DE2166771B2 - Notsteuerung für eine Regelvorrichtung für ein Strahltriebwerk - Google Patents
Notsteuerung für eine Regelvorrichtung für ein StrahltriebwerkInfo
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Description
bestimmt ist, auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, dadurch gekennzeich-Die
Erfindung bezieht sich auf eine Notsteuerung für eine Regelvorrichtung für ein Strahltriebwerk, das einen
Verdichter, eine mit vom Verdichter kommender Luft und mit Brennstoff gespeiste Verbrennungskammer,
eine Turbine, die mit von der Verbrennungskammer kommenden Verbrennungsgasen gespeist wird, und
eine Schubdüse zum Ausstoßen der von der Turbine kommenden Verbrennungsgase aufweist, wobei die
Regelvorrichtung eine Einrichtung zum Regeln der der
Verbrennungskammer zugeführten Brennstoffmenge, eine zum Verändern des Querschnitts der Schubdüse
zwischen einem größten und einem kleinsten Grenzwert betätigbare Einrichtung und eine selbsttätige
Steuerung zum Betätigen der den Düsenquerschnitt verändernden Einrichtung aufweist, um die Temperatur
der Verbrennungsgase am Turbineneintritt auf einem vorbestimmten sicheren Wert zu halten.
Für eine solche Regelvorrichtung werden verschiedene
Einrichtungen verwendet, und für die richtige Funktion wird ein gutes Arbeiten einer Vorrichtung zur
automatischen Verarbeitung von Signalen, beispielsweise durch elektronische Mittel, verlangt Unangenehme
Folgen, was das Wärmeverhalten der Turbinenschaufeln angeht, können sich demgemäß aus einem
eventuellen Versagen dieser Vorrichtung ergeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Notsteuerung zu schaffen, die es ermöglicht, Schäden, die sich z. B. aus
einem Versagen der Regelvorrichtung ergeben können, zu begrenzen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine normalerweise unwirksame von Hand
betätigbare Notsteuerung zum Steuern der die Brennstoffzufuhrmenge
regelnden Einrichtung, und durch eine Einrichtung zur Aktivierung der von Hand betätigbaren Notsteuerung im Fall des Versagens der
selbsttätigen Steuerung und eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Aktivierung der von Hand
betätigbaren Notsteuerung die den Querschnitt der Schubdüse steuernde Einrichtung betätigt, um die
Schubdüse auf ihren maximalen Grenzwert zu öffnen, um die Temperatur der Verbrennungsgase am Eintritt
der Turbine auf einem sicheren Wert zu halten.
Mit einer Ausführung gemäß der Erfindung kann eine wirksame Hilfs- bzw. Notregelung vorgenommen
werden, wobei im übrigen eine selbsttätige Temperaturregelung unterstützt oder ergänzt werden kann und
wobei als Regelfaktor die Bemessung der Brennstoffmenge, mit welcher die Verbrennungskammer versorgt
wird, verwendet wird.
Vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.
F i g. 1 ist eine sehr vereinfacht gehaltene Ansicht eines Strahltriebwerkes, das mit einer Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.
F i g. 2 ist eine schematische Darstellung der Regelvorrichtung.
Fig.3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
Ansicht eines Teiles der F i g. 2.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 allgemein ein
Strahltriebwerk bezeichnet. Das Strahltriebwerk weist hinter einem Lufteintritt 2 einen Verdichter mit einem
Niederdruckteil 3 und einem Hochdruckteil 4, eine Verbrennungskammer 5, eine Turbine mit einer
Hochdruckstufe 6 und einer Niederdruckstufe 7, einen mit Brennern 9 ausgerüsteten Nachverbre/inungskanal
8 und eine Schubdüse 10 für die Verbrennungsgase auf, die von der Turbine kommen und in dem Nachverbrennungskanal
8 gegebenenfalls wiedererhitzt werden.
_ Mittel, beispielsweise Klappen 11, ermöglichen eine Änderung des Austrittsquerschnitts 5 der Schubdüse 10. Wie es bekannt ist, kann die Schubdüse 10 mit einer ringförmigen sekundären konvergenten-divergenten Verkleidung 12 zusammenarbeiten, die in regelbaren Sekundärklappen 13 endigt Die Verbrennungskammer wird mit vom Verdichter 3,4 kommender Luft und mit Brennstoff versorgt, der mittels einer Pumpe 14 über Leitungen 15 und 16 und Einspritzorgane 17 zugeführt wird. Eine zwischen den Leitungen 15 und 16 angeordnete Einrichtung 18 ermöglicht die Bemessung der mit C bezeichneten effektiven Brennstoffmenge die in die Verbrennungskammer 5 eintritt Die Einrichtung 18 kann eine Bemessungsöffnung mit änderbarem Querschnitt aufweisen, der eine Einrichtung zugeordnet ist, um den Druckabfall des Brennstoffes quer über diesen Querschnitt konstant zu halten.
_ Mittel, beispielsweise Klappen 11, ermöglichen eine Änderung des Austrittsquerschnitts 5 der Schubdüse 10. Wie es bekannt ist, kann die Schubdüse 10 mit einer ringförmigen sekundären konvergenten-divergenten Verkleidung 12 zusammenarbeiten, die in regelbaren Sekundärklappen 13 endigt Die Verbrennungskammer wird mit vom Verdichter 3,4 kommender Luft und mit Brennstoff versorgt, der mittels einer Pumpe 14 über Leitungen 15 und 16 und Einspritzorgane 17 zugeführt wird. Eine zwischen den Leitungen 15 und 16 angeordnete Einrichtung 18 ermöglicht die Bemessung der mit C bezeichneten effektiven Brennstoffmenge die in die Verbrennungskammer 5 eintritt Die Einrichtung 18 kann eine Bemessungsöffnung mit änderbarem Querschnitt aufweisen, der eine Einrichtung zugeordnet ist, um den Druckabfall des Brennstoffes quer über diesen Querschnitt konstant zu halten.
Das Strahltriebwerk 1 kann ein Triebwerk mit Einkanalströmung oder Zweikanalströmung sein, was
durch die Darstellung einer in unterbrochenen Linien angedeuteten Abzweigleitung 19 symbolisiert ist die
vom Austritt des Niederdruckteiles 3 des Verdichters ausgeht und es ermöglicht, einen Teil der vc-rn
Niederdruckteil 3 des Verdichters gelieferten Luftmenge abzuzweigen.
Ein Steuerhandgriff 21, der von dem Piloten bedient werden kann, ermöglicht es diesem, die Belastung der
Triebwerksanlage kontinuierlich zu ändern. Diesem Steuerhandgriff 21 ist eine mit R bezeichnete Regelvorrichtung
zugeordnet.
Die Regelvorrichtung reagiert auf verschiedene Signale und ändert als Folge zwei Steuergrößen, die
durch die Brennstoffmenge C, welche in die Verbrennungskammer
5 eingespritzt ist, und durch den Querschnitt 5 der Schubdüse 10 dargestellt sind. Diese
Signale umfassen insbesondere Signale, welche den statischer. Druck P^ am Verdichteraustritt, den statischen Druck Ps1 der Gase am Turbinenaustritt, die
Drehzahl Λ/des Verdichters 3,4 und die Gesamttemperatur
Tn der Luft am Verdichtereintritt darstellen, und
Signale, welche die Stellung des Steuerhandgriffs 21 darstellen.
Nachstehend wird in Verbindung mit den F i g. 2 und 3 die Regelvorrichtung R gemäß der Erfindung beschrieben.
Der Brennstoffkreislauf weist, wie oben bereits erwähnt zwischen der Pumpe 14 und den Einspritzorganen
17 eine Einrichtung 18 zum Bemessen der effektiven Brennstoffmenge C auf, weiche in die Verbrennungskammer
5 eingeführt wird. Diese Einrichtung 18 umfaßt eine Bemessungsöffnung 30, deren freigelegter Querschnitt
sich in Funktion der Stellung eines Schiebers 31 vorzugsweise linear ändert, der mit einem Servokolben
32 verbunden ist. Eine Einrichtung, beispielsweise ein nicht dargestelltes Regelventil, ermöglicht es, den
Druckabfall des Brennstoffes an der Bemessungsöffnung 30 derart konstant zu halten, daß die Brennstoffmenge
C ihrerseits eine lineare Funktion der Stellung des Servokolbens 32 ist.
Die Regelung der Brennstoffmenge ist mittels eines Krarteaiisgieichs erhalten, der durch einen He1DeI L
dargestellt ist, der an einem festen Punkt O angelenkt
ist An seinem Ende L\ dieses Hebels L wirkt in einem Abstand a von der Anlenkstelle O eine Kraft, die in einer
Einrichtung hervorgerufen ist, welche eine Dose 33, in
der Vakuum vorhanden ist, und eine Dose 34 aufweist die dem statischen Druck PM der Luft am Verdichteraustritt
unterworfen ist Die genannte Kraft ist somit dem Absolutdruck PM proportional. Das andere Ende L2 des
Hebels L schwingt geringfügig zwischen zwei Punkten
to oder Spitzen 35, 36 und moduliert durch seine Bewegung oder Verschiebung die in zwei Kammern 37
und 38 herrschenden Drücke in dem einen oder in dem anderen Sinn. Die beiden Kammern 37,38 sind jeweils
durch die gegenüberliegenden Flächen des ServokolbenS'32 begrenzt und jede wird mit unter Druck
stehendem Brennstoff versorgt
Der Servokolben 32 ist mittels einer Feder 39 mit einem Hebel 40 verbunden, der an einer festen Stelle 41
angelenkt ist Eine Rolle 42 kann sich zwischen dem Hebel L und dem Hebel 40 verschieben, ohne daß sie
aufhört, sich an den beiden Hebeln L, 40 abzustützen,
und zwar unabhängig von der Stellung des Hebelendes L2 zwischen den Steuerstellen 35, 36. Da die Verschiebung
des Hebels L sehr gering ist kann angenommen werden, daß diese Verschiebung zur Bewegungsrichtung
des Servokolbens 32 rechtwinklig erfolgt
Die Rolle 42 ist mit einer Schubstange 43 verbunden, die an einem Ende eines Hebels 44 angelenkt ist, der um
einen festen Punkt 45 schwenkbar angebracht ist. Das andere Ende des Hebels 44 stützt sich unter der
Wirkung einer Feder 44a auf einem Nocken 47 ab, der sich mit einer Welle 48 dreht
Es kann somit zwischen der Winkelstellung der Welle 48 und der Stellung der Rolle 42, wobei diese Stellung
j5 durch den Abstand b definiert werden kann, in welchem
die Rolle 42 sich von dem Anlenkpunkt O befindet, eine Entsprechung hergestellt werden.
Die Feder 39 übt auf den Hebel 40 und die Rolle 42 eine Kraft F aus, die zu der Spannung der Feder 39
proportional ist. Wenn mit s der Querschnitt der Dosen 33 und 34 bezeichnet wird, nimmt der Hebel L im
Gleichgewicht eine Winkelstellung ein, die durch folgende Gleichung gegeben ist:
PI(
s ■ a
F ■ b
Hieraus wird
Die Größen a und s sind konstruktive Konstanten, so daß sich ergibt, daß das Verhältnis -5— einzig eine
Funktion des Abstandes b ist, d. h. einzig eine Funktion der Stellung der Rolle 42 ist. Für einen gegebenen
Abstand der Rolle 42 ist demgemäß das Verhältnis
-5— konstant. Der Hebel L und die Rolle 42 bestimmen
auf ''iese Weise ein Kräftegleichgewicht mit einem
Multiplikationsverhältnis, das in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Welle 48 variabel ist.
b5 Wenn die Feder 39 derart gewählt wird, daß ihre Spannung sich linear mit ihrer Verlängerung ändert, d. h. mit der Verschiebung des Servokolbens 32, sind die Größen r^ind Cproportional und es kann somit für eine
b5 Wenn die Feder 39 derart gewählt wird, daß ihre Spannung sich linear mit ihrer Verlängerung ändert, d. h. mit der Verschiebung des Servokolbens 32, sind die Größen r^ind Cproportional und es kann somit für eine
gegebene Winkelstellung der Welle 48
= constant
geschrieben werden. Diese Winkelstellung kann durch einen Fühler 49 festgestellt werden, der ein Signal,
beispielsweise ein elektrisches Signal in Funktion dieser Winkelstellung und demgemäß in Funktion des Wertes
C
des Verhältnisses -μ— erzeugt, der ihm entspricht.
des Verhältnisses -μ— erzeugt, der ihm entspricht.
Zwei Steuerungen, und zwar eine automatische and eine Handsteuerung ermöglichen es, die Winkelstellung
der Welle 48 zu ändern.
Die automatische Steuerung umfaßt im wesentlichen einen Motor 50, beispielsweise einen Elektromotor, der
über Zahnräder 51, 52 und einen Drehmomentbegrenzer 53 mit der Welle 48 gekuppelt ist.
Die Handsteuerung umfaßt einen Hebel 54, der einerseits über eine auskuppelbare Kupplungseinrichtung
55 und Kegelzahnräder 56,57 mit der Welle 48, und
andererseits mittels eines Gestänges 58, 59 mit dem Steuerhandgriff 21 gekuppelt ist
Die auskuppelbare Kupplungseinrichtung 55 umfaßt insbesondere eine von dem Hebel 54 angetriebene
Antriebswelle 60 und eine sich mit dem Zahnrad 56 drehende Abtriebswelle 61. Die Antriebswelle 60 ist mit
einem Teil 62 verbunden, in welchem Finger 63 verschiebbar angebracht sind, deren jeder eine Schulter
64 darbietet Die Abtriebswelle 61 ist mit einer Platte 65 verbunden, in der Ausnehmungen 66 gebildet sind,
deren Form der Form der Finger 63 entspricht Die letzteren können zwei Stellungen einnehmen, nämlich
eine aktive oder Einkupplungsstellung, in der sie in die Ausnehmungen 66 derart eintreten, daß eine Kupplung
zwischen der Antriebswelle 60 und der Abtriebswelle 61 gewährleistet ist, und eine unwirksame Stellung oder
Entkupplungsstellung, in der sie unter der Wirkung von Rückführfedern 67 ins Innere des Teiles 62 veischwinden.
Jede Schulter 64 kann dem Druck eines Steuermediums unterworfen werden, welches in eine Kammer 68
der Kupplungseinrichtung 55 eingelassen werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses
Steuermedium durch unter Druck stehenden Brennstoff dargestellt der stromauf der Bemessungseinrichtung 18
mittels einer Leitung 69 abgenommen ist in welcher ein Absperrorgan in Form eines Elektromagnetventiles 70
angeordnet ist Das Ventil 70 ist gewöhnlich unter der Wirkung des in der Leitung 69 herrschenden Brennstoffdruckes
geschlossen, es öffnet jedoch, wenn sein elektrischer Stromkreis 70a erregt wird
Beim normalen Arbeiten befindet sich nur die automatische Steuerung 50 bis 53 in Wirkung und die
Kupplungseinrichtung 55 ist ausgekuppelt Die Handsteuerung 54 bis 57 ist eine Hflfssteuerung, die, wenn sie
in Betrieb gesetzt wird, die automatische Steuerung überläuft und zwar zufolge des Vorhandenseins des
Drehmomentbegrenzers 53,. dessen Einstellung entsprechend berechnet ist
Die automatische Steuerung 50 bis 53 bildet einen Teil eines ersten Regelsystems, in welchem die Steuergröße
oder der Regelparameter durch das Verhältnis -p—dessen
Wert durch die Stellung der Rolle 42, d. h. durch die
Winkelstellung der Welle 48 gegeben ist) dargestellt ist und in welchem die Größe des Austritts oder der
geregelte Parameter die Drehzahl Wdes Verdichters ist Eine Rechenvorrichtung £, beispielsweise eine
elektrische oder elektronische Vorrichtung berechnet die entsprechenden Größen bzw. Parameter. Die Art
der Berechnung wird nicht im einzelnen beschrieben.
Zu dem ersten Regelsystem gemäß vorstehender Beschreibung fügt sich ein zweites Regelsystem hinzu, in
welchem die Steuergröße oder der Regelparameter durch den Querschnitt 5 der Schubdüse 10 dargestellt
ist und in welchem der geregelte Parameter gemäß
ίο einem Merkmal der Erfindung durch eine besondere
Austrittsgröße dargestellt ist, die durch den Ausdruck
ι* K. -
definiert ist, in welchem Cdie in die Verbrennungskammer
5 eingespritzte Brennstoffmenge, P54 den statischen
Druck der Luft am Verdichteraustritt, P7 den statischen
Druck der Verbrennungsgase am Turbinenaustritt, und β einen numerischen Koeffizienten darstellt, der kleiner
als 1 ist.
Zu diesem Regelsystem gehört ein Hebel U mit veränderbarem Multiplikationsverhältnis oder Übersetzungsverhältnis,
das um einen festen Punkt O\ angelenkt ist
Auf ein Ende U\ dieses Hebels U wirkt in einem Abstand a\ von dem Anlenkpunkt O\ eine Kraft, die in
einer Einrichtung erzeugt ist, die zwei gegenüberliegende Dosen gleichen Querschnitts aufweist, nämlich eine
erste Dose 80, die dem Druck P57 unterworfen ist, und
eine zweite Dose, die einem geringen Druck /?/%
unterworfen ist Dieser letztere Druck wird ausgehend von dem Druck P5, in einer Reduktionseinrichtung
erzeugt die eine Kammer 82 aufweist, welche einerseits mit dem Verdichleraustritt über eine Drosselstelle, die
vorzugsweise einstellbar ist, und andererseits über eine Drosselstelle, die beispielsweise eine feste Verengung
ist mit der Atmosphäre (in der der Druck Po herrscht) in
Verbindung steht
Das andere Ende U2 des Hebels U arbeitet niii einem
Stößel 83 zusammen, der einen Teil einer Servosteuerung 84 bildet die zum Regeln des Querschnitts S der
Düse 10 bestimmt ist und deren Einzelheiten in F i g. 3 dargestellt sind.
Der Servokolben 32, der einen Teil der Bemessungseinrichtung 18 für den Brennstoff bildet, stößt über eine
Feder 85 einen Hebel 86 zurück, der an einem festen Punkt 87 angelenkt ist. Eine Rolle 88 kann sich zwischen
so dem Hebel U und dem Hebel 86 verschieben, ohne aufzuhören, sich an den beiden Hebeln U und 86
abzustützen, und zwar unabhängig von der Stellung des Endes lh des Hebels U, welches mit dem Stößel 83
zusammenarbeitet
Die Rolle 88 ist mit einer Schubstange 89 verbunden,
die an einem Ende an einem Hebel 90 angelenkt ist, welcher um einen festen Punkt 90a schwenkbar
angebracht ist Das andere Ende des Hebels 90 stützt sich unter der Wirkung einer Feder 91 an einem Nocken
92 ab, der sich mit einer Welle 93 dreht Wie im Fall des Hebels L kann auf diese Weise eine Entsprechung
zwischen der Winkelstellung der Welle 93 und der Stellung der Rolle 88 hervorgerufen werden, einer
Stellung, die durch den Abstand bt definiert werden
kann, in welchem die Rolle 88 sich von dem festen Punkt Oi befindet
Die Feder 85 übt auf den Hebel t/über den Hebel 86 und die Rolle 88 eine Kraft Fi aus, die wie die auf den
Hebel L ausgeübte Kraft F der Brennstoffmenge C
proportional ist.
Nachstehend wird an Hand der F i g. 2 und 3 die Servosteuerung 84 beschrieben, die zur Regelung des
Düsenquerschnitts dient. Die Servosteuerung 84 ist eine hydraulische zweistufige Steuerung, und als Arbeitsmittel
wird wenigstens für die erste Stufe der unter hohem Druck stehende Brennstoff in der Leitung 15 verwendet,
der mittels einer Hochdruckleitung 100 abgenommen ist.
Der Stößel 83, der mit der durch den Hebel U dargestellten Kraftwaage zusammenarbeitet, ist mit
einem ersten Schieber 101 verbunden, welcher sich in einem Zylinder 102 verschiebt, der in einem zweiten
Schieber 103 gebohrt ist. Der Schieber 101 begrenzt im Zusammenarbeiten mit dem Zylinder 102 drei Kammern
104,105,106. Die äußeren Kammern 104 und 106 sind unter sich mittels eines Durchganges 107 und mit
einem Niederdruckraum BP verbunden. Die mittlere Kammer 105 befindet sich mit einer Hochdruckquelle
HP über die Hochdruckleitung 100 in Verbindung. Der Schieber 103 weist eine Schulter 108 auf, die einen
Kolben bildet, der sich in einem Zylinder 109 verschiebt. Der Kolben 108 begrenzt im Zusammenarbeiten mit
dem Zylinder 109 zwei Kammern 110, 111, die mittels eines entsprechenden Durchganges 112 bzw. 113 mit
einer öffnung 114 bzw. 115 in Verbindung stehen, die in
der Wand des Zylinders 102 gebildet sind. Der mit dem Schieber 101 verbundene Stößel 83 ist unter der
Wirkung einer Feder 116 dauernd in Berührung mit dem Hebel t/gehalten.
Von der Kammer 110 geht eine Leitung 117 aus, die in
einem Absperrorgan 118 (Fig.2) mündet, welches hydraulisch betätigt ist. Das Absperrorgan 118 umfaßt
einen Schieber 119, der in Schließrichtung der Wirkung
einer Feder 120 und in Öffnungsrichtung der Wirkung des Druckes eines Steuermediums unterworfen ist Das
Steuermedium kann vorteilhaft unter hohem Druck stehender Brennstoff sein, der mittels einer Leitung 121
zwischen dem Absperrorgan 70 und der abkuppelbaren Einrichtung 55 abgenommen ist. Bei der in Fig.2
dargestellten Stellung ist das Absperrorgan 70 geschlossen. Das Absperrorgan 118 ist demgemäß gleichfalls
geschlossen, weil es nur der Wirkung der Feder 120 unterworfen ist
Der Schieber 103 verschiebt sich in einem Zylinder 122, mit welchem er zusammenarbeitet, um drei
Kammern 123, 124 und 125 zu begrenzen. Die beiden äußeren Kammern 123,125 stehen über Leitungen 126,
127 mit dem Niederdruckraum BP in Verbindung, während die mittlere Kammer 124 über eine Leitung
128 mit der Hochdruckquelle HPm Verbindung steht
In der Wand des Zylinders 122 gebildete Öffnungen
In der Wand des Zylinders 122 gebildete Öffnungen
129,130 stehen über eine Leitung 131 bzw. 132 mit den
beiden Kammern wenigstens einer doppeltwirkenden Druckvorrichtung 133 in Verbindung, die dazu bestimmt
ist, die Klappen 11 der Schubdüse 10 zu betätigen. Mit
133a ist das bewegliche Organ oder die Schubstange der
Druckvorrichtung 133 bezeichnet
Bei der in Fig.3 wiedergegebenen Darstellung
befindet sich der Schieber 101 in einer mittleren Stellung, in der er die Öffnungen 114,115 versperrt Der
Kolben 108 und demgemäß der Schieber 103 nehmen gleichfalls eine mittlere Stellung ein, in welcher die
Öffnungen 129, 130 versperrt sind, wodurch die
Schubstange 133a der Druckvorrichtung 133 und damit die Klappen 11 in einer Stellung unbeweglich gemacht
sind, die einen gewissen Querschnitt von der Schubdüse 10 bestimmt.
Im Fall von Ungleichgewicht der Kräftewaage U
wirkt der Stößel 83 in dem geeigneten Sinn auf den Schieber 101 ein, wodurch eine Verschiebung des
Schiebers 103 im gleichen Sinn mit einer Geschwindigkeit hervorgerufen wird, die eine Funktion der Stellung
des Verteilers 101 mit Bezug auf die Öffnungen 114,115
ist, d. h. eine Funktion des Ausmaßes des Ungleichgewichts der Kräftewaage LJ, wobei die mittlere Stellung
des Schiebers 101 der Unbeweglichkeit des Schiebers 103 entspricht (System mit Integralverhalten). Das von
der Leitung 128 kommende Druckmittel tritt dann in die eine oder die andere der beiden Kammern der
Druckvorrichtung 133 ein, um die gewünschte Änderung des Düsenquerschnitts Shervorzurufen.
Die für die Servosteuerung 84 der Düsenklappen 11
beschriebene Arbeitsweise erfolgt nur in dem Fall, in welchem die Leitung 117 abgesperrt ist, d. h. in dem Fall,
in welchem das Absperrorgan 118 sich in geschlossener
Stellung befindet. Im gegenteiligen Fall steht die Leitung 117 über eine Leitung 134 mit dem Niederdruckraum
BP derart in Verbindung, daß der Schieber 103 gemäß Fig.3 links anschlägt. Die Klappen 11
nehmen dann ihre Stellung vollständiger Öffnung ein, in welcher der Düsenquerschnitt Sseinen maximalen Wert
hat, und zwar unabhängig von der Stellung der Kräftewaage U.
Auch hier werden die erforderlichen Regelgrößen bzw. Parameter von der Rechenvorrichtung E berechnet.
Im Fall des Versagens der Rechenvorrichtung foder des Versagens irgendeines Elementes des Systems zur
Regelung der Temperatur durch Einwirkung auf den Düsenquerschnitt S ist eine Sicherheitsregelung vorgesehen,
die auf direkter Handsteuerung des Verhältnisses
-p— beruht
Zu diesem Zweck bewirkt der Pilot das Öffnen des Absperrorganes 70 durch Erregen des elektrischen
Stromkreises 70a Der von der Leitung 69 kommende unter Druck stehende Brennstoff steuert dann einerseits
das Bewegen der Kupplungseinrichtung 55 in die eingekuppelte Stellung, und andererseits über die
Leitung 121 das Öffnen des Absperrorgans 118.
Zufolge des Einkuppeins der Kupplungseinrichtung 55 werden die Bewegungen des Pilotensteuerhandgnffs
21 direkt auf die Welle 48 übertragen. Es ist auf diese Weise dem Piloten möglich, innerhalb gewisser
Grenzen, die durch die Verschiebung des Handgriffs 21 bestimmt sind, und ohne aus dem Bereich stabilen
Arbeitens der Triebwerksanlage herauszukommen, den
Wert des Verhältnisses-^—zu ändern.
Jedem dieser Werte dieses Verhältnisses, die mit sehr
großer Präzision erzeugt werden können, entspricht ein Arbeitspunkt mit einer Temperatur Tt5, die auf einem
Sicherheitswert annähernd konstant gehalten wird. Es
ist zu verstehen, daß der Drehmomentbegrenzer 53 so ausgelegt ist, daß die Einwirkung des Piloten die
Einwirkung der automatischen Steuerung 50 bis 53 überläuft
Außerdem führt das öffnen des Absperrorgans 118
dazu, daß die Klappe 11 der Schubdüse 10 in ihre Stellung maximaler öffnung gebracht und gehalten
wird. Diese Ausführung stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, die es, wenn die Sicherheitsregelung sich in
Wirkung befindet, ermöglicht, unerwünschte Änderungen
der Temperatur Te als Folge von Änderungen, die
von dem Düsenquerschnitt 5 nicht gesteuert werden, zu
verhindern.
Es wird auf diese Weise unter Verwendung gewisser Elemente einer vorher bestehenden automatischen
Steuerung und ohne anderweitiges Komplizieren der Triebwerksanlage als durch Hinzufügung einfacher
Organe (abkuppelbare Einrichtung 55, Absperrorgane
10
70 und 118, Drehmomentbegrenzer 53) eine Sicherheitssteuerung erhalten, die besonders sicher (Direktsteuerung
oder -betätigung) und wirksam ist. Diese Sicherheitssteuemng könnte im übrigen gegebenenfalls
eine automatische Temperatursteuerung anderer Art, als sie hier beschrieben worden ist, ergänzen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Notsteuerung für eine Regelvorrichtung für ein Strahltriebwerk, das einen Verdichter, eine mit vom
Verdichter kommender Luft und mit Brennstoff gespeiste Verbrennungskammer, eine Turbine, die
mit von der Verbrennungskammer kommenden Verbrennungsgasen gespeist wird, und eine Schubdüse
zum Ausstoßen der von der Turbine kommenden Verbrennungsgase aufweist, wobei die Regelvorrichtung
eine Einrichtung zum Regeln der der Verbrennungskammer zugeführten Brennstoffmenge,
eine zum Verändern des Querschnitts der Schubdüse zwischen einem größten und einem
kleinsten Grenzwert betätigbarc Einrichtung- und eine selbsttätige Steuerung zum Betätigen der den
Düsenquerschnitt verändernden Einrichtung aufweist, um die Temperatur der Verbrennungsgase am
Turbineneintritt auf einem vorbestimmten sicheren Wert zu halten, gekennzeichnet durch eine
normalerweise unwirksame von Hand betätigbare Notsteuerung (54) zum Steuern der die Brennstoffzufuhrmenge
regelnden Einrichtung (18), und durch eine Einrichtung (55-70) zur Aktivierung der von
Hand betätigbaren Notsteuerung (54) im Fall des Versagens der selbsttätigen Steuerung (E, U, 95,88)
und eine Einrichtung (118-84), die im Ansprechen auf die Aktivierung der von Hand betätigbaren
Notsteuerung (54) die den Querschnitt der Schubdüse steuernde Einrichtung (133—!I) betätigt, um die
Schubdüse (10) auf ihren maximalen Grenzwert zu öffnen, urn die Temperatur ,T)5) der Verbrennungsgase am Eintritt der Turbine (6,7) auf einem sicheren
Wert zu halten.
2. Notsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aktivieren
der von Hand betätigbaren Notsteuerung eine normalerweise gelöste Kupplung (55) zwischen der
von Hand betätigbaren Steuerung (54) und der Einrichtung (18) zum Regeln der Brennstoffzufuhrmenge
sowie eine Steuereinrichtung (70) zum Ineingriffbringen der Kupplung aufweist.
3. Notsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (55) durch
Arbeitsmitteldruck betätigt ist und daß die Steuereinrichtung ein Ventil (70) aufweist, das zwischen
einer Quelle (15) von unter Druck stehendem Arbeitsmittel und der Kupplung (55) angeordnet ist
und in seiner offenen Stellung die Kupplung mit Arbeitsmittel speist.
4. Notsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum öffnen der Schubdüse
(10) auf ihren maximalen Grenzwert wirksame Einrichtung eine druckempfindliche Einrichtung
(118) aufweist, die auf den Druck des unter Druck stehenden Arbeitsmittels stromabwärts des Ventils
(70) anspricht.
5. Notsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung zum Regeln der der
Verbrennungskammer zugeführten Brennstoffmenge abhängig von der der Verbrennungskammer
zugeführten Brennstoffmenge (C) und dem statischen Luftdruck (PH) am Verdichteraustritt gesteuert
wird, so daß eine Ausgangsgröße, die durch b5 das Verhältnis -
net, daß das Arbeiten der handbetätigbaren Notsteuerung (54) den genannten Wert modifiziert
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7003923A FR2079536A5 (de) | 1970-02-04 | 1970-02-04 | |
DE19712104782 DE2104782C3 (de) | 1970-02-04 | 1971-02-02 | Regelvorrichtung für eine Gasturbinenantriebsanlage |
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