FR2646208A1 - Dispositif de commande d'une vanne de soutirage d'un compresseur faisant partie d'un turbomoteur et procede de commande d'un tel turbomoteur - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne des turbomoteurs et plus particulièrement un moyen et un procédé pour commander des vannes de soutirage d'un compresseur pendant le fonctionnement transitoire du moteur. Ce dispositif de commande est caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de fonction 28 pour produire, pendant le fonctionnement du moteur en régime transitoire, un signal BT de réajustement de la position de la vanne de soutirage 22 en régime transitoire, des moyens 32 pour produire un facteur de correction F pour le signal BT , des moyens 34 pour appliquer le facteur de correction F au signal BT , des moyens 24 pour produire un signal BS S de position de la vanne de soutirage en régime permanent, des moyens 38 pour ajouter le signal BS S de position de la vanne de soutirage en régime permanent au signal corrigé BC T et des moyens 40, 44 répondant à ce signal combiné BS S + BC T en modulant, la position de la vanne de soutirage 22.
Description
La présente invention concerne des turbomoteurs et plus particulièrement
un moyen et un procédé pour commander des vannes de soutirage d'un compresseur pendant le
fonctionnement transitoire du moteur.
Ainsi qu'il est bien connu dans la technique, il est nécessaire de faire fonctionner des turbomoteurs au voisinage de la ligne de pompage du moteur, afin de passer aussi rapidement que possible d'un mode de fonctionnement en régime permanent à un autre mode. Des excursions audelà de la ligne de pompage ne peuvent pas être tolérées attendu que le pompage peut se traduire par une perte de poussée soudaine et/ou une surchauffe du moteur. Habituellement les commandes du moteur surveillent divers paramètres du moteur et elles comportent des lois de variation des paramètres du moteur qui sont utilisées pour commander automatiquement le moteur en tenant compte des caractéristiques de pompage du moteur particulier (avec un facteur de sécurité approprié) pour
lequel la commande est conçue.
Pendant le fonctionnement du moteur en régime permanent, il est connu de moduler la vanne de soutirage du compresseur en fonction d'un programme particulier basé sur des paramètres tels que l'altitude, le nombre de Mach et le niveau de puissance du moteur. Pendant un fonctionnement en régime transitoire du moteur la position de la vanne de soutirage en régime permanent est réajustée de manière à être plus ouverte d'une quantité qui est fonction du rapport entre le taux effectif de variation de vitesse du compresseur et un taux maximal programmé, de va iation de vitesse du compresseur pondéré pour tenir compte de la vitesse du moteur (c'est-à-dire du niveau de puissance). Plus le taux effectif
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de variation de vitesse est proche du taux de variation maximal programmé, plus la vanne de soutirage est ouverte. Un tel système est représenté et décrit dans le brevet US-4 756 152. Plus la caractéristique de fonctionnement du compresseur est proche de la ligne de pompage, plus les performances du moteur sont meilleures. Il est désirable, d'une manière idéale, de maintenir le rapport de pression du compresseur à une distance de sécurité approximativement constante en dessous de la ligne de pompage, dans la totalité de la plage de fonctionnement du moteur. Lorsqu'un moteur est soumis à une décélération, le rapport de pression du compresseur augmente si l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage demeure inchangée. Ceci réduit la marge de pompage. Le générateur de fonction du brevet US-4 756 152 produit un ordre en vue d'ouvrir la vanne de soutirage, afin de réduire le rapport de pression pour compenser, au moins partiellement, l'augmentation du rapport de pression résultant d'une telle décélération du moteur. Cette requête dépend partiellement d'une loi programmée du taux maximal de variation de vitesse du compresseur incorporée dans le système de commande; cependant les exigences du moteur qui dictent la loi du taux maximal de variation de vitesse du compresseur sont souvent différentes des exigences en ce qui concerne le soutirage du compresseur. Le fait de lier les exigences en matière de soutirage du compresseur à la loi du taux maximal de variation de vitesse du compresseur est une contrainte qui empêche le concepteur du système de commande de programmer le soutirage aussi totalement fermé que les marges de sécurité le permettraient par ailleurs. Sous un autre angle le système de commande suivant la technique antérieure ne fournit pas une caractéristique de fonctionnement du compresseur en régime transitoire avec une petite marge de pompage admissible, en dépit du fait qu'un tel système constitue une amélioration par rapport au système du type vanne de soutirage ouverte/vanne de soutirage fermée
qui l'a précédé.
Lorsque l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage est augmentée, le moteur subit une réadaptation thermodynamique qui se traduit par une réduction du taux de décélération, quand bien même les actions du pilote n'exigent pas une telle réduction. Cette réduction indésirable du taux de décélération amène le système de commande à requérir une diminution (ou une moindre augmentation) de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage. Des changements de la position de la vanne de soutirage se traduisent également par des variations du rapport de pression du moteur. Puisque le débit de carburant est habituellement lié au rapport de pression du moteur, une variation de la position de la vanne de soutirage peut provoquer une faible
variation du débit de carburant. Ces phénomènes, appelés ci-
après "interactions du système de soutirage", provoquent des oscillations indésirables de la vanne de soutirage et de la poussée pendant la transition d'une position de régime
permanent à une autre position.
Suivant la technique antérieure la liaison entre le programme de soutirage et la loi programmée du taux maximal de variation de la vitesse du compresseur, combinée avec l'exigence d'avoir à éviter les oscillations -dont il a été question ci-dessus, a forcé le système de commande à être conçu avec une menace en stabilité supérieure à celle qui est désirable pendant les étapes initiales d'une décélération
soudaine. Ce sont cette menace et les oscillations de poussée -
indésirables que l'on désire maintenant réduire ou éliminer.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande du soutirage d'un compresseur pour un turbomoteur qui permet au compresseur de fonctionner plus près de la ligne de pompage pendant les régimes transitoires
du moteur, sans sacrifier la sécurité.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande du soutirage qui permet au compresseur de fonctionner avec une marge de pompage
relativement constante pendant tout le régime transitoire.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de commande du soutirage qui permet au compresseur de fonctionner à proximité immédiate de sa caractéristique de fonctionnement en régime permanent pendant toute une phase
de régime transitoire du moteur.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande du soutirage qui évite les oscillations de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage pendant le régime transitoire du moteur, tandis que ce moteur passe d'un mode de fonctionnement en régime
permanent à un autre mode en régime permanent.
Suivant la présente invention un dispositif de commande module, pendant un régime transitoire du moteur, une vanne de soutirage d'un compresseur entre des positions d'ouverture totale et de fermeture totale, en fonction du taux de variation de la vitesse du compresseur, conditionné par les conditions de vol et corrigé pour tenir compte du niveau de puissance du moteur. Plus particulièrement, pour maintenir une marge de pompage du compresseur suffisamment faible mais toutefois admissible, pendant le régime transitoire du moteur, un pourcentage additionnel de l'aire de l'ouverture totale de la vanne de soutirage, pendant un régime transitoire, est déterminé par un générateur de fonction basé sur le taux de variation de la vitesse du moteur, et conditionné par la condition de vol. Un facteur de correction est appliqué à ce pourcentage pour tenir compte du niveau de puissance du moteur. Le pourcentage corrigé est ajouté au pourcentage, programmé pour le régime permanent, de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage, et la quantité combinée est utilisée pour réajuster l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage. La loi programmée de soutirage du générateur de fonction est indépendante de n'importe quel taux maximal admissible
programmé de variation de la vitesse du moteur.
La présente invention convient tout particulièrement à une utilisation pendant une décélération d'un moteur comportant un compresseur haute pression et un compresseur basse pression. Une décélération du compresseur haute pression provoque une augmentation du rapport de pression à travers le compresseur basse pression, ce qui tend à déplacer la caractéristique de fonctionnement du compresseur basse pression pour la rapprocher de sa ligne de pompage, en réduisant ainsi la marge de sécurité. L'augmentation de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage compense l'apparition de ce phénomène en réduisant le rapport de pression à travers le compresseur basse pression, ce qui a pour effet de déplacer sa caractéristique de fonctionnement en l'écartant davantage de la ligne de pompage. Il y a une relation linéaire entre le taux de décélération et la quantité du déplacement de la caractéristique de fonctionnement en direction de la ligne de pompage. Cette relation linéaire varie avec la condition de vol dans laquelle le moteur se trouve fonctionner. Dans le système de commande suivant la présente invention un générateur de fonction produit un signal qui représente la quantité dont la vanne de soutirage doit être ouverte afin de compenser le taux de décélération et la condition de vol, (l'altitude, par exemple, peut être utilisée comme le paramètre de la condition de vol). Une réduction du mouvement de la caractéristique de fonctionnement du compresseur en direction
de la ligne de pompage est ainsi obtenue.
Le débit de soutirage est fonction à la fois de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage et des pressions relatives du gaz à l'entrée et à la sortie de la vanne de soutirage. La pression du gaz à l'entrée de la vanne de soutirage varie avec le niveau de puissance du moteur. Par conséquent, pour commander la marge de pompage pendant une décélération, il est également nécessaire de compenser les variations du niveau de puissance. Dans le système de commande suivant la présente invention, la quantité programmée de variation de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage, pour un taux de décélération et une condition de vol particuliers, est multipliée par un facteur de correction- dépendant de la puissance du moteur. C'est ce produit qui est finalement utilisé pour réajuster l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage pendant une décélération. De préférence les lois programmées du soutirage et les facteurs de correction en fonction du niveau de puissance sont choisis de manière à commander l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage de telle façon que la caractéristique de fonctionnement du compresseur basse pression en régime transitoire soit maintenue à un faible pourcentage constant en dessous de la caractéristique de fonctionnement en régime permanent. Ceci maintient la marge de pompage proche du
niveau de sécurité minimal pendant toute la décélération.
Suivant une forme d'exécution préférée de la présente invention une construction d'hystérésis est appliquée au signal de taux de décélération avant que ce signal ne constitue une entrée du générateur de fonction et ne soit utilisé pour produire un nouveau signal de position de la vanne de soutirage. Une construction d'hystérésis est une fonction qui maintient la sortie d'un signal constante jusqu'à ce que la différence entre la sortie et l'entrée dépasse la moitié d'une valeur spécifiée appelée la largeur de bande. Lorsque l'entrée est supérieure à la sortie de plus de la moitié de la largeur de bande, la sortie est rendue
égale à l'entrée moins la moitié de la largeur de bande.
Lorsque l'entrée est inférieure à la sortie moins la moitié de la largeur de bande, la sortie est rendue égale à l'entrée plus la moitié de la largeur de bande, autrement la sortie demeure constante. La largeur de bande est choisie de telle façon que des variations de l'entrée, dues -au bruit et aux interactions du système de soutirage, aient une influence
minimale sur la sortie.
En ce qui concerne la présente invention, lorsque le pilote baissge la manette des gaz pour décélérer le moteur, le débit de carburant est immédiatement réduit et le compresseur commence à ralentir. Si une construction d'hystérésis n'était pas appliquée aux taux de décélération, le dispositif de commande établirait simplement le débit de soutirage en se basant sur le taux de décélération effectif à ce moment. Ainsi, lorsque le taux de décélération augmente à la suite de la demande du pilote, l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage augmenterait afin de réduire le rapport de pression à travers le compresseur. Le débit de soutirage résultant provoquerait une réadaptation thermodynamique du moteur; cette réadaptation produirait une légère diminution du taux de décélération. La réponse du dispositif de commande à la diminution du taux de décélération serait double. Elle amènerait la commande de soutirage à réduire l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage, tandis que la commande de carburant réduirait additionnellement le débit de carburant afin de maintenir un taux de décélération désiré. Le résultat, sans
hystérésis, serait des oscillations de la poussée du moteur.
En appliquant une construction d'hystérésis au taux de décélération, de petites fluctuations (inférieures à la largeur de bande sélectionnée) dans le taux de décélération ne se traduisent pas par une variation de l'amplitude du signal de taux de décélération qui est envoyé au générateur de fonction. En fait la construction d'hystérésis amène, la réponse du flux de soutirage à être retardée, par rapport à un changement du taux de décélération, de la largeur de bande sélectionnée, ce qui réduit ainsi la possibilité d'apparition d'oscillations du flux de soutirage (et par conséquent
d'oscillations de la poussée) pendant une décélération.
On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma synoptique d'un turbomoteur à double corps dans lequel est incorporé le dispositif de
commande suivant l'invention.
La figure 2 est un diagramme de la réponse typique du compresseur qui illustre les avantages de la présente
invention par rapport à la technique antérieure.
A titre d'exemple de réalisation de la présente invention on considérera le turboréacteur à double corps représenté sur le dessin et qui est indiqué d'une manière générale par la référence numérique 10. Ce moteur comprend un compresseur basse pression 12 relié, par l'intermédiaire d'un arbre, à une turbine basse pression 14, un compresseur haute pression 16 relié, par l'intermédiaire d'un arbre, à une turbine haute pression 18, et une section de combustion 20 disposée entre le compresseur haute pression et la turbine haute pression. Une vanne de soutirage 22 est disposée entre les compresseurs haute pression et basse pression afin de soutirer de l'air du compresseur à partir du circuit d'écoulement de l'air du moteur, pendant certaines conditions
de fonctionnement du moteur.
Ainsi qu'il est bien connu dans la technique et comme cela est le cas dans la présente forme d'exécution, l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage est réglée par une commande électronique du moteur qui régle également, par exemple, le débit de carburant vers la section de combustion. Seule la portion de la commande électronique du moteur qui est directement concernée par la commande de la
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vanne de soutirage 22, est représentée sur le dessin et elle est représentée d'une manière simplifiée afin de faciliter l'explication. Si on se réfère au dessin on voit que des signaux représentant la vitesse corrigée du rotor basse pression (N1C), le nombre de Mach de l'aéronef (Mn) et l'altitude de l'aéronef (ALT) sont tous appliqués à un générateur de fonction 24 qui émet à sa sortie un signal BSS de position de la vanne de soutirage en régime permanent, à partir d'une
loi de soutirage en régime permanent obtenue empiriquement.
Le signal BSS indique la position désirée, en régime permanent, de la vanne de soutirage 22, cette position pouvant être n'importe quelle position entre la position de
fermeture totale et celle d'ouverture à 100%.
Le taux de variation de la vitesse (N2) du rotor haute pression est calculé ou déterminé à des intervalles réguliers et une construction d'hystérésis qui est
représentée par le bloc "hystérésis" 26, lui est appliquée.
La sortie R du bloc "hystérésis" 26 est appliquée à un générateur de fonction 28 conjointement avec un signal d'altitude 30 qui représente la condition de vol dans laquelle le moteur se trouve fonctionner. Le générateur de fonction est conçu de manière à délivrer un signal BT de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire lequel indique la quantité dont la vanne de soutirage 22 doit être davantage ouverte afin d'annuler la perte de marge de pompage qui apparaîtrait sans cela pendant une décélération. Le signal de sortie BT est conditionné, dans le générateur de fonction 28, pour tenir compte de la condition de vol dans laquelle le moteur se trouve tl fonctionner, puisque la condition de vol a un effet sur la relation entre le taux de décélération du moteur et l'aire
recquise de la section d'ouverture de la vanne de soutirage.
Cependant le générateur de fonction 28 ne tient pas compte de différences dans le flux de soutirage effectif pour une aire de section d'ouverture de soutirage donnée, ces différences
résultant du niveau de puissance auquel fonctionne le moteur.
Dans cette forme d'exécution, l'altitude est le paramètre de condition de vol qui est utilisé pour conditionner le signal de sortie BT. D'autres paramètres, tels que la pression ambiante, le nombre de Mach du moteur ou la pression totale à
l'entrée du moteur peuvent être également utilisés.
Pour tenir compte de ces différences, un générateur de fonction 32 reçoit, à son entrée, la vitesse corrigée du compresseur basse pression N1C qui est un paramètre représentant le niveau de puissance du moteur. Le générateur de fonction 32 produit un signal F qui est considéré présentement comme un facteur de correction. Ce facteur de correction F et le signal BT de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire sont multipliés l'un par l'autre dans un multiplicateur 34 dont la sortie BCT est appelée ci-après le signal corrigé de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire. Le signal BCT correspond à l'aire de la section d'ouverture de soutirage additionnelle qui est exigée pour réduire au minimum la perte de marge de pompage due à
une décélération.
S'il arrive que le niveau de puissance du moteur soit le même que le niveau de puissance du moteur sur lequel sont basées les courbes empiriques dans le générateur de fonction 28, la valeur du facteur F est alors égale à 1,0 et BT est égal à BCT. Autrement le facteur de correction F est supérieur ou inférieur à 1,0, suivant le cas. BCT a une valeur comprise entre 0,0 et 1,0 qui représente une fraction ou un pourcentage de l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage en position d'ouverture totale. Ainsi si BCT est égal à 0,3, ceci signifie que l'aire de la section d'ouverture de la vanne de soutirage doit être augmentée d'une quantité égale à 30% de son aire d'ouverture totale, afin de compenser la perte de marge de pompage due à la décélération. Le signal corrigé BCT de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire passe à travers un limiteur de vitesse de variation 36 et il est ajouté au signal BSS de position de la vanne de soutirage en régime permanent, dans un additionneur 38. Le signal combiné BSs + BCT est transmis à une porte de sélection basse 40, qui
reçoit additionnellement un signal ayant une valeur de 1,0.
Le signal de sortie 42 de la porte de sélection basse n'est par conséquent jamais supérieur à 1,0, ce qui signifie que la vanne 22 doit être totalement ouverte. Le signal de sortie 42 est transmis à un sélecteur 44. Cette fonction sera expliquée ci-après. Un signal de réaction FS est émis à partir de la vanne de soutirage 22 vers un déterminateur 46, par l'intermédiaire d'une ligne 48. Le déterminateur 46 émet un signal 50 vers le sélecteur 44 uniquement lorsque le signal de réaction FS est, soit indisponible, soit non fiable, ce qui signifie que l position ou l'aire d'ouverture présente de la vanne de aoutiraqe ne peut pas être déterminée d'une manière fiable. Si le sélecteur 44 ne reçoit pas un tel signal, ceci signifie que le signal de réaction FS est bon (G) et le signal 52 de sortie du sélecteur a alors la valeur du signal 42, qui est la valeur la plus basse de 1,0 ou de la somme du signal de position de la vanne de soutirage en régime permanent (Bss) et du signal corrigé de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire (BCT). Le signal 52 de sortie du sélecteur est ensuite
utilisé pour réajuster la position de la vanne de soutirage.
Par contre si un signal 50 est envoyé au sélecteur 44, ceci signifie que le signal de réaction FS est mauvais (B) ou non fiable. Le signal 52 de sortie du sélecteur est alors équivalent au signal de sortie 54 provenant d'un calculateur 56. Le calculateur 56 reçoit des signaux représentant la vitesse NC1 du compresseur basse pression et le taux de variation PB de la pression du brûleur. En se basant sur ces deux entrées, le calculateur 56 détermine si la vanne de soutirage est au mieux totalement ouverte ou totalement fermée. Ainsi le signal 54 est alors soit 0,0 ce qui signifie que la vanne de soutirage doit être totalement fermée, soit 1,0 ce qui signifie que la vanne de soutirage doit être totalement ouverte. Lorsque le signal de position de réaction 48 est fiable, la vanne de soutirage est alors mise en position en fonction du signal BSS de soutirage en régime permanent augmenté de n'importe quelle quantité incrémentale indiquée par BCT. Cette quantité incrémentale est égale à 0,0 (c'est-à- dire BT = 0,0) pour toutes les valeurs négatives de R, ce qui signifie que le moteur est en train d'accélérer au
lieu de décélérer.
Lorsque le taux de la décélération se ralentit et dans les cas o le pilote demande soudainement une accélération au cours d'une décélération, la valeur du signal corrigé BCT de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire est rapidement réduite à partir des valeurs antérieures. Si la valeur du signal BCT est réduite ou annulée trop rapidement, la stabilité du moteur pourrait ne pas être maintenue. Le limiteur de vitesse de variation 36 est prévu pour contr6ler ou limiter la vitesse à laquelle une réduction de la valeur de BCT est appliquée à l'additionneur 38. Il empêche que la vanne de soutirage ne se ferme trop rapidement dans certaines conditions. La figure 2 est un diagramme illustrant la réponse en décélération du compresseur basse pression d'un moteur semblable à celui représenté sur la figure 1. Le rapport de pression à travers le compresseur basse pression est porté sur l'axe vertical tandis que le débit corrigé à travers le compresseur est porté sur l'axe horizontal. Sur ce diagramme sont indiquées la ligne de pompage du compresseur SL et sa forme de fonctionnement en régime permanent SS. Le pompage apparaît dans la zone hachurée. On notera que la marge de pompage (c'est-à-dire la distance verticale entre la ligne de pompage et la caractéristique de fonctionnement en régime permanent) est sensiblement constante pour tous les modes de fonctionnement en régime permanent. Les formes des caractéristiques de fonctionnement en régime transitoire ont été exagérées afin d'illustrer clairement plusieurs points
particuliers. Le diagramme n'est pas tracé à l'échelle.
On supposera qu'au début d'une décélération le moteur se trouve fonctionner à la position de régime permanent "a" et que le pilote manoeuvre soudainement la manette des gaz afin de décélérer le moteur en direction de la position de régime permanent "b" s'il n'y avait pas de soutirage, la caractéristique de fonctionnement en régime transitoire suivrait la ligne indiquée par NB sur le diagramme et un pompage du moteur apparaîtrait à l'endroit de son intersection avec la ligne de pompage, au point "c", comme il est représenté. La courbe indiquée PA est représentative de la caractéristique de fonctionnement en régime transitoire qui serait suivie par un compresseur faisant partie d'un moteur utilisant le dispositif de commande suivant la technique antérieure du brevet US-4 756 152. Pour une décélération brutale typique l'excursion, c'est-à-dire la différence entre les caractéristiques de fonctionnement en régime permanent et en régime transitoire, croît initialement à raison d'environ 15% par seconde. La croissance de cette excursion est arrêtée et inversée aussitôt que la vanne de soutirage commence à s'ouvrir.- Par suite des limitations du dispositif de commande suivant la technique antérieure, la vanne de soutirage ne s'ouvre pas aussi rapidement qu'il est désirable. Pendant les phases intermédiaires du régime transitoire on utilise un soutirage plus important
qu'effectivement nécessaire.
La caractéristique de fonctionnement qui résulte, pendant une décélération, de l'utilisation du dispositif de
commande suivant la présente invention, est indiquée par PI.
Le dispositif de commande suivant l'invention peut être ajusté de telle façon que la caractéristique de fonctionnement en régime transitoire PI chute à l'endroit désiré pendant une plus grande partie du mode en décélération. Ainsi qu'il est illustré sur la figure 2, cette caractéristique suit et demeure essentiellement parallèle à la caractéristique de fonctionnement en régime permanent après son excursion initiale au début du mode en décélération. De préférence elle se trouve à un rapport de pression de 5% inférieur à la caractéristique de fonctionnement en régime permanent, sur la plus grande partie
du mode en décélération.
L'excursion au-dessus de la caractéristique de fonctionnement en régime permanent est due au retard dans l'ouverture de la vanne de soutirage après l'amorçage de la décélération. L'un des facteurs contribuant à ce retard est l'application d'une construction d'hystérésis au taux de décélération. Le dispositif de commande suivant l'invention ne délivre pas un ordre de réajustement de la vanne de soutirage en régime transitoire tant que le taux de décélération n'a pas dépassé la largeur de bande de l'hystérésis. Lorsque ce seuil est atteint, la vanne de soutirage est ouverte et la croissance de l'excursion est inversée. Le dispositif de commande suivant la technique antérieure doit dépasser un seuil qui est habituellement plus
grand que le seuil de la présente invention.
Dans un turbomoteur à un seul corps, le problème de la transition régulière d'une position en régime permanent à une autre position apparaît typiquement pendant des accélérations au lieu de décélérations du moteur Il doit être clair que la présente invention pourrait être également
utilisée dans une telle application.
Claims (13)
1.- Dispositif de commande d'une vanne de soutirage (22) d'un compresseur (12) faisant partie d'un turbomoteur, pendant un fonctionnement du moteur en régime transitoire, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de fonction (28) pour produire, pendant le fonctionnement du moteur en régime transitoire, un signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage (22) en régime transitoire, ce signal étant destiné à être utilisé pour réduire un déplacement de la caractéristique de fonctionnement du compresseur en direction de la ligne de pompage du compresseur pendant le régime transitoire, ce signal (BT) ayant une valeur qui est 1 ) une fonction du taux de variation (N2) de la vitesse du compresseur, 2 ) indépendante de toute loi programmée du taux admissible maximal de variation de la vitesse du compresseur, et 3 ) conditionnée par un paramètre (30) indiquant la condition -de vol dans laquelle le moteur se trouve fonctionner, des moyens (32) pour produire un facteur de correction (F) pour le signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, en fonction du niveau de puissance du moteur, des moyens (34) pour appliquer le facteur de correction (F) au signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, afin de produire un -signal corrigé (BCT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, des moyens (24) pour produire un signal (Bss) de position de la vanne de soutirage en régime permanent convenant pour un fonctionnement du moteur en régime permanent, des moyens (38) pour ajouter le - signal (Bss) de position de la vanne de soutirage en régime permanent au signal corrigé (BcT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, afin de produire un signal combiné (Bss + BCT), et des moyens (40,44) répondant à ce signal combiné (BSs + BCT) en modulant, en fonction de la valeur de ce signal combiné (Bss + BCT), la position de la vanne de
soutirage (22) pendant le régime transitoire du moteur.
2.- Dispositif de commande, dans un turbomoteur à plusieurs corps comportant un compresseur haute pression (16), un compresseur basse pression (12) et une vanne de soutirage (22) du compresseur, de ladite vanne de soutirage (22) pendant une décélération du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour produire un premier signal m (N2) représentant le taux de variation de la vitesse d'un premier compresseur (16) parmi les deux compresseurs (12,16), des moyens à hystérésis (26) délivrant un deuxième signal (R) à leur sortie et recevant le premier signal (N2) à leur entrée, des moyens pour produire un troisième signal (N1C) représentant le niveau de puissance du moteur, un générateur de fonction (28) répondant au deuxième signal (R) en produisant, pendant une décélération du moteur, un signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage (22) en régime transitoire, signal conditionné par un paramètre (30) représentant une condition de vol, des moyens (32) répondant au troisième signal (N1C) en produisant un facteur (F) de correction du signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, ce facteur de correction (F) étant fonction du niveau de puissance du moteur, des moyens (34) pour appliquer le facteur de correction (F) au signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, afin de produire un signal corrigé (BCT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, des moyens (24) pour produire un signal (Bss) de position de la vanne de soutirage en régime permanent, convenant pour un fonctionnement du moteur en régime permanent, des moyens (38) pour ajouter le signal corrigé (BCT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire au signal (Bss) de position de la vanne de soutirage en régime permanent, afin de produire un signal combiné (Bss + BCT), et des moyens (40,44) pour moduler, en fonction de la valeur de ce signal combiné (Bss + BCT), la position de la vanne de
soutirage (22) pendant une décélération du moteur.
3.- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens représentant le niveau de puissance du moteur sont la vitesse (N1C) de l'un des compresseurs
(12,16).
4.- Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la vanne de soutirage (22) est une vanne de soutirage branchée -à la sortie du compresseur basse pression (12), le premier signal (N2) représente le taux de variation de la vitesse du compresseur haute pression (16) et le troisième signal (N1C) représente la vitesse du compresseur
basse pression (12).
5.- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le paramètre (30) indiquant la condition de vol est l'altitude.
6.- Procédé de commande d'un turbomoteur comportant un compresseur haute pression (16) , un compresseur basse pression (12) et une vanne de soutirage de compresseur (22) associée à un premier compresseur parmi les compresseurs (12,16), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à ajuster la position de la vanne de soutirage, pendant un fonctionnement du moteur en régime permanent, en fonction d'un signal (BSS) de position de la vanne de soutirage en régime permanent, afin d'amener le premier compresseur à fonctionner le long d'une caractéristique de fonctionnement en régime permanent (SS), à produire un signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage (22) en régime transitoire, ce signal (BT) étant 1 ) indépendant de toute loi programmée du taux admissible maximal de variation de la vitesse du compresseur et 2 ) une fonction du taux de variation de la vitesse du premier compresseur, en étant conditionné par un paramètre (30) indiquant la condition de vol dans laquelle le moteur se trouve fonctionner, à corriger le signal conditionné (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire en fonction du niveau de puissance du moteur, à ajouter le signal (Bss) de position de la vanne de soutirage en régime permanent et le signal corrigé (BcT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage en régime transitoire, et à moduler la position de la vanne de soutirage en fonction de la somme (Bss + BCT) de ces signaux
pendant une décélération du moteur.
7.- Procédé suivant la revendication 6 comprenant une étape consistant à produire un signal représentant le taux de variation de la vitesse du premier des deux compresseurs et à appliquer une construction d'hystérésis à ce signal de taux de variation de vitesse, afin de produire un signal de sortie à hystérisis (R), caractérisé en ce que l'étape de production du signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage (22) en régime transitoire comprend la production de ce signal de réajustement (BT) en fonction du signal de
sortie à hystérisis (R).
8.- Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que le premier des compresseurs est le compresseur basse pression (12), la vanne soutirage (22) étant disposée à la sortie de ce compresseur basse pression (12), et l'étape de correction du signal (BT) de réajustement de la position de la vanne de soutirage (22), en fonction du niveau de puissance du moteur, comprend la production d'un facteur de correction (F) qui est une fonction de la vitesse (N1C) du compresseur basse pression (12), et la multiplication, par ce facteur de correction (F), du signal conditionné (BT) de réajustement de la position de la vanne en régime transitoire.
9.Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'étape de modulation de la position de la vanne de soutirage (22), pendant une décélération du moteur, amène le premier des compresseurs (12, 16) à fonctionner, pendant une plus grande partie de cette décélération, le long d'une caractéristique de fonctionnement (PI) qui est approximativement parallèle à la caractéristique de fonctionnement (SS) en régime permanent, à l'endroit de cette
dernière ou en-dessous de celle-ci.
10.- Procédé suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le premier des compresseurs (12,16) est le
compresseur basse pression (12).
11.- Procédé suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la vanne de soutirage (22) est disposée à la sortie
du compresseur basse pression (12).
12.- Procédé suivant la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à détecter la position de la vanne de soutirage (22) et à produire un signal de réaction (FS) indiquant cette position, à déterminer si ce signal de réaction (FS) est indisponible ou non fiable, et à faire fonctionner la vanne de soutirage (22) d'une façon ouvertefermée, sans modulation, lorsque le
signal de réaction (FS) est indisponible ou non fiable.
13.- Procédé suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la modulation de la vanne de soutirage (22), pendant la décélération du moteur, est limitée en vitesse afin d'empêcher une vitesse de fermeture trop rapide de la vanne de soutirage (22) lorsque le moteur doit soudainement
accélérer au cours d'une phase de décélération.
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