RU2255247C1 - Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine - Google Patents
Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255247C1 RU2255247C1 RU2003134681/06A RU2003134681A RU2255247C1 RU 2255247 C1 RU2255247 C1 RU 2255247C1 RU 2003134681/06 A RU2003134681/06 A RU 2003134681/06A RU 2003134681 A RU2003134681 A RU 2003134681A RU 2255247 C1 RU2255247 C1 RU 2255247C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- signal
- combustion chamber
- value
- block
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области обеспечения безопасности полета самолета с газотурбинным двигателем (ГТД), в частности, путем предотвращения помпажа компрессора, характеризуемого сильными низкочастотными колебаниями параметров потока в проточной части ГТД.The invention relates to the field of ensuring flight safety of an aircraft with a gas turbine engine (GTE), in particular, by preventing surging of the compressor, characterized by strong low-frequency fluctuations in flow parameters in the flow section of the turbine engine.
Известны способы диагностики и защиты турбокомпрессора ГТД от помпажа, в которых контролируемыми параметрами служат:Known methods for diagnosing and protecting a turbocharger turbine engine from surging, in which the following parameters are controlled:
- полное давление воздуха за компрессором высокого давления (Рквд);- total air pressure behind the high-pressure compressor (P kW );
- частота вращения роторов высокого и низкого давления (nвд, nнд);- the frequency of rotation of the rotors of high and low pressure (n vd , n nd );
- яркостная температура излучения нагретых поверхностей элементов конструкции газотурбинного двигателя (Т*) [1,2,3].- the brightness temperature of the radiation of the heated surfaces of the structural elements of the gas turbine engine (T *) [1,2,3].
В известных способах был использован принцип измерения контролируемых параметров и/или их производных, последующего сравнения их фактических величин с соответствующими величинами предельно допустимых (пороговых) значений. При превышении фактических величин над соответствующими допустимыми подается сигнал критической ситуации, свидетельствующий о потере газодинамической устойчивости.In the known methods, the principle of measuring the controlled parameters and / or their derivatives, the subsequent comparison of their actual values with the corresponding values of the maximum permissible (threshold) values, was used. If the actual values exceed the corresponding permissible values, a critical situation signal is given, indicating a loss of gas-dynamic stability.
Однако, известные способы не предусматривают блокировки сигнала критической ситуации (“помпаж”) и/или действий, выполняемых по этому сигналу, что в реальных условиях эксплуатации двигателей на самолете может привести к нежелательным последствиям (усложнение условий пилотирования, аварийная ситуация, катастрофа).However, the known methods do not provide for blocking a critical situation signal (“surge”) and / or actions performed by this signal, which in real conditions of engine operation on an airplane can lead to undesirable consequences (complication of piloting conditions, emergency, catastrophe).
Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты турбокомпрессора от помпажа, согласно которому при превышении контролируемыми параметрами пороговых величин формируется сигнал на отсечку топлива в камеру сгорания и сигнал на перепуск воздуха компрессора [4]. Известный способ не предусматривает блокировку сформированных сигналов на отсечку топлива в камеру сгорания и перепуск воздуха компрессора. То есть в реальных условиях эксплуатации, например, на взлете при формировании сигнала критической ситуации (“помпаж”) может произойти выключение подачи топлива в двигатель. Это вызовет резкое падение тяги двигателя, как следствие, усложнение условий пилотирования, аварийную ситуацию и т.п.Closest to the proposed one is a method of protecting a turbocharger from surging, according to which, when the controlled parameters exceed threshold values, a signal is generated to cut off the fuel into the combustion chamber and a signal to bypass the compressor [4]. The known method does not provide for blocking the generated signals to cut off the fuel into the combustion chamber and bypass the air of the compressor. That is, in real operating conditions, for example, during take-off during the formation of a critical situation signal (“surge”), the fuel supply to the engine may turn off. This will cause a sharp drop in engine thrust, as a result, complicating piloting conditions, an emergency, etc.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении безопасности полета за счет предотвращения падения тяги двигателя ниже критического значения в процессе взлета.The technical problem solved by the invention is to increase flight safety by preventing the engine thrust from falling below a critical value during take-off.
Сущность изобретения заключается в том, что способ защиты турбокомпрессора, включающий измерение давления воздуха за компрессором (Рk), определение скорости его изменения сравнение с его пороговым значением и формирование сигнала на отключение подачи топлива в камеру сгорания и включение перепуска воздуха в компрессоре при превышении величины предполагает согласно изобретению, дополнительное измерение частоты вращения ротора высокого давления nвд, сравнение его с пороговым значением и в случае, если блокировку сигнала на отключение подачи топлива в камеру сгорания и сигнала на включение перепуска воздуха в компрессоре.The essence of the invention lies in the fact that the method of protection of a turbocharger, including measuring the air pressure behind the compressor (P k ), determining the rate of change comparison with its threshold value and generating a signal to turn off the fuel supply to the combustion chamber and enable air bypass in the compressor when the value is exceeded involves, according to the invention, an additional measurement of the rotational speed of the high pressure rotor n vd , comparing it with a threshold value and in case blocking the signal to turn off the fuel supply to the combustion chamber and the signal to turn on the air bypass in the compressor.
Измерение частоты вращения ротора высокого давления nвд позволяет дополнительно контролировать параметр, характеризующий режим работы двигателя. Величина порогового параметра определяется допустимой величиной снижения режима при возникновении помпажа:Measurement of the rotational speed of the high-pressure rotor n vd allows you to additionally control a parameter that characterizes the engine operating mode. The value of the threshold parameter determined by the allowable amount of reduction in the event of a surge:
где Where
- величина nвд, соответствующая ограничиваемому “снизу” режиму двигателя во время взлета самолета (блокировка взлетного режима); - the value of n vd , corresponding to the limited “from below” engine mode during take-off (blocking the take-off mode);
Δnвд - постоянная величина, зависящая от типа двигателя.Δn vd is a constant value, depending on the type of engine.
В случае, если блокировка сигнала на отключение подачи топлива в камеру сгорания и сигнала на включение перепуска воздуха в компрессоре позволяет предотвратить падение тяги двигателя ниже критического в процессе взлета, тем самым повысить безопасность полета.If blocking the signal to turn off the fuel supply to the combustion chamber and the signal to turn on the air bypass in the compressor prevents the engine thrust from falling below critical during take-off, thereby improving flight safety.
На чертеже представлена структурная схема для реализации заявляемого способа защиты турбокомпрессора.The drawing shows a structural diagram for implementing the inventive method of protecting a turbocharger.
Блок 1 представляет собой дифференцирующий блок, на вход которого поступает сигнал о величине давления за компрессором Рк. В блоке 1 осуществляется вычисление первой производной Рк по времени Block 1 is a differentiating block, the input of which receives a signal about the pressure value behind the compressor Р к . In block 1, the first derivative P k is calculated in time
Блок 2 - блок сравнения, который осуществляет сравнение текущего значения с параметром представляющим собой предельно допустимое значение параметра при помпаже двигателя.Block 2 - a comparison block that compares the current value with parameter representing the maximum permissible parameter value when surging the engine.
Блок 3 представляет собой блок сравнения, осуществляющий сравнение текущего значения частоты вращения nвд с его пороговым значением Block 3 is a comparison unit that compares the current value of the rotational speed n vd with its threshold value
Логический блок 4 работает по схеме “И-НЕ”. При одновременном наличии на двух входах блока 4 сигналов, поступающих с блоков 2 и 3, происходит блокировка выходного сигнала на отключение подачи топлива в камеру сгорания и на включение перепуска воздуха в компрессоре.Logical block 4 operates according to the “AND NOT” scheme. With the simultaneous presence at the two inputs of block 4 of the signals coming from blocks 2 and 3, the output signal is blocked to turn off the fuel supply to the combustion chamber and to turn on the air bypass in the compressor.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На вход блока 1 поступает сигнал, характеризующий величину давления за компрессором Рк. Выходной сигнал I1 с блока 1, характеризующий величину поступает на вход блока 2, где осуществляется сравнение текущего значения с пороговой величиной At the input of block 1, a signal characterizes the pressure behind the compressor R to . The output signal I 1 from block 1, characterizing the value arrives at the input of block 2, where the current value is compared with threshold
При с выхода блока 2 на вход блока 4 и на регистрирующее устройство поступает сигнал I2, характеризующий состояние неустойчивой работы компрессора (сигнал “помпаж”).At from the output of block 2 to the input of block 4 and to the recording device receives a signal I 2 characterizing the state of unstable operation of the compressor (signal "surge").
Блок 3, на вход которого поступает сигнал о величине nвд, сравнивает ее с величиной При сигнал на выходе блока 3 отсутствует (I3=0) и не поступает на вход блока 4. Если одновременно с этим на вход блока 4 с выхода блока 2 поступает сигнал “помпаж” (I3=0, I2=1), то на выходе блока 4 формируется сигнал на отключение подачи топлива в камеру сгорания и на включение перепуска воздуха в компрессоре (I4=1).Block 3, the input of which receives a signal about the value of n vd , compares it with the value At there is no signal at the output of block 3 (I 3 = 0) and does not go to the input of block 4. If at the same time the signal “surge” is received at the input of block 4 from the output of block 2 (I 3 = 0, I 2 = 1), then at the output of block 4, a signal is generated to turn off the fuel supply to the combustion chamber and to turn on the air bypass in the compressor (I 4 = 1).
При на выходе блока 3 формируется сигнал I3=1, поступающий на вход блока 4.At at the output of block 3, a signal I 3 = 1 is generated, which is input to the input of block 4.
При поступлении сигналов I3=1 и I2=1 на вход блока 4, на выходе блока 4 сигнал I4 будет отсутствовать (I4=0), что заблокирует отключение подачи топлива в камеру сгорания и включение перепуска воздуха в компрессоре.When signals I 3 = 1 and I 2 = 1 arrive at the input of block 4, the output of block 4 will not have a signal I 4 (I 4 = 0), which will block the shutdown of the fuel supply to the combustion chamber and the inclusion of air bypass in the compressor.
Источники информацииSources of information
1. Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов, Москва, “Машиностроение”, 1989, стр. 102.1. Automatic control and diagnostics of control systems of power plants of aircraft, Moscow, “Mechanical Engineering”, 1989, p. 102.
2. Патент РФ №2098668, F 04 D 27/02, 1997 г.2. RF patent No. 2098668, F 04 D 27/02, 1997
3. Патент РФ №2187711, F 04 D 27/02, 2002 г.3. RF patent No. 2187711, F 04 D 27/02, 2002
4. Патент РФ №2041399, F 04 D 27/02, 1991 г. - прототип.4. RF patent No. 2041399, F 04 D 27/02, 1991 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134681/06A RU2255247C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134681/06A RU2255247C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003134681A RU2003134681A (en) | 2005-05-20 |
RU2255247C1 true RU2255247C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35820116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003134681/06A RU2255247C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255247C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7762125B2 (en) | 2006-03-24 | 2010-07-27 | Rolls-Royce Plc | Method for monitoring thrust produced by gas turbine engines |
RU2467209C2 (en) * | 2007-02-16 | 2012-11-20 | Снекма | Air bleed device, compressor stage with said device, compressor with said stage, and turbojet with said compressor |
RU2468257C2 (en) * | 2010-11-11 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Gas turbine engine control method |
RU2474713C2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine protection |
RU2530687C2 (en) * | 2009-06-10 | 2014-10-10 | Снекма | Method of testing system designed to protect turbomachine against overspeed at starting |
RU2604689C2 (en) * | 2011-09-26 | 2016-12-10 | Рено С.А.С. | Method and system of diagnostics of power plant with two multi-stage turbo compressors |
RU2670469C1 (en) * | 2017-10-19 | 2018-10-23 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method for protecting a gas turbine engine from multiple compressor surgings |
-
2003
- 2003-12-01 RU RU2003134681/06A patent/RU2255247C1/en active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7762125B2 (en) | 2006-03-24 | 2010-07-27 | Rolls-Royce Plc | Method for monitoring thrust produced by gas turbine engines |
RU2467209C2 (en) * | 2007-02-16 | 2012-11-20 | Снекма | Air bleed device, compressor stage with said device, compressor with said stage, and turbojet with said compressor |
RU2530687C2 (en) * | 2009-06-10 | 2014-10-10 | Снекма | Method of testing system designed to protect turbomachine against overspeed at starting |
RU2468257C2 (en) * | 2010-11-11 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Gas turbine engine control method |
RU2474713C2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine protection |
RU2604689C2 (en) * | 2011-09-26 | 2016-12-10 | Рено С.А.С. | Method and system of diagnostics of power plant with two multi-stage turbo compressors |
RU2670469C1 (en) * | 2017-10-19 | 2018-10-23 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method for protecting a gas turbine engine from multiple compressor surgings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003134681A (en) | 2005-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2976984C (en) | Shaft event detection in gas turbine engines | |
US4622808A (en) | Surge/stall cessation detection system | |
US3852958A (en) | Stall protector system for a gas turbine engine | |
CA2348342C (en) | Surge detection system of gas turbine aeroengine | |
US5051918A (en) | Gas turbine stall/surge identification and recovery | |
EP1069296B1 (en) | A method of obtaining an indication of the power output of a turbine | |
EP3712074B1 (en) | Method and system for setting power of an aircraft engine | |
RU2764225C2 (en) | Method and device for detecting conditions conducive to occurrence of surging to protect compressor of aircraft gas turbine engine | |
EP3199784B1 (en) | Fuel flow control | |
US10605166B2 (en) | System and method for variable geometry mechanism control | |
RU2255247C1 (en) | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine | |
CA3107034A1 (en) | System and method for monitoring a bleed valve of a gas turbine engine | |
Christensen et al. | Development and demonstration of a stability management system for gas turbine engines | |
RU2310100C2 (en) | Method to protect gas-turbine engine from unstable operation of compressor | |
RU2305788C2 (en) | Method of emergency protection of gas-turbine engine at failures and troubles | |
EP0777828B1 (en) | Compressor stall avoidance | |
EP0670425B1 (en) | Method of surge detection | |
RU2602644C1 (en) | Method for protection of dual-frow turbojet engine against low pressure turbine spin-up | |
RU2295654C1 (en) | Method of and device for protection of gas-turbine engine (versions) | |
EP3705702A1 (en) | Aircraft engine reignition | |
EP3623608B1 (en) | Method and system for adjusting a variable geometry mechanism | |
RU2329388C1 (en) | Method of gas turbine engine protection | |
RU2482024C2 (en) | Method of helicopter power plant control | |
RU2306446C1 (en) | Method of control of aircraft power plant | |
RU2813647C1 (en) | Method for automatically controlling aircraft power plant when thrust of one of engines is reduced during take-off |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101007 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101007 Effective date: 20110826 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |