RU2345234C2 - Способ управления газотурбинным двигателем - Google Patents
Способ управления газотурбинным двигателем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345234C2 RU2345234C2 RU2007109570/06A RU2007109570A RU2345234C2 RU 2345234 C2 RU2345234 C2 RU 2345234C2 RU 2007109570/06 A RU2007109570/06 A RU 2007109570/06A RU 2007109570 A RU2007109570 A RU 2007109570A RU 2345234 C2 RU2345234 C2 RU 2345234C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- engine
- gmr
- control action
- gas turbine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в ЭР в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, рассчитывают резервное управляющее воздействие ЭР, при возникновении отказов в ЭР анализируют возможные последствия отказа для ГТД и ЛА, если из-за отказа становится невозможным управление двигателем по законам управления, реализованным в ЭР, подают на ИЭ резервное управляющее воздействие ЭР, рассчитанное по законам управления, реализованным в ГМР, если из-за отказа становится полностью невозможным управление двигателем от ЭР, с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ЭР, а управляющее воздействие ГМР подают на ИЭ и осуществляют управление двигателем от ГМР. Технический результат - повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).
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].
САУ содержит электронный регулятор (ЭР), резервный гидромеханический регулятор (ГМР), селектор и блок исполнительных элементов (ИЭ).
Способ заключается в том, что в ЭР с помощью датчиков ЭР измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем и параметры СУ, в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ЭР, формируют управляющее воздействие ЭР, в ГМР с помощью датчиков ГМР измеряют положение РУД и параметры СУ, в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, формируют управляющее воздействие ГМР, при исправном ЭР с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ГМР, а управляющее воздействие ЭР подают на ИЭ и осуществляют управление двигателем, при отказе ЭР с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ЭР, а управляющее воздействие ГМР подают на ИЭ и осуществляют управление двигателем.
Недостатком этого способа является следующее.
Отказы ЭР имеют разное влияние на возможность управления двигателем. Например, отказ электрогидропреобразователя управляющего воздействия ЭР, входящего в блок ИЭ, действительно делает невозможным управление двигателем от ЭР. А отказ датчика температуры (Твх) воздуха на входе в двигатель делает невозможным расчет заданной частоты (n) вращения двигателя по программе
где α руд - положение рычага управления двигателем,
Рвх - давление воздуха на входе в двигатель.
При этом сохраняется возможность управления двигателем от ЭР, т.к. входные и выходные преобразователи и вычислитель ЭР исправны, блок ИЭ ЭР исправен. Но управление двигателем переводится на ГМР (такая логика реализована в электронном регуляторе РЭД-90, входящем в состав САУ двигателя ПС-90А), что снижает качество управления, т.к.
- номенклатура датчиков ЭР и ГМР не совпадает;
- точностные характеристики датчиков ЭР лучше, чем у ГМР;
- законов управления, реализованных в ГМР, меньше по количеству и точность их поддержания ниже.
Дополнительно при переводе управления на ГМР теряются очень важные функции, такие, например, как защита турбины от перегрева и защита двигателя от помпажа и расцепки валов компрессора и турбины.
Это, в свою очередь, приводит к снижению надежности работы ГТД и, как следствие, снижению безопасности полета летательного аппарата (ЛА).
Целью изобретения является повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления газотурбинным двигателем, заключающемся в том, что в электронном регуляторе (ЭР) с помощью датчиков ЭР измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем и параметры силовой установки (СУ), в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ЭР, формируют управляющее воздействие ЭР, в гидромеханическом регуляторе (ГМР) с помощью датчиков ГМР измеряют положение РУД и параметры СУ, в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, формируют управляющее воздействие ГМР, при исправном ЭР с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ГМР, а управляющее воздействие ЭР подают на блок исполнительных элементов (ИЭ) и осуществляют управление двигателем, дополнительно в ЭР в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, рассчитывают резервное управляющее воздействие ЭР, при возникновении отказов в ЭР анализируют возможные последствия отказа для ГТД и ЛА, если из-за отказа становится невозможным управление двигателем по законам управления, реализованным в ЭР, подают на ИЭ резервное управляющее воздействие ЭР, рассчитанное по законам управления, реализованным в ГМР, если из-за отказа становится полностью невозможным управление двигателем от ЭР, с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ЭР, а управляющее воздействие ГМР подают на ИЭ и осуществляют управление двигателем от ГМР.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные первый блок 1 датчиков (БД), электронный регулятор 2 (ЭР), селектор 3 «электроника-гидромеханика», блок 4 исполнительных элементов (ИЭ), последовательно соединенные второй блок 5 датчиков, гидромеханический регулятор 6 (ГМР), выход которого подключен к селектору 3, блок 7 встроенного контроля (БВК), выход которого подключен к управляемому входу селектора 3.
Устройство работает следующим образом. Электронный регулятор 2 по сигналам датчиков из блока 1 по известным зависимостям (см., например, [3]) формирует управляющее воздействие на ИЭ 4, которые осуществляют требуемые изменения расхода топлива в камеру сгорания двигателя, положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора и клапанов (КПВ) перепуска воздуха.
Работоспособность ЭР 2 оценивается БВК 12 по известным принципам (см., например, [4]).
При исправном ЭР 2 селектор 3 находится в положении «электроника» и пропускает в блок 4 ИЭ управляющие команды ЭР 2.
Дополнительно, одновременно с этим ЭР 2 по сигналам датчиков из блока 1 по зависимостям, представляющим собой программы регулирования, реализованные в ГМР 6, рассчитывает резервное управляющее воздействие на ИЭ 4, которое может обеспечить изменения расхода топлива в камеру сгорания двигателя, положения лопаток ВНА компрессора и КПВ, аналогичное тому, которое обеспечивает ГМР 6 при его включении в контур управления.
При отказе элемента ЭР 2, или датчика из блока 1, или ИЭ 4, обнаруженного БВК 7, по команде БВК 12 в ЭР 2 включается логика реконфигурации, обеспечивая анализ последствий обнаруженного отказа.
Например, отказал датчик Твх (далее приводится логика работы, реализованная в в электронном регуляторе РЭД-90А2, входящем в состав электронной САУ нового поколения, разработанной для перспективного двигателя ПС-90А2).
При этом отказе становится невозможным управление двигателем по основным программам регулирования:
где α вна - положение лопаток ВНА.
где П кпв - положение КПВ.
Однако сохраняется возможность выполнения функций защиты двигателя от помпажа, расцепки валов компрессора и турбины и защиты турбины от перегрева:
где Тг - температура газов перед турбиной.
Поэтому перевод управления на ГМР 6 не производится, включается логика реконфигурации и управление двигателем осуществляется от ЭР 2 по резервным программам регулирования:
где Gт - требуемый расход топлива в камеру сгорания двигателя,
t - время переходного режима.
При этом, естественно, сохраняются все функции - защиты двигателя от помпажа, расцепки валов компрессора и турбины и защиты турбины от перегрева.
В случае, если возникший отказ делает невозможным дальнейшее управление двигателем от ЭР 2 (например, отказ вычислительной части ЭР 2), по команде БВК 7 селектор 3 перекладывается в положение «гидромеханика» и управление двигателем переводится на ГМР 6.
Таким образом обеспечивается повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.
Список источников информации
1. Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД». М.: «Транспорт», 1976 г.
2. «Руководство по эксплуатации двигателя ТВ7-117С», ЛНПО им. В.Я.Климова, Ленинград, 1988 г.
3. Шляхтенко С.М. «Теория двухконтурных ТРД». М.: «Машиностроение», 1979 г.
4. Бодлер В.А., Рязанов Ю.А, Шаймарданов Ф.А. «Системы автоматического управления двигателями летательных аппаратов». М.: «Машиностроение», 1973 г.
Claims (1)
- Способ управления газотурбинным двигателем, заключающийся в том, что в электронном регуляторе (ЭР) с помощью датчиков ЭР измеряют положение рычага (РУД) управления двигателем и параметры силовой установки (СУ), в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ЭР, формируют управляющее воздействие ЭР, в гидромеханическом регуляторе (ГМР) с помощью датчиков ГМР измеряют положение РУД и параметры СУ, в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, формируют управляющее воздействие ГМР, при исправном ЭР с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ГМР, а управляющее воздействие ЭР подают на блок исполнительных элементов (ИЭ) и осуществляют управление двигателем, отличающийся тем, что дополнительно в ЭР в зависимости от положения РУД и значения параметров СУ по законам управления, реализованным в ГМР, рассчитывают резервное управляющее воздействие ЭР, при возникновении отказов в ЭР анализируют возможные последствия отказа для ГТД и ЛА, если из-за отказа становится невозможным управление двигателем по законам управления, реализованным в ЭР, подают на ИЭ резервное управляющее воздействие ЭР, рассчитанное по законам управления, реализованным в ГМР, если из-за отказа становится полностью невозможным управление двигателем от ЭР, с помощью селектора отсекают управляющее воздействие ЭР, а управляющее воздействие ГМР подают на ИЭ и осуществляют управление двигателем от ГМР.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109570/06A RU2345234C2 (ru) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109570/06A RU2345234C2 (ru) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007109570A RU2007109570A (ru) | 2008-09-20 |
RU2345234C2 true RU2345234C2 (ru) | 2009-01-27 |
Family
ID=39867733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007109570/06A RU2345234C2 (ru) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2345234C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638497C1 (ru) * | 2017-03-09 | 2017-12-13 | АО "НПП "Темп" им.Ф.Короткова" | Способ управления гтд |
-
2007
- 2007-03-15 RU RU2007109570/06A patent/RU2345234C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638497C1 (ru) * | 2017-03-09 | 2017-12-13 | АО "НПП "Темп" им.Ф.Короткова" | Способ управления гтд |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007109570A (ru) | 2008-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10113487B2 (en) | Cascaded multi-variable control system for a turboshaft engine | |
EP3045696B1 (en) | System and method for load power management in a turboshaft gas turbine engine | |
JP5583697B2 (ja) | ガスタービンを制御するための方法およびシステム、ならびにこのようなシステムを含むガスタービン | |
US20160208639A1 (en) | System and method for controlling a gas turbine engine | |
US20160069277A1 (en) | Turboshaft engine control | |
EP2904242A2 (en) | Model based engine inlet condition estimation | |
US10822996B2 (en) | Gas turbine engine health determination | |
RU2379534C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2392498C2 (ru) | Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя | |
Lutambo et al. | Aircraft turbine engine control systems development: Historical Perspective | |
RU2345234C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
US9909442B2 (en) | Method of controlling a position actuation system component for a gas turbine engine | |
RU2464437C1 (ru) | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой | |
RU2308605C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
Golberg et al. | Improving control reliability and quality of aircraft engines by means the software virtual engine | |
CN113167179A (zh) | 具有故障管理的控制飞行器涡轮发动机转速的系统和方法 | |
RU2365774C2 (ru) | Способ управления двухдвигательной силовой установкой | |
RU2432476C2 (ru) | Способ контроля электронно-гидромеханической системы управления газотурбинным двигателем | |
RU2348824C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
CN111720218B (zh) | 涡轮发动机的信号响应监测 | |
RU2468229C2 (ru) | Способ контроля системы управления газотурбинным двигателем | |
RU2387856C2 (ru) | Способ контроля системы управления газотурбинным двигателем | |
RU2416036C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2482024C2 (ru) | Способ управления силовой установкой вертолета | |
RU2387855C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120316 |