DE3938440A1

DE3938440A1 - Verfahren und einrichtung zum synchronisieren von mehrwellen-flugzeugtriebwerken

Info

Publication number: DE3938440A1
Application number: DE3938440A
Authority: DE
Inventors: Barton Hunter Snow
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1989-11-18
Publication date: 1990-06-13
Also published as: IT8922380A1; GB2225134A; JPH0587657B2; GB8925297D0; IT1236706B; US5058376A; GB2225134B; FR2639444A1; JPH02191824A; IT8922380A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtung zum Synchronisieren bzw. Synchronphasensteuern von Mehrwellen-Flug zeugtriebwerken und ist insbesondere auf Zweiwellen-Turbofan-, -Turboprop- oder -Turbofan-Triebwerke anwendbar.

Eine kleine Fehlanpassung in Triebwerksdrehzahlen bei einem mehrere Triebwerke aufweisenden Propeller-Flugzeug kann uner wünschten akustischen Lärm und Schwingungen hervorrufen, die der Differenz der Triebwerksdrehzahlen entsprechen. Ein Ver fahren zum Steuern des Lärms und der Schwingungen, die soge nannte Synchrophasensteuerung, beinhaltet das Vergleichen der Drehzahlen und Phasenbeziehungen der Flugzeugtriebwerke. Die Synchrophasensteuereinrichtung, die ein Triebwerk als Haupt- bzw. Mastertriebwerk verwendet, stellt die Triebwerksdrehzahlen der übrigen "Neben-" bzw. "Slave-"Triebwerke so ein, daß sie gleich der Drehzahl des Mastertriebwerks sind. Die Triebwerks drehzahlen der Slave-Triebwerke werden ferner so getrimmt, daß jede gegebene Schaufel oder jeder Propeller eines Slave-Trieb werkes in einer festen Phasenbeziehung relativ zu einer ent sprechenden Schaufel oder Propeller des Master-Triebwerks steht.

Bei mehrere Rotoren aufweisenden Triebwerken, wie beispielswei se Turbofan-, Turboprop- oder Propfan-Triebwerken, wird nur ein Rotor synchrophasengesteuert. Die Welle bzw. der Rotor, der synchrophasengesteuert wird, ist normalerweise der Bläser- bzw. Fan-Rotor bei einem Turbofan-Triebwerk oder der Proprotor bei einem Turboprop- oder Propfan-Triebwerk. Jedoch können bei den nicht synchrophasengesteuerten Rotoren bzw. Wellen immer noch unerwünschter Lärm oder Schwingungen erzeugt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfah ren und eine Einrichtung zum Vermindern des Kabinenlärms in einem Flugzeug zu schaffen, das zwei oder mehr Vielwellen-Triebwerke aufweist. Ferner sollen ein neues und verbessertes Verfahren und eine Einrichtung zur Synchrophasensteuerung von zwei oder mehr Vielwellen-Flugzeugtriebwerken geschaffen werden.

Die Erfindung ist auf ein Flugzeug mit zwei oder mehr Vielwellen- Triebwerken anwendbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf Zweiwellen-Turbofan-Triebwerke anwendbar ist, bei denen jedes Triebwerk einen Fanrotor und einen Kernrotor aufweist, ist eine Brennstoffregeleinrichtung vorgesehen zum Regeln der Brennstoff strömung zu den Triebwerken, um den Betrieb der Fanrotoren des Triebwerks zu synchronisieren. Weiterhin ist eine variable Sta torschaufelsteuerung vorgesehen, um die Stellung von verstell baren Statorschaufeln innerhalb der Triebwerke zu steuern, um den Betrieb der Kernrotoren des Triebwerks gleichzeitig zu syn chronisieren.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die mechanische Anordnung von einem Zweiwellen- Turbofan-Triebwerk.

Fig. 2 ist ein Teil von einer Blockdiagrammdarstellung von einer verbesserten Synchrophasensteuereinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist der übrige Teil der Blockdiagrammdarstellung in Fig. 2.

In Fig. 1 ist in einem Schnitt entlang der Triebwerksachse die mechanische Anordnung eines Zweiwellen-Triebwerks gezeigt. Durch einen Einlauf 10, der in Fig. 1 auf der linken Seite gezeigt ist, tritt Luft in das Triebwerk ein und strömt dann durch einen Bläser bzw. Fan 12. Ein Teil der durch den Fan 12 strömenden Luft wird in einen Zusatzverdichter 13 und anschließend in einen Hochdruckverdichter 14 gerichtet, der einem Verbrennungsabschnitt 16 verdichtete Luft zuführt. In dem Verbrennungsabschnitt wird Brennstoff mit der überverdichteten Luft aus dem Verdichter 14 gemischt und verbrannt. Die erzeugten expandierenden Gase strömen weiter in eine Hochdruckturbine 18, die mit dem Verdichter 14 über eine Welle 20 in Verbindung steht. Die Hochdruckturbine ver wendet einen Teil der Energie in den schnell strömenden, heißen Gasen, die aus der Brennkammer 16 kommen, um den Rotor 20 für einen Antrieb des Verdichters 14 zu drehen. Eine Niederdrucktur bine 22, die strömungsmäßig hinter der Hochdruckturbine 18 an geordnet ist, entzieht dem Abgas zusätzliche Energie und dreht eine zweite Welle 24, die koaxial mit der Welle 20 ist, um den Bläser 12 und den Zusatzverdichter 13 anzutreiben. Die Abgase verlassen das Triebwerk über eine Abgasdüse.

Die Fandrehzahl N 1 und die Verdichter- oder Kerntriebwerksdreh zahl N 2 können durch Regeln der Brennstoffzufuhr zum Brennkammer abschnitt 16 oder durch Verändern der Stellung der nicht gezeig ten verstellbaren Statorschaufeln (VSS) zu steuern, die zwischen den Verdichterrotoren angeordnet sind. Zusätzlich ist es möglich, die Drehzahl von der einen Welle zu regeln, indem die Brennstoff strömung während der Steuerung des VSS-Winkels gesteuert wird, um die Drehzahl der zweiten Welle zu regeln.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Blockdiagrammdarstellung von einer verbesserten Synchrophasensteuereinrichtung gemäß der Er findung gezeigt. Die Einrichtung vergleicht die Signale bezüg lich der Fandrehzahl, der Fanrotorschwingung, der Kerndrehzahl und der Kernrotorschwingung, die von einem Neben- bzw. "Slave-" Triebwerk erhalten werden, mit entsprechenden Signalen, die von einem Haupt- bzw. "Master-"Triebwerk erhalten werden, und steuert die Brennstoffströmung und die Stellung verstellbarer Statorschaufeln (VSS) innerhalb des Slave-Triebwerks, bis die Fan- und Kernrotoren des Slave-Triebwerkes die gleichen Werte erreichen, wie diejenigen des Mastertriebwerks mit einer ge wünschten Phasensteuerung der Schwingungssignale. Der in Fig. 2 gezeigte Abschnitt der Synchrophasensteuereinrichtung überwacht die Fandrehzahl und die Fanrotorschwingung und steuert die Brennstoffströmung zu dem Slave-Triebwerk. In Fig. 3 ist der Abschnitt der Synchrophasensteuereinrichtung dargestellt, der die Kerndrehzahl und die Kernrotorschwingung überwacht und den Winkel der verstellbaren Statorschaufeln (VSS) innerhalb des Slave-Triebwerks steuert.

Gemäß Fig. 2 wird das Fandrehzahlsignal des Mastertriebwerks, das einen einmal-pro-Umdrehung-Impuls enthält, auf einer Lei tung 30 einer Summierstelle 32 zugeführt. Der einmal-pro-Um drehung-Impuls wird auch einer zweiten Summierstelle 33 und einem Nachlauffilter 34 zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Fandrehzahlsignal des Slave-Triebwerks, das ebenfalls einen einmal- pro-Umdrehung-Impuls enthält, auf einer Leitung 36 der Summier stelle 32 zugeführt, und der einmal-pro-Umdrehung-Impuls wird der Summierstelle 33 und einem zweiten Nachlauffilter 38 zuge führt.

Die Summierstelle 32 subtrahiert das Fandrehzahlsignal des Slave-Triebwerks von dem Fandrehzahlsignal des Mastertriebwerks, um ein Fandrehzahl-Fehlersignal zu generieren. Die Summier stelle 33 erzeugt ein Signal als ein Maß der Differenz zwischen den einmal-pro-Umdrehung-Signalen der Master- und Slave-Trieb werke. Dieses Fehlersignal wird als das 1/Drehzahlfehlersignal des Fans bzw. Bläsers bezeichnet.

Zusätzlich zu dem einmal-pro-Umdrehung-Signal auf der Leitung 30 wird dem Nachlauffilter 34 das Fanrotor-Schwingungssignal von dem Mastertriebwerk auf der Leitung 40 zugeführt. Das Filter 34 mittelt das Masterfan-Schwingungssignal zwischen dem Empfang der einmal-pro-Umdrehung-Impulse, um ein Fanschwingung- pro-Umdrehungssignal von dem Mastertriebwerk zu erzeugen. Das Nachlauffilter 38, das dem Slavetriebwerk zugeordnet ist, empfängt das Fandrehzahlsignal auf der Leitung 36 und das Slavetriebwerk-Fanrotorschwingungssignal auf einer Leitung 42 und erzeugt ein Fanschwingung-pro- Umdrehungssignal für das Slavetriebwerk. Die Nachlauf filter 34 und 38 sind elektrisch verbunden, um ihre Ausgangsgrößen einer dritten Summierstelle 44 zuzuführen, die das von dem Filter 38 empfangene Signal von dem Signal subtrahiert, das von dem Filter 34 erhalten wird, und ein Fehlersignal erzeugt, das ein Maß für die Differenz der Fanschwingung zwischen den zwei Triebwerken ist. Dieses Signal wird als das Fanschwingungs-Phasen fehlersignal bezeichnet.

Somit sind durch die drei Summierstellen 32, 33 bzw. 44 drei Fehlersignale erzeugt worden, die dem Fanrotor zugeordnet sind und als Fandrehzahlfehler, 1/Drehzahl fehler und Schwingungsphasenfehler bezeichnet sind.

Das 1/Drehzahlfehlersignal, das durch die Summierstelle 33 generiert ist, wird einem AND-Gatter 45 zugeführt. Das Gatter 45 empfängt auch als eine Eingangsgröße die invertierte Ausgangsgröße aus der Summierstelle 32.

Die Ausgangsgröße aus diesem Gatter und das Fandrehzahl- Fehlersignal, das durch die Summierstelle 32 generiert wird, werden durch eine vierte Summierstelle 46 vereinigt. Das AND-Gatter 45 verhindert die Übertragung des 1/Drehzahlfehlersignals zur Summierstelle 46, wenn das Fandrehzahl-Fehlersignal klein ist. Durch diese Schaltung erzeugt die Summierstelle 46 ein Ausgangssignal gleich dem Fandrehzahl-Fehlersignal, wenn das Fandrehzahl Fehlersignal groß ist, und ein Signal gleich der Summe des Fandrehzahl-Fehlersignals und des 1/Drehzahlfehler signals, wenn das Fandrehzahl-Fehlersignal klein ist.

Ein zweites AND-Gatter 47 ist so geschaltet, das es als Eingangsgrößen das Schwingungsphasen-Fehlersignal, das durch die Summierstelle 44 erzeugt wird, und das invertierte Ausgangssignal aus der Summierstelle 46 empfängt. Das Ausgangssignal aus dem AND-Gatter 47 wird zu der Ausgangsgröße der Summierstelle 46 durch eine fünfte Summierstelle 48 addiert. Das AND-Gatter 47 gestattet den Durchlaß des Schwingungsphasenfehlers zur Summierstelle 48 nur dann, wenn die Ausgangsgröße der Summierstelle 46 klein ist. Ein Integrator 50, der auf das durch die Summierstelle 48 generierte Signal anspricht, liefert ein Brennstoffströmungs-Vorspannungs signal zur Veränderung der Geschwindigkeit der Brennstofflieferung an das Slavetriebwerk und deshalb der Kern- und Fanrotordrehzahlen innerhalb des Slave triebwerkes.

Das Vorspannsignal, das durch den Integrator 50 generiert wird, wird durch eine Summierstelle 52 zu einem Brennstoffströmungs-Steuersignal addiert, das auf einer Leitung 54 von der Brennstoff-Hauptsteuerlogik des Slavetriebwerks erhalten wird. Die Ausgangsgröße der Summierstelle 52 betätigt ein Brennstoff-Strömungsventil 56, um die Fandrehzahl des Slavetriebwerks zu steuern. Die Veränderung des Brennstoffströmungs-Steuersignals durch die Synchrophasensteuerung wird durch eine Begrenzungseinrichtung 51 begrenzt, die zwischen dem Integrator 50 und der Summierstelle 52 vorgesehen ist. Die Begrenzungseinrichtung 51 bildet einen Maximalwert für das Brennstoffströmungs Vorspannsignal aus, das der Summierstelle 52 zugeführt wird.

Weiterhin sind in Fig. 2 optionale manuelle Vorspann- Einstellungen 57 und 58 gezeigt, die eine manuelle Einstellung der 1/Drehzahl- bzw. Fanschwingungs- Phasenfehlersignale gestatten. Die Einstellung der Vorspannung des 1/Drehzahlfehlersignals würde eine feste Phasenversetzung (Offset) zwischen den Rotoren gestatten. Diese Einstellung könnte die gewünschte Phasendifferenz darstellen und würde, wenn sie einmal eingestellt ist, fest bleiben, bis eines der Triebwerke verändert oder einer der Bläser neu angepaßt würde. Die Einfügung dieses Merkmals könnte das Erfordernis für das Schwingungsphasen-Fehlersignal eliminieren.

Die Einstellung der verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks wird für die Veränderung der Kernrotordrehzahl durch eine Anordnung von Komponenten vorgespannt, die der Schaltungsanordnung ähnlich ist, die vorstehend beschrieben und in Fig. 2 gezeigt ist.

Gemäß Fig. 3 wird das Kerndrehzahlsignal des Mastertriebwerks, das einen einmal-pro-Umdrehung-Impuls enthält, auf einer Leitung 60 einer Summierstelle 64 zugeführt. Der einmal-pro-Umdrehung-Impuls wird auch einer Summierstelle 65 und einem Nachlauffilter 68 zugeführt. In ähnlicher Weise wird das Kerndrehzahlsignal des Slavetriebwerks, das einen einmal-pro-Umdrehung- Impuls enthält, auf einer Leitung 62 einer Summierstelle 64 zugeführt, und der enthaltene einmal-pro-Umdrehung- Impuls wird einer Summierstelle 65 und einem Nachlauffilter 74 zugeführt.

Die Summierstelle 64 generiert ein Kerndrehzahl-Fehlersignal, das ein Maß für die Differenz in den Kerndrehzahlsignalen der Master- und Slavetriebwerke ist. Die Summierstelle 65 generiert ein Signal, das die Differenz zwischen den einmal-pro-Umdrehung-Signalen der Master- und Slavetriebwerke anzeigt. Dieses Fehlersignal wird als das 1/Drehzahl- Fehlersignal des Kerntriebwerks bezeichnet.

Das Nachlauffilter 68 empfängt das Kerndrehzahlsignal auf der Leitung 60 und das Mastertriebwerk- Kernrotorschwingungssignal auf einer Leitung 70 und mittelt das Kernschwingungssignal des Mastertriebwerks zwischen dem Empfang von einmal-pro-Umdrehung-Impulsen, um ein Kernrotorschwingung-pro-Umdrehungssignal für das Mastertriebwerk zu generieren. Das Kernrotorschwingungssignal des Slavetriebwerks auf einer Leitung 72 und das Kerndrehzahlsignal auf der Leitung 62 werden einem Nachlauffilter 74 zugeführt, das ein Kernrotorschwingung- pro-Umdrehungssignal für das Slavetriebwerk generiert. Die Filter 68 und 74 sind elektrisch verbunden, um ihre Ausgangsgrößen einer Summierstelle 66 zuzuführen, die ein Fehlersignal generiert, das ein Maß für die Differenz in der Kernrotorschwingung zwischen den zwei Triebwerken ist. Dieses Signal wird als das Kernschwingungs- Phasenfehlersignal bezeichnet.

AND-Gatter 67, 69 und 71 und Summierstellen 76 und 78 sind elektrisch so verbunden, daß sie die drei Kernrotor- Fehlersignale zusammenfassen, die durch die Summierstellen 64, 65 und 66 erzeugt werden. Das Kerndrehzahl-Fehlersignal, das durch die Summierstelle 64 generiert wird, wird dem AND-Gatter 67 zugeführt. Das AND-Gatter 67 ist weiterhin elektrisch so verbunden, daß es die invertierte Ausgangsgröße der in Fig. 2 gezeigten Summierstelle 48 erhält. Das 1/Drehzahlfehlersignal, das durch die Summierstelle 65 generiert wird, wird dem AND-Gatter 71 zugeführt, das elektrisch so verbunden ist, daß es die invertierte Ausgangsgröße des Gatters 67 und die invertierte Ausgangsgröße der Summierstelle 48 erhält. Die Ausgangsgrößen der AND-Gatter 67 und 71 werden durch die Summierstelle 76 vereinigt. Das Schwingungsphasen- Fehlersignal, das durch die Summierstelle 66 generiert ist, wird dem AND-Gatter 69 zugeführt. Dieses Gatter 69 ist weiterhin elektrisch so verbunden, daß es die invertierte Ausgangsgröße aus der Summierstelle 76 und die invertierte Ausgangsgröße der Summierstelle 48 erhält. Die Ausgangsgrößen der AND-Gatter 69 und der Summierstelle 76 werden durch eine Summierstelle 78 vereinigt.

Die AND-Gatter 67, 69 und 71 werden dazu verwendet, die Übertragung des Kerndrehzahl-Fehlersignals, des 1/Drehzahlfehlersignals des Kernrotors bzw. des Kernrotor- Schwingungsphasensignals zu hemmen, bis bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Das Kerndrehzahl-Fehlersignal wird nicht an die Summierstelle 76 geliefert, wenn nicht die Ausgangsgröße der Summierstelle 48 klein ist. Das 1/Umdrehungsfehlersignal des Kernrotors wird nicht von dem Gatter 71 zur Summierstelle 76 durchgelassen, wenn nicht die Ausgangsgrößen des AND-Gatters 67 und der Summierstelle 48 beide klein sind. In ähnlicher Weise wird das Kernrotor-Schwingungsphasenfehlersignal nicht zur Summierstelle 78 durchgelassen, wenn die Ausgangs größen der Summierstellen 76 und 48 nicht beide klein sind.

Ein Integrator 82, der auf das durch die Summierstelle 78 generierte Vereinigungssignal anspricht, generiert ein Signal zum Vorspannen der Einstellung der verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks. Das durch den Integrator 82 generierte Vorspannsignal wird in einer Summierstelle 84 mit einem VSS-Stellglied- Steuersignal addiert, das auf einer Leitung 86 von der Hauptsteuerung für verstellbare Statorschaufeln des Slavetriebwerks erhalten wird. Die Ausgangsgröße der Summierstelle 84 betätigt eine VSS-Stelleinrichtung, um die Stellung von verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks zu steuern. Die Veränderung des Steuersignals des VSS-Stellgliedes durch die Synchro phasen-Steuereinrichtung ist durch eine Begrenzungs- Einrichtung 83 begrenzt, die zwischen dem Integrator 82 und der Summierstelle 84 vorgesehen ist. Die Begrenzungseinrichtung 83 bildet einen Maximalwert für das der Summierstelle 84 zugeführte Vorspannsignal für den Winkel der verstellbaren Statorschaufeln.

Fig. 3 zeigt auch optionale manuelle Vorspanneinstellungen 89 und 90, die eine manuelle Einstellung der 1/Umdrehungsfehler- bzw. Schwingungsphasen-Fehlersignale gestatten. Die Einstellung der Vorspannung des 1/Umdrehungs-Fehlersignals würde eine feste Phasenversetzung (Offset) zwischen den Rotoren gestatten, und die Einstellung der Vorspannung des Schwingungsphasen- Fehlersignals würde eine manuelle Abstimmung der Kernrotorschwingung erlauben.

Weiterhin ist in Fig. 2 ein Synchrophasen-Wählschalter 91 gezeigt, zum Aktivieren der Synchrophasen- Steuereinrichtung. Eine Initialisierungs-Verknüpfungs schaltung, die durch den Block 92 dargestellt ist, empfängt das Fandrehzahl-Fehlersignal (Δ N 1) von der Summierstelle 32 und liefert eine Nachricht an den Flugzeugpiloten, um den Pilotenhebelwinkel des Slavetriebwerkes zu trimmen, wenn die Differenz der Fandrehzahlen zwischen den Master- und Slavetriebwerken einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 100 U/min, überschreitet. Wenn Δ N1 klein ist (unter 100 U/min) wird ein Freigabesignal an eine Hemmungs-Verknüpfungs schaltung 98 geliefert, die eine Relaisspule 100 erregt, um Schalter 102 und 104 zu schließen für eine elektrische Verbindung der Synchrophasen-Steuereinrichtung mit der Hauptbrennstoffregelung der Slavetriebwerke und der Hauptsteuerung für die verstellbaren Statorschaufeln.

Im Betrieb stellt die Synchrophasen-Steuereinrichtung die Fandrehzahl des Slavetriebwerks auf der Basis des Fandrehzahl-Fehlersignals ein, bis die Differenz zwischen den Fandrehzahlen der Master- und Slavetriebwerke kleiner als 1 U/min ist. Wenn die Drehzahlen innerhalb ±1 U/min sind, wird das 1/Drehzahlfehlersignal des Fanrotors dazu benutzt, die Slavetriebwerks-Fandrehzahl weiter zu verändern, bis die Drehzahlen innerhalb ±0,1 U/min sind. Das AND-Gatter 45 verhindert eine Fandrehzahl-Einstellung auf der Basis des 1/Drehzahl- Fehlersignals des Fanrotors, bis Δ N 1 kleiner als 1 U/min ist. Nachdem die Fanrotordrehzahl des Slavetriebwerks eingestellt ist, um innerhalb ±0,1 U/min der Fanrotordrehzahl des Mastertriebwerks zu sein, wird das Vibrationsphasen-Fehlersignal des Fanrotors dazu verwendet, die Schwingungsdifferenzen zwischen den Fanrotoren der zwei Triebwerke zu minimieren. Das AND-Gatter 45 verhindert eine Fandrehzahl-Einstellung auf der Basis des Schwingungsphasen-Fehlersignals des Fanrotors, bis Δ N 1 kleiner als 0,1 U/min ist.

Die AND-Gatter 67, 69 und 71 verhindern eine Vorspannung des Steuersignals des VSS-Stellgliedes, bis die Fanrotoren synchrophasen-gesteuert worden sind. Nach der Synchrophasen-Steuerung der Fanrotoren wird die Slavetriebwerk-Kerndrehzahl justiert auf der Basis des Kerndrehzahl-Fehlersignals (Δ N 2), bis die Differenz in den Kerndrehzahlen kleiner als 1 U/min ist. Das AND-Gatter 71 gestattet dann eine weitere Einstellung unter Verwendung des 1/Drehzahl-Fehlersignals des Kernrotors, bis Δ N 2 kleiner als 0,1 U/min ist. Nachdem die Kernrotordrehzahl des Slavetriebwerks eingestellt worden ist, um innerhalb ±0,1 U/min der Kernrotor drehzahl des Mastertriebwerks zu sein, wird das Schwingungsphasen-Fehlersignal des Kernrotors dazu verwendet, die Schwingungsdifferenzen zwischen den Kernrotoren der zwei Triebwerke zu minimieren. Das AND-Gatter 69 verhindert eine Kerndrehzahl-Einstellung auf der Basis des Kernrotor-Schwingungsphasen-Fehlersignals, bis Δ N 2 kleiner als 0,1 U/min ist.

Die Initialisierungsschaltung 92 trennt die Synchrophasen- Steuereinrichtung, falls die Differenz in den Fandrehzahlen zwischen den Master- und Slavetriebwerken einen gewählten Grenzwert beispielsweise 100 U/min, überschreiten sollte. Die Einrichtung wird wieder eingeschaltet, falls Δ N 1 danach unter 100 U/min abfallen sollte. Um einen Leistungsverlust von dem Slavetriebwerk zu verhindern, falls das Mastertriebwerk sich aus irgendeinem Grund verlangsamen sollte, enthält die Sperrschaltung 98 eine Verknüpfungsschaltung, die die Synchrophasen-Steuerein richtung immer dann abschaltet, wenn die Beziehung zwischen dem Pilotenhebelwinkel (PLA) des Slvavetriebwerks und der Kerndrehzahl N 2 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Die Einrichtung wird ebenfalls abgeschaltet beim Auftreten einer Triebwerksabschaltung, eines Strömungsabrisses (Stall) des Triebwerks oder einem Verlust von einem N 1-Signal.

Die Einrichtung kann so ausgelegt sein, daß sie für eine Synchrophasen-Steuerung der Triebwerksfanrotoren, aber nicht der Kernrotoren sorgt, falls ein Verlust von einem der N 2-Signale auftritt. Sollte ein Verlust von einem der Fanschwingungssignale oder einem der Kernschwingungssignale auftreten, kann die Einrichtung so ausgelegt sein, daß sie weiterhin die Fanrotoren oder Kernrotoren auf der Basis der N 1- und N 2-Signale synchronisiert.

Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise könnten Schwingungssignale, die von dem Flugzeugrahmen erhalten werden, Kabinenlärmsignale oder manuelle Eingangssignale anstelle von Triebwerks schwingungssignalen oder zusätzlich zu diesen verwendet werden, um für eine Synchrophasen-Steuerung der Triebwerke zu sorgen.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Fandrehzahl des Slvavetriebwerks verändert durch Einstellen der Brennstoffströmung, während die Kerndrehzahl durch Verändern des Winkels der verstellbaren Statorschaufeln verändert wird. Die Rollen der Brennstoffströmungs-Vorspannung und der Vorspannung des Winkels der verstellbaren Statorschaufeln kann jedoch umgekehrt werden, so daß die Fandrehzahl durch Verändern des Winkels der verstellbaren Statorschaufeln und die Kerndrehzahl durch Einstellen der Brennstoff strömung gesteuert wird. Alternativ kann die Slavetriebwerk-Fandrehzahl durch Verändern des Winkels der Einlaß-Führungsschaufeln des Bläsers anstatt durch Steuerung der Brennstoffströmung gesteuert werden. Dann kann die Kerndrehzahl des Slavetriebwerks durch Steuerung der Brennstoffströmung oder durch Verändern des Winkels der verstellbaren Statorschaufeln gesteuert werden.

Claims

1. Synchronisierungseinrichtung für ein Flugzeug mit einem Haupt- bzw. Master-Turbofantriebwerk und wenigstens einem Neben- bzw. Slave-Turbofantriebwerk, wobei jedes Triebwerk einen Fanrotor aufweist, der unabhängig von einem Kernrotor umläuft, gekennzeichnet durch
eine Brennstoff-Steuereinrichtung zum Steuern der Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk, um den Betrieb der Fanrotoren zu synchronisieren, und
eine Steuereinrichtung für die verstellbaren Statorschaufeln zum Steuern der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks, um den Betrieb der Kernrotoren zu synchronisieren.

2. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Synchronisieren der Fanrotoren vor dem Synchronisieren der Kernrotoren vorgesehen sind.

3. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brennstoff-Steuereinrichtung Mittel aufweist, die auf ein Fanrotor-Drehzahlfehlersignal mit einer Größe anspricht, die ein Maß für die Differenz in den Fanrotordrehzahlen des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, um die Drehzahl des Slavetriebwerks- Fanrotors durch Steuerung der Brennstoff Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk zu steuern, und
die Steuereinrichtung für die verstellbaren Statorschaufeln Mittel aufweist, die auf ein Kernrotor- Drehzahlfehlersignal mit einer Größe ansprechen, die ein Maß für die Differenz in den Kernrotordrehzahlen des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, um die Drehzahl des Slavetriebwerk-Kernrotors durch Steuerung der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln in dem Slavetriebwerk zu steuern.

4. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Deaktivieren der Synchronisierungseinrichtung vorgesehen sind, wenn das Fandrehzahl-Fehlersignal einen vorbestimmten Wert überschreitet.

5. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brennstoff-Steuereinrichtung weiterhin Mittel aufweist zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren des Slavetriebwerks und des Mastertriebwerks und
die Steuereinrichtung für die verstellbaren Statorschaufeln weiterhin Mittel aufweist zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Kernrotoren des Slavetriebwerks und des Mastertriebwerks.

6. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren auf ein Fanrotor- Schwingungsphasen-Fehlersignal mit einer Größe ansprechen, die ein Maß für die Differenz in der Fanrotorschwingung des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, um die Drehzahl des Slavetriebwerk-Fanrotors durch Steuerung der Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk zu steuern, und
die Mittel zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren auf ein Kernrotor- Schwingungsphasen-Fehlersignal mit einer Größe ansprechen, die ein Maß für die Differenz in der Kernrotorschwingung des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, um die Drehzahl des Slavetriebwerk-Kernrotors durch Steuerung der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln in dem Slavetriebwerk zu steuern.

7. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brennstoff-Steuereinrichtung nicht auf das Fanrotor-Schwingungsfehlersignal anspricht, wenn die Größe des Fanrotor-Drehzahl-Fehlersignals einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, und
die Steuereinrichtung für die verstellbaren Statorschaufeln nicht auf das Kernrotor- Schwingungs-Fehlersignal anspricht, wenn die Größe des Kernrotor-Drehzahl-Fehlersignals einen vorbestimmten Wert überschreitet.

8. Synchronisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren Mittel aufweisen zum manuellen Wählen einer gewünschten Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren und
die Mittel zum Verändern der Phasenbeziehung zwischen den Fanrotoren Mittel aufweisen zum manuellen Wählen einer gewünschten Phasenbeziehung zwischen den Kernrotoren.

9. Synchrophasen-Steuereinrichtung für ein Flugzeug mit einem Haupt- bzw. Master-Turbofantriebwerk und wenigstens einem Neben- bzw. Slave-Turbofantriebwerk, wobei jedes Triebwerk einen Fanrotor aufweist, der unabhängig von einem Kernrotor umläuft, gekennzeichnet durch eine erste Synchrophasen-Steuereinrichtung zur Synchrophasen-Steuerung des Betriebs der Fanrotoren und eine zweite Synchrophasen-Steuereinrichtung zur Synchrophasen- Steuerung des Betriebs der Kernrotoren.

10. Synchrophasen-Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Synchrophasen-Steuereinrichtung Mittel aufweist zum Verändern der Brennstoff-Strömungsgeschwindig keit des Slavetriebwerks, um für eine Synchrophasen steuerung des Betriebs der Fanrotoren zu sorgen, und
die zweite Synchrophasen-Steuereinrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Stellung von verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren zu sorgen.

11. Synchrophasen-Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Synchrophasen-Steuereinrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln innerhalb des Slavetriebwerks, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren zu sorgen, und
die zweite Synchrophasen-Steuereinrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Brennstoff-Strömungsgeschwindig keit zum Slavetriebwerk, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren zu sorgen.

12. Synchrophasen-Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Synchrophasen- Steuereinrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Stellung der Einlaßführungsschaufeln in dem Slavetriebwerk, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren zu sorgen.

13. Synchrophasen-Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Synchrophasen- Steuervorrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren zu sorgen.

14. Synchrophasen-Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Synchrophasen- Steuervorrichtung Mittel aufweist zum Steuern der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln in dem Slavetriebwerk, um für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren zu sorgen.

15. Verfahren zum Synchronisieren des Betriebs eines Haupt- bzw. Mastertriebwerks und eines Neben- bzw. Slavetriebwerkes in einem Flugzeug mit einem Masterturbo fantriebwerk und wenigstens einem Slaveturbofantriebwerk, wobei jedes Triebwerk einen Fanrotor aufweist, der unabhängig von dem Kernrotor umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk geregelt wird, um den Betrieb der Fanrotoren zu synchronisieren, und
die Stellung von verstellbaren Statorschaufeln in dem Slavetriebwerk geregelt wird, um den Betrieb der Kernrotoren zu synchronisieren.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fanrotoren synchronisiert werden vor dem Synchronisieren der Kernrotoren.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Regeln der Brennstoffströmung zum Slavetrieb werk die Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Fanrotor-Drehzahlfehlersignal gesteuert wird, das ein Maß für die Differenz in den Fanrotordrehzahlen des Mastertriebwerkes und des Slavetriebwerks ist, bis die Differenz in den Fanrotordrehzahlen kleiner als eine Umdrehung pro Minute ist, und
beim Regeln der Stellung der verstellbaren Statorschaufeln in dem Slavetriebwerk die Stellung von verstellbaren Statorschaufeln in Abhängigkeit von einem Kernrotor-Schwingungsfehlersignal gesteuert wird, das ein Maß für die Differenz in der Kernrotorschwingung des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, bis eine vorbestimmte Phasenbeziehung zwischen den Kernrotoren erhalten ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Regeln der Brennstoffströmung zum Slavetrieb werk weiterhin die Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Fanrotor-Schwingungsfehlersignal gesteuert wird, das ein Maß für die Differenz in der Fan rotorschwingung des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, bis die Differenz in den Fanrotordrehzahlen kleiner ist als ein Zehntel einer Umdrehung pro Minute, und
beim Regeln der Stellung von verstellbaren Stator schaufeln in dem Slavetriebwerk ferner die Stellung von verstellbaren Statorschaufeln in Abhängigkeit von einem Kernrotor-Drehzahlfehlersignal gesteuert wird, das ein Maß für die Differenz in den Kernrotordrehzahlen des Mastertriebwerks und des Slavetriebwerks ist, bis die Differenz in den Kernrotordrehzahlen kleiner ist als ein Zehntel Umdrehung pro Minute.

19. Verfahren zur Synchrophasensteuerung des Betriebs eines Haupt- bzw. Mastertriebwerks mit einem Neben- bzw. Slavetriebwerks in einem Flugzeug mit einem Master-Turbofantriebwerk und wenigstens einem Slave- Turbofantriebwerk, wobei jedes Triebwerk einen Fanrotor aufweist, der unabhängig von einem Kernrotor umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß
für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren und
für eine Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren gesorgt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren die Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk gesteuert wird, und
bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren die Stellung von variablen Statorschaufeln im Slavetriebwerk gesteuert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren die Stellung von verstellbaren Stator schaufeln im Slavetriebwerk gesteuert wird, und
bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren die Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit zum Slavetriebwerk gesteuert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Fanrotoren die Stellung von Einlaßführungsschaufeln im Slavetriebwerk gesteuert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren die Brennstoffströmung zum Slavetriebwerk gesteuert wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Synchrophasensteuerung des Betriebs der Kernrotoren die Stellung von verstellbaren Statorschaufeln im Slavetriebwerk gesteuert wird.