JPS6146655B2 - - Google Patents

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JPS6146655B2
JPS6146655B2 JP52085160A JP8516077A JPS6146655B2 JP S6146655 B2 JPS6146655 B2 JP S6146655B2 JP 52085160 A JP52085160 A JP 52085160A JP 8516077 A JP8516077 A JP 8516077A JP S6146655 B2 JPS6146655 B2 JP S6146655B2
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JP
Japan
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pressure
temperature
engine
sensing
fuel
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JP52085160A
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Deuido Tooto Peetaa
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPS6146655B2 publication Critical patent/JPS6146655B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/46Nozzles having means for adding air to the jet or for augmenting the mixing region between the jet and the ambient air, e.g. for silencing
    • F02K1/48Corrugated nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に航空機用機関、更に具体的に
云えば推力増進形ターボフアン機関に対する燃料
制御装置に関する。
アフター・バーナつき又はダクト燃焼形ターボ
フアン機関は、飛行体の飛行計画の或る部分での
運転中、ランブル(rumble)とも呼ばれる濃厚
不安定状態を起すことがあることが前から知られ
ている。
濃厚不安定状態(rich instability)とは、一般
に燃焼装置の縦方向に起る圧力振動であつて、振
幅が構造上の損傷を招く程のレベルに達する様な
圧力振動を云う。この様な不安定な運転状態の
間、例えば失速、アフター・バーナの破裂又は機
械的な損傷と云う様な種々の望ましくない状態が
起ることがある。
濃厚不安定状態は、高圧高温状態で起ることが
ある、周波数が一層高い横方向の圧力振動である
スクリーチ(screech)とはいろいろの点で異な
る。更に、スクリーチは化学量論的な燃料/空気
比の近くで起るのが普通であるが、濃厚不安定
は、燃料/空気比が0.02と云う位に小さい時に、
許容し難い程の大きさに達することがある。
高い高度でマツハ数が小さい時、普通濃厚安定
限界と呼ばれる或る燃料/空気比より高くする
と、安定な燃焼を維持することが出来ないことが
知られている。即ち、特定の飛行状態で、高度に
高くしたり或いはマツハ数を下げたりすると、濃
厚安定限界が下がる。機関に対して機械的に損傷
及びに難を招く惧れのある前述の不安定状態を避
けるには、燃料/空気比を濃厚安定限界より低い
点に保つことが必要ある。
従つて、この発明の目的は、推力増進形ターボ
フアン機関で安定な燃焼状態を維持することであ
る。
この発明の別の目的は、ターボフアン機関の燃
料/空気比を濃厚不安定状態が存在しない様なレ
ベルに保つことである。
この発明の別の目的は、燃焼装置の不安定な状
態を招かずに、推力増進形ターボフアン機関を高
い高度で低いマツハ数の条件下で運転出来る様に
することである。
簡単に云うと、この発明の1面では、燃焼器の
入口に於ける温度並びに圧力を表わす温度並びに
圧力を測定する感知装置を設け、アフター・バー
ナの燃料計画をそれに応じて修正して、安定な燃
焼状態にとつて許容し得る様な燃料/空気比を保
つ。
この発明の別の面として、フアン入口温度及び
圧縮機吐出圧力を制御装置によつて感知し、フア
ン入口温度を利用して、それより低い所では不安
定が起りそうな、圧縮機吐出圧力の基準値を定め
る。次に感知された圧縮機吐出圧力を圧縮機吐出
圧力の基準値と比較する。燃料制御装置は、この
差に比例する分だけ、燃料の流量を少なくする様
にバイアスされている。この削減量は、計画によ
る燃料の流量限界が一定レベルより下がらない様
にすることによつて、制限される。
第1図に、ターボフアン機関11に用いたこの
発明の制御装置10が示されている。機関11
は、コア・エンジン12を持ち、その支持構造又
はケーシング13が環状フアン・ケーシング14
の下流側の端の中に突出し、それと協働してその
間に排気ダクト16を形成する。コア・エンジン
12は、入口22を持つコア・エンジンの環状の
流路21に沿つて、流れに直列に配置された圧縮
機17、燃焼器18及びタービン19で構成され
る。圧縮器17及びタービン19が夫々回転子部
分23,24を持ち、これらが相互接続され、コ
ア・エンジンの回転子26となる。
低圧回転子27が、コア・エンジンの回転子2
6から独立して回転する様に、ケーシング13に
よつて適当に支持されていて、フアン回転子28
と、低圧タービン31の回転子部分29とを含
む。フアン回転子が、コア・エンジンの流路の入
口22より上流側で、それから大体半径方向に伸
びる複数個のフアン羽根32を持つているが、圧
縮機17に送出す前に空気を加圧する為、コア・
エンジンの流路21を横切つて伸びる複数個の昇
圧段(図に示してない)を含んでいてもよい。
低圧タービンの下流側にアフター・バーナ34
があり、これが燃料マニホルド37及び燃料噴射
器36を介してアフター・バーナに燃料を導入す
ることにより、装置に付加的な推力並びにエネル
ギを持たせる。この燃料はアフター・バーナ燃料
制御装置38によつて計量される。この燃料制御
装置38は、多数の入力(図に示してない)に応
答して、推力増進器に対する燃料の流量を所望の
量並びに割合で計画を立てる様に自動的に動作す
る。
この発明では、不安定状態が起り得る期間の
間、即ち、高い高度並びに低いマツハ数で運転す
る期間の間、安定化装置39を用いて燃料制御装
置38をバイアスする。フアン・ケーシング14
の中に感知装置41を取付け、フアン入口温度を
感知することが出来る様にし、安定化装置39に
対して線42を介して信号を送る。同様に、感知
装置43が圧縮機吐出圧力の表示を線44を介し
て供給する。これらの2つの入力信号に応答し
て、安定化装置が燃料制御装置38をバイアス
し、アフター・バーナに対する燃料の流量が濃厚
安定限界を越えない様にする。
第2図は典型的な飛行地図の濃厚不安定領域を
示しているが、この図を見れば、高度が高くマツ
ハ数が小さい状態で、不安定が起ることが判る。
曲線Aは、その点より右側の領域が、安定性を保
つ為にアフター・バーナに対する燃料流量計画を
下げる必要がない飛行状態を表わす様な点の軌跡
である。曲線Bは、その点より左側の領域が、最
大燃料/空気比を十分に削減しないと、アフタ
ー・バーナが不安定になる様な飛行状態を表わす
点の軌跡である。曲線A及びBの間の区域が、前
に述べた装置で感知された圧力並びに温度に応答
して、安定化装置によつて燃料/空気比を部分的
に削減する必要がある区域である。
次に第3図に示した安定化装置39について更
に詳しく説明すると、この安定化装置が代表的な
燃料制御装置38に応用され、それと一緒に作用
する。燃料制御装置では、推力増進器に対する燃
料の流量を予定の計画に従つて制御する。
この様な制御では、フアン入口温度Tが機関入
口の空気流の中に設けた温度感知装置41によつ
て決定され、その関数として最大電圧計画46が
発生される。この結果得られる信号Vrefを比較
器47によつて、計量弁48からの饋還電圧Vと
比較する。計量弁48の作用は、アフター・バー
ナに送られる燃料の量を変調することである。こ
の結果、比較器47から得られる誤差信号を増幅
器49に送込み、増幅した電流を使つてトルク・
モータ51を駆動する。トルク・モータ51がサ
ーボ弁52を駆動し、このサーボ弁計量弁48の
一方又は他方の端に燃料を送込む。この時計量弁
48が誤差を是正する様に動く。計量弁の位置が
直線形可変差動変圧器(LVDT)50によつて感
知され、その出力を復調して、比較器47に対す
る饋還電圧Vを発生する。この為、推力増進が最
大の時、計量弁の位置は、推力増進器の燃料制御
装置38によつて定められた基準電圧レベルによ
つて決定される値に保たれる。
この発明では、前に述べた最大電圧計画を、濃
厚安定限界回路39のΔV出力によつて下方にバ
イアスする。この安定化装置39が、フアンの入
口に入る空気の温度を表わす温度入口信号Tを受
取る。この時、温度入力に応答して圧力基準計画
53が発生され、その結果得られる信号Perf
が、飛行地図上で、それより上方では最大燃料/
空気比が禁止される線を表わす。同時に、圧縮機
吐出圧力を表わす圧力信号Pが感知装置43から
得られ、この信号Pと基準信号Prefとが比較器
54に送られて、誤差信号ΔPを発生する。この
時選択回路56が正の信号を負の信号から識別
し、実際の圧力信号Pが基準信号Prefより低い
様な信号だけを通過させる。このΔP信号に利得
を乗じ(57で)、対応するΔV信号を求める。
次にΔV信号が比較器55及び選択器59に印加
され、そのまゝでは装置が不安定になる様に状態
の下で、信号Vrefを下げる様に、最大電圧計画
を修正する。
以上、燃焼器の圧力並びに温度に関係する変数
を感知し、状態が予測される不安定限界に近づい
た時、燃料/空気比を制限して最大値を下げる装
置並びに方法を説明した。当業者であれば、この
発明の広義の考えが、これ以外の種々の方法並び
に装置によつて達成されることが理解されよう。
例えば、フアン入口温度及び圧縮機吐出圧力を感
知する代りに、他の温度及び圧力を感知し、それ
らを特定の機関方式と相関させる方が望ましいこ
とがある。即ち、圧縮機の吐出空気の温度を感知
してもよいし、或いはフアンの入口の圧力、又は
アフター・バーナの実際の入口の温度及び圧力を
感知してもよい。圧力及び温度感知装置について
上に説明した特定の場所は、現在の機関に於ける
便宜の点から例示したものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を利用するのに適当な形式の
推力増進形ターボフアン機関の略図、第2図は典
型的な飛行地図の濃厚不安定領域を示すグラフ、
第3図はこの発明の安定化装置の1実施例を用い
た燃料制御装置のブロツク図である。 主な符号の説明、34:アフターバーナ、3
8:燃料制御装置、39:安定化装置、55:比
較器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジエツト機関の予定の動作パラメータに応答
    してジエツト機関燃焼装置に対する燃料/空気比
    の計画を立てる燃料制御装置に於て、 (イ) 前記燃焼装置内の空気圧力を表わす圧力を感
    知する手段43と、 (ロ) 前記燃焼装置内の空気温度を表わす温度を感
    知する手段41と、 (ハ) 感知された前記温度に応答して、機関の動作
    パラメータの1つとして燃焼器の濃厚安定限界
    を表わす計画を発生する手段46と、 (ニ) 機関の動作を濃厚安定限界内に保つために、
    感知された前記圧力及び前記温度の両方に応答
    して前記燃料/空気比計画を修正する手段39
    とを有する燃料制御装置。 2 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、ジエツト機関が圧縮機を含み、前記圧力感
    知手段が前記圧縮機の吐出端に設けられている燃
    料制御装置。 3 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、ジエツト機関が圧縮機を含んでおり、前記
    温度感知手段が前記圧縮機の前方に設けられてい
    る燃料制御装置。 4 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、ジエツト機関の入口を含み、前記温度感知
    手段がジエツト機関の入口内に設けられている燃
    料制御装置。 5 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、前記燃焼装置がアフター・バーナを有する
    燃料制御置。 6 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、前記修正手段が前記温度感知手段に応答し
    て圧力計画を発生する手段を含んでいる燃料制御
    装置。 7 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、発生された圧力計画を感知された圧力と比
    較する比較手段を有する燃料制御装置。 8 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、前記計画を発生する手段が前記温度を感知
    する手段に応答して作動する燃料制御装置。 9 特許請求の範囲1に記載した燃料制御装置に
    於て、前記計画を発生する手段が圧縮機吐出圧力
    に関して計画を発生する燃料制御装置。 10 特許請求の範囲9に記載した燃料制御装置
    に於て、前記濃厚安定限界内に保つ手段が前記計
    画を前記圧力を感知する手段の出力と比較する手
    段を含む燃料制御装置。 11 機関の或る動作パラメタに応答して燃焼装
    置に対する燃料/空気比の計画を立てる形式の燃
    料制御装置を安定化する方法に於て、 (イ) 燃焼装置内の空気圧力を表わす圧力を感知
    し、 (ロ) 燃焼装置内の空気温度を表わす温度を感知
    し、 (ハ) 感知された前記温度に応答して、燃焼器の濃
    厚安定限界を表わす計画を発生し、 (ニ) 機関の動作を前記濃厚安定限界内に保つため
    に、感知された前記圧力及び前記温度の両方に
    応答して燃料/空気比計画を修正する工程から
    成る方法。 12 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、圧力を感知する工程が、燃料装置の上流側で
    圧力を感知することによつて行われる方法。 13 特許請求の範囲11に記載した方法い於
    て、感知される圧力が機関の圧縮機の吐出圧力で
    ある方法。 14 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、感知される温度が機関の入口に於ける温度で
    ある方法。 15 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、燃焼装置が機関のアフター・バーナである方
    法。 16 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、機関の動作を濃厚安定限界内に保つ工程が、
    感知された温度に応答して圧力計画を発生する工
    程を含む方法。 17 特許請求の範囲16に記載した方法に於
    て、機関の動作を濃厚安定限界内に保つ工程が、
    発生された計画を感知された圧力と比較する工程
    を含む方法。 18 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、前記計画を発生する工程が前記温度を感知す
    る工程に応答して行なわれる方法。 19 特許請求の範囲11に記載した方法に於
    て、前記計画を発生する工程が圧縮機吐出圧力計
    画を生じる方法。 20 特許請求の範囲19に記載した方法に於
    て、前記濃厚安定限界内に保つ工程が前記計画
    を、前記燃焼装置の空気圧力を表わす圧力と比較
    する工程を含む方法。 21 機関の予定の動作パラメータに応答してア
    フター・バーナに対する燃料の流量計画を立てる
    燃料制御装置に於て、 (イ) アフター・バーナ内の圧力を表わす圧力を感
    知パラメタと、 (ロ) アフター・バーナ内の温度を表わす温度を感
    知する手段と、 (ハ) 感知された前記温度に応答して、機関の動作
    パラメータの1つとして燃焼器の濃厚安定限界
    を表わす計画を発生する手段と、 (ニ) 機関の動作を濃厚安定限界内に保つために、
    感知された前記圧力及び前記温度の両方に応答
    して燃料流量計画を修正する手段とを有する燃
    料制御装置。 22 特許請求の範囲21に記載した方法に於
    て、圧力感知手段が圧縮機の吐出圧力を測定する
    燃料制御装置。 23 特許請求の範囲21に記載した方法に於
    て、温度感知手段が機関の入口温度を測定する燃
    料制御装置。
JP8516077A 1976-10-18 1977-07-18 Device and method for fuel control Granted JPS5351323A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/733,093 US4128995A (en) 1976-10-18 1976-10-18 Method and apparatus for stabilizing an augmenter system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5351323A JPS5351323A (en) 1978-05-10
JPS6146655B2 true JPS6146655B2 (ja) 1986-10-15

Family

ID=24946199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8516077A Granted JPS5351323A (en) 1976-10-18 1977-07-18 Device and method for fuel control

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US (1) US4128995A (ja)
JP (1) JPS5351323A (ja)
CA (1) CA1083836A (ja)
DE (1) DE2732039A1 (ja)
FR (1) FR2367917A1 (ja)
GB (1) GB1580503A (ja)

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