KR960003682B1 - 덕트압력 손실보상기능을 갖는 가속제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

덕트압력 손실보상기능을 갖는 가속제어장치

제1도는 추력증각기를 구비한 트윈 스폴 축류 가스터어빈의 팬제트 엔진에 대한 개략도로서, 본 발명에 의한 가속제어장치의 일실시예를 블럭도로 도시함.

제2도는 제1도와 유사한 도면으로서, 본 발명에 의한 가속제어장치의 다른 실시예를 블럭도로서 도시함.

제3도는 덕트압력의 손실을 보상하기 위한 논리회로를 갖는 제2도와 동일한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 팬제트 엔진 24 : 추력증강기

26 : 배기노즐 30 : 연료제어기

32 : 함수발생기 42 : 비교기

본 발명은 항공기의 추진용 가스터어빈 엔진에 관한 것으로, 특히 가속시 엔진의 동작을 제어하고, 가속용 연료흐름을 조절할때 팬 작동라인의 변동을 보상하도록 설계된 제어장치에 관한 것이다.

이미 공지되어 있는 바와같이, 축류압축기를 사용하는 가스터어빈 엔진은 스톨 현상(stall) 및 서어지 현상(surge)을 경험하게 된다. 스톨 현상은 맞음각(attack angle)이나 기타 조건으로 인해 압축기의 블레이드에 인접한 표층공기가 박리되고 이 결과 압력변동이 유발될 경우 압축기의 내부에서 발생한다. 압력변동현상이 진정되지 않고 다른 블레이드에 까지 전파되면, 압축기 전체가 서어지 현상을 일으켜서 결국은 엔진의 고장원인이 될 수도 있다. 그래서, 당업계에서는 서어지 현상을 방지하기 위한 노력을 기울여 오고 있으며, 또한 서어지 현상이 계속되지 않도록 하고 설사 서어지 현상이 발생하더라도 그러한 상황을 벗어날 수 있도록 하는 수단을 실현하기 위하여 노력해 오고 있다.

과거부터, 연료제어장치는 서어지 현상의 발생없이 엔진을 가속시키기에 충분한 서어지 마진을 두고 개루우프 조절을 행할 수 있도록 설계한다. 이러한 개루우프 조절의 기본원리는, 엔진이 어떠한 상태에 있더라도 서어지 현상의 발생을 피할 수 있도록, 엔진작동라인과 최악작동조건의 서어지 라인 사이에 충분한 마진을 두는 것이다. 이 원리를 이용한 마진은 가장 안전한 작동조건하에서의 가속도와 최악작동조건에서 요구되는 서어지 마진을 절충한 것이라고 할 수 있다. 그러나, 서어지의 발생을 방지하려면 가속시간을 희생시켜야 하기 때문에 최악작동조건 이외의 조건하에서는 소망하는 바와같은 신속한 가속을 행할 수 없게 된다. 물론, 엔진의 가속은 가능한한 신속하게 행하는 것이 이상적으므로, 본 기술분야에서는 서어지를 확실하게 방지할 수 있음과 동시에 모든 작동조건하에서 신속한 가속을 행할 수 있는 수단의 출현이 요망되고 있다.

가속에 필요한 서어지 마진은 엔진이 접하게 되는 최악의 작동상황(이러한 상황은 여간해서 발생하지 않음)을 고려한 것이므로, 이러한 상황만 무시한다면 모든 작동조건하에서 엔진의 작동성능을 향상시킬 수 있음이 분명하다. 그러나, 이것은 문제의 해결방안으로서 받아들일 만한 것이 못된다. 그 이유는 비행의 안전을 확보하기 위해서는 어떠한 작동조건하에서도 서어지의 발생이 없어야 하기 때문이다.

널리 알려져 있는 바와같이, 본원의 출원인인 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션의 해밀튼 스탠다드 디비젼에서 제작한 JFC-12, JFC-60 및 JFC-68 등과 같은 연료제어장치는, 어떠한 엔진작동상황하에서도 스톨 현상의 발생을 방지하기에 충분한 스톨마진을 갖는 개루우프 조절방식을 제공한다. 가속제어에 관한 구체적인 사항은 상기 제어 모델을 참고하면 알 수 있을 것이다. 이러한 제어장치는 Wf/P_B로 표시되는 제어변수를 갖는다. ‘상기 식중, Wf는 연료흐름속도(1b/hr)이고, P_B는 버어너 압력의 절대값(1b/ft²)이다. 이 변수는 트윈 스풀 엔진내의 저압측 압축기(N₁)또는 고압측 압축기(N₂)의 속도와 이 속도를 하한치로 수정하기 위해서 선택된 기타 엔진변수의 함수로서 변화하며, 이것에 실제 버어너 압력(P_B) 또는 이에 상당하는 값을 곱하면 가속을 위해 엔진에 공급되는 연료흐름속도를 적절하게 설정할 수 있다.

기타 엔진 제어장치에서는

또는

(신호 변화율)을 이용해서 상기 Wf/P_B와 동일한 기능을 제공하기도 한다. 그러나, 상기 2가지의 제어장치 또는 양자를 조합한 제어장치에 있어서는, 스톨마진이 너무커서 최악의 작동조건이 아닐때에는 가속동작이 신속하지 못한다. 이와같은 제어장치의 결함은, 동력의 추출, 압축기의 누설, 엔진효율의 저하 등으로 인하여 엔진이 비정상으로 작동할 경우에는 더욱 심각해진다.

모든 작동조건하에서 신속한 제어를 행할 수 있는 패루우프 시스템은 의사 압축기 스톨리미트 신호를 발생하는 가속제어장치를 이용한다. 상기 리미트 신호는 소망하는 버어너 압력 한계치로 변환된다. 이러한 한계치는 버어너 압력과 보정된 고압측 압축기의 로터속도에 관한 함수인 기타 엔진 압력의 한계 비율을 선택하고, 버어너에 공급되는 연료흐름을 제어할 수 있도록 실제 버어너 압력에 대하여 루우프를 폐쇄함으로써 계산할 수 있다. 실제 버어너 압력신호와 의사 압축기 스톨리미트 신호간의 오차는 가속시의 연료흐름속도를 결정하는 것으로, 이것은 압축기의 누설, 동력추출 및 엔진효율의 저하 등으로 인해서 발생한다.

이러한 제어모우드에 있어서는 함수발생기를 사용하게 되는 바, 상기 함수발생기는 버어너 압력과 기타 엔진압력의 비율을 이용해서 고압측 압축기의 압력비를 유추해낸다. 엔진에 있어서 실측압력과 고압측 압축기의 유입압력간에 큰 상관관계가 있는 부분은 여러곳이 있다. 이러한 부분의 예로는, 팬 바이패스덕트를 따라 위치한 모든 압력측정점, 추력증강기의 유입구, 팬 배출구 등이 있으나, 이것에만 한정되는 것은 아니다. 팬 바이패스덕트의 후단부 근방의 압력을 이용해서 압축기의 유입압력을 유추하는 경우에는, 팬 덕트의 압력손실이 실측압력과 의사 압축기 유입압력간의 상관관계에 영향을 미치게 된다. 팬 덕트 압력의 손실이 압축기의 압력비와 선택된 제어변수간의 상관관계에 미치는 영향은 버어너압력 대 추력증강기 유입압력의 비율(P₆)을 이용해서 고압측 압축기의 압력비를 유할 경우에 가장 크다. 이러한 변수(P_B/P₆)를 제어변수로서 사용할 경우에는, 팬 작동라인의 변동으로 인한 덕트 압력 손실량의 변화에 따라, 상기 변수와 고압측 압축기의 횡방향 압축비 사이의 상관관계가 변경될 수도 있다. 버어너 압력에 대한 추력증강기 유입구 전방의 기타 엔진 압력의 비율을 제어변수로서 이용하는 경우에는, 팬 작동라인 변동이 덕트 압력손실에 미치는 영향과, 이것의 압축기의 압력비와 선택된 제어변수간의 상관관계에 미치는 영향은 별로 크지 않지만, 상관관계에 전혀 영향을 미치지 않는 것은 아니다.

위에서 설명한 가속제어는 고압측 압축기에 대한 한계 압력비를 설정하는 역하을 하게 되므로, 선택된 제어변수(예를들면 P_B/P₆)가 고압측 압축기의 압력비를 유효하게 나타내고 있는지를 확인할 필요가 있다.

본 발명자는, 압축기의 누설, 동력의 추출 및 엔진의 상태가 조합적으로 작용하더라도 압축기 스톨의 발생위험 없이 최적의(가장 신속한)가속제어를 행할 수 있는 제어장치를 제공할 수 있다는 사실을 발견하였다. 본 발명은 소망하는 버어너 압력 한계치로 전환될 의사 압축기 스톨리미트 신호를 발생하는 가속제어장치의 패루우프 시스템에 관한 것이다. 상기 버어너 압력한계치는 보정된 고압측 압축기 로터속도의 함수로서 소망하는 엔진압력비를 선택하고, 버어너 공급되는 연료흐름속도를 제어할 수 있도록 실제 버어너 압력에 대한 루우프를 폐쇄함으로써 계산할 수 있다. 실제 버어너 압력신호와 의사 압축기 스톨리미트 신호간의 오차는 가속시의 연료흐름속도를 결정하는 것으로, 이것은 압축기의 누설, 동력의 추출 및 엔진효율의 저하 등으로 인해서 발생한다.

또한, 본 발명자는, 버어너 압력에 대한 기타 측정 엔진 압력의 비율을 이용해서 고압측 압축기의 압력비를 유추해내는 경우에는, 팬 작동라인의 변동으로 인한 덕트 압력 손실량의 변화에 대하여 적절한 보상이 가능하다는 사실을 발견하였다. 이러한 보상은 논리회로를 이용해서 실행할 수 있는바, 상기 논리회로는 팬작동점의 지표로서 보정된 저압측 압축기의 속도(N₁C₂) 및 엔진압력비(EPR)를 사용하고, 이것을 베이스라인 상관관계와 비교하여 공칭 팬 작동라인에 대한 EPR 작동시의 변동에 접근한다.

따라서, EPR변동량(ΔEPR)은 덕트 압력 손실량의 변화와 상호 연관되어 팬 작동라인의 변동량을 보상할 수 있게 된다. 이러한 논리회로에 의하면, 압력비 계산치(예를들면 P_B/P₆)는 고압측 압축기의 압력비를 정확히 반영한다.

본 발명의 목적은, 압축기의 누설, 동력의 추출, 엔진효율의 저하 등에 관계없이 충분한 스톨마진을 제공할 수 있는 가스터어빈 동력 발생장치용의 개선된 가속모우드를 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 팬 덕트 압력 손실량의 변동을 보상할 수 있도록 제어논리회로를 포함시키므로써 엔진가속용의 제어변수로서 P_B/P₆또는 이와 유사한 제어변수를 이용하는 가스터어빈 동력발생장치용의 개선된 상관 스케줄을 제공하는데에 있다. P_B/P₆의 비율은 버어너 압력을 나타내는 압력치와 압축기의 유입구 압력(이 경우는 추력증강기의 유입구 압력 : P₆)에 상관된 압력치를 포함한다.

본 발명의 일 태양은, 극히 신속하게 작동되고, 기존의 제어장치에 적용하기 쉽고, 팬 또는 엔진 압력비 및 버어너 압력 한계치를 갖는 정상 제어장치와 겸용할 수 있는 것을 특징으로 하는 항공기 엔진형 동력 발생장치용의 가속모우드를 제공한다.

본 발명의 다른 태양은, 상관된 고압측 압축기의 로터 회전속도에 관한 함수로서 버어너 압력 대 기타 엔진 압력의 한계비율을 발생시키고, 버어너로의 연료흐름량을 제어하여 실제 버어너 압력에 관해 루우프를 폐쇄시키므로써, 압축기의 스톨 한계치를 유추해 내는 폐루우프 가속제어를 제공한다.

본 발명의 또다른 태양은, 공지기술, 예를들면 기지변수 및 제어장치를 이용해서 아날로그 또는 디지탈 제어에 의해 전자적으로 실행할 수 있는 가속제어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 태양은, 상관된 저압축 압축기의 로터 회전속도와 엔진 압축비(EPR)의 함수인 베이스라인 값을 발생시키고, 이 값과 실측 EPR간의 오차(ΔEPR)를 계산하여, 가속제어용으로 사용된 버어너 입력 대 기타 엔진 작동입력의 한계치에 대한 상관관계를 제공함으로써 팬 덕트 압력의 손실을 보상하는 것이다.

본 발명의 또다른 태양은, 상관된 고압측 압축기 속도의 함수인 버어너 압력 한계치에 대하여 루우프를 폐쇄함으로써 엔진의 작동시 고압측 압축기의 한계 스톨 특성에 거의 근접하는 스톨마진을 설정하는 것이다. 이러한 스톨마진의 설정은 압축기의 누설, 동력의 추출, 엔진효율의 저하에 무관한다.

기타 본 발명의 태양 및 장점은 다음의 설명과 첨부 도면으로부터 명백히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 트윈 스폴 축류 가스터어빈 팬제트 군용 엔진에 적용하는 것이 바람직하지만, 다른 종류의 엔진, 예를들면, 군사목적 이외의 용도로 사용되는 스트레이트 제트엔진에도 적용할 수 있다. 본 명세서에서 있어서는 도면에 도시된 것과 같이 아날로그 논리방식에 의해 전자식으로 본 발명을 실행하는 것으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 모든 유형의 전자식 디지탈 제어장치에도 적용할 수 있는 점에 유의해야 할 것이다. 이러한 디지탈 제어장치의 예로는, Digital Electronic Engine Control의 약칭인 DEEC로 알려져 있는 F-100 계열 엔진용의 제어장치와 Full Authority Digital Electronic Control의 약칭인 FADEC로 알려져 있는 F-119 계열 고급엔진용의 제어장치를 들 수 있다. 이들 디지탈 제어장치는 본 명세서에서 참고로 인용한다. F-100 계열의 군용엔진은 본 출원인, 즉 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션의 방계회사인 프래트 앤드 휘트니 에어크래프트가 제작하고 있으며, F119 계열 엔진은 장래에 군사목적으로 사용하기 위해서 현재 개발중이다.

제1도 및 제2도에는 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진이 참조번호(10)으로 개략적으로 도시되어 있다. 이 엔진은, 저압측 터어빈부(14)에 의해 구동되는 팬/저압측 압축기부(12)를 갖는 저압측 스폴과, 고압측 터어빈부(18)에 의해 구동되는 고압측 압축기부(16)를 구비한 고압측 스폴을 포함한다.

원환상의 버어너(20)에는 연료가 공급되고, 이 연료는 버어너내부로 유입된 압축공기와 합께 연소되어 터어빈을 돌리기 위한 고온의 가스를 발생시킨다. 팬(12)에서 배출된 공기는 분할기(13)에 의해 분할되어서, 그중 일부는 엔진의 중심부로 들어가고, 다른 일부는 바이패스 덕트(15)를 통해 우회하여 중심부로부터의 방출가스와 혼합된다.

상기 설명으로부터 명백한 바와같이 터어빈의 중심부로부터 팬 방출공기와 함께 배출되는 연소가스는 결국 배기노즐로 진입하여 엔진에 추력을 부여한다. 대부분의 군사용도 및 기타용도에 있어서는 본 실시예에서 개시하고 있는 것과 같이 추력증강기를 사용한다. 추력증강기(24)는 그 명칭으로부터 알 수 있는 것 처럼 제2차 연소부에서 연료를 연소시키므로써 엔진에 추력을 부가한다. 본 실시예에 있어서 추력증강기는 적당한 연료분사노즐과, 화염유지장치와, 배기노즐(26)을 구비하고 있다. 상기 배기노즐(26)은, 추력증강을 행하는 작동상태 뿐만 아니라 추력증강을 행하지 않는 작동상태하에서도 엔진의 열역학적 사이클이 적절하게 유지될 수 있도록 가변적으로 설계한다. 항공기용으로 사용되는 경우에 있어서는, 추력발생 이외의 목적으로 엔진에서 동력을 추출하고 압축기에서 공기를 취출하는 것이 보통이다.

통상적으로, 버어너에 공급되는 연료는 연료제어장치에 의해서 조절되는바, 이에 따르면 동력레버(27)를 소정의 위치에 놓음으로써 정상상태 및 과도상태에서 적절한 양의 연료가 공급되어 최적의, 또는 이에 가까운 엔진작동상태가 자동적으로 유지된다. 도면에는 적절한 연료제어기(30)가 박스로서 도시되어 있다. 그러나, 이러한 연료제어기는 전자식, 기계식, 유압식, 유압-기계식 또는 이들을 조합한 방식으로 작동될 수 있는 공지의 어떠한 제어기이더라도 무방하다. 이러한 공지의 제어기는 일반적으로 속도, 온도 및 압력을 감지하도록 되어 있으며, 또한 그 작동기구는 본 발명에 적용할 수 있다는 점만 밝혀두고 넘어가기로 한다.

제1도의 개략적으로 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 가속제어장치는 보정된 속도신호(N₂/√θ)를 발생한다. 보정은 압축기의 유입온도(T_2.5)를 직접 계산법에 의해 최저온도값(518.7°R)과 비교하여 행한다. 상기 압축기 유입온도에서 부기숫자 2.5는 엔진의 특정개소를 지칭하는 것으로, 이 값은 엔진의 계열 및 모델에 따라 달라질 수 있다. 상기 계산에서 이용된 압축기 유입온도는 기지값일 수도 있고, 다른 기지값으로 부터 계산한 것일 수도 있다. 라인(31)에는 N₂/√θ로 표시된 신호가 발생하고, 이 신호는 함수발생기(32)에 입력으로서 인가된다. 함수발생기(32)는 변수(P_B/PS_13.2)로 나타낸 리미트 신호를 발생한다. 여기서, 부기숫자 13.2는 팬 하류측의 소정위치를 나타내는 것으로, 바람직한 실시예에 있어서, 이 값은 추력증강기 앞의 팬 바이패스 덕트(라인 36)의 압력을 표시한다. 물론, 당업자라면 알 수 있는 바와같이, 다른 종류의 압력, 예를들면 P_2.5, P₁₆, P₆등도 마찬가지의 효력을 가지므로 상기 압력 대신에 사용할 수 있다. P_B/PS_13.2의 값은 고압측 압축기(16)를 가로지르는 방향의 압축비를 근사화(近似化)하는 역할을 한다. 실제시험 데이터로서 나타낸 것과 같이, 팬 바이패스 덕트 압력(라인 36)은 팬 바이패스 덕트(15)를 거쳐 고압측 압축기(16)의 유입압력에 직접 연결되어 있으므로, 상기 2개의 비율값, 즉 P_B/PS_13.2의 비율과 고압측 압축기의 압축비 사이에는 밀접한 상관관계가 있다. 또한, 버어너 압력이 고압측 압축기의 배출압력과 거의 동일하다는 사실은 널리 알려져 있다.

위의 설명으로부터 알 수 있는 바와같이, 이러한 상관관계를 이용하면, 함수발생기(32)의 출력은 P_B/PS_13.2의 리미트 스케줄을 규정할 수 있게 된다. 고압측 압축기의 스톨리미트는 보정된 로터 회전속도(N₂/√θ)의 함수로서 표시되므로, 엔진의 종류에 따른 고압측 압축기의 스톨리미트 및 유입구 왜곡의 변화에 맞춰서 스톨마진을 설정할 수 있다. 또한, P_B/PS_13.2의 한계치는 기지의 팬 바이패스 덕트 압력(라인 36)과 합성되므로, 상기 변수는 엔진 가속용의 P_B한계치를 설정하게 된다. 라인(38)에서의 P_B리미트 신호는 라인(40)의 함수발생기(32)의 출력(P_B/PS_13.2)과 라인(36)의 팬 바이패스 덕트 압력 PS_13.2를 곱한 값이다. 따라서, P_B한계치는 동력의 추출, 압축기의 누설 및 엔진효율의 저하 등과 무관하며, 이러한 조건을 고려한 스톨마진을 설정할 필요는 없다.

제2도를 참조하면, 본 발명에 의한 가속제어장치의 다른 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 함수발생기(32)는 변수(P_B/P₆)로서 표시되는 리미트 신호를 발생한다. 여기서, 부기숫자 6은 팬하류측의 소정위치, 즉 추력증강기의 유입구에 해당하는 압력측정위치를 나타낸다. 본 실시예는 압력측정위치가 다른점을 제외하고는 제1도의 실시예와 실질적으로 동일하므로 공통적 사항에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

비교기(42)는 P_B리미트 신호와 실제 P_B값을 비교하여 오차 신호를 발생한다. 이 오차 신호는 연료제어 장치를 통한 연료흐름량을 변화시키므로써 P_B에 관한 루우프를 폐쇄하는 역할을 한다. 연료제어장치(30)에 의해 실현되는 정상버어너 압력, 한계치와 본 발명에 의해 실현되는 P_B리미트 신호간에 선택이 필요한 경우에는 최저값 선택게이트(46)를 이용할 수도 있다. 이러한 선택의 문제는 본 발명이 적용될 특정용도에 따라 결정하면 될 것이다.

고압측 압축기의 한계 압력비는, 덕트 압력 손실량에 관한 함수인 P_B/P₆의 상관 관계를 이용해서 계산하게 되므로, 팬 작동라인의 변동은 이러한 상관관계를 변화시키는 원인이 된다. 이로 인하여 상술한 상관관계에 악영향을 미치는 경우에는, 본 발명의 보상논리회로를 이용해서 고압측 압축기의 서어지 특성을 정확히 반영한 P_B리미트 스케줄을 발생시킬 수 있다.

이것은, 제1도 및 제2도에 도시된 회로에 의해 실행될 수 있는 보상논리회로를 개략적으로 도시하고 있는 제3도를 참조하면 가장 명백하게 이해할 수 있을 것이다. 제1도 내지 제3도에 있어서 동일한 부품에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였다.

제3도에 나타나 있는 바와같이, 보상논리회로는 보정된 저압측 압축기의 소도(N₁C₂)와 베이스라인으로서의 공칭작동라인에 대한 EPR 특성을 이용해서, 공칭작동라인에 대한 EPR 작동시의 변동량을 평가한다. ΔEPR은 그것에 의해 발생되는 덕트 압력 손실량의 변화와 상관되어서 P_B/P₆의 한계 압력비 변수를 계산할때 팬 작동라인의 변동을 보상한다. 함수발생기(60)에는 보정된 속도값(N₁C₁)이 입력된다. 상기 보정된 속도값은 엔진의 유입구 온도(T₂)를 최저기준온도(°R)와 비교한 다음 그것의 루우트(√)값을 구하여 계산한 것이다. 이 값은 다시 나누어져서 저압측 압축기(12)의 측정속도로 된다.

함수발생기(60)는 공칭작동라인에 대한 EPR로 표시되는 라인(62)의 출력신호를 발생하는 역할을 수행한다. 비교기(64)는 P₆대 P₂의 비율인 실제 EPR과 라인(62)의 출력신호를 비교하여 오차신호를 발생한다. 라인(66)의 오차신호는 ΔEPR로서, 함수발생기(68)로 입력되고, 상기 함수발생기는 라인(70)에서 공칭라인 이외의 팬 작동라인에서의 작동을 보상하는데에 필요한 P_B/P₆의 변화(ΔP_B/P₆)를 나타내는 출력신호를 발생한다. 이러한 ΔP_B/P₆값은 가산기(72)에 의해서 제2도의 라인(40)에 나타낸 P_B/P₆리미트 신호에 가산된다. 이러한 보상논리회로에 의하면, 넓은 범위의 팬 작동라인에 걸쳐서 고압측 압축기의 압축비와 P_B/P₆간의 단일 상관관계를 이용할 수 있다.

제1도 내지 제3도에 도시된 논리회로는

가속모우드를 이용하는 제어장치용의 트림(trim) 또는 “토퍼(topper)”로서 사용할 수도 있다.

가속도가 허용되지 않더라도, 스톨의 발생위험 없이

에 따른 반복가능성이 매우 큰 과도기적 시간을 실현할 수 있다. 그러나, P_B/P₆의 가속모우드를 단독으로 이용하면, 과도기적시간이 초대한 단축될 것이다.

이상에서는 특정한 실시예에 의거허여 본 발명을 도시하고 설명하였으나, 당업자라면 청구범위에 기재된 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 형식적인 사항 및 세부적인 사항을 여러가지로 변경할 수도 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 스톨의 영향하에 있는 압축기와, 엔진 작동매체를 발생시키는 버어너와, 상기 엔진 작동매체에 의해 동력을 공급받아 상기 압축기를 구동하는 터어빈과, 엔진 작동변수에 응동하여 상기 버어너로의 연료흐름을 제어하는 연료제어수단을 구비한 가스터어빈 엔진의 가속모우드를 제어하기 위한 가속제어장치에 있어서 ; 상기 압축기에 대한 스톨마진을 설정하는 설정하는 수단을 포함하고 ; 상기 스톨마진 설정수단은, 압축기로터의 회전속도에 응동하여 상기 버어너의 압력 대 상기 엔진의 다른 위치의 압력비율을 나타내는 압축기 스톨 한계치로서의 제1신호를 설정하기 위한 수단과, 실제 버어너 압력에 응동하여 제2신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제1신호 및 제2신호에 응동하여 상기 버어너로의 연료흐름을 제한하도록 상기 연료제어 수단을 조절하는 수단을 구비하고 ; 상기 스톨마진은 압축기의 누설, 상기 엔진으로부터의 동력 추출 및 엔진효율의 저하와 무관한 가속제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 엔진이 팬과, 이 팬의 배출공기를 흘려보내기 위한 팬 바이패스 덕트와, 추력 증강기를 포함하고, 상기 다른 위치가 상기 바이패스 덕트내에 있는 가속제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 바이패스 덕트내의 상기 실제압력에 응동하여 제3의 신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제1신호와 상기 제3신호를 승산하여 상기 버어너내의 입력한계치를 나타내는 제4신호를 발생하기 위한 승산수단과, 상기 제4신호와 실제 버어너 압력간의 오차에 응동하여 상기 연료제어수단을 추가로 제어하기 위한 수단을 포함하는 가속제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1신호가 압축기 속도에 응동하여 상기 압축기의 유입구 온도와 518.7°R의 베이스라인 값으로 보정되는 가속제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 연료제어수단이 상기 버어너내의 압력값을 제한하는 정상상태의 신호를 발생하고, 상기 정상상태의 신호와 상기 제4신호중 최저값을 선택하여 상기 오차 응동수단을 제어하기 위한 최저값 선택수단을 포함하는 가속제어장치.
6. 고압터어빈 및 저압터어빈에 의해 각각 구동되는 고압측 압축기 및 저압측 압축기와, 상기고압터어빈 및 상기 저압터어빈을 구동하기 위한 가스를 발생시키는 버어너와, 가속 동작모우드중 상기 엔진을 제어하기 위한 가속수단과 조합되어 상기 버어너로 연료흐름을 조절하는 연료제어수단을 구비한 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진에 있어서 ; 보정된 고압측 압축기 로터의 회전속도에 응동하여 제1의 신호를 설정하기 위한 수단과, 버어너 압력 대 기타 엔진작동변수의 한계비율을 나타내는 의사 스톨한계치를 설정하는 상기 제1신호에 응동하여 제2신호를 발생하기 위한, 함수발생수단과, 상기 변수의 실제값과 상기 제2신호에 응동하여 상기 가속모우드중 상기 버어너 압력의 한계치를 나타내는 제3신호를 발생하기 위한 승산수단과, 실제 버어너 압력 및 상기 제3신호에 응동하여 상기 연료제어수단을 추가로 제어하기 위한 오차신호를 발생함으로써 상기 엔진의 상기 가속모우드중 상기 고압측 압축기에 대한 스톨마진을 설정하는 수단을 포함하는 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진.
7. 제6항에 있어서, 상기 팬 배출공기를 흘려보내기 위한 바이패스 덕트를 포함하고, 상기 변수가 상기 바이패스 덕트내의 압력인 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진.
8. 제7항에 있어서, 상기 연료제어수단이 정상상태의 엔진작동중 상기 버어너 압력의 한계치를 나타내는 제4신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제3신호와 상기 제4신호중 최저값에 응동하여 상기 실제 버어너 압력과 상기 제3신호 또는 상기 제4신호간의 오차를 설정하기 위한 수단을 포함하는 트윈 스폴 축류팬제트 엔진.
9. 제6항에 있어서, 추력증강기를 포함하고, 상기 다른 엔진작동 변수가 상기 추력증강기 상류측의 엔진 압력인 트윈 스풀 축류 팬제트 엔진.
10. 스톨의 영향하에 있는 압축기와, 엔진 작동매체를 발생시키는 버어너와, 상기 엔진 작동매체에 의해 동력을 공급받아 상기 압축기를 구동하는 터어빈과, 팬과, 팬에서 상기 배출되는 공기를 흘려보내기 위한 바이패스 덕트와, 엔진 작동변수에 응동하여 상기 버어너로의 연료흐름을 제어하는 연료제어수단을 구비한 가스터어빈 엔진의 과속모우드를 제어하기 위한 가속제어장치에 있어서 ; 상기 압축기에 대한 스톨마진을 설정하는 수단을 포함하고 ; 상기 스톨마진 설정수단은, 압축기로터의 회전속도에 응동하여 상기 버어너의 압력대 상기 엔진의 다른 위치의 압력비율을 나타내는 압축기 스톨 한계치로서의 제1신호를 설정하기 위한 수단과, 실제 버어너 압력에 응동하여 제2신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제1신호 및 제2신호에 응동하여 상기 버어너로의 연료흐름을 제한하도록 상기 연료제어수단을 조절하는 수단을 구비하고 ; 엔진압력비율을 나타내는 제3신호를 압축기로터속도의 함수로서 발생하는 함수발생기를 구비한 덕트 압력손실 보상수단과, 상기 제3신호와 실제 엔진압력 비율간의 차이를 나타내는 신호를 발생하여 상기 제1신호를 변조하기 위한 비교수단이 조합된 가속제어 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 엔진이 추력증강기를 포함하고, 상기 다른 위치가 상기 추력증강기의 상기 유입구내에 있는 가속제어장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 추력증강기의 유입구내의 상기 실제압력에 응동하여 제4의 신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제1신호와 상기 제4신호를 승산하여 상기 버어너내의 압력한계치를 나타내는 제5신호를 발생하기 위한 승산수단과, 상기 제5신호와 실제 버어너 압력간의 오차에 응동하여 상기 연료제어수단을 추가로 제어하기 위한 수단을 포함하는 가속제어장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1신호가 압축기 속도에 응동하여 상기 압축기의 유입구 온도와 518.7°R를 나타내는 베이스라인 값으로 보정되는 가속제어장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 연료제어수단이 상기 버어너내의 압력값을 제한하는 정상상태의 신호를 설정하고, 상기 정상상태의 신호와 상기 제4신호중 최저값을 선택하여 상기 오차 응동수단을 제어하는 최저값 선택수단을 포함하는 가속제어장치.
15. 고압터어빈 및 저압터어빈에 의해 각각 구동되는 고압측 압축기 및 저압측 압축기와, 상기 고압터어빈 및 상기 저압터어빈을 구동하기 위한 가스를 발생시키는 버어너와, 추력증강기와, 팬과, 상기 팬에서 배출된 공기를 흘려보내기 위한 바이패스 덕트와, 가속 동작모우드중 상기 엔진을 제어하기 위한 가속수단관 조합되어 상기 버어너로의 연료흐름을 조절하는 연료제어수단을 구비한 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진에 있어서 ; 보정된 고압측 압축기로터의 회전속도에 응동하여 제1의 신호를 설정하기 위한 수단과, 버어너 압력 대 기타 엔진작동 변수의 한계비율을 나타내는 의사 스톨 한계치를 설정하는 상기 제1신호에 응동하여 제2신호를 발생하기 위한 함수발생수단과, 상기 변수의 실제값과, 상기 제2신호에 응동하여 상기 가속모우드 중 상기 버어너 압력의 한계치를 나타내는 제3신호를 발생하기 위한 승산수단과, 실제 버어너 압력 및 상기 제3신호에 응동하여 상기 연료제어수단을 추가로 제어하기 위한 오차신호를 발생함으로써 상기 엔진의 상기 가속모우드중 상기 고압측 압축기에 대한 스톨마진을 설정하는 수단을 포함하고 ; 보정된 저압측 압축기의 로터속도에 관한 함수로서 엔진 압력비율신호를 발생하기 위한 함수발생기를 구비한 바이패스 덕트 압력손실 보상수단과, 상기 엔진압력비율과 실제엔진압력비율간의 차이를 계산하여 상기 제1신호를 변조하기 위한 수단이 조합된 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진.
16. 제15항에 있어서, 상기 연료제어수단이, 정상상태의 엔진작동중 상기 버어너 압력의 한계치를 나타내는 제4신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 제3신호와 상기 제4신호중 최저값에 응동하여 상기 실제 버어너 압력과 상기 제3신호 또는 상기 제4신호간의 오차를 설정하기 위한 게이트 수단을 포함하는 트윈 스풀축류 팬제트 엔진.
17. 제16항에 있어서, 상기 저압측 압축기의 로터속도가, 엔진 유입구온도 518.7°R의 함수로서 계산된 베이스라인 값으로 보정되는 트윈 스폴 축류 팬제트 엔진.

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