DE2212833B2 - Vorrichtung zur automatischen Berechnung des maximalen Drehmoments eines Turbotriebwerks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung

tür automatischen Berechnung des maximalen Drehmoments, das von einem Turbotnebwerk geliefert werden kann, welche einen den Umgebungsdruck «nd einen die Umgebungstemperatur abtastenden Fühler sowie eine Einrichtung zur Übertragung dieser Signale auf ein Anzeigegerät aufweist.

Bei vielen durch Turbotriebwerke angetriebenen Hubschraubern wird die tatsächlich von dem oder den Motoren gelieferte Leistung mit einem Drehmomentmesser gemessen, dessen Fühler direkt an dem Motor, an der den Motor mit dem Untersetzungsgetriebe verbindenden Antriebswelle oder m dem Untersetzungsgetriebe montiert ist Ein an dem Armaturenbrett derartiger Hubschrauber vorgesehenes Anzeigegerät zeigt dem Pilot den Wert des tatsachhch von dem oder den Turbine -!triebwerken gelieferten ^Dlt

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_1KWW kennen, damit nicht , »«.!ÖL u»» durch zufälliges oder syste _hM fKSKÄ dieser Grenzen Beschadi-Sr TÄeSiebwerke durch Erhitzung «her n.» zuiaSise Temperatur hinaus oder durch Cherry « Tr o4rtraBung8organe verursacht werden, tastung dw.ütwtragBn£^ß _{deren Bmcb}

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»5 *X^e _ng_Omit ^ex Grenzen für das Antnebsoeswi « _Grenze> die fest ist und durch die W_e bestimmt wird, tritt im wesent-Höhe und kaltem Wetter auf. Die ,jie veränderlich ist und durch das bestimmt wird, ändert sich mit dem άάα Umgebungstemperatur in dem geo' °£ .*, _{des Hubschrau}bers und liegt ZL bi großer Höbe und bei warmem £ wenn diese beiden Umstände riS?SSrSten. unter der ersten Grenze. «'°B _{de Grenze kann o}hnc Schwierigkeit "« Drehmomentanzeiger vorgesehene

fjS^idareesteUt werden. Die in Abhängigkeit ^e™8 _wiuerungsbedingungen veränderlichen dn im allgemeinen von im Flughand_{n vorge}sehenen Tafeln gelief ert, d-.e ^bi .^ _{den Pi}i_oten während des Flugs praktisch nicht verwendter ana.^ ^ ^^ _Drehmoment. ^ wen Vorrichtung zur Korrektur in

anzeigeτ mi Temperatur und dem Drvck

^A™^P^^e"_hnischer Einrichtungen bekannt, die ^S Gdenl« enthalten. Eine derartige ^^f . beschriebenen Art ist durch

Vornchtung aer ^*^ _{χ 559 Q82 bekannt gt}.

Hen Diese Vorrichtung besitzt den Nachteil. ^worae"· . „ _verschleißt und für Vibrationen und dab sie scr1 _{u h ist sie wird außerdem}

Besch ^¹^"^^ _den Betrieb eines Turbovor allem dazu^^e ^ _{man dnen maxirnaltjn} ^wemι so ^ ^ ^_{n komp]}._ ^trkungsijaa ^ ^ ^ ^^ _Betriebspara.

*«ne:π _jeweiH_ge Grenzen einführt.

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™^ι°™ JjJf^ _der Luftdichte machen und deren _das Gewicht der Maschine und ?|f^S₈I₆ Drehmoment berücksichtigt, indirek das ^ma _f ^ übertragen werden

Jjldies yon ^ ^_{n zwar genaue ünd}

to Anstellwinkels des Rotors ge-, _zeigen jedoch nicht direkt die

Diemodernen Hubschrauber sind im allgemeinen mit Turbinentriebwerken ausgerüstet, die insbesondere bei geringer Höhe unter ihrer Höchstleistung arbeiten, so daß für größere Hohe und warmes Wetter eine Leistungsreserve zur Verfugung steht.

Außerdem sind die Kraftübertragungsorgane und insbesondere die Hauptuntersetzung für eine Nennleistung bemessen die unter der Höchstlcstung des oder der Triebwerke bei gennger Hohe hegt so daß diese Organe ein maximal reduziertes Gewicht besitzen. Sie arbeiten somit die meiste Zeit knapp unter ihrer Nennleistung.

uer nrui.uu..B "^ die Aufgabe zugrunde einen Grenzwert des Drehmoments eines Turbotnebwerks insbesondere eines Hubschraubers auf einfache Weise und angenähert so anzuzeigen, daß der Pilot eine Überschreitung dieses Grenzwerts leicht vermeiden

^aDiese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine elektronische Vorrichtung an Bord eines Hubschraubers zur Berechnung des auf die Rotorwelle zu übertragenden - - ■ ist, wobei der Grenzwert des

die Näherungsgleichung C =

P'k'fit) bestimmt wird, in der C der Grenzwert des Drehmoments, ρ der Umgebungsdruck, k ein Koeffizient und /(O eine von der umgebungstemperatur bestimmte Übertragungsfunktion ist, und daß die Fühler den Umgebungsdruck bzw. die Umgebungstemperatur in elektrische Spannungen umwandeln, welche über einen ersten, ein Tiefpaßfilter und einen Funktionsverstärker enthaltenden Kanal, der eine ρ proportionale Spannung liefert, sowie Ober einen zweiten Kanal, der ebenfalls ein Tiefpaßfilter sowie einen Funktionsverstärker enthält und eine ä*/(0 proportionale Spannung liefert, den beiden Eingängen eines Multiplizierkreises zugeführt werden, dessen Ausgangsgröße über einen Servoverstärker mit Rückkopplungspotentiometer einem zu dem den tatsächlichen Wert des von dem Turbotriebwerk gelieferten Drehmoments anzeigenden Zeiger koaxial angeordneten Zeiger eines Anzeigegeräts zugeführt wird.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß «Jas maximale Drehmoment, das ein Turbotriebwerk liefern kann, durch die Näherungsgleichung C = P · k · / (ί) gegeben ist. In dieser Formel ist ρ der absolute Umgebungsdruck, k eir Koeffizient und /(/) eine Übertragungsfunktion, die mit dem Wert der Umgebungstemperatur t verknüpft ist und experimentell vom Hersteller bestimmt wird.

Der Grenzwert des Drehmoments nach der gewählten Näherungsgleichung ist nur von den sich langsam ändernden Werten des Umgebungsdrucks und der Umgebungstemperatur abhängig. Es ist damit möglich, alle sich schnell ändernden Ursachen für Schwankungen im Anzeigewert des Anzeigegeräts zu dämpfen, was einerseits mit Hilfe von Tiefpaßfiltern erfolgt, die alle regelmäßigen Schwingungen, welche nur unerwünschte Oberwellen sein können, dämpfen, und andererseits mit Hilfe einer Rückkopplung zwischen Anzeigegerät und Servoverstärkern, welche alle anderen zufälligen Schwankungen des Zeigers dämpft.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Die Ze'chnung zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Ermittlung des maximalen Drehmoments.

Ε·η den Druck abtastender Fühler 10 und ein die Temperatur abtastender Fühler 11 liefern Signale, die zum Umgebungsdruck bzw. zur Umgebungstemperatur proportional sind und über einen durch einen Kontakt 13 betätigbaren Testkreis 12 dem Kanal V₁ bzw. dem Kanal V₂ zugeführt werden. Der Testkreis verbindet im Normalbetrieb die Fühler 10 und 11 mit ihren Kanälen F, und V₂.

Bei einem Test sind die Fühler ausgeschaltet und den Kanälen V₁ und V₂ werden geeichte Testsignale eingespeist, die einen ebenfalls geeichten Ausschlag eines am Ende des Kreises vorgesehenen Anzeigegeräts 22 bewirken, so daß die Funktion der Vorrichtung kontrolliert werden kann.

Bei Norouubetrieb werden die von dem Fühler 10 in den Kanal V_x eingespeisten Signale durch ein Tiefpaßfilter 14 mit einer Grenzfrequenz von beispielsweise IHz gefiltert, eo daß die induzierten

δ StSrsignale ausgeschaltet werden, und anschließend in einem linearen Funktionsverstärker IS angepaßt und verstärkt. Die diesen Funktionsveretärker 15 verlassenden Signale werden einem der Eingänge eines Multiplizierkreises 19 zugeführt, der auch die

»o vom Kanal V. kommenden Signale empfangt

Die Signale des Fühlers 11 werden durch ein Tiefpaßfilter 16 gefiltert, das wie das Tiefpaßfilter 14 ausgebildet ist und dieselbe Aufgabe erfüllt, dann in einem linearen Funktionsverstärker 17, der so wie der Funktionsverstärker 15 ausgebildet Ist, angepaßt und verstärkt und einem mit Dioden arbeitenden Funktionsverstärker 18 bekannter Ausführung eingegeben. Am Ausgang des Funktionsverstärkers 18 erhält

ao man ein Signal, dessen Spannung die Form A*/(O hat und das dem Multiplizierkreis 19 eingegeben wild. Dieser Kreis, der ein zu ρ proportionales Signal und ein Signal der Form λ ■ / (r) empfängt, führt die Operation k· f(t)· ρ = C dur:h und liefert somit ein

as zur Drehmomentgrenze des Turbotriebwerks proportionales Signal.

Dieses Signal wird einem Leistungsverstärker 20 eingespeist und einem zu einem Servomechanismus gehörenden Verstärker 21 zugeführt. Der Servomechanismus betätigt die Nadel des Drehmomentanzeigers sowie ein Rückkopplungspotentiometer 23. Das Rückkopplungspotentiometer liefert ein Signal, das dem Verstärker 21 eingespeist wird. Dieser erzeugt eine Fehlerspannung, die sich aus der Differenz der von dem Leistungsverstärker 20 und dem Rückkopplungspotentiometer 23 kommenden Signale ergibt.

Die Baugruppe 21, 22 und 23 bewirkt auf an sich bekannte Weise durch Gegenkopplung die Dämpfung der Anzeige, wie es beispielsweise bo^;. Galvanometern mit einer Stromrückkopplung bekannt ist.

Wie bereits erwähnt wurde, kann die Anzeigevorrichtung gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform zwei zueinander konzentrische Nadeln be- sitzen, deren eine das maximale Drehmoment anzeigt, das der Motor liefern kann, und deren andere das tatsächlich gelieferte Drehmoment anzeigt. Die zweite Nadel kann durch einen Drehmomentmesser bekannter Ausführung betätigt werden. Die feststehende Grenze, die durch den Widerstand der Ubertragungsorgane bestimmt wird, ist durch eine feststehende Marke auf dem Ziffernblatt angegeben. Die Gradein'eilung des Instruments kann auch den Prozentsatz der feststehenden Drehmomentgrenze der Übertragungsorgane angeben, wobei der Wert 100 eine absolute Drehmomentgrenze ist.

Die oben beschriebene Vorrichtung wird durch einen Speisekreis 24 gespeist, der seine Energie beispielsweise über das Bordnetz erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 2 212

   «tontanp

   Vorrichtung zur automatischen Berechnung des maximalen'Drehmoments, das von einem Turbotriebwerk geUefert werden kann, welche einen den Umgebungsdruck und einen die Umgebungstemperatur abtastenden Fühler sowie eine Emrichtung zur Übertragung dieser Signale auf em Anzeigegerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine elektroniscbe Vorrichtung an Bord eines Hubschraubers zur Berechnung des auf die Rotorwelle zu übertragenden Antriebsdrehmoraenß ist, wobei der Grenzwert des Drehmoments durch die Naberungsgleichung C = P'k-f(t) bestimmt wird, in der C der Grenzwert des Drehmoments, ρ der Umgebungsdruck, * ein Koeffizient und / (i) eine von der Umgebungstemperatur bestimmte Übertragungsfunktion ist, und daß die Fühler (10,11) den Umgebungsdruck bzw. die Umgebungstenv peratur in elektrische Spannungen umwandeln, welche üb^r einen ersten, ein Tiefpaßfilter (14) und einen Funktionsverstärker (15) enthaltenden Kanal (F₁), der eine ρ proportionale Spannung liefert, sowie über einen zweiten Kanal (K₂), der ebenfalls ein Tiefpaßfilter (16) sowie einen Funktionsverstärker (18) enthält und eine *·/(*) proportionale Spannung liefert, den beiden Eingangen eines Multiplizierkreises (19) zugeführt werden, dessen Ausgangsgröße über einen Servoverstärker (21) mit Rückkopplungspotentiometer (23) eineir, zu dem den tatsächlichen Wert des von dem Turbotriebwerk gelieferten Drehmomenu anzeigenden Zeiger Koaxial angeordneten Zeiger eines Anzeige₃eräts (22) zugeführt wird.