JPS6130142B2 - - Google Patents
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- JPS6130142B2 JPS6130142B2 JP53150591A JP15059178A JPS6130142B2 JP S6130142 B2 JPS6130142 B2 JP S6130142B2 JP 53150591 A JP53150591 A JP 53150591A JP 15059178 A JP15059178 A JP 15059178A JP S6130142 B2 JPS6130142 B2 JP S6130142B2
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- JP
- Japan
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- stator
- signal
- speed
- core
- angle
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Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 30
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
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- 231100000817 safety factor Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
- F02C9/50—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow
- F02C9/54—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow by throttling the working fluid, by adjusting vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は一般にガスタービン機関、更に具体
的に云えば、可変の固定子及びフアン速度に応答
する燃料制御装置を持つターボフアン・エンジン
に対するエンジン制御装置に関する。
的に云えば、可変の固定子及びフアン速度に応答
する燃料制御装置を持つターボフアン・エンジン
に対するエンジン制御装置に関する。
簡単に云うと、この発明の1面では、その燃料
制御装置がフアン速度に応答する様なターボフア
ン・エンジンが、所定のフアン速度並びに推力レ
ベルを保つ為に、圧縮機の固定子を実質的に閉じ
て、圧縮機の速度を増加させることにより、一時
的にその設計点から外れて運転される。この後、
増大した推力レベルを必要とする時、スロツトル
を進めて、離陸用推力レベルを要求し、固定子を
開く。これによつて、タービンに対する空気流の
温度並びに容積の両方が急速に増加し、こうして
エンジンのフアン速度及び推力レベルを急速に増
大させる。
制御装置がフアン速度に応答する様なターボフア
ン・エンジンが、所定のフアン速度並びに推力レ
ベルを保つ為に、圧縮機の固定子を実質的に閉じ
て、圧縮機の速度を増加させることにより、一時
的にその設計点から外れて運転される。この後、
増大した推力レベルを必要とする時、スロツトル
を進めて、離陸用推力レベルを要求し、固定子を
開く。これによつて、タービンに対する空気流の
温度並びに容積の両方が急速に増加し、こうして
エンジンのフアン速度及び推力レベルを急速に増
大させる。
この発明の別の面として、可変角度を持つ圧縮
機の固定子の通常の計画を変更することにより、
圧縮機の固定子を一時的に閉じる。この為、固定
子を回転させる為にトルク・モータに送られる通
常計画デイジタル信号に予定の信号を加算する。
通常の信号を変更する速度を制限する手段も設け
る。
機の固定子の通常の計画を変更することにより、
圧縮機の固定子を一時的に閉じる。この為、固定
子を回転させる為にトルク・モータに送られる通
常計画デイジタル信号に予定の信号を加算する。
通常の信号を変更する速度を制限する手段も設け
る。
この発明の別の面として、固定子変更又はリセ
ツト計画をスロツトル位置の関数として発生し、
或る範囲のスロツトル位置に対して略一定の信号
を供給すると共に、その後、離陸用推力に伴うス
ロツトル位置のレベルの近くでは、ゼロまで急速
に減少する。こうすることにより、機能を除き、
離陸用推力レベルを必要とする時、固定子を開く
ことが出来る様にする。
ツト計画をスロツトル位置の関数として発生し、
或る範囲のスロツトル位置に対して略一定の信号
を供給すると共に、その後、離陸用推力に伴うス
ロツトル位置のレベルの近くでは、ゼロまで急速
に減少する。こうすることにより、機能を除き、
離陸用推力レベルを必要とする時、固定子を開く
ことが出来る様にする。
図面に実施例を示してあるが、この発明の範囲
内で、種々の変更が可能であることを承知された
い。
内で、種々の変更が可能であることを承知された
い。
第1図には、ターボフアン・エンジン11の制
御装置10が示されている。エンジン11はコ
ア・エンジン12を持ち、これは圧縮機13、燃
焼器14及び高圧タービン15を流れに対して直
列に持つている。圧縮機13がコア回転子16に
よつて高圧タービン15に駆動接続され、角度が
可変である形式の固定子17と協働して動作す
る。エンジンの低圧装置がフアン18、低圧ター
ビン19及び相互接続用低圧軸21を含む。
御装置10が示されている。エンジン11はコ
ア・エンジン12を持ち、これは圧縮機13、燃
焼器14及び高圧タービン15を流れに対して直
列に持つている。圧縮機13がコア回転子16に
よつて高圧タービン15に駆動接続され、角度が
可変である形式の固定子17と協働して動作す
る。エンジンの低圧装置がフアン18、低圧ター
ビン19及び相互接続用低圧軸21を含む。
ターボフアン・エンジンでは、推力がフアンを
通る空気流の量、従つてフアンの速度に直接的な
関係を以て変化するので、エンジンの推力レベル
がフアン速度の制御によつて制御される。フアン
の実際の速度N1が、磁気歯形計数器等を使つた
感知装置22によつて決定され、その信号が線2
3を介して燃料制御装置24に送られ、そこで線
26から送られて来るスロツトル角度又は動力設
定値を表わす信号と比較される。その結果得られ
た信号が、燃料制御装置24から線27を介して
機械的な燃料圧送及び計量装置28に送られる。
装置28が、スロツトルの角度によつて表わされ
る所望の推力レベルに向う傾向を持つ様な割合
で、配管29を介して燃焼器に燃料を供給する。
通る空気流の量、従つてフアンの速度に直接的な
関係を以て変化するので、エンジンの推力レベル
がフアン速度の制御によつて制御される。フアン
の実際の速度N1が、磁気歯形計数器等を使つた
感知装置22によつて決定され、その信号が線2
3を介して燃料制御装置24に送られ、そこで線
26から送られて来るスロツトル角度又は動力設
定値を表わす信号と比較される。その結果得られ
た信号が、燃料制御装置24から線27を介して
機械的な燃料圧送及び計量装置28に送られる。
装置28が、スロツトルの角度によつて表わされ
る所望の推力レベルに向う傾向を持つ様な割合
で、配管29を介して燃焼器に燃料を供給する。
次に燃料制御装置24について更に詳しく説明
すると、これはデイジタル電子回路を用いた形式
であることが好ましく、フアン入口温度T12が感
知装置31によつて決定され、それを表わす信号
が線32を介して燃料制御装置24に送られる。
エンジン入口温度T12から最高フアン速度の値が
計算され、次に線26を介して送られる航空機の
動力設定値によつて要求される最高フアン速度の
百分率として、フアン速度計画33が発生され
る。この動力設定値は、操縦士又は航空機の飛行
制御用計算機のいずれかから供給されるデイジタ
ル電子入力であつてよい。このフアン速度計画3
3から、それを表わす信号が線34を介して加算
器36に送られる。この加算器が、所望の推力又
はフアン速度信号を、線23から入る実際のフア
ン速度信号と比較する。その場合に生じた誤差信
号が加算器36から線37を介して制御装置38
に送られる。この時制御装置は誤差信号及びその
他の種々の制御信号に応答して、燃料圧送及び計
量装置28に対し、線27を介して出力信号を送
る。
すると、これはデイジタル電子回路を用いた形式
であることが好ましく、フアン入口温度T12が感
知装置31によつて決定され、それを表わす信号
が線32を介して燃料制御装置24に送られる。
エンジン入口温度T12から最高フアン速度の値が
計算され、次に線26を介して送られる航空機の
動力設定値によつて要求される最高フアン速度の
百分率として、フアン速度計画33が発生され
る。この動力設定値は、操縦士又は航空機の飛行
制御用計算機のいずれかから供給されるデイジタ
ル電子入力であつてよい。このフアン速度計画3
3から、それを表わす信号が線34を介して加算
器36に送られる。この加算器が、所望の推力又
はフアン速度信号を、線23から入る実際のフア
ン速度信号と比較する。その場合に生じた誤差信
号が加算器36から線37を介して制御装置38
に送られる。この時制御装置は誤差信号及びその
他の種々の制御信号に応答して、燃料圧送及び計
量装置28に対し、線27を介して出力信号を送
る。
安全性並びに寿命の点で、予定の速度、温度及
び失格余裕によつて決定される或るパラメータの
範囲内で運転を制御することが望ましい。その
為、線37の誤差信号の他に、制御装置38は、
制御装置38を最も安全な方向に変調する様に作
用する或る制御信号を受取る。
び失格余裕によつて決定される或るパラメータの
範囲内で運転を制御することが望ましい。その
為、線37の誤差信号の他に、制御装置38は、
制御装置38を最も安全な方向に変調する様に作
用する或る制御信号を受取る。
制御される2つの限界は最高及びアイドリン
グ・コア速度の限界である。最高コア速度計画3
9が、線41の動力設定値信号及び線42の圧縮
機入口温度T25の関数として発生される。圧縮機
入口温度T25はエンジンから直接的に感知するこ
とが出来るし、或いは圧力比の低いフアンの場
合、計算機43が線44からフアン入口温度信号
及び線46からフアン速度信号を図示の様に受取
ることによつて計算することが出来る。エンジン
の実際のコア速度N2が感知装置47によつて決
定され、それを表わす信号が線48,49を介し
て加算器51に送られる。この時加算器51は、
実際のコア速度信号N2と、線52から受取つた
最高コア速度計画信号とを比較し、コア速度制限
信号を発生し、それが線53を介して制御装置に
送られる。コア・アイドリング速度限界も加算器
54に対して同様に作用する。この加算器が実際
のコア速度信号N2を線48から受取り、コア・
アイドリング速度基準信号を線56から受取つ
て、最低コア速度信号を発生し、それが線57を
介して制御装置38に送られる。
グ・コア速度の限界である。最高コア速度計画3
9が、線41の動力設定値信号及び線42の圧縮
機入口温度T25の関数として発生される。圧縮機
入口温度T25はエンジンから直接的に感知するこ
とが出来るし、或いは圧力比の低いフアンの場
合、計算機43が線44からフアン入口温度信号
及び線46からフアン速度信号を図示の様に受取
ることによつて計算することが出来る。エンジン
の実際のコア速度N2が感知装置47によつて決
定され、それを表わす信号が線48,49を介し
て加算器51に送られる。この時加算器51は、
実際のコア速度信号N2と、線52から受取つた
最高コア速度計画信号とを比較し、コア速度制限
信号を発生し、それが線53を介して制御装置に
送られる。コア・アイドリング速度限界も加算器
54に対して同様に作用する。この加算器が実際
のコア速度信号N2を線48から受取り、コア・
アイドリング速度基準信号を線56から受取つ
て、最低コア速度信号を発生し、それが線57を
介して制御装置38に送られる。
この装置に含まれるこの他の制限作用は、
WF/PS3、加速/減速過渡状態燃料流量限界で
ある。加速度計画58に送込まれる2つのパラメ
ータは線59のコア速度信号N2と線61の圧縮
機入口温度T25である。3番目のパラメータ、即
ち、圧縮機吐出圧力PS3は感知装置62によつて
決定され、線63を介して加速度計画発生器58
に送られる。加速度計画発生器58に送られる4
番目のパラメータは燃料流量WFである。この信
号は燃料圧送及び計量装置28で発生され、そこ
で計量弁動力ピストン64の位置を復調感知装置
68で(線66,67を介して)感知する。この
感知装置が燃料の流量を表わすデイジタル電子
WFを発生する。この信号は線69を介して制御
装置に直接的に送られると共に、線71を介して
加速度計画発生器に送られる。今述べた4つのパ
ラメータに応答して、加速度計画発生器58が線
72を介して制御装置に対する信号を出力し、加
速度を安全レベルに制限する。同様に、減速度計
画発生器73が線74から圧縮機吐出圧力PS3を
受取ると共に、線76から燃料流量(WF)信号
を受取り、この時発生する信号が線77を介して
制御装置に送られ、減速度を安全レベルに制限す
る。
WF/PS3、加速/減速過渡状態燃料流量限界で
ある。加速度計画58に送込まれる2つのパラメ
ータは線59のコア速度信号N2と線61の圧縮
機入口温度T25である。3番目のパラメータ、即
ち、圧縮機吐出圧力PS3は感知装置62によつて
決定され、線63を介して加速度計画発生器58
に送られる。加速度計画発生器58に送られる4
番目のパラメータは燃料流量WFである。この信
号は燃料圧送及び計量装置28で発生され、そこ
で計量弁動力ピストン64の位置を復調感知装置
68で(線66,67を介して)感知する。この
感知装置が燃料の流量を表わすデイジタル電子
WFを発生する。この信号は線69を介して制御
装置に直接的に送られると共に、線71を介して
加速度計画発生器に送られる。今述べた4つのパ
ラメータに応答して、加速度計画発生器58が線
72を介して制御装置に対する信号を出力し、加
速度を安全レベルに制限する。同様に、減速度計
画発生器73が線74から圧縮機吐出圧力PS3を
受取ると共に、線76から燃料流量(WF)信号
を受取り、この時発生する信号が線77を介して
制御装置に送られ、減速度を安全レベルに制限す
る。
線37の誤差信号、線69の燃料流量信号WF
及び線53,57,72,77から夫々入る制限
信号に応答して、制御装置がデイジタル電子式制
御信号を線27を介して燃料圧送及び計量装置2
8のサーボ弁78に送出す。サーボ弁78が配管
79を介して計量弁動力ピストン64に流体圧出
力を供給する。この時計量弁動力ピストン64は
配管66を介して計量弁及びΔP調整器81に出
力を送出す。調整器81は、この時、或る流量の
燃料を配管29を介して燃焼器に供給する。
及び線53,57,72,77から夫々入る制限
信号に応答して、制御装置がデイジタル電子式制
御信号を線27を介して燃料圧送及び計量装置2
8のサーボ弁78に送出す。サーボ弁78が配管
79を介して計量弁動力ピストン64に流体圧出
力を供給する。この時計量弁動力ピストン64は
配管66を介して計量弁及びΔP調整器81に出
力を送出す。調整器81は、この時、或る流量の
燃料を配管29を介して燃焼器に供給する。
圧縮機の固定子が可変であるターボフアン・エ
ンジンでは、固定子制御装置82が普通はコア速
度N2を表わす信号を線83を介して受取ると共
に、T25を表わす信号を線85を介して受取る。
その時、固定子制御装置が、予定の計画に従つ
て、固定子17の角度を変える信号を線84に送
出す。第2図に修正コア速度の関数としてコア固
定子角度の代表的な計画を示してある。この発明
では、予定の運転期間の間、リセツト制御装置8
6によつてこの計画を変更しようとするものであ
る。リセツト制御装置86が第1図の線87を介
して動力設定値を表わす信号を受取り、固定子制
御装置82に対し、線88を介してバイアス信号
を送出す。
ンジンでは、固定子制御装置82が普通はコア速
度N2を表わす信号を線83を介して受取ると共
に、T25を表わす信号を線85を介して受取る。
その時、固定子制御装置が、予定の計画に従つ
て、固定子17の角度を変える信号を線84に送
出す。第2図に修正コア速度の関数としてコア固
定子角度の代表的な計画を示してある。この発明
では、予定の運転期間の間、リセツト制御装置8
6によつてこの計画を変更しようとするものであ
る。リセツト制御装置86が第1図の線87を介
して動力設定値を表わす信号を受取り、固定子制
御装置82に対し、線88を介してバイアス信号
を送出す。
第3図には、圧縮機の固定子制御装置が更に詳
しく示されている。この内、デイジタル形電子式
制御部分がエンジンからの流体機械的な制御パラ
メータを受取り、固定子の位置を変更する流体機
械的な制御信号を送出す。計算器92から線91
を介して受取る修正コア速度に応答して、通常の
コア固定子計画89が発生される。修正コア速度
は、線83に入るコア速度信N2及び線93に入
る圧縮機入口温度T25の関数として求められる。
第2図の実線のグラフで示したコア固定子計画
が、この時94を介して加算器96に送られる。
固定子制御装置の普通の運転では、計画信号が制
御装置97に送られ、この制御装置が線98を介
してサーボ弁及び作動装置99に電気入力を供給
し、このサーボ弁及び作動装置99がリンク機構
101を介して固定子の位置を変える機械的な入
力を供給する。感知装置103を入れた帰還回路
102が加算器96に信号を帰還し、閉ループ系
を閉じる。
しく示されている。この内、デイジタル形電子式
制御部分がエンジンからの流体機械的な制御パラ
メータを受取り、固定子の位置を変更する流体機
械的な制御信号を送出す。計算器92から線91
を介して受取る修正コア速度に応答して、通常の
コア固定子計画89が発生される。修正コア速度
は、線83に入るコア速度信N2及び線93に入
る圧縮機入口温度T25の関数として求められる。
第2図の実線のグラフで示したコア固定子計画
が、この時94を介して加算器96に送られる。
固定子制御装置の普通の運転では、計画信号が制
御装置97に送られ、この制御装置が線98を介
してサーボ弁及び作動装置99に電気入力を供給
し、このサーボ弁及び作動装置99がリンク機構
101を介して固定子の位置を変える機械的な入
力を供給する。感知装置103を入れた帰還回路
102が加算器96に信号を帰還し、閉ループ系
を閉じる。
この発明では、リセツト制御装置86を選択的
に使うことにより、加算器96の所で通常のコア
固定子計画を変更する。リセツト・スイツチ10
4がオフである時、装置は上に述べた様に普通の
形で作用する。スイツチ104が図示の様にオン
である時、コア固定子リセツト計画106がスロ
ツトルの角度又は動力設定値の関数として発生さ
れる。このリセツト計画信号は、速度制限回路1
07を通過し、場合によつてそれによつて変更さ
れた後、加算器96に入り、通常のコア固定子計
画信号を変更するが、これは後で更に詳しく説明
する。リセツト制御装置86が第4図に更に詳し
く示されている。
に使うことにより、加算器96の所で通常のコア
固定子計画を変更する。リセツト・スイツチ10
4がオフである時、装置は上に述べた様に普通の
形で作用する。スイツチ104が図示の様にオン
である時、コア固定子リセツト計画106がスロ
ツトルの角度又は動力設定値の関数として発生さ
れる。このリセツト計画信号は、速度制限回路1
07を通過し、場合によつてそれによつて変更さ
れた後、加算器96に入り、通常のコア固定子計
画信号を変更するが、これは後で更に詳しく説明
する。リセツト制御装置86が第4図に更に詳し
く示されている。
通常のコア固定子計画89が修正コア速度の関
数として発生さ、それを表わす信号が線94を介
して加算器96に入る。加算器108,109及
びポテンシヨメータ等の様な固定子計画調節器1
11により、特定の用途で希望する様に計画を選
択的に変更する手段が線94に設けられている。
同時に、コア固定子リセツト計画106が動力設
定値の関数として発生され、スイツチ104がオ
ン位置にある時、この信号がこのスイツチを介し
て送られる。掛算器112及び調節器113が回
路内に設けられていて、リセツト計画を希望する
通りに変更する。この後、リセツト信号が速度制
限回路107に入り、そこで増幅器114によつ
て増幅されてから、最高及び最低制限回路11
6,117を通る。これらの回路は、リセツト信
号が通常のコア固定子計画に加えられる速度を制
限する様に作用する。最低速度回路117は固定
子を閉じる時の速度を制限する様に作用し、最高
速度回路116は後で固定子を開く時の速度を制
限する様に作用する。制限回路116,117を
通過した後、信号が積分器118を通つてから加
算器96に入り、そこでコア固定子計画を変更す
る様に印加される。帰還回路119が加算器12
1に帰還し、閉ループ糸を構成する。加算器96
の出力に現われる変更されたコア固定子計画が制
御装置97に送られる。この制御装置97は一定
利得装置122、デイジタル・アナログ変換器及
びトルク・モータ増幅器123で構成される。こ
れから得られた信号がコアの固定子のトルク・モ
ータに送られ、固定子を所定の角度だけ回転させ
る。
数として発生さ、それを表わす信号が線94を介
して加算器96に入る。加算器108,109及
びポテンシヨメータ等の様な固定子計画調節器1
11により、特定の用途で希望する様に計画を選
択的に変更する手段が線94に設けられている。
同時に、コア固定子リセツト計画106が動力設
定値の関数として発生され、スイツチ104がオ
ン位置にある時、この信号がこのスイツチを介し
て送られる。掛算器112及び調節器113が回
路内に設けられていて、リセツト計画を希望する
通りに変更する。この後、リセツト信号が速度制
限回路107に入り、そこで増幅器114によつ
て増幅されてから、最高及び最低制限回路11
6,117を通る。これらの回路は、リセツト信
号が通常のコア固定子計画に加えられる速度を制
限する様に作用する。最低速度回路117は固定
子を閉じる時の速度を制限する様に作用し、最高
速度回路116は後で固定子を開く時の速度を制
限する様に作用する。制限回路116,117を
通過した後、信号が積分器118を通つてから加
算器96に入り、そこでコア固定子計画を変更す
る様に印加される。帰還回路119が加算器12
1に帰還し、閉ループ糸を構成する。加算器96
の出力に現われる変更されたコア固定子計画が制
御装置97に送られる。この制御装置97は一定
利得装置122、デイジタル・アナログ変換器及
びトルク・モータ増幅器123で構成される。こ
れから得られた信号がコアの固定子のトルク・モ
ータに送られ、固定子を所定の角度だけ回転させ
る。
この発明はゴーアラウンド(go−around)操
縦に使う様に設計されているから、進入時の推力
レベルが離陸時の約62%であり、必要なことは、
離陸時の62%の推力から離陸時の100%の推力ま
で急速に増加することであると仮定する。この発
明では、この様な推力条件を予想して、リセツ
ト・スイツチ104をオンに転じ、通常のコア固
定子計画89をリセツト計画106で変更して、
コア・エンジンの速度を上昇させ、こうして急速
な推力増加を必要とする短期間内に、その慣性に
打ち勝つという条件を軽くしている。
縦に使う様に設計されているから、進入時の推力
レベルが離陸時の約62%であり、必要なことは、
離陸時の62%の推力から離陸時の100%の推力ま
で急速に増加することであると仮定する。この発
明では、この様な推力条件を予想して、リセツ
ト・スイツチ104をオンに転じ、通常のコア固
定子計画89をリセツト計画106で変更して、
コア・エンジンの速度を上昇させ、こうして急速
な推力増加を必要とする短期間内に、その慣性に
打ち勝つという条件を軽くしている。
動作について説明すると、通常の飛行運転で
は、リセツト制御装置86はオフにしたまゝであ
る。然し、着陸に備えて、スイツチ104をオン
に転じ、リセツト計画が固定子の30゜の変化を表
わす信号を送出す。この時最小選択回路117が
この信号を所定の速度で、通常の固定子計画信号
に加えることが出来る様にし、固定子を閉めよう
とする、変更されたコア固定子計画を作る。固定
子が段々閉められると、コアの空気流が減少する
傾向を持ち、その為、低圧タービン及びフアン速
度が低下する傾向がある。燃料制御装置24はフ
アン速度に敏感であるから、需要動力を維持する
為に、燃料の流量を増加する傾向を持つ。その結
果、フアン速度が一定に保たれ、コア速度は設計
から外れた効率の悪い速度レベルに実質的に上昇
する。コアの圧縮機がこの後で離陸時の推力レベ
ルまで加速するのに必要な高い速度を維持する
為、エンジンが一時的に、燃料比(SFC)が比
較的高いこの状態で運転される。ゴーアラウンド
操縦が必要であるとみなされる場合、スロツトル
を離陸時の動力設定値まで進め、リセツト計画1
06を30゜出力信号から0゜出力信号に変える。
この時最大選択回路116が、このリセツト信号
の変化を所定の速度で通常のコア固定子計画89
に加えることが出来る様に作用する。推力が離陸
時推力の62%から100%まで急速に増加する場
合、固定子を少くとも毎秒30゜の速度で開くこと
が必要であることが実験から判つた。然し、設計
の許容公差並びに安全率を見て、コア固定子リセ
ツト信号を取去る時のこの速度を毎秒60゜に設定
することが望ましい。この為、スロツトルを進め
ると、固定子が開き、燃料の流量が増加し、修正
コア空気流が増加し、その結果、フアン速度並び
に正味の推力が急速に且つ大幅に所望の離陸時の
レベルまで増加する。この時スイツチ104を操
縦士の便利な時にオフに転ずることが出来る。
は、リセツト制御装置86はオフにしたまゝであ
る。然し、着陸に備えて、スイツチ104をオン
に転じ、リセツト計画が固定子の30゜の変化を表
わす信号を送出す。この時最小選択回路117が
この信号を所定の速度で、通常の固定子計画信号
に加えることが出来る様にし、固定子を閉めよう
とする、変更されたコア固定子計画を作る。固定
子が段々閉められると、コアの空気流が減少する
傾向を持ち、その為、低圧タービン及びフアン速
度が低下する傾向がある。燃料制御装置24はフ
アン速度に敏感であるから、需要動力を維持する
為に、燃料の流量を増加する傾向を持つ。その結
果、フアン速度が一定に保たれ、コア速度は設計
から外れた効率の悪い速度レベルに実質的に上昇
する。コアの圧縮機がこの後で離陸時の推力レベ
ルまで加速するのに必要な高い速度を維持する
為、エンジンが一時的に、燃料比(SFC)が比
較的高いこの状態で運転される。ゴーアラウンド
操縦が必要であるとみなされる場合、スロツトル
を離陸時の動力設定値まで進め、リセツト計画1
06を30゜出力信号から0゜出力信号に変える。
この時最大選択回路116が、このリセツト信号
の変化を所定の速度で通常のコア固定子計画89
に加えることが出来る様に作用する。推力が離陸
時推力の62%から100%まで急速に増加する場
合、固定子を少くとも毎秒30゜の速度で開くこと
が必要であることが実験から判つた。然し、設計
の許容公差並びに安全率を見て、コア固定子リセ
ツト信号を取去る時のこの速度を毎秒60゜に設定
することが望ましい。この為、スロツトルを進め
ると、固定子が開き、燃料の流量が増加し、修正
コア空気流が増加し、その結果、フアン速度並び
に正味の推力が急速に且つ大幅に所望の離陸時の
レベルまで増加する。この時スイツチ104を操
縦士の便利な時にオフに転ずることが出来る。
第5図を見れば、離陸時推力の92%の推力レベ
ルでの定常状態の運転では、リセツト作用即ち固
定子を30゜までの角度だけ閉めることにより、エ
ンジンの種々のパラメータが実質的に変わること
が判る。第5a図で、コアの固定子をリセツトし
即ち30゜までの角度だけ閉めるのにつれて、修正
コア空気流がそれに応じて実質的に減少すること
が判る。同様に、第5b図、第5c図、第5d
図、第5e図及び第5f図で、夫々コア速度、コ
ア・タービン入口温度の変化、燃料の流量、燃料
比(SFC)及び修正コア速度がそれに応じて増
加することが判る。空気流が減少する為、圧縮機
の圧力比が第5g図に示す様に減少する。通常の
計画入力と30゜の角度までのコア固定子リセツト
の両方によつて決定されるコアの固定子の角度が
第5h図に示されている。図から判る様に、30゜
のリセツトが加えられると、最終的なコアの固定
子の角度は約14゜から24゜まで増加する。このみ
かけの食い違いは、リセツト信号が圧縮機の固定
子を閉じようとすると、修正コア速度が第5f図
に示す様に増加し、従つて、通常の固定子計画が
固定子を一層開いた位置へ動かす傾向を持つこと
によつて説明することが出来る。その全体の結果
として、30゜のコア固定子リセツトでは、コアの
固定子の角度は閉じる方に向つて10゜しか移動し
ない。これは第2図を見れば更によく理解され
る。第2図では、通常のコア固定子計画によるコ
アの固定子の角度(実線のグラフ)が示されてお
り、それが30゜リセツト(点A)によつて変更さ
れる場合が示されている。通常の運転(リセツト
がオフ)では、エンジンが離陸時定格推力の62%
(約12000rpm)で運転されていると、通常の固定
子計画によつて決定されるコアの固定子の角度は
約14゜である。リセツト制御装置をオンに転ずる
と、修正コア速度が第5f図に示す様に約
13200rpmの速度まで上昇する。この修正コア速
度で、通常の固定子設定値は完全に開くか或いは
−6゜である。然し、リセツト制御装置によつて
30゜の修正が加えられると、その結果生ずる固定
子の角度は第2図の点Aで示す様に、+24゜で実
質的に閉じる。この後、ゴーアラウンド操縦の為
にスロツトルを離陸時の位置へ移すと、修正コア
速度は既に最終的な速度より幾分高く、実際には
減速される。更に、リセツト作用が自動的に除か
れるので、コアの固定子の位置は再び通常の固定
子計画によつて決定される。従つて、離陸時推力
(約12800rpm)を表わす位置へスロツトルを移す
と、コアの固定子の角度は最初は−6゜まで開
き、修正コア速度が12800rpmに減少するのにつ
れて、コアの固定子の角度は第2図のグラフの点
Bで示す様に、大体−2゜まで閉じる。
ルでの定常状態の運転では、リセツト作用即ち固
定子を30゜までの角度だけ閉めることにより、エ
ンジンの種々のパラメータが実質的に変わること
が判る。第5a図で、コアの固定子をリセツトし
即ち30゜までの角度だけ閉めるのにつれて、修正
コア空気流がそれに応じて実質的に減少すること
が判る。同様に、第5b図、第5c図、第5d
図、第5e図及び第5f図で、夫々コア速度、コ
ア・タービン入口温度の変化、燃料の流量、燃料
比(SFC)及び修正コア速度がそれに応じて増
加することが判る。空気流が減少する為、圧縮機
の圧力比が第5g図に示す様に減少する。通常の
計画入力と30゜の角度までのコア固定子リセツト
の両方によつて決定されるコアの固定子の角度が
第5h図に示されている。図から判る様に、30゜
のリセツトが加えられると、最終的なコアの固定
子の角度は約14゜から24゜まで増加する。このみ
かけの食い違いは、リセツト信号が圧縮機の固定
子を閉じようとすると、修正コア速度が第5f図
に示す様に増加し、従つて、通常の固定子計画が
固定子を一層開いた位置へ動かす傾向を持つこと
によつて説明することが出来る。その全体の結果
として、30゜のコア固定子リセツトでは、コアの
固定子の角度は閉じる方に向つて10゜しか移動し
ない。これは第2図を見れば更によく理解され
る。第2図では、通常のコア固定子計画によるコ
アの固定子の角度(実線のグラフ)が示されてお
り、それが30゜リセツト(点A)によつて変更さ
れる場合が示されている。通常の運転(リセツト
がオフ)では、エンジンが離陸時定格推力の62%
(約12000rpm)で運転されていると、通常の固定
子計画によつて決定されるコアの固定子の角度は
約14゜である。リセツト制御装置をオンに転ずる
と、修正コア速度が第5f図に示す様に約
13200rpmの速度まで上昇する。この修正コア速
度で、通常の固定子設定値は完全に開くか或いは
−6゜である。然し、リセツト制御装置によつて
30゜の修正が加えられると、その結果生ずる固定
子の角度は第2図の点Aで示す様に、+24゜で実
質的に閉じる。この後、ゴーアラウンド操縦の為
にスロツトルを離陸時の位置へ移すと、修正コア
速度は既に最終的な速度より幾分高く、実際には
減速される。更に、リセツト作用が自動的に除か
れるので、コアの固定子の位置は再び通常の固定
子計画によつて決定される。従つて、離陸時推力
(約12800rpm)を表わす位置へスロツトルを移す
と、コアの固定子の角度は最初は−6゜まで開
き、修正コア速度が12800rpmに減少するのにつ
れて、コアの固定子の角度は第2図のグラフの点
Bで示す様に、大体−2゜まで閉じる。
第6図には、第6a図に示す様に、離陸時推力
の100%を要求する場合の動力設定値又はスロツ
トルの角度にした時の選ばれたパラメータの種々
の変化が時間の関数として示されている。第6b
図及び第6c図は正味の推力及びフアン速度が急
速に且つ大幅に増加することを示す。第6d図に
示す様に、コアの固定子の位置は最初は+24゜か
ら−6゜の位置へ移動し、その後最終的に−2゜
の位置へ移動する。この−2゜の位置が、離陸時
推力(12800rpm)を表わす修正コア速度に対す
る通常のコア固定子計画の位置である。第6e図
に示す燃料の流量は、需要動力の増加の為に急速
に増加し、その後下がり、フアン速度が所望の需
要推力に必要なレベルに達した時、平坦になる。
第6f図は、コアの圧縮機の固定子の誤差(リセ
ツト制御装置から)が+30からゼロになることを
示している。修正コア速度は、第6g図に示す様
に、13200rpmから12800rpmに減少するが、コア
の圧縮機の修正入口空気流は、コアの固定子が突
然に30゜開く為、大幅に増加する。この後コアの
固定子が第6d図に示す様に数度閉じると、修正
空気流は第6h図に示す様に若干減少する。第6
i図に示す様に、コアの圧縮機の圧力比は一般的
に修正空気流と同じ傾向をたどる。リセツト様式
で運転している間、圧縮機は設計外れの状態で動
作し、その為効率が悪いから、リセツト様式から
脱出すると、第6J図に示す様に、圧縮機の効率
がそれに伴つて上昇する。
の100%を要求する場合の動力設定値又はスロツ
トルの角度にした時の選ばれたパラメータの種々
の変化が時間の関数として示されている。第6b
図及び第6c図は正味の推力及びフアン速度が急
速に且つ大幅に増加することを示す。第6d図に
示す様に、コアの固定子の位置は最初は+24゜か
ら−6゜の位置へ移動し、その後最終的に−2゜
の位置へ移動する。この−2゜の位置が、離陸時
推力(12800rpm)を表わす修正コア速度に対す
る通常のコア固定子計画の位置である。第6e図
に示す燃料の流量は、需要動力の増加の為に急速
に増加し、その後下がり、フアン速度が所望の需
要推力に必要なレベルに達した時、平坦になる。
第6f図は、コアの圧縮機の固定子の誤差(リセ
ツト制御装置から)が+30からゼロになることを
示している。修正コア速度は、第6g図に示す様
に、13200rpmから12800rpmに減少するが、コア
の圧縮機の修正入口空気流は、コアの固定子が突
然に30゜開く為、大幅に増加する。この後コアの
固定子が第6d図に示す様に数度閉じると、修正
空気流は第6h図に示す様に若干減少する。第6
i図に示す様に、コアの圧縮機の圧力比は一般的
に修正空気流と同じ傾向をたどる。リセツト様式
で運転している間、圧縮機は設計外れの状態で動
作し、その為効率が悪いから、リセツト様式から
脱出すると、第6J図に示す様に、圧縮機の効率
がそれに伴つて上昇する。
第1図はこの発明を用いるターボフアン・エン
ジンのフアン速度制御装置の略図、第2図はこの
発明に従つて変更するコア固定子計画を示すグラ
フで、図中の実線は通常の計画を示す、「62%」
は離陸時推力に対する推力割合、Aは典型的なリ
セツト点、第3図はこの発明によるコアの圧縮機
の固定子制御装置の略図で、FSはフアン速度、
CSはコア速度、SPは固定子位置、PSは動力設定
値、第4図はこの発明による圧縮機の固定子リセ
ツト制御装置のブロツク図で、ORLは開く速度
の限界、CRLは閉じる速度の限界、PSは動力設
定値、SPは固定子位置、第5図はコアの固定子
のリセツト角度の関数として選ばれたパラメータ
を示す定常状態のグラフで、STPSは離陸時動力
設定の速度、第6図はゴーアラウンド操縦に対処
する様にスロツトル位置を進めた時の過渡的な応
答を示すグラフである。 12:コア・エンジン、17:固定子、22:
フアン速度感知装置、24:燃料制御装置、2
6:動力設定値の入る線、56:コア・アイドリ
ング速度基準の入る線、82:固定子制御装置、
86:リセツト制御装置、91:修正コア速度の
入る線。
ジンのフアン速度制御装置の略図、第2図はこの
発明に従つて変更するコア固定子計画を示すグラ
フで、図中の実線は通常の計画を示す、「62%」
は離陸時推力に対する推力割合、Aは典型的なリ
セツト点、第3図はこの発明によるコアの圧縮機
の固定子制御装置の略図で、FSはフアン速度、
CSはコア速度、SPは固定子位置、PSは動力設定
値、第4図はこの発明による圧縮機の固定子リセ
ツト制御装置のブロツク図で、ORLは開く速度
の限界、CRLは閉じる速度の限界、PSは動力設
定値、SPは固定子位置、第5図はコアの固定子
のリセツト角度の関数として選ばれたパラメータ
を示す定常状態のグラフで、STPSは離陸時動力
設定の速度、第6図はゴーアラウンド操縦に対処
する様にスロツトル位置を進めた時の過渡的な応
答を示すグラフである。 12:コア・エンジン、17:固定子、22:
フアン速度感知装置、24:燃料制御装置、2
6:動力設定値の入る線、56:コア・アイドリ
ング速度基準の入る線、82:固定子制御装置、
86:リセツト制御装置、91:修正コア速度の
入る線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 感知されたフアン速度及びスロツトル位置の
両方に応答して動作する燃料制御装置、及びコア
速度に応答して固定子制御装置によつて固定子の
通常角度計画が制御される圧縮機固定子を有する
ターボフアン・エンジンの固定子制御装置に於
て、スロツトル位置の関数としてリセツト信号を
発生する手段と、前記リセツト信号を固定子制御
装置に印加することによつて固定子の通常角度計
画を変更する手段とを有する固定子制御装置。 2 特許請求の範囲1に記載した固定子制御装置
に於て、前記固定子の通常角度計画が固定子を一
層閉じた位置へ移動させる様に変更され、こうし
て所定のフアン速度に対してコア速度を高くする
様にした固定子制御装置。 3 特許請求の範囲2に記載した固定子制御装置
に於て、前記リセツト信号が予定の範囲のスロツ
トル位置に対して計画されている固定子制御装
置。 4 特許請求の範囲2に記載した固定子制御装置
に於て、前記リセツト信号が予定の範囲のスロツ
トル位置にわたり、前記スロツトル位置の進みの
度合に比例して減少する固定子制御装置。 5 特許請求の範囲2に記載した固定子制御装置
に於て、前記リセツト信号が予定の位置より高い
全てのスロツトル位置に対してゼロである固定子
制御装置。 6 特許請求の範囲1に記載した固定子制御装置
に於て、前記固定子の通常角度計画が0゜乃至40
゜の範囲内の角度だけ変更される固定子制御装
置。 7 特許請求の範囲1に記載した固定子制御装置
に於て、固定子の通常角度計画が1秒の期間内に
変更される固定子制御装置。 8 特許請求の範囲1に記載した固定子制御装置
に於て、固定子の通常角度計画が毎秒30゜の最低
速度で変更される固定子制御装置。 9 特許請求の範囲1に記載した固定子制御装置
に於て、前記固定子の通常角度計画が固定子を一
層開放した位置へ動かす様に変更され、この結果
所定のコア速度に対するフアン速度を一層高くす
る固定子制御装置。 10 感知されたフアン速度及びスロツトル位置
の両方に応答して動作する燃料制御装置を有する
ターボフアン・エンジンで、圧縮機の固定子の角
度を変える方法に於て、コア速度の関数として第
1信号を発生し、スロツトル位置の関数として第
2の信号を発生し、前記第1及び第2の信号を加
算して制御信号を求め、前記制御信号に応答して
圧縮機固定子の角度を変える工程から成る方法。 11 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、前記第1の信号を発生する工程が、修正コア
速度に変換する工程を含む方法。 12 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、前記第2の信号が予定の範囲のスロツトル位
置に対して発生される方法。 13 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、発生された第2の信号が、予定の範囲のスロ
ツトル位置にわたり、前記スロツトル位置の進み
の度合に比例して減少する方法。 14 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、発生された第2の信号が、予定の位置より高
い全てのスロツトル位置に対してゼロである方
法。 15 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、前記加算工程が、加算工程が行なわれる速度
を制限する別の工程を含む方法。 16 特許請求の範囲15に記載した方法に於
て、制限する工程が、前記第2の信号が増加する
時には或る速度で、前記第2の信号が減少する時
には別の速度で夫々加算する様にした方法。 17 特許請求の範囲10に記載した方法に於
て、前記第2の信号が増加している時、固定子の
角度を閉める様に変え、第2の信号が減少してい
る時、固定子の角度を開く様に変える方法。 18 特許請求の範囲17に記載した方法に於
て、前記第2の信号が増加している時、フアン速
度を略一定に保ちながら、コア速度を増加出来る
様にする別の工程を含む方法。 19 特許請求の範囲17に記載した方法に於
て、前記第2の信号が減少している時、フアン速
度を増加させる別の工程を含む方法。 20 特許請求の範囲19に記載した方法に於
て、コア速度を減少させる別の工程を含む方法。 21 コア速度に応答する計画に従つて角度が通
常に変更される可変の圧縮機固定子と、感知され
たフアン速度及びスロツトル位置の両方に応答し
て動作する燃料制御装置とを持つターボフアン・
エンジンで、第1の推力出力レベルから実質的に
増大した第2の推力出力レベルまで急速に変える
のを容易にする方法に於て、固定子を閉じた位置
に向つて動かす様に通常の固定子角度計画を変
え、圧縮機の速度を、第1の推力出力レベルを保
つのに必要なレベルまで増加出来る様にする工程
から成る方法。 22 特許請求の範囲21に記載した方法に於
て、通常の固定子角度計画が0゜乃至40゜の範囲
内の角度だけ変えられる方法。 23 特許請求の範囲21に記載した方法に於
て、通常の固定子角度計画を変える速度を制限す
る方法。 24 特許請求の範囲21に記載した方法に於
て、固定子を一層開放した位置へ移動させ、ター
ビンに対する空気量を実質的に増加して、フアン
速度を高める後続の工程を含む方法。 25 特許請求の範囲24に記載した方法に於
て、固定子を一層開放した位置へ動かす速度を制
限する方法。 26 特許請求の範囲24に記載した方法に於
て、第2の推力出力レベルに見合つた位置にスロ
ツトルを進める別の工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/858,936 US4184327A (en) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Method and apparatus for rapid thrust increases in a turbofan engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5495819A JPS5495819A (en) | 1979-07-28 |
JPS6130142B2 true JPS6130142B2 (ja) | 1986-07-11 |
Family
ID=25329549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15059178A Granted JPS5495819A (en) | 1977-12-09 | 1978-12-07 | Apparatus for and method of controlling stator of turboofan engine |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4184327A (ja) |
JP (1) | JPS5495819A (ja) |
DE (1) | DE2852911A1 (ja) |
FR (1) | FR2411308A1 (ja) |
GB (1) | GB2009858B (ja) |
IT (1) | IT1100530B (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4928482A (en) * | 1988-09-20 | 1990-05-29 | United Technologies Corporation | Control of high compressor vanes and fuel for a gas turbine engine |
US4947643A (en) * | 1988-09-20 | 1990-08-14 | United Technologies Corporation | Active geometry control system for gas turbine engines |
US5133182A (en) * | 1988-09-20 | 1992-07-28 | United Technologies Corporation | Control of low compressor vanes and fuel for a gas turbine engine |
US6735955B2 (en) * | 2001-10-10 | 2004-05-18 | Goodrich Pump & Engine Control Systems, Inc. | Control system for positioning compressor inlet guide vanes |
US6688097B2 (en) | 2001-12-19 | 2004-02-10 | Honeywell International Inc. | Multivariant set point using N1 and N2 for engine control |
DE102007012119A1 (de) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Drosselgradabhängige Schaufelverstellung bei Strömungsarbeitsmaschinen |
US8954228B2 (en) * | 2008-12-30 | 2015-02-10 | Rolls-Royce Corporation | Gas turbine engine failure detection |
US20100162719A1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Bowman Ray F | Gas turbine engine |
FR2950927B1 (fr) * | 2009-10-06 | 2016-01-29 | Snecma | Systeme de commande de la position angulaire d'aubes de stator et procede d'optimisation de ladite position angulaire |
US9512784B2 (en) * | 2010-01-29 | 2016-12-06 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Free gas turbine with constant temperature-corrected gas generator speed |
GB201112577D0 (en) * | 2011-07-22 | 2011-08-31 | Rolls Royce Plc | Method of inhibiting ice accretion within a turbine engine and control system therefor |
US8742973B1 (en) * | 2011-09-22 | 2014-06-03 | Rockwell Collins, Inc. | System and method of determining increased turbulence susceptibility with elapsed flight time |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US3657881A (en) * | 1969-09-02 | 1972-04-25 | Gen Motors Corp | Gas turbine control with prewhirl of air entering the compressor |
US3686859A (en) * | 1970-09-25 | 1972-08-29 | Chandler Evans Inc | Turbine engine starting circuit |
US3797233A (en) * | 1973-06-28 | 1974-03-19 | United Aircraft Corp | Integrated control for a turbopropulsion system |
US3952502A (en) * | 1974-03-04 | 1976-04-27 | General Motors Corporation | Gas turbine control |
-
1977
- 1977-12-09 US US05/858,936 patent/US4184327A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-12-01 IT IT30454/78A patent/IT1100530B/it active
- 1978-12-04 GB GB7847101A patent/GB2009858B/en not_active Expired
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