JPS623299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 航空機の原動所が働いた作業度は、航空機の運
転時間を日誌につけることによつて監視するのが
従来一般的であつた。この記録は、原動所のオー
バーホールが必要であることを見分ける為に使わ
れるのが普通である。従来のこの様なやり方は、
手で記録をつけることによる不正確さの為に誤り
があると共に、この方法では航空機の原動所が働
いた作業の程度の確実な表示にはならない。更に
有害な環境で運転する時の様な或る使用状態で
は、航空機の運転を正確に記録するのは実際的で
ない。

その為、機関が働いた実際の作業度を自動的に
且つ一層確実に表示する為、温度―時間積分計数
器を航空機用機関に設けることが提案されてい
る。ガスタービン機関の動作寿命の消耗率が、そ
れを運転する温度とその温度に於ける持続時間と
の積分に比例する為、これによつて精度が改善さ
れる。こういう装置は機関の消耗された動作寿命
の目安としては改善されたものであるが、この装
置には改善の余地がある。特に、航空機用機関を
オーバーホールの為に取外すべきかどうかについ
て判断を下せる様にするには、この他にも判断基
準がある。

従つて、この発明の主な目的は、機関が働いた
作業度の表示を出す複数個の表示装置を持つガス
タービン機関の経歴記録装置を提供することであ
る。

この発明の好ましい実施例では、機関の累算作
業度の表示を全体として与える様な一体に制御さ
れる複数個の表示装置を持つガスタービン機関用
の統合履歴表示装置を提供することにより、この
発明の上記並びにその他の目的を達成する。

表示装置は、機関の始動回数を表わす様な、予
定の範囲内から機関速度が変化した回数を記録す
る第１の計数器と、機関の合計運転時間を表わす
様な、この速度範囲内の運転時間を累算する第２
の計数器と、機関の運転時間とガスタービン機関
の温度との積分値を表わすカウントと累算して時
間―温度指数を発生する時間―温度積分計数器
と、タービンの過大温度を表わす様な、ガスター
ビン排気温度が特定の持続時間にわたつて予定の
基準温度を越えた回数を累算する過大温度計数器
と、過大温度計数器が動作した時にセツトされ、
手動でリセツトするまでセツトされたまゝでいる
過大温度フラグとを含む。

機関に設けられた変換器集成体と利用して、機
関の所要制御パラメータを感知し、それらを統合
履歴記録装置に送る。

この発明は以下図面について好ましい実施例を
説明する所から、更によく理解されよう。

第１図にこの発明の履歴記録装置１０のブロツ
ク図が示されている。機関に変換器集成体１２を
設けて、制御パラメータを感知し、それを履歴記
録装置１０に供給する。これらのパラメータの中
にはガス発生器の速度Ｎ_G及びタービンの排気温
度T4.5が含まれている。変換器集成体１２が、
機関のガス発生器の速度に比例する周波数を持
つ、デユーテイー・サイクルが50％の一定振幅の
矩形波を出力する。この信号が履歴記録装置１０
内にある弁別回路１４に入力され、この弁別回路
が周波数をアナログ電圧に変換する。こうして得
られたアナログ電圧が次に比較回路１６に送られ
る。比較回路１６に対する別の入力は、ガス発生
器の定格最高速度の50％に対応する基準アナログ
電圧１８である。比較回路１６が弁別回路１４か
らのアナログ電圧入力を基準電圧と比較し、弁別
回路１４から受取つた電圧が基準電圧１８をこえ
る時に出力を発生する。比較回路１６の出力が加
算点２０に饋還され、基準電圧をガス発生器の定
格最高速度の50％を表わす値から、ガス発生器の
定格最高速度の30％を表わす値にずらす。この饋
還は、比較回路１６の振動を防止する為のヒステ
リシスとしても作用する。この様に接続すると、
比較回路１６は、弁別回路１４からの速度信号が
発生器の定格最高速度の50％を越えた時にだけ信
号を出力し、その後は、弁別回路１４からの速度
信号がガス発生器の定格最高速度の30％より下が
つた時だけ、オフに転ずる。比較回路１６の出力
がリレー２２を付勢する様に接続され、こうして
電源２４からの出力を機関運転時間表示回路２６
に接続する。機関運転時間表示回路２６は周知の
形式の同期モータを含んでいて、それが付勢され
た時、減速歯車列を一定速度で駆動し、デイジタ
ル計数器を回して、機関の運転時間の累算値を表
示する。比較回路１６からの出力は単独パルス発
生器２８の付能線にも送られ、れが始動計数器３
０にパルスを出力する。この様にして始動計数器
３０は、比較回路１６からの出力が変わる度に、
始動を記録する。この為、ガス発生器の速度が定
格最高速度の30％より下がり、その後定格最高速
度の50％を越える時、何時でも始動計数器３０に
機関の始動が記録される。ガス発生器の速度に30
％及び50％の値を選んだのは、典型的なガスター
ビン機関の始動時に予想される普通の過渡状態を
表わすからである。ガス発生器の速度が最高値の
30％よ低くなることは、通常の機関の運転では考
えられず、オフ状態から始動した時の機関は、ガ
ス発生器の最高速度の50％に達しなければ始動し
ないと考える。虚偽の始動を記録しない様にする
為、ガス発生器の最高速度の50％に達する前は、
始動状態を記録しない。当業者であれば明らかで
あろうが、記録装置を設けた特定の機関を表示す
る為に、ガス発生器の最高速度の他の百分率にし
ても、この発明の範囲を逸脱するものではない。

リレー２２が電源２４の出力を過大温度事象フ
ラグ３２、過大温度事象計数器３４及び時間―温
度指数計数器３６を付勢する様にも接続される。
この為、これらの回路は、ガス発生器に速度が定
格最高値の30％より低い時は作用せず、比較回路
１６によつて始動状態が感知されるまでは動作し
ない。

機関に設けられた変換器集成体１２は、可変利
得条件づけ増幅器３８に対してタービン排気温度
に比する直流アナログ電圧をも出力する。

変換器集成体１２からの出力電圧は、第１の温
度（例えばT4.5＝850℃）ではゼロ・ボルトの直
流であり、タービンの排気温度の変化に伴つて特
定量（例えば50ミリボルト／℃）だけ変化する。
増幅器３８がこのアナログ電圧を反転してバイア
スを加えることにより、アナログ電圧を条件づけ
て倍率を定め、タービンの排気温度が、タービン
寿命の消耗が無視し得ると考えられる温度（例え
ば740℃）に等しい時には、ゼロ・ボルトの出力
を発生し、その後は特定の第１の温度（例えば
860℃）まで、１の利得を持ち、この特定温度を
越える温度では４―１の利得を持つようにする。
増幅器３８にこの様に可変利得を持たせること
は、後で説明する様に、時間及び温度積分計画に
比較的幅広く非直線範囲を持たせる為に必要であ
る。

増幅器３８の出力が整形回路４０に送られ、こ
れが増幅器３８の出力を整形して、温度に対する
ガスタービンの寿命の瞬時消耗率を近似する様な
応答を発生する。増幅器３８及び整形回路４０の
典型的な応答が第２図に示されており、この図で
入力電圧は対応するタービンの入口温度の値を基
準とし、出力電圧は時間―温度指数計数器３６の
対応する指数計数速度で表わす。この図から判る
様に、タービンの寿命の消耗率は、タービンの温
度が高くなると急に増加する。増幅器３８の利得
はこの現象を近似する様に定める。この為、増幅
器３８は、低い温度では、タービンの寿命の消耗
率を近似する第１の利得を持つ様に定め、更に高
い温度では、タービンの寿命の消耗率を近似する
第２の利得を持つ様にする。第２図のグラフで示
される様な消耗率を持つ機関では、増幅器３８は
870℃より低い温度を表わす電圧では、利得を１
にし、これより高い電圧では４―１の利得を持つ
様に定めることが出来る。

整形回路４０の出力が加算点４１を介して電圧
制御発振器４３に送られる。この発振器はアナロ
グ積分器４２に続くアナログ比較器４４によつて
構成される。整形回路４０からの信号は、ガスタ
ービン機関の寿命の消耗が無視出来る様なタービ
ンの排気温度範囲では、負の極性である。この極
性により、積分器４２の出力は、入力の負の電圧
の大きさに比する速度で、正の極性の向きに変化
する。積分器４２の出力が比較器４４に送られ
る。比較器４４は受取つた電圧を電圧基準４６か
らの対応する電圧と比較する。電圧基準４６は、
積分器４２からの出力がそれを越えるまでは、比
較器がオンに転ずるのを禁止する。電圧基準４６
は、時間―温度積分計数器３６を動作させるのに
十分な持続時間を持つパルスを発生するのに十分
な値に定められる。（例えば後で説明する様に、
100ミリ秒の期間を持つパルスを発生するには、＋
10Vの値で十分である。）積分器４２からの入力
電圧が基準電圧４６を越えると、比較器４４の出
力が加算点４７を介して饋還され、比較器がオフ
に転ずる前に積分器４２からの出力が一層小さい
値、例えば−10ボルトに戻ることを必要とする様
な値に基準電圧４６を変更する。この饋還も、時
間―温度積分回路の振動を防止するヒステリシス
として作用する。比較器４４のオン期間を利用し
て、例えば100ミリ秒のパルスを発生し、駆動回
路４８を介して時間―温度デイジタル計数器３６
を作動する。整形回路４０から積分器４２に対す
る入力信号をチヨツパ・トランジスタ回路５０で
オフに転ずることにより、比較器４４のパルス出
力の周期を制御する。比較器４４のオン電圧がダ
イオード５６を介して出力され、チヨツパ回路５
０を作動する。比較器４４の正のオン電圧がダイ
オード５７及び加算点４１を介して積分器４２の
入力にも出力され、こうして積分器４２の出力電
圧を負に向わせる。積分器４２からの電圧が新し
い基準電圧（今度は−10ボルト）に達すると、比
較器４４はオフに転じ、こうして比較器４４の出
力を消滅させ、電圧基準４６を初めの＋10ボルト
の値にリセツトする。更に、ダイオード５６，５
７を通るリセツト信号入力がゼロになり、チヨツ
パ・トランジスタ回路５０を禁止すると共に、加
算点４１からリセツト信号を取去り、こうして積
分器４２が整形回路４０からの出力を積分して、
＋10Vの基準電圧に達した時にオンに転ることが
出来る様にする。増幅器３８は、デイジタル計数
器３６を特定の応答速度より速くパルス駆動する
のを防止する為、負の極性の向きに飽和する様に
定めることが出来る。積分器４２からの時間―温
度積分値出力が電圧基準４６を越える間、上に述
べた過程が繰返される。T₄.₅が無視し得る温度よ
り下がると、増幅器３８の出力を禁止し、こうし
て時間―温度指数計数器３６の歩進を防止する。

増幅器３８から得られるタービンの排気温度を
表わす電圧出力が過大温度事象遅延回路にも送ら
れる。この回路は比較器５８を持つているが、こ
れは比較器１６，４４と異なり、ヒステリシスが
ない。比較器５８が増幅器３８からの電圧出力
を、過大温度事象を記録するのが望ましい様なタ
ービンの最高排気温度（例えば847℃）に対応す
る基準電圧６０と比較する。増幅器３８からの温
度がこの基準温度より低い期間の間は、常に比較
器５８がオンにとゞまり、正の信号をダイオード
６２を介してアナログ・ブートストラツプ積分器
６１の入力にある加算点６３に通す。ダイオード
６２の出力が加算点６３で整形回路４０からの出
力及びアナログ減衰回路６４からの出力と加算さ
れる。ブートストラツプ積分器６１は、第３図に
示す様な応答を持つが、加算点６３から入力を受
取り、その電圧を増幅器３８から受取つた入力電
圧の大きさに比例する速度で積分して、タービン
の過大温度に対応する比較的高い温度では、積分
器６１が負の飽和からゼロまで急速に積分し、比
較的低い温度では、積分器６１の出力がずつと達
い速度でゼロに向う様にする。

比較器５８がオンである時、整形回路４０及び
アナログ減衰回路６４からの負の信号が、比較器
５８からの信号によつて実効的に相殺され、ブー
トストラツプ反転積分器６１の出力は負の飽和状
態にとゞまる。増幅器３８からの電圧が電圧基準
６０からの電圧をこえたことによつて、比較器５
８がオフに転ずると、整形回路４０及びアナログ
減衰回路６４からの負の入力が積分器６１に送ら
れ、その出力を、加算された負の入力の大きさに
正比例する速度で正の極性の向きに変える。この
ブートストラツプ積分器６１は周知の形式であつ
て、その出力と入力の間に線６５による正饋還が
施されている。ブートストラツプ積分器６１の出
力が負から正に向つてゼロを通過する時、その出
力の正の電力が入力に送り返され、積分器の出力
を急速にスナツプ式に正の飽和状態にする。積分
器の出力がスナツプ式に変化することが、単独パ
ルス発生器６６をトリガする所要の入力となる。
単独パルス発生器６６は、トリガされた時、予定
の持続時間を持つパルスを発生して、過大温度計
数器３４を増数すると共に過大温度フラグ３２を
セツトする。増幅器３８からの入力電圧が基準電
圧６０のレベルより下がつたことによつて比較器
５８がオンに転ずるまで、積分器６１は負の飽和
状態に戻らない。過大温度事象比較器５８はヒス
テリシス作用がなく、この為、過大温度状態が、
積分器６１を正の飽和状態に駆動するのに十分は
積分出力が遅延積分器６４から得られらる位の時
間だけ持続しない場合、過大温度事象は記録され
ない。これによつて、機関の過大の疲労の原因と
なる位の時間だけ持続しない一時的な過大温度状
態が事象計数器３４に記録されたり或いはフラグ
３２をセツトすることがない様にする。積分器６
１がスナツプ式に正の飽和状態になる位の時間の
間、タービン温度が基準電圧６０を変える度に、
事象計数器３４に新しいカウントが記録される。
過大温度フラグ３２は、手動リセツト・ボタン６
８によつて手動でリセツトされるまで、セツトさ
れたまゝでいる。

以上説明した様に、この発明の履歴記録装置
は、航空機の原動所が働いた作業度を表示する。
前述の実施例に種々の変更を加えてもこの発明の
範囲を逸脱しない。即ち、上に述べた回路は、特
定のガスタービン機関の寿命の消耗率を表わす特
定の温度及び速度を監視する様に倍率が定められ
ているが、こられの回路は、倍率を変えることに
より、他の航空機用原動所を監視する様に改造す
ることは容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の統合履歴記録装置のブロツ
ク図、第２図はこの発明の履歴記録装置に使う増
幅器及び整形回路の応答を示すグラフ、第３図は
この発明の履歴記録装置に使う時間遅延積分器の
応答を示すグラフである。 主な符号の説明、２６：機関運転時間計数器、
３０：始動回数計数器、３２：過大温度フラグ、
３４：過大温度事象計数器、３６：時間―温度指
数計数器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 夫々機関が働いた作業度を決定する独特な因
   数を表示する、一体に制御される複数個の表示装
   置を持つ、ガスタービン機関が働いた作業度の記
   録を作る履歴記録装置１０であつて、該複数個の
   表示装置の１つに関連して、 機関の累算運転時間を表示する手段２６と、 機関の速度を表わす機関速度信号を発生する手
   段１４と、 前記機関速度信号を第１及び第２の基準速度信
   号と比較する手段１６を含み、 該第１の基準速度信号は前記第２の基準速度よ
   り大きい基準速度を表わし、前記比較手段は前記
   第１基準信号と前記機関速度信号との比較に応答
   して開始し且つ前記第２の基準信号と前記機関速
   度信号との比較に応答して終了する出力信号を発
   生し、前記機関運転時間表示手段が該出力信号に
   応答して運転時間を表示する履歴記録装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した履歴記録装置で
   あつて、前記複数個の表示装置の１つに関連し
   て、 更に前記出力信号の開始に応答して機関の始動
   回数の表示する機関始動表示手段３０を含む履歴
   記録装置。 夫々機関が働いた作業度を決定する独特な因数
   を表示する、一体に制御される複数個の表示装置
   を持つ、ガスタービン機関が働いた作業度の記録
   を作る履歴記録装置１０であつて、該複数個の表
   示装置の１つに関連して、 機関の累算運転時間を表示する手段２６と、機関
   の速度を表わす機関速度信号を発生する手段１４
   と、 前記機関速度信号を第１及び第２の基準速度信
   号と比較する手段１６を含み、 該第１の基準速度信号は前記第２の基準速度よ
   り大きい基準速度を表わし、前記比較手段は前記
   第１基準信号と前記機関速度信号との比較に応答
   して開始し且つ前記第２基準信号と前記機関速度
   信号との比較に応答して終了する出力信号を発生
   し、前記機関運転時間表示手段が該出力信号に応
   答して運転時間を表示し、更に 前記出力信号の存在に応答して、タービンの温
   度と運転時間の積分値を表わすタービン時間―温
   度指数表示手段３６を含む履歴記録装置。 ４ 特許請求の範囲３に記載した履歴記録装置で
   あつて、前記タービン時間―温度指数表示手段
   が、前記機関に設けられた変換器集成体１２から
   機関のタービン排気温度信号T₄.₅を受取り、ガス
   タービン機関の寿命の消耗が無視し得ると考えら
   れる第１の温度でゼロ・ボルト出力を発生する様
   に前記信号の倍率並びにバイアスを定める可変利
   得増幅器手段３８を有し、該増幅器手段はこの
   後、第１の電圧範囲で第１の利得を持つと共に前
   記第１の電圧範囲を越える第２の電圧範囲で第２
   に利得を持つ様にした履歴記録装置。 ５ 特許請求の範囲４に記載した履歴記録装置で
   あつて、前記タービン時間―温度指数表示手段
   が、前記可変利得増幅器手段の出力を受取つて、
   温度に対するガスタービン機関の寿命の瞬時消耗
   率に比例する出力を発生する整形回路手段４０を
   有する履歴記録装置。 ６ 特許請求の範囲１に記載した履歴記録装置で
   あつて、前記出力信号の開始に応答して表示を出
   す、タービンの過大温度発生回路表示手段３４を
   含む履歴記録装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載した履歴記録装置で
   あつて、タービンの過大温度の事態が発生した時
   にオンにセツトされる手動でリセツト可能なフラ
   グ３２を含み、該フラグは前記出力信号が開始し
   て時に付能され、前記出力信号が終了した時不作
   動にされる履歴記録装置。 ８ 高速度及び低速度によつて定められた速度範
   囲をこえた機関累算運転時間を表示する手段２６
   と、機関の始動回数を表示する手段３０と、ター
   ビン過大温度発生回数を表示する手段３４と、タ
   ービンの温度及び運転時間の積分値を表わす指数
   を表示する手段３６を含む、ガスタービン機関の
   作業度の記録を作る履歴記録装置１０に使用され
   る前記機関累算運転時間を表示する手段が、 ガス発生器の速度信号をアナログ電圧に変換す
   る弁別器１４と、 前記速度に対応する基準電圧１８と、 前記弁別器の電圧を基準電圧と比較して、弁別
   器の電圧が基準電圧を越えた時に出力を発生する
   比較手段１６と、 該比較手段の出力を、基準電圧を前記低速度範
   囲に対応する値まで減少する様に伝達して、弁別
   器の電圧が減少した基準電圧より下がつた時に前
   記比較手段の出力信号が消滅する様にする饋還手
   段と、 電源手段２４と、 該電源手段に接続された時に経過時間を累算す
   るデイジタル計数器手段２６と、 前記比較手段の出力によつて作動されて、前記
   電源手段をデイジタル計数器手段に接続し、こう
   して前記比較手段の出力に時間信号が存在する
   間、機関の運転時間を前記デイジタル計数器手段
   に累算するリレー手段２２とで構成されている履
   歴記録装置。 ９ 特許請求の範囲８の記載した履歴記録装置に
   於て、前記比較手段の出力に応答する前記リレー
   手段が、比較手段の出力に応答して、前記電源手
   段が過大温度発生表示手段３４、指数表示手段３
   ６及び過大温度フラグ３２を付能する様に接続さ
   れている履歴記録装置。 １０ 特許請求の範囲９に記載した履歴記録装置
   に於て、前記比較手段の出力が単独パルス発生手
   段２８に送られ、比較手段の出力がオフからオン
   に変わる時、前記始動表示手段３０によつて表示
   される始動回数を歩進させるパルスを発生するよ
   うにした履歴記録装置。