RU2334889C2 - Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку - Google Patents

Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку Download PDF

Info

Publication number
RU2334889C2
RU2334889C2 RU2006127312/06A RU2006127312A RU2334889C2 RU 2334889 C2 RU2334889 C2 RU 2334889C2 RU 2006127312/06 A RU2006127312/06 A RU 2006127312/06A RU 2006127312 A RU2006127312 A RU 2006127312A RU 2334889 C2 RU2334889 C2 RU 2334889C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
power
gas generator
turbine
temperature
Prior art date
Application number
RU2006127312/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006127312A (ru
Inventor
Юрий Петрович Дудкин (RU)
Юрий Петрович Дудкин
Виктор Александрович Гладких (RU)
Виктор Александрович Гладких
Геннадий Викторович Фомин (RU)
Геннадий Викторович Фомин
Сергей Владимирович Остапенко (RU)
Сергей Владимирович Остапенко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "СТАР"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "СТАР" filed Critical Открытое акционерное общество "СТАР"
Priority to RU2006127312/06A priority Critical patent/RU2334889C2/ru
Publication of RU2006127312A publication Critical patent/RU2006127312A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2334889C2 publication Critical patent/RU2334889C2/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления турбовинтовыми силовыми установками (СУ). Сущность изобретения заключается в том, что предельное ограничение по температуре газов за турбиной газогенератора корректируют по положению РУД, по положению РУД формируют заданное значение мощности двигателя, измеряют крутящий момент на выходном валу двигателя и частоту вращения свободной турбины (СТ), рассчитывают располагаемую мощность двигателя как произведение величин крутящего момента и частоты вращения СТ, сравнивают заданное значение мощности двигателя и располагаемую мощность двигателя, полученное рассогласование селектируют по минимуму с сигналом АП. Технический результат изобретения заключается в том, что обеспечивается управление расходом топлива по программе поддержания мощности двигателя, как наиболее важного параметра для ТВ СУ. При этом автоматически ограничиваются параметры газогенератора по режимам работы двигателя, что сохраняет ресурс горячей части. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления турбовинтовыми силовыми установками (ТВ СУ).
Известен способ управления ГТД, реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа [1]. Способ заключается в том, что, с целью повышения точности управления, управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется в ограниченном диапазоне электронным корректором.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТД, реализованный, например, в электронно-гидромеханической САУ двигателя ТВ7-117, входящего в силовую установку (СУ) самолета Ил-114 [2].
СУ содержит два турбовинтовых двигателя (ТВД) ТВ7-117С и два воздушных винта (ВВ) СВ-34.
Способ заключается в том, что измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем, частоту вращения турбокомпрессора, давление и температуру воздуха на входе в двигатель, температуру газов за турбиной газогенератора, формируют заданное значение частоты вращения турбокомпрессора как функцию от положения РУД, давления и температуры воздуха на входе в двигатель, задают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора, сравнивают заданное значение частоты вращения турбокомпрессора и измеренное, сравнивают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора (являющееся константой для всех двигателей данного типа с возможностью регулировки в ограниченном диапазоне при приемосдаточных испытаниях двигателя и в эксплуатации - при переходах зима-лето) и измеренное, полученные рассогласования селектируют по минимуму с сигналом автомата приемистости (АП), отселектированную величину подают в пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, где формируют управляющее воздействие на дозатор расхода топлива.
Недостатком этого способа является следующее.
1. Частота вращения турбокомпрессора только косвенно связана с располагаемой мощностью на выходном валу двигателя, передаваемой на ВВ.
Поэтому поддержание заданной частоты вращения турбокомпрессора не гарантирует поддержание заданной мощности, передаваемой на ВВ. Т.о., снижается надежность работы ТВ СУ как источника тяги и, как следствие, снижается безопасность самолета.
2. Коррекция заданной частоты вращения турбокомпрессора по высоте полета при наличии только предельного ограничения по температуре газов за турбиной газогенератора, единого для всех режимов полета (взлет, номинал, крейсерский, ПМГ, ЗМГ), при наборе самолетом высоты приводит к раскрутке ротора турбокомпрессора. При этом пилот для сохранения ресурса газогенератора должен вручную снижать режим работы двигателя с помощью РУД.
Для предотвращения этого в способе управления турбовинтовой силовой установкой, заключающемся в том, что измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем, частоту вращения турбокомпрессора, давление и температуру воздуха на входе в двигатель, температуру газов за турбиной газогенератора, формируют заданное значение частоты вращения турбокомпрессора как функцию от положения РУД, давления и температуры воздуха на входе в двигатель, задают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора, сравнивают заданное значение частоты вращения турбокомпрессора и измеренное, сравнивают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора (являющееся константой для всех двигателей данного типа с возможностью регулировки в ограниченном диапазоне при приемосдаточных испытаниях двигателя и в эксплуатации - при переходах зима-лето) и измеренное, полученные рассогласования селектируют по минимуму с сигналом автомата приемистости (АП), отселектированную величину подают в пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, где формируют управляющее воздействие на дозатор расхода топлива, дополнительно предельное ограничение по температуре газов за турбиной газогенератора корректируют по положению РУД, по положению РУД формируют заданное значение мощности двигателя, измеряют крутящий момент на выходном валу двигателя и частоту вращения свободной турбины (СТ), рассчитывают располагаемую мощность двигателя как произведение величин крутящего момента и частоты вращения СТ, сравнивают заданное значение мощности двигателя и располагаемую мощность двигателя, полученное рассогласование селектируют по минимуму с сигналом АП.
Т.о., обеспечивается такое управление расходом топлива в двигатель ТВ СУ, при котором поддерживается требуемая для данного режима мощность, передаваемая на ВВ, с сохранением ресурса горячей части двигателя без вмешательства пилота.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков, первый блок 2 нелинейности (БН), первый сумматор 3, первый усилитель 4, первый селектор 5 сигнала минимального уровня, второй селектор 6 сигнала минимального уровня, ПИ-регулятор 7, второй сумматор 8, второй усилитель 9, электрогидропреобразователь 10, дозатор 11, последовательно соединенные второй БН 12, третий сумматор 13, третий усилитель 14, последовательно соединенные третий БН 15, четвертый сумматор 16, четвертый усилитель 17, причем БН 12 и 15 подключены к блоку 1, а усилители 14 и 17 - к селектору 5, последовательно соединенные четвертый БН 18, блок 19 умножения (БУ), пятый усилитель 20, причем БН 18 и БУ 19 подключены к блоку 1, а усилитель 20 - к селектору 6. сумматоры 8, 13, 16 подключены к блоку 1 напрямую, а сумматор 3 - через БУ 21.
Устройство работает следующим образом. В БН 2 по заданной характеристике
Figure 00000002
в зависимости от положения РУД, получаемому из блока 1, формируется требуемая (задаваемая) мощность (Ne зад.) двигателя.
На выходе БУ 21 формируется располагаемая (фактическая) мощность (Ne фак.) двигателя как произведение измеренных в блоке 1 величин крутящего момента (Мкр.) на выходном валу двигателя и частоты (n ст) вращения свободной турбины.
Figure 00000003
Величина рассогласования подается на вход в усилитель 4 для масштабирования.
Аналогичным образом в БН 12 и 15 соответственно по положению РУД формируются заданные предельно допустимые для данного режима по РУД значения температуры газов за турбиной газогенератора и частоты вращения турбокомпрессора, которые в сумматорах 13 и 16 сравниваются с измеренными (полученными из блока 1) значениями.
Величина рассогласования подается соответственно на входы усилителей 14 и 17 для масштабирования.
Масштабированные (приведенные к одной размерности) сигналы селектируются в селекторе 5 по минимуму. Минимальный сигнал подается на вход селектора 6, где селектируется по минимуму с сигналом автомата приемистости (АП), формируемым с помощью БН 18, БУ 19, усилителя 20.
Селектированный сигнал из селектора 6 подается на вход в ПИ-регулятор 7, где формируется заданное положение дозатора.
Заданное положение дозатора в сумматоре 8 сравнивается с измеренным, полученным из блока 1.
По величине рассогласования в усилителе 9 формируется управляющий сигнал, который подается в электрогидропреобразователь 10.
Электрогидропреобразователь 10 управляет положением дозатора 11 и соответственно расходом топлива в камеру сгорания двигателя.
Т.о., обеспечивается управление расходом топлива по программе поддержания мощности двигателя, как наиболее важного параметра для ТВ СУ. При этом автоматически ограничиваются параметры газогенератора по режимам работы двигателя, что сохраняет ресурс горячей части.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Кеба И.В. Летная эксплуатация вертолетных ГТД. М.: Транспорт, 1976.
2. Руководство по эксплуатации электронного цифрового регулятора РЭД-65С двигателя ТВ7-117С. ПАКБ, Пермь, 1988.

Claims (1)

  1. Способ управления турбовинтовой силовой установкой, заключающийся в том, что измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем, частоту вращения турбокомпрессора, давление и температуру воздуха на входе в двигатель, температуру газов за турбиной газогенератора, формируют заданное значение частоты вращения турбокомпрессора как функцию от положения РУД давления и температуры воздуха на входе в двигатель, задают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора, сравнивают заданное значение частоты вращения турбокомпрессора и измеренное, сравнивают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора (являющееся константой для всех двигателей данного типа с возможностью регулировки в ограниченном диапазоне при приемосдаточных испытаниях двигателя и в эксплуатации - при переходах зима-лето) и измеренное, полученные рассогласования селектируют по минимуму с сигналом автомата приемистости (АП), отселектированную величину подают в пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, где формируют управляющее воздействие на дозатор расхода топлива, отличающийся тем, что дополнительно предельное ограничение по температуре газов за турбиной газогенератора корректируют по положению РУД, по положению РУД формируют заданное значение мощности двигателя, измеряют крутящий момент на выходном валу двигателя и частоту вращения свободной турбины (СТ), рассчитывают располагаемую мощность двигателя как произведение величин крутящего момента и частоты вращения СТ, сравнивают заданное значение мощности двигателя и располагаемую мощность двигателя, полученное рассогласование селектируют по минимуму с сигналом АП.
RU2006127312/06A 2006-07-27 2006-07-27 Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку RU2334889C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006127312/06A RU2334889C2 (ru) 2006-07-27 2006-07-27 Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006127312/06A RU2334889C2 (ru) 2006-07-27 2006-07-27 Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006127312A RU2006127312A (ru) 2008-02-10
RU2334889C2 true RU2334889C2 (ru) 2008-09-27

Family

ID=39265675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006127312/06A RU2334889C2 (ru) 2006-07-27 2006-07-27 Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334889C2 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474712C2 (ru) * 2010-12-29 2013-02-10 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2489592C1 (ru) * 2011-12-30 2013-08-10 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2493051C2 (ru) * 2011-09-19 2013-09-20 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления турбовинтовой силовой установкой самолета
RU2493392C2 (ru) * 2011-10-21 2013-09-20 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ защиты газотурбинного двигателя
RU2497001C1 (ru) * 2012-05-10 2013-10-27 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2640874C1 (ru) * 2014-03-20 2018-01-12 Сименс Акциенгезелльшафт Изменяемое регулирование предельной мощности газовых турбин

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Руководство по эксплуатации электронного цифрового регулятора РЭД-65С двигателя ТВ7-117С, ПАКБ. - Пермь, 1988, с.3. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474712C2 (ru) * 2010-12-29 2013-02-10 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2493051C2 (ru) * 2011-09-19 2013-09-20 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления турбовинтовой силовой установкой самолета
RU2493392C2 (ru) * 2011-10-21 2013-09-20 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ защиты газотурбинного двигателя
RU2489592C1 (ru) * 2011-12-30 2013-08-10 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2497001C1 (ru) * 2012-05-10 2013-10-27 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
RU2640874C1 (ru) * 2014-03-20 2018-01-12 Сименс Акциенгезелльшафт Изменяемое регулирование предельной мощности газовых турбин
US10077718B2 (en) 2014-03-20 2018-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Variable power limit control for gas turbines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006127312A (ru) 2008-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8762025B2 (en) Method and system for controlling a gas turbine and a gas turbine including such a system
US4258545A (en) Optimal control for a gas turbine engine
RU2334889C2 (ru) Способ управления расходом топлива в турбовинтовую силовую установку
US10961921B2 (en) Model-based control system and method for a turboprop engine
US7367193B1 (en) Auxiliary power unit control method and system
US4651518A (en) Transient derivative scheduling control system
EP2778376B1 (en) System and method for engine transient power response
JP2010285955A (ja) ガスタービンの制御装置及び発電システム
US5274558A (en) Apparatus for decoupling a torque loop from a speed loop in a power management system for turboprop engines
EP1462634A2 (en) Acceleration control in multispool gas turbine engine
RU2442001C2 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания
US20210262400A1 (en) Speed limiting for power turbine governing and protection in a turboshaft engine
RU2282737C2 (ru) Способ регулирования газотурбинного двигателя со свободной турбиной
RU2474712C2 (ru) Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель
JP2013160154A (ja) ガスタービン制御装置及び方法並びにプログラム、それを用いた発電プラント
RU2736403C1 (ru) Способ управления турбореактивным двигателем
RU2308605C2 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем
RU2443890C1 (ru) Способ управления площадью критического сечения реактивного сопла двухконтурного газотурбинного двигателя
US11486316B2 (en) Method and system for adjusting a variable geometry mechanism
RU2476703C1 (ru) Способ управления расходом топлива в основную камеру сгорания газотурбинного двигателя на приемистости
RU2446300C1 (ru) Способ управления частотой вращения ротора низкого давления двухконтурного газотурбинного двигателя
RU101736U1 (ru) Система управления площадью критического сечения реактивного сопла двухконтурного газотурбинного двигателя
RU2386836C2 (ru) Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинного двигателя
US20220010737A1 (en) Method and system for controlling a turbomachine with control saturations management
RU2418962C2 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120728