einer 5 chend der tatsächlichen Flughöhe vorgesehen,
festgelegten Zeit durchgeführt. Der Funktionsgeber Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den ist dabei selbstverständlich so eingestellt, daß die Zeit Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beifür den beschleunigungsvorgang so groß ist, daß spielsweise beschrieben. Es zeigt
dieser ohne Eintritt von Gefahren ablaufen kann. Zur F i g. 1 eine Gesamtdarstellung einer Anlage, in Sicherheit ist die Rückführung des auf das Ersatz- 10 welcher eine Beschleunigungsregeleinrichtung nach Sollwertsignal bezogenen Regelabweichungssignals der Erfindung verwendet, wird,
vorgesehen, so daß die Anstiegsgeschwindigkeit des F i g. 2 ein Schaltbild des Beschleunigungsreglers Ersatz-Sollwertsignals und damit auch die öffnungs- der in F i g. 1 in Blockform dargestellten Beschleunigeschwindigkeit des Brennsioffventils vermindert gungsregeleinricbtung und

wird wenn das Triebwerk aus irgendwelchen Grün- 15 F i g. 3 ein Schaltbild eines in Fig. 2 in Blockform

den mit seiner Drehzahl der geforderten Beschleuni- dargestellten HöhenkorrekturbignsJerzeugers.
gung nicht ganz folgen kann. Mit der erfindungs- Gemäß Fig. ! weist ein Gasturbinentriebwerk 10

gern;.Ben Einrichtung wird infolge der Zeitabhängig- eine Brennstoffleitung 11 mit einem Ventil 12 juI.

keit des Ersalz-Snllwertsignals einerseits und durch Das Ventil 12 wird durch ein -ignal 13 betätigt. we!

die genannte Rückführung andererseits eine hohe 20 ches an einen Elcktroslellrnotor 14 abgegeben wird.

Stabilität des Regelkreises erreicht una ein Pendeln Ist das Signal 13 positiv, so öfnet der Motor das

des Triebwerks verhindert. Ventil. Die Ventilstellung wird durch einen Meß-

/um Zweck der Erzeugung des gemäß einer Zeit- fühler 15 abgetastet, welcher ein Ventilsteliungs-

funk ion unsteigenden Ersatz-Sollwertsignals wird Rü„kkopplungssignal 16 erzeugt. Die Geschwindig-

dein ί unktionsgebcr bei einer bevorzugten Ausfüh- 25 keit der Ventilverstellung wird durch einen Geschwin-

rungsiorm der Erfindung über ein seine Zeitkonstante diekeitsmeßfühler 17 abgetastet, welcher ein Venn!

festlegendes Schaltelement ein die Anstiegsgcschwin- »eschwindigkuits-Rückkopplungssigna! Γ? er/.:i_;

digkeit des Ersatz-Sollwcrtsignals bestimmendes Ein- Das Signafl3 wird von einer Niedrigstwerl-Di ^n

gangssignal /ugefühn. Ferner ist der Funktionsg"bcr laßschaltune 20 als das weniger stark positive Signal

als Integrator tür dieses Eingangssignal geschaltet, 30 von zwei Eingangssignalen 30 und 43 abgeben,
und die Rückführung des auf das Ersatz-Sollwert- Das Signal 30 ist das Ausgangssignal einer Höchst-

signal bezogenen Regelabweichungssignals wirkt die- wert-Durchlaßschaltun« 19, weiche das stärker posi-

scm Eingangssignal entgegen. _tj_vc signal von zwei Eingangssignalen 20' und 21 a'.i-

In Weiterbildung der Erfindung sind den Funk- gjfot.

tionsgcbcr bei einer Triebwcrksbeschleunigung in 35 Dc<s Signal 20' ist das Fchlersienal einer Ventil-Betrieb setzende Schaltungsteilc und eine Niedrigst- stellungs-Rcnelschlcife 22 und entsteht durch Addiwert-DuThlaßschaltung vorgesehen, an deren beiden tion eines Sollwertsignals 26. welches sich aus der Eingängen das auf das vom Drehzahl-Sollwertgeber Stellung eines Gashebels 27 am Pilotensitz ergibt, mit erzeugte Sollwertsignal bezogene Regelabweichungs- ,j_cni signal 16 in einem Verstärker 23. Die Signale signal und das auf das vom Funklionsgebcr erzeugte 40 26 und 16 haben entgcgenge-etzte Vorzeichen. Eine Ersatz-Sollvvertsignal bezogene Regelabweichungs- Beschleunigung wird ausgeführt, wenn die Summe signal anliegen. Infolgedessen wird der Funktions- _t|_cr Signale 26 und 16 und folglich das Signal 20' geber bei einer Triebwerksbeschleunigung auto- positiv ist. Eine Verzögerung findet statt, wenn das matisch in Betrieb gesetzt und greift wegen der Nied- Signal 20' negativ ist.

rigstwert-Durchlaßsehaltung begrenzend in den 45 Das signal 21 ist das Fehlersignal einer Trieb-Regelkreis ein, wenn der Drehzahl-Sollwengeber die werksdrehzahl-Regelschleife 25 und entsteht durch Drehzahlregclschleiic zu einer unzulässig großen Addieren des Signals 26 mit einem Triebwerksdreh-Tricbwerksbeschlcunigung veranlassen will. zahl-Rückkopplungssignal 28 in einem Verstärker 29.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Das Vorzeichenverhältnis der Eingänge und des Atis-

der Erfindung ist ein Schalter vorgesehen, der bei 50 gangs des Verstärkers 29 ist gleich dem des Verstär-

nicht in Betrieb befindlichem Funktionsgeber das kers 23. Die Signale 26 und 28 haben cntgegenge

vom Drehzahlfühler erzeugte Drchzahl-Istwcrtsignal setzte Vorzeichen. Wenn eine Beschleunigung aus-

an den Eingang des dann lediglich als Inverter arbei- geführt werden soll, ist die Summe def Signale 26 und

!enden Funktionsgebers legt. Dadurch weist das Er- 28 und folglich das Signal 21 positiv. Das Drehzahl·

latz-SolIwcrtsignal gleiche Größe und umgekehrtes 55 Rückkopplungssignal 28 wird von einem in einem

Vorzeichen wie das Drchzahl-Istwertsignal auf, so Lagergehäuse 32 des Triebwerks untergebrachten

daß das auf das Ersalz-Sollwertsignal bezogene Drehzahlfühler 31 geliefert. Der Verdichter ist mit 33,

Regelabweichungssignal Null wird. die Turbine mit 34 und die Brennkammer mit 35 bc-

Zum Zweck der Korrektur des Ersatz-Sollwert- zeichnet.

signals mit Bezug auf die tatsächliche Flughöhe sind fio Die Verstärkung der Regclschleifen 22 und 25 ist in noch weiterer Ausbildung der crfindungsgemäßcn jeweils so gevzählt, daß innerhalb des Leerlaufberei-Einrichtung eine Schaltung zur Bildung eines Brenn- ches des Triebwerks die Ventilstcllungs-Rcgeischlcife stoffzustrom-Islwertsignals, ferner eine Schaltung 22 dominiert, während oberhalb dieses Bereiches die zur Bildung eines drchzahlabhängigcn, auf die Flug- Drehzahlregelschleife 25 dominiert. Das Signal 30 ist höhe bezogenen Brennstoffzustrom-Sollwertsignals, 65 deshalb je nach der Drehzahl ein Ventilstcllungsweiter cine Dividie: erhaltung zur Bildung eines das Fchleisignal oder ein Triebwerksdrehzahl-Fehler-Verhältnis der beiden genannten Signale darstellen- signal,
den Signals, welches ein Maß für die tatsächliche Das Signal 26 wird durch Betätigung des Gas-

lieheis 27 willkürlich festgelegt. Das Signal 26 kann daher beim Beschleunigen schneller vergrößert werden, als es die Sicherheit des Triehwcrksbetriches erlaubt. Um einen solchen Zustand /u verhindern, ist der in F i g. 2 im einzelnen dargestellte Beschleunigungsregler 44 vorgesehen, welcher das oben bereits erwähnte Signal 43 als Fehlcrsignal einer 1-rsat/.-Dvehzahlrcgclschleife 40 erzeugt. In dieser Krsat/-Drehzahlrcgelschleife wird ein Sollwcrtsignal 41 eines zulässigen Drehzahlwcrlcs in einem Verstärker 42 mit dem Drchzahlsignal 28 verglichen und dadurch das Signal 43 erzeugt. Wie bereits erwähnt, ist das Signal 28 negativ. Das Signal 43 ist positiv, wenn die Summe der Signale 41 und 28 positiv ist. Solange das Signal 43 weniger positiv ist als das Signal 30, wird das Signal 13 durch das Signal 43 bestimmt. Das Sollsignal 41 wird von einem in F i g. 2 dargestellten als Integrator ausgebildeten Funktionsgeber 44 A erzeugt.

Bei der Erläuterung des Beschleunigungsregler; 44 müssen folgende Bclricbszuslände in Betracht gezogen werden:

a) Beharrungszustand: In diesem Zustand ist das Signal 30NuIl, die Signale 28 und 41 sind gleich und einander entgegengesetzt gerichtet, das Signal 43 ist Null, und der Funktionsgeber 44.4 ist außer Betrieb.

b) Beschleunigung: In diesem Zustand ist das Signal 30 positiv, der Funktionsgcber 44A ist in Betrieb und vergrößert das Signal 41 mit bestimmter Geschwindigkeit, das Signal 28 nimmt gleichmäßig zu.

c) Geregelte Verzögerung: In diesem Zustand ist das Signal 30 negativ, der Funktionsgeber 44 A ist außer Betrieb, und das Signal 41 versucht entweder dem Abiall des Signals 28 oder mit einer geringeren Geschwindigkeit, wie durch die Trägheit des Triebwerks festgelegt, abzunehmen.

d) Ungeregelte Verzögerung: In diesem Zustand spricht die Triebwerksdrehzahl nichl auf ein Bcschleunigungssollsignal an. z. B., wenn die Flamme aus ist, und der Funktionsgeber ist wegen der verlangten Beschleunigung in Betrieb, das Signal 41 nimmt jedoch entsprechend dem Abfall des Signals 28 so ab, daß die Übereinstimmung zwischen den Signalen 28 und 41 erhalten bleibt.

Der Funktionsgeber 44 A weist einen Summierverstärker 45 und einen Kondensator 46 auf. Im Funktionsgeber liegen Eingangssignale 47, 48 und 49 an. Wenn der Funktionsgeber in Betrieb ist, ändert sich das Signal 41 mit einer Geschwindigkeit, die von der Zeitkonstanten der Schaltung bestimmt wird. Wenn der Funktionsgeber nicht in Betrieb ist, sind der Kondensator und die Signale 47 und 48 abgetrennt, und das Signal 28 liegt als Eingangssignal am Umkehrverstärker 45 an, so daß das Signal 41 gleich dem Signal 28 und zu diesem aber entgegengesetzt gerichtet ist.

Das Umschalten des Funktionsgebers 44/1 vom Betriebszustand in den Nich!betriebszustand erfolgt durch Schließen von Schaltern 53 und 54, welche die Signale 47 bzw. 48 an Masse legen, ferner durch Schließen eines Schalters 55, welcher einen Widerstand 56 /um Kondensator 46 parallel schaltet, und durch Schließen eines Schalters 52. welcher d;is Signal 28 an den Umkchrvcrsliirker 45 anlegt.

F.in sieh von einem negativen Wert auf Null äneierndes Signal 51 bewirkt das Schließen der Schalter 52 bis 55. Die Änderung des Signals 51 wird von einem Schaltverstärker 50 beim Übergang des Signals 30 von einem positiven Wert auf Null bewirkt, d. h.. wenn die Anlage vom Bcschleunigungs- auf den Behamings/ustand überneht. Rntsprechcnd werden beim Übergang vom Bcharriingszustand auf den Bcsdileunigungszusland die Schalter 52 bis 55 geöffnet und der Funktionsgeber in Betrieb gesetzt. Der Verstärker 50 spricht nicht an. wenn das Signal 30 negativ wird, was während geregelter Verzögerung der Fall ist.

Von den drei I'.ingangssignalen 47, 48 und 49 legt das Signal 47 die Grundänderungsgeschwindigkeit de? Signals 41 fest. Das Signal 47 ist positiv und bean wirkt eine Vergrößerung des Signals 41. Während der Beschleunigung neigt das Signal 28 dazu, sich dem Signal 41 anzugleichen, so daß das Signal 43 nach Null tendiert. In der Praxis hat das Signal 43 einen Mittelwert, welcher leicht positiv ist.

Das signal 49 beeinflußt die Grundänderungsgeschwindigkeit im Falle ungeregelter Verzögerung. Gemäß F i g. 2 wird das Signal 49 zwar vom Signal 43 abgeleitet und in einem Inverter 57 invertiert. Das Signal 49 ist also dem Signai 47 entgcgcngcrichtet.

so daß die Änderungsgeschwindigkeit des Signals 41 verringert wird. Bei ungeregelter Verzögerung neigt das Signal 28 dazu, hinter dem Signal 41 zurückzubleiben. Das Signal 43 neigt dazu, stärker positiv zu werden. Das Signal 49 neigt dazu, stärker negativ zu werden. Die Summe der Signale 47 und 49 neigt dazu weniger stark positiv zu werden, und die Änderungsgeschwindigkeit des Signals 41 neigt dazu, so zu werden, daß stets das Signal 41 gleich dem Signal 28 ist. Wenn dabei das Signal 41 stärker negativ wird als das Signal 28. so wird das Signal 43 negativ, das Signal 49 wird positiv und das Signal 41 wird wieder stärker positiv. Mit anderen Worten heißt das. daß da:; Signal 41 dem Abfall der Istdrehzahl folgt und die genannte Beziehung zwischen den Signalen 28 und 41 aufrechterhält.

Vorzugsweise hai das Signal 49 einen etwas niedrigeren Wert als das Signal 43. so daß unbedeutende Schwankungen des Signals 28 nicht zu einer Verringerung der Zunahmegeschwindigkeit des Signals 41 führen und folglich das Signal 43 auf dem geringfügig positiven Mittelwert bleiben kann. Der geringe Widerstand einer Diode 57 A reicht aus, um das Signal 49 fur diesen Zweck zu verringern.

Die durch das Signal 47 festgelegte Geschwindigkeit, die mittels eines veränderbaren Widerstandes 58 einstellbar ist, liefert eine experimentiell bestimmte sichere Anstiegsgeschwindigkeit bei Meereshöhebedingungen. Eine Korrektur der Anstiegsgeschwindigkeit zur Berücksichtigung der Höhe wird mittels des Signals 48 vorgenommen, welches von einer Schaltung 60, vgl. auch Fig. 3, erzeugt wird, welche nachstehend »Höhenkorrektursignalerxeuger« genannt wird.

Würde keine Höhenkorrektur vorgenommen, so nähme die Beschleimigungsgeschwindigkeit infolge des Signals 41 mit der Höhe zu, weil die Triebwerksdrehzahl bei gegebenem Brennstoffzustrom mit der der Höhe zunimmt.

Im in F i g. 3 als Einzeleinheit dargestellten Höhenkorrcktursignalcrzcuger 60 wird ein Maß für die Höhe aus einem Vergleich der Drehzahl und des BrennstolTzustromes gewonnen. Das Ausgangssignal 6¹. eines Temperaturfühlers 62 im Lufteinlaß des Λ pebwcrkes 10 wird einem Verstärker 63 zugeführt, dessen Ausgangssignal 64 die Quadratwurzel des Signals 61 darstellt. Die Signale 64 und 28 werden in einem Verstärker 65 zur Bildung des Ausdrucks NIT' miteinander kombiniert, wobei T die Temperatur im Lufteinlaß des Triebwerks und N die Drehzahl ist. Das Ausgangssignal 66 des Verstärkers 65 wird über einen Schalter 67 einem Funktionsgeber 68 zugeführt, dessen Ausgangssignal 68 den dimensionsloscn Wert des Brennstoffzustromes entsprechend dem Signal 66 bei Meereshöhe darstellt. Das Ventilstellungs-Rückkopplungssignal 16 wird in einem Verstärker 69 durch das Signal 64 dividiert und daraus ein Signal 69/4 erzeugt, welches der dimensionslose Istwert des Brennstoffzustromes ist. Die Signale 68 A und 69/1 werden in einem Versfärker 70 miteinander kombiniert, und es wird ein Signal 71 gebildet, welches das Verhältnis der Signale 68/4 und 69/1 darstellt und deshalb ein Maß für die tatsächliche Flughöhe ist. Das Signal 71 wird durch ein Signal 72 auf den Meereshöhenwert vorangestellt und einem Speicher 73 zugeführt, der das Ausgangssignal 48 abgibt.

Da das Signal 71 nur von Werten der Signale 16, 28 im Beharrungszustand abgeleitet werden soll, sind Vorkehrungen getroffen, daß das Signal während der übrigen Betriebszustände nicht am Speicher 73 anliegt. Zu diesem Zweck werden das Fehlersignal 21 der Tricbwerksdrehzahl-Regelschleife 20 und ein Triebwerksbeschleunigungssignal 84 in eine Schaltung 74 eingegeben, deren Ausgangssignal 75 einen Schalter 76 im Speicher 73 dann öffnet, wenn die Signale 21 und 84 größer als Null sind. Demzufolge wird, wenn beschleunigt werden soll, der Höhenausdruck 48 während der gesamten Beschleunigungsperiode auf dem gleichen Wert bleiben, auf welchem er während des Beharrungszustandes vor der Beschleunigung war. Wenn die Beschleunigung bei einem Steigflug des Flugzeuges auftritt, so ist der Höhengewinn selbstverständlich nicht kompensiert. Eine Höhenänderung kann jedoch im allgemeinen während der verhältmäßig kurzen Zeitspanne, in welcher ein», Triebwerksbeschleunigung ausgeführt werden kann, für klein angesehen werden, und so bald das Triebwerk die geforderte Drehzahl erreicht, ist der Höhenausdruck wieder angeglichen und verringert die Anstiegsgeschwindigkeit, während der Steigflug fortgesetzt wird.

Eine andere Situation liegt bei der Verzögerung vor. bei welcher der Abfall der Triebwerksdrehzahl wegen der Rotorträgheit und wegen des Antriebs des Rotors durch den Fahrtwind verhältnismäßig klein sein kann. Wenn eine solche Verzögerung von einer beträchtlichen Höhenabnahme begleitet ist, so kann die Situation eintreten, daß die zum Erreichen des Beharriingszuslandcs zu langsame Anordnung auch zum Erreichen des Punktes, an welchem der Höhenausdruck wieder zulässig ist, zu langsam ist. Wenn dann bei der geringeren Höhe die Beschleunigung ververlangt wird, so ist die Anstiegsgeschwindigkeit geringer als zulässig, d. h., die maximal mögliche Beschleunigung ist nicht verfügbar. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist eine Verzögerungsregeleinheit 75' vorgesehen, welche auf der Erwägung beruht, daß im Anschluß an eine Verminderung des Brennstoffzustroms die Triebwerksdrehzahl längs einer Exponenttalkurve abfällt und nach kurzer Zeit auf einen Drehzahlwert C = N — N²In übergeht, wobei N die Anfangsdrehzahl, ν die Verzögerungsgeschwindigkeit

a° und ν die Änderungsgeschwindigkeit der Verzögerung ist. In der Regeleinheit 75' wird der Wert C aus dem Signal 66 durch eine Differenzierschaltung 76, einen Quadrierverstärker 77, welcher den Ausdruck /V-' bildet, eine weitere Differenzierschaltung 78, wel-

*5 ehe den Ausdruck ν bildet, einen Dividierverstärker 79, welcher den Quotienten dieser Ausdrücke bildet, und schließlich durch einen Summierverstärker 80 gebildet, welch letzterer den Quotienten n²/'n vom Signal 66 subtrahiert und ein Signal 81 erzeugt, wel-

ches den Wert C darstellt und welches mittels des Schalters 67 an den Verstärker 68 anlegbar ist. Im Normalzustand leitet der Schalter das Signal 66 weiter. Diese Verbindung wird durch ein Signal 82 geändert, welches von einer Logikschaltung 83 erzeugt

wird. Das Signal 81 liegt in diesem Fall am Verstärker an, wenn die Signale 18 und 51 Null stad (keine Ventilbewegung) und wenn das Vorzeichen des Signals 84, welches den Wert n/T¹'¹ festlegt, der Verzögerung entspricht. Demzufolge wird im Anschluß an einen Schließvorgang des Ventils, sobald dieses seine neue, durch die Logikschaltung 83 abgefühlte Stellung eingenommen hat, das Eingangssignal am Verstärker 68 durch das Signal 81 ersetzt und dadurch die Anstiegsgeschwindigkeit auf den vorher bestimmten Wert der Triebwerksdrehzahl eingestellt Der Höhenausdruck kann nun durch die Schaltung 68, 69, 70 berechnet werden, obwohl das Triebwerk noch verzögert, d. h. obwohl der Behar-

rungszustand noch nicht vollständig erreicht worden ist. Demzufolge kann eine Beschleunigung mit voller Höhenkompensation in jedem Zeitpunkt ausgeführt werden, nachdem das Ventil den Endzustand erreicht hat, unabhängig davon, ob die Triebwerksdrehzahl bereits stetig ist oder nicht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Beschleunigung, .!geleinrichtung for Gasturbinentriebwerke inn einem Drehzahl-Sollwertgeber und einer auf das Brennstoffventil einwirkenden Drehzahlregelschleife, die u. a. einen Drehzahlfühler und einen Regler enthält, der einen Funktionsgeber zur Erzeugung eines im Sinn einer Begrenzung der Triebwerksbeschleuni- ι ο gung auf einen vorgegebenen Höchstwert festlegenden Ersatz-Sollwertsignals aufweist, dadurchgekennzeichnet, daß dieser Funktionsgeber (44/1) in einer der genannten Drehzahlregelschleife (25) teilweise parallelgeschalteten Ersatz-DrehzahlregelscbJeife (40) angeordnet ist und das Ersatz-Sollwerlsignal (41) in Abhängigkeit vn einer durch ein Schaltelement (58) einstellbar! Zeitkonstante als gemäß einer Zeilfunktion ansteigendes Signal erzeugt, dessen Anstiegsgeschwindigkeit der hochstzulässigen Triebwerksbeschleunigung entspricht, und dati die Ersatz-Drehzahl regelschleife (40) eine Rückführung (57, 57/1, 49) des auf das Ersatz-Sollwertsignal

Maß für die tatsächliche Flughöhe ist, un< schließlich durch eine Schaltung (73) zum Ein geben des Verhültni'ssfgnals (7X) in den Funk tionsgeber (44A) zum Zweck der Korrektur de Anstiegsgeschwindigkeit des Ersatz-Sollwert signals (41) entsprechend der tatsächlichen Flug höhe.