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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung zum Schutz eines
Flugzeugtriebwerks gegen einen Überschub.
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Überschub
ist eine Bedingung, bei der ein Flugzeugtriebwerk einen überschüssigen Schub
erzeugt, der nicht durch die Bewegung des Gashebels ausgeglichen
werden kann. Diese Bedingung kann in Bezug auf die Schubgröße oder
die Schubrichtung auftreten (wenn das Triebwerk einen Vorwärtsschub selbst
dann erzeugt, wenn das Ausfahren der Schubumkehrvorrichtungen eingestellt
wurde, die Entfaltung jedoch nicht stattgefunden hat).
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Überschub
ist eine Bedingung, bei der die Triebwerksleistung zu einem Zustand
führt,
der als katastrophal bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass neuartige
Steuersysteme derart ausgebildet werden müssen, dass nicht ein einziger
physikalischer oder funktioneller Fehler zu einem Überschub
führen kann,
und die Ausbildung muss so getroffen werden, dass eine extrem geringe
Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Überschub infolge von Mehrfachfehlern
auftritt.
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Bei
einem typischen Doppelkanal-Steuersystem ist es schwierig, erfolgreich
zu demonstrieren, dass ein einziger Fehler keinen Überschub
erzeugen kann. Dies ist primär
eine Folge des Fehlens einer adäquaten
Unabhängigkeit
zwischen der Schubsteuerung und dem Schutz gegen Überschub.
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Beispielsweise
ist in der US-A-4 422 289 ein Brennstoff-Regelsystem für ein Flugzeugtriebwerk beschrieben,
bei dem der Soll-Schub und der Ist-Schub des Triebwerks überwacht
und analysiert werden, um ein Signal zu erzeugen, das repräsentativ
ist für
eine Soll-Brennstoffströmung
für das
Flugzeug. Außerdem
wird ein Rückführungssignal
vorgesehen, das die Ist-Brennstoffströmung nach dem Triebwerk anzeigt,
und dieses Signal wird zusammen mit dem Soll-Brennstoffströmungssignal analysiert, um
ein geeignetes Ist-Brennstoffströmungssignal
zu erzeugen.
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In
Anbetracht obiger Ausführungen
kann ein Flugzeug nicht mit einem einzigen Kanal arbeiten, weil
es notwendig ist, dass jeder Kanal wirksam irgendwelche Fehler in
dem anderen Kanal abdeckt.
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Bei
einem Einzelkanal-Steuersystem ist es nicht möglich zu demonstrieren, dass
ein einziger Fehler keinen Überschub
erzeugen könnte.
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Ein
gewisses Maß einer
Vorsorge für
diese Art von Eventualitäten
ist in der US-A-4 747 263 beschrieben, wo unabhängige Einspeisungen nach zwei
Vorrichtungen vorgesehen sind, um zu gewährleisten, dass ein Fehler
in einer Einspeisung nach einer der Vorrichtungen die Einspeisung
der Leistung nach der anderen Vorrichtung nicht beeinträchtigt.
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Gemäß der Erfindung
betrifft diese eine Regelvorrichtung für ein Flugzeugtriebwerk, welche
die folgenden Teile aufweist:
Triebwerkssteuermittel, die folgende
Teile umfassen:
Mittel zum Empfang eines Signals, das repräsentativ ist
für einen
Soll-Schub für das Triebwerk;
Mittel
zum Empfang eines Signals, das repräsentativ ist für den Ist-Schub
des Triebwerks; und
Mittel zur Analyse der obigen Signale und
zur Erzeugung eines Signals, das repräsentativ ist einer Soll-Brennstoffströmung für das Triebwerk;
und
Brennstoffsteuermittel, die folgende Teile aufweisen:
Mittel
zum Empfang eines Signals, das eine Soll-Brennstoffströmung repräsentiert;
Mittel
zur Lieferung eines Signals an eine Brennstoff-Überwachungseinrichtung
zur Regelung der Brennstoffströmung
nach dem Triebwerk;
Mittel zum Empfang eines Rückführungssignals
von der Brennstoff-Überwachungseinrichtung;
und
Mittel zur Analyse des Signals, das die Soll-Brennstoffströmung repräsentiert
und des Rückführungssignals
von der Brennstoff-Überwachungseinrichtung und
zur Einstellung des Signals nach der Brennstoff-Überwachungseinrichtung
zur Erlangung der Soll-Brennstoffströmung;
wobei die Triebwerkssteuermittel
und die Brennstoffsteuermittel getrennt derart mit Energie versorgt
werden, dass ein Fehler in der Energiezufuhr nach den einen Mitteln
nicht notwendigerweise zu einem Ausfall der Energiezufuhr zu den
anderen Mitteln führt und
dass die Vorrichtung außerdem
Wählmittel
aufweist, um die ersten und zweiten Signale zu empfangen, von denen
jedes die Soll-Brennstoffströmung repräsentiert
und um das niedrigere der beiden Signale auszuwählen.
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Vorzugsweise
sind auch die Triebwerkssteuermittel und die Brennstoffsteuermittel
physikalisch voneinander getrennt. Die physikalische Trennung kann
in Form einer physikalischen Barriere, beispielsweise in Form einer
Metallplatte, bewirkt werden. Die Triebwerkssteuermittel und die
Brennstoffsteuermittel können
in getrennten Gehäusen
vorgesehen werden, wobei eine begrenzte Datenkommunikation dazwischen
zugelassen wird.
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Das
erste Signal, das die Soll-Brennstoffströmung repräsentiert, kann durch die Triebwerkssteuermittel
erzeugt werden.
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Das
zweite Signal, das die Soll-Brennstoffströmung repräsentiert, kann durch eine Schutzvorrichtung
erzeugt werden. Die Schutzvorrichtung wird vorzugsweise getrennt
von den Triebwerkssteuermitteln angetrieben. Die Schutzvorrichtung
umfasst vorzugsweise Mittel zum Empfang eines Signals, das den Triebwerksschub
repräsentiert,
und dieses kann ein einziges die Triebwerksgeschwindigkeit repräsentierendes
Signal und ein Signal umfassen, das anzeigt, ob der Gashebel des
Triebwerks in der Leerlaufstellung oder in der Schubumkehrstellung
befindlich ist und die Schubumkehrvorrichtungen nicht ausgefahren
sind. Die Schutzvorrichtung umfasst vorzugsweise weiter Mittel zur
Berechnung eines maximalen Soll-Brennstoffströmungsbedarfs, der für die oben
genannten Bedingungen geeignet ist.
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Das
Signal, das den Soll-Schub repräsentiert und
durch das Triebwerkssteuergerät
empfangen wird, kann ein Signal sein, das eine Triebwerks-Soll-Drehzahl
anzeigt, beispielsweise eine Soll-Drehzahl der Niederdruckwelle.
Stattdessen kann das Signal ein Drucksignal und/oder ein Temperatursignal
sein.
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Das
den Ist-Schub repräsentierende
Signal, welches vom Triebwerkssteuergerät empfangen wird, kann die
Triebwerksdrehzahl anzeigen, beispielsweise die Drehzahl der Niederdruckwelle
oder es kann einen Druck und/oder eine Temperatur innerhalb des
Gasturbinentriebwerks anzeigen.
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Die
Triebwerkssteuermittel können
Mittel aufweisen, um zu bestimmen, ob die vergleichenden Werte der
Signale, die den Ist-Schub des Triebwerks repräsentieren und die den Soll-Schub
des Triebwerks repräsentieren,
einen Überschuss
vorschlagen, möglicherweise
verursacht durch einen Fehler der Brennstoffsteuermittel. Vorzugsweise
umfassen die Triebwerkssteuermittel Mittel zur Reduzierung oder
Verhinderung einer Brennstoffströmung
nach dem Triebwerk unter derartigen Umständen. Diese Mittel können Mittel
aufweisen, um ein Abschaltventil zu schließen. Die Triebwerkssteuermittel
können elektrisch
das Abschaltventil antreiben.
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Die
Steuervorrichtung kann außerdem Brennstoff-Überwachungsmittel
aufweisen, die ein Brennstoffzumessventil umfassen, dessen Position durch
das Signal von den Brennstoffsteuermitteln eingestellt wird. Die
Schutzvorrichtung kann elektrisch das Brennstoffzumessventil antreiben.
Das Brennstoffzumessventil kann durch einen Drehmomentmotor eingestellt
werden. Die Steuervorrichtung kann außerdem Mittel aufweisen, um
die Position des Brennstoffzumessventils zu überwachen. Diese Mittel können einen
linearen veränderbaren
Differentialtransformator umfassen, der ein Rückführungssignal erzeugen kann,
das repräsentativ
ist für
die Position des Brennstoffzumessventils. Dieses Rückführungssignal
kann das Rückführungssignal
sein, das von den Brennstoffsteuermitteln empfangen wurde.
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Die
Position des Brennstoffzumessventils steuert zweckmäßigerweise
die Brennstoffströmung nach
dem Triebwerk, wodurch der Schub des Triebwerks eingestellt wird.
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Gemäß der Erfindung
bezieht sich diese weiter auf ein Flugzeug mit einer Steuervorrichtung
gemäß einem
der vorstehenden zehn Abschnitte.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist
ein schematischer Axialschnitt durch ein Gasturbinentriebwerk, geeignet
zur Steuerung durch ein erfindungsgemäßes System;
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2 ist
ein Blockschaltbild, das einen einzigen Kanal eines bekannten Steuersystems
repräsentiert;
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3 ist
ein sehr vereinfachtes Blockschaltbild, welches ein Einkanal-Steuersystem gemäß der Erfindung
zeigt; und
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4 ist
ein Blockschaltbild, welches ein Einkanal-Steuersystem gemäß der Erfindung
zeigt, wobei das Zusammenwirken zwischen der inneren und äußeren Brennstoffströmungs-Regelschleife
und dem Triebwerksschub im Einzelnen dargestellt ist, wobei jedoch
das Zusammenwirken zwischen der Triebwerks-Steuervorrichtung und dem Abschaltventil
weggelassen ist.
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1 zeigt
ein Mantelstrom-Fan-Gasturbinentriebwerk, das allgemein mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und in axialer Strömungsrichtung hintereinander
die folgenden Bauteile aufweist: einen Lufteinlass 12,
einen Vortriebsfan 14, einen Zwischendruckkompressor 16,
einen Hochdruckkompressor 18, eine Verbrennungseinrichtung 20,
eine Hochdruckturbine 22, eine Zwischendruckturbine 24, eine
Niederdruckturbine 26 und eine Abgasdüse 28.
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Das
Gasturbinentriebwerk 10 arbeitet in herkömmlicher
Weise und die in den Einlass 12 eintretende Luft wird durch
den Fan 14 beschleunigt, um zwei Luftströmungen zu
erzeugen, nämlich
eine erste Luftströmung
in den Zwischendruckkompressor 16 hinein und eine zweite
Luftströmung,
die einen Vorwärtsschub
liefert. Der Zwischendruckkompressor 16 komprimiert die
Luftströmung,
die in diesen geleitet wurde, bevor die Luft an den Hochdruckkompressor 18 ausgegeben
wird, wo eine weitere Kompression stattfindet.
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Die
komprimierte Luft, die vom Hochdruckkompressor 18 ausgeht,
wird in die Verbrennungseinrichtung 20 geleitet, wo sie
mit Brennstoff vermischt und wo die Vermischung verbrannt wird.
Die resultierenden heißen
Verbrennungsprodukte expandieren dann durch die Hochdruckturbine,
die Zwischendruckturbine und die Niederdruckturbine 22, 24, 26 und
treiben diese an, bevor die Verbrennungsgase durch die Abgasdüse 28 ausgestoßen werden, um
dadurch einen zusätzlichen
Vortriebsschub zu erzeugen. Die Hochdruckturbine 22, die
Zwischendruckturbine 24 und die Niederdruckturbine 26 treiben
den Hochdruckkompressor 16, den Zwischendruckkompressor 18 und
den Fan 14 über
geeignete Verbindungswellen an.
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Der
vom Triebwerk erzeugte Schub wird durch Einstellung der Brennstoffströmung nach
den nicht dargestellten Brennern der Verbrennungseinrichtung 20 eingestellt. 2 zeigt
ein bekanntes Triebwerks-Steuersystem 50 einschließlich Triebwerks-Steuermitteln 52 und
Brennstoff-Steuermitteln 54.
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Gemäß 2 weist
die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 Eingänge unter
anderem für
die Gashebelposition 56, für die Luftdaten und für die Leistung 58 auf.
Dies sind die Basiseingänge,
die es der Triebwerks-Steuervorrichtung ermöglichen, die Brennstoffströmung zu
bestimmen, die vom Triebwerk benötigt
wird. Die Triebwerks-Steuervorrichtung weist auch eine Drossel am
Leerlaufeingang 60 auf, und dies ist ein einfaches An/Aus-Signal,
das anzeigt, ob die Drossel im Leerlauf befindlich ist oder nicht,
und die Steuervorrichtung umfasst auch ein Drehzahlsignal 62 für die Niederdruckwelle.
Die Funktion dieser Signale wird weiter unten beschrieben.
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Die
Brennstoff-Steuervorrichtung 54 weist ein Brennstoffzumessventil
("FMV") auf, das in der Lage
ist, die Brennstoffmenge zu steuern, die den Brennern der Verbrennungseinrichtung
des Flugzeug-Triebwerks zugeführt
wird. Die Brennstoff-Steuervorrichtung
weist auch ein Abschaltventil ("SOV") 66 auf,
und dies ist ein einfaches An/Abschaltventil, das im Betrieb offen
ist und das in die Schließstellung bei
Beendigung des Fluges überführt wird
oder das geschlossen wird, wenn beispielsweise eine Fehlfunktion
des Brennstoffzumessventils auftritt.
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Zwischen
der Triebwerks-Steuervorrichtung und der Brennstoff-Steuervorrichtung
verlaufen verschiedene Signale. Diese umfassen ein FMV-Bedarfssignal 68 und
ein FMV-Rückführungssignal 70. Außerdem verlaufen
ein SOV-Bedarfssignal 72 und ein SOV-Rückführungssignal 74 zwischen
der Triebwerks-Steuervorrichtung und dem Abschaltventil.
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Im
Betrieb analysiert die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 die
Gashebelposition und die Luftdaten und die Leistung, um die Brennstoffrate
zu bestimmen, die vom Triebwerk gefordert wird. Die Triebwerks-Steuervorrichtung
erzeugt ein resultierendes FMV-Bedarfssignal 68, das dem
Brennstoffzumessventil 64 innerhalb der Brennstoff-Steuervorrichtung 54 zugeführt wird.
Das Brennstoffzumessventil wird in eine geeignete Position für diese
Brennstoffrate bewegt, und der Brennstoff wird dann den Brennern über das
im Betrieb offene Abschaltventil 66 zugeführt. Das
FMV-Rückführungssignal
wird kontinuierlich durch die Triebwerks-Steuervorrichtung überwacht
und das FMV-Bedarfssignal wird entsprechend eingestellt.
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Das
Steuersystem 50 besitzt gewisse Adaptionen, um einen Schutz
gegen einen Überschub
zu gewährleisten.
Wie oben beschrieben, ist Überschub eine
Bedingung, bei der das Triebwerk einen übermäßigen Schub erzeugt, der durch
die Bewegung des Gashebels nicht abgeschwächt werden kann. Die Triebwerks-Steuervorrichtung überprüft das Drehzahlsignal 62 der
Niederdruckwelle und der Drossel am Leerlaufsignal 60.
Wenn die Drossel auf Leerlauf steht, sollte die Drehzahl der Niederdruckwelle
auf die Drossel ansprechen und eine Verminderung oder eine Einstellung
unter einen Schwellwert bewirken und nicht über einen Schwellwert ansteigen.
Der Schwellwert ist ein Leerlaufwert plus einem bestimmten Spielraum.
Wenn die Drehzahl der Niederdruckwelle nicht vermindert wird, zeigt
dies eine Überschubsituation
an und die Triebwerks-Steuervorrichtung sendet daher ein Signal über die
Leitung 72, welches das Abschaltventil veranlasst, sich
in die Schließstellung
zu bewegen. Hierdurch wird die Brennstoffströmung nach den Brennern angehalten.
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Wie
ersichtlich, liefert bei dem oben angegebenen System die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 das
FMV-Bedarfssignal 68 und auch das SOV-Bedarfssignal 72.
Demgemäß könnte ein
Fehler in der Triebwerks-Steuervorrichtung, der zu einem Überschub
führt,
theoretisch auch dazu führen,
dass die Triebwerks-Steuervorrichtung
das SOV-Bedarfssignal nicht korrekt liefert. Demgemäß kann demonstriert
werden, dass ein einzelner Fehler in dem obigen System, beispielsweise
in der Leistungszuführung, nach
der Triebwerks-Steuervorrichtung keine Überschubsituation erzeugen
könnte.
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Die 3 und 4 veranschaulichen
ein Steuersystem 50 gemäß der Erfindung,
wobei 3 eine allgemeine Übersicht liefert und 4 eine
detaillierte Darstellung bildet, wobei jedoch das Zusammenwirken
zwischen der Triebwerks-Steuervorrichtung
und der Brennstoff-Steuervorrichtung SOV weggelassen ist. Zunächst wird
auf 3 Bezug genommen, und hieraus ist ersichtlich,
dass die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 mit Steuersystem-Eingängen 58 mit
einem Drehzahlsignal 62 für eine Niederdruckwelle und
einem Positionssignal 56 für den Gashebel ausgebildet
ist. Die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 kann als Teil
einer äußeren Brennstoff-Regelschleife
angesehen werden.
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Ein Überschubschutz 76 weist
eine Drossel am Leerlaufeingang 60 und ein Drehzahlsignal 62 für die Niederdruckwelle
auf. Das Drehzahlsignal für
die Niederdruckwelle für
den Überschubschutz
ist unabhängig
von dem Drehzahlsignal der Triebwerks-Steuervorrichtung für die Niederdruckwelle.
Ein Überschubschutz 76 kann
als Teil einer inneren Brennstoff-Regelschleife betrachtet werden.
Die innere Brennstoff-Regelschleife umfasst ein FMV-Bedarfssignal 68,
das zwischen dem Überschubschutz 76 und einem
Brennstoffzumessventil 64 verläuft und ein FMV-Rückführungssignal 70, das
von dem Brennstoffzumessventil 64 nach dem Überschubschutz 76 verläuft.
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Das
Brennstoffzumessventil 64 ist innerhalb der Brennstoffsteuermittel 54 angeordnet,
die auch das Abschaltventil 66 enthalten. Das Abschaltventil wird
von der Triebwerks-Steuervorrichtung 52 über ein
SOV-Bedarfssignal 72 gesteuert.
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Im
Betrieb überwacht
die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 das Gashebel-Positionssignal 56 und das
Drehzahlsignal 62 für
die Niederdruckwelle zusammen mit den Steuersystem-Eingängen 58,
um ein Signal 78 zu liefern, das repräsentativ ist für die Brennstoffströmung, die
das Triebwerk erfordert. Dieses Signal gelangt zu dem Überschubschutz 76.
Im Normalbetrieb wird das Brennstoffströmungs-Bedarfssignal 78 durch den Überschubschutz
in ein FMV-Bedarfssignal 68 überführt. Der Überschubschutz 76 überwacht
jedoch auch den Gashebel bei dem Leerlaufsignal 60 und
das Drehzahlsignal der Niederdruckwelle. Wenn die Drossel auch auf
Leerlauf geschaltet ist, sollte die Drehzahl der Niederdruckwelle
abfallen oder unter einem Schwellwert liegen, wie dies oben erwähnt wurde.
Wenn dies nicht der Fall ist, detektiert der Überschubschutz eine Überschubsituation
und umgeht die Brennstoffströmung,
die von der Triebwerks-Steuervorrichtung gefordert wird. In diesem
Fall liefert der Überschubschutz 76 ein
FMV-Bedarfssignal zusammen mit einem vernünftigen Bedarf, basierend auf
der Drehzahl der Niederdruckwelle und der Drossel bei dem Leerlaufsignal.
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Falls
ein Fehler im Überschubschutz 76 auftritt,
der zu einem Überschub
führt,
dann stellt die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 dies fest,
indem das Drehzahlsignal 62 der Niederdruckwelle und das Gashebel-Positionssignal 56 überwacht
werden. Wenn der Gashebel auf Leerlauf steht, sollte die Drehzahl
der Niederdruckwelle abnehmen oder unter einem Schwellwert liegen,
und wenn dies nicht der Fall ist, dann ist die Triebwerks-Steuervorrichtung
in der Lage, einen Überschub
festzustellen und ein Signal über
die Leitung 72 zu senden, um das Abschaltventil zu betätigen. Dadurch
wird verhindert, dass Brennstoff nach den Brennern strömt.
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4 veranschaulicht
einen Teil des obigen Systems mit gewissen Einzelheiten. Es ist
ersichtlich, dass die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 mit
einem Bedarfssignal 80 für Drehzahl oder Druck ausgerüstet ist,
das von einem Schubbedarf herrührt,
der durch den Pfeil 82 repräsentiert wird. Dies ist allgemein äquivalent
dem Gashebel-Positionssignal 56 in 3.
Die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 empfängt auch
ein Spannungssignal 84 für Geschwindigkeit oder Druck,
wodurch es in ein Drehzahl- oder Druck-Rückführungssignal 86 umgewandelt
wird. Das Drehzahl-Spannungssignal
oder das Druck-Spannungssignal wird von einem Drehzahlsensor 88 oder
einem Drucksensor 88 geliefert, der innerhalb des Flugtriebwerks
angeordnet ist.
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Die
Triebwerks-Steuervorrichtung benutzt das Bedarfssignal 80 für Drehzahl
oder Druck und das Rückführungssignal 86 für Drehzahl
oder Druck, um einen Brennstoff-Strömungsbedarf zu berechnen, und
dies wird als erstes Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78 ausgegeben.
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Das
erste Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78 wird
in einen Komparator 92 innerhalb des Überschubschutzes 76 eingegeben.
Dem Komparator 92 wird außerdem ein zweites Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 94 zugeführt, das
einen Brennstoff-Strömungsgrenzwert
anzeigt. Das zweite Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 94 wird
durch den Überschubschutz
geliefert. Der Überschubschutz
weist eine Drossel am Leerlaufsignal 96, eine Drehzahl
am Leerlaufsignal 98 und eine am Rotliniensignal 100 auf.
Außerdem
ist ein Drehzahl-Rückführungssignal 102 vorgesehen,
und dies resultiert aus einer Drehzahlsignalspannung 104,
die wiederum aus einem Drehzahlsensor 106 abgeleitet wird, der
innerhalb des Triebwerks angeordnet ist. Der Überschubschutz ist in der Lage,
diese verschiedenen Signale zu vergleichen, um einen maximalen Brennstoff-Strömungsbedarf
zu liefern, den die Triebwerks-Steuervorrichtung unter diesen Bedingungen fordern
sollte. Dies ist das Brennstoff-Bedarfssignal 94.
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Der
Komparator 92 wählt
das niedrigere der beiden Brennstoff-Strömungsbedarfssignale 78 und 94 aus.
Daher wird das Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78 vom
Komparator ausgewählt,
vorausgesetzt, dass das Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78 (dieses
wird durch die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 erzeugt)
unter dem beobachteten maximalen Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 90 liegt (das
durch den Überschubschutz 76 berechnet
wird). Das Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78 wird dann
vom Überschubschutz benutzt,
um ein FMV-Bedarfssignal 68 zu erzeugen. Das FMV-Bedarfssignal 68 wird
mit einem FMV-Positions-Rückführungssignal 74,
d. h. einem FMV-Positionsfehler verglichen,
der benutzt wird, um den Antriebsstrom für den Ventil-Drehmomentenmotor 108 des
Brennstoffzumessventils zu treiben. Der Drehmomentenmotor 108 treibt
das Brennstoffzumessventil 64 in eine gewünschte Stellung.
Ein linearer variabler Brennstoffzumessventil-Differenztransformator 110 wandelt
die Lage des Brennstoffzumessventils in ein Spannungssignal 112 um,
das benutzt wird, um das FMV-Rückführungssignal 74 zu
erhalten. Dies ergibt eine Regelschleife für die Ventilstellung des Brennstoffzumessventils.
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Die
Lage des Brennstoffzumessventils 64 bestimmt die Brennstoffströmung nach
den Brennern der Verbrennungseinrichtung (durch 114 gekennzeichnet)
und steuert hierdurch den Schub des Flugtriebwerks. Der Schub beeinflusst
seinerseits den Drehzahl- oder Drucksensor 88 und den Drehzahlsensor 106.
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Es
ist klar, dass dann, wenn die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 eine
Fehlfunktion hat und eine zu hohe Brennstoffströmung über die Brennstoffströmungs-Bedarfssignalleitung 78 fordert, dies
durch das Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 94 umgangen
wird (dieses repräsentiert
einen Brennstoffströmungs-Grenzwert),
wenn dies notwendig ist. Auf diese Weise wird ein Überschubschutz
in dieses System eingebaut.
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Sollte
ein Fehler in dem Überschubschutz 76 auftreten,
dann ist die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 in
der Lage, dies festzustellen, indem die Drehzahl der Niederdruckwelle überwacht
wird und die Signale repräsentativ
sind für
den Schubbedarf. Wenn diese Signale eine Überschubsituation anzeigen,
dann sendet die Triebwerks-Steuervorrichtung ein Signal an das Abschaltventil 66 (in 4 nicht
dargestellt), um den nach den Brennern strömenden Brennstoff anzuhalten.
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Die
Schaltung, die die Triebwerks-Steuervorrichtung 52 bildet,
wird durch eine getrennte Stromzuführung durch die Schaltung gespeist,
die von dem Überschubschutz 76 geliefert
wird. Außerdem
ist die Triebwerks-Steuervorrichtungs-Schaltung
in einem Gehäuse
untergebracht, das von der Überschubschutzschaltung
getrennt ist. Das Brennstoff-Strömungsbedarfssignal 78,
das zwischen der Triebwerks-Steuervorrichtung 52 und dem Überschubschutz 76 verläuft, ist
eine serielle digitale Übertragung,
die von einem geeignet gepufferten Eingang am Überschubschutz empfangen wird.
Das Signal könnte
stattdessen ein parallel digitales Signal oder ein Analogsignal
sein.
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Auf
diese Weise wird ein Steuersystem für ein Flugtriebwerk geschaffen,
bei dem ein Überschubschutz
sowohl durch die Triebwerks-Steuervorrichtung als auch durch den
getrennten Überschubschutz
gebildet wird.
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Weil
die Triebwerks-Steuervorrichtung von dem Überschubschutz unabhängig ist,
bewirkt ein einziger Fehler keine Fehlfunktion von beiden Systemen.
Beide Systeme haben einen in sie eingebauten Überschubschutz. Demgemäß führt die
Fehlfunktion von Triebwerks-Steuervorrichtung oder Überschubschutz
nicht zu einem Überschub.
Dies bedeutet, dass ein Überschubschutz
vorgesehen ist, der voll innerhalb eines einzigen Kanals liegt.
Daher könnte
ein Flugzeug auf einem einzigen Kanal fliegen und trotzdem einen
genügenden Überschubschutz
aufweisen. Außerdem
können
derartige Situationen sehr viel sicherer verarbeitet werden als
es bei den bekannten Systemen der Fall war, weil Überschubprobleme
allgemein durch den Komparator 92 verarbeitet werden, der
ein geeignetes FMV-Signal
liefert anstatt die Brennstoffzuführung vollständig über das Abschaltventil
abzuschalten.
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Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
können
zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Insbesondere können
ausgeklügelte
Ausführungen
in der Berechnung der maximalen Grenze für die Brennstoffströmung im Überschubschutz
für alle Gashebelstellungen
und auch für
die Position der Schubumkehrvorrichtung eingeführt werden.