RU2367808C2 - Gas turbine engine thrust control system - Google Patents

Gas turbine engine thrust control system Download PDF

Info

Publication number
RU2367808C2
RU2367808C2 RU2005116158/06A RU2005116158A RU2367808C2 RU 2367808 C2 RU2367808 C2 RU 2367808C2 RU 2005116158/06 A RU2005116158/06 A RU 2005116158/06A RU 2005116158 A RU2005116158 A RU 2005116158A RU 2367808 C2 RU2367808 C2 RU 2367808C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thrust
engine
gas turbine
control system
microprocessor
Prior art date
Application number
RU2005116158/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005116158A (en
Inventor
Сергей Александрович Нечаев (RU)
Сергей Александрович Нечаев
Михаил Николаевич Иванов (RU)
Михаил Николаевич Иванов
Тамара Петровна Нечаева (RU)
Тамара Петровна Нечаева
Геннадий Алексеевич Луценко (RU)
Геннадий Алексеевич Луценко
Original Assignee
Сергей Александрович Нечаев
Михаил Николаевич Иванов
Тамара Петровна Нечаева
Геннадий Алексеевич Луценко
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 Сергей Александрович Нечаев, Михаил Николаевич Иванов, Тамара Петровна Нечаева, Геннадий Алексеевич Луценко filed Critical Сергей Александрович Нечаев
Priority to RU2005116158/06A priority Critical patent/RU2367808C2/en
Publication of RU2005116158A publication Critical patent/RU2005116158A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367808C2 publication Critical patent/RU2367808C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly to aircraft gas turbine thrust control systems. In compliance with this invention, thrust measurement unit comprises two laser anemometres, one designed to measure exhaust gas velocity while the other one measures flight speed. Microprocessor with memory unit computes thrust value from the formula R=f(GB, cC, VP). Proposed thrust control system incorporates also thrust measurement unit, fuel metering unit, adder, anemometre to measure exhaust gas velocity, anemometre to measure flight speed and microprocessor with memory unit.
EFFECT: higher accuracy of control.
1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам управления тягой газотурбинных двигателей (ГТД) летательных аппаратов (ЛА).The invention relates to aircraft, and in particular to thrust control systems for gas turbine engines (GTE) of aircraft (LA).

Известно устройство, реализующее способ регулирования авиационного турбовинтового двигателя (RU 2023897 от 10.11.1994), содержащее регулятор расхода топлива, регулятор частоты вращения, два исполнительных механизма, датчик значения частоты вращения ротора, датчик значения тяги, элементы сравнения, сумматор, датчик значений текущего расхода топлива и блок оптимизации.A device is known that implements a method for regulating an aircraft turboprop engine (RU 2023897 dated 10.11.1994), comprising a fuel consumption regulator, a rotational speed regulator, two actuators, a rotor speed value sensor, a thrust value sensor, comparison elements, an adder, a current flow value sensor fuel and optimization block.

Недостатком описанного устройства является то, что управление тягой в описанной системе осуществляется косвенно за счет поддержания заданными других параметров двигателя, что не обеспечивает требуемой точности управления тягой в широком диапазоне изменения условий полета и режимов работы двигателя.A disadvantage of the described device is that thrust control in the described system is carried out indirectly by maintaining other engine parameters set, which does not provide the required thrust control accuracy over a wide range of flight conditions and engine operating conditions.

Технической задачей заявляемого устройства является повышение точности управления двигателем по тяге.The technical task of the claimed device is to increase the accuracy of engine control by traction.

Решение технической задачи изобретения состоит в том, что в системе управления тягой газотурбинного двигателя, содержащей блок измерения тяги, блок дозирования топлива и сумматор, блок измерения тяги содержит два лазерных анемометра и микропроцессор с блоком памяти, при этом один анемометр измеряет скорость истечения (струи) газов из сопла двигателя, а с помощью второго анемометра измеряют скорость полета, микропроцессор вычисляет величину тяги по формуле R=f(GB, сс, Vп), где GB - расход воздуха через двигатель, сс - скорость истечения газов из сопла двигателя, Vп - скорость полета самолета.The solution to the technical problem of the invention lies in the fact that in the traction control system of a gas turbine engine comprising a thrust measurement unit, a fuel metering unit and an adder, the thrust measurement unit contains two laser anemometers and a microprocessor with a memory unit, while one anemometer measures the flow rate (jet) gases from the engine nozzle, and using the second anemometer, the flight speed is measured, the microprocessor calculates the thrust value according to the formula R = f (G B , s s , V p ), where G B is the air flow through the engine, and s c is the gas outflow rate in from the nozzle of the engine, V p - the speed of the aircraft.

Измерение скорости струи газов описано, см. Клочков В.П., Козлов Л.Ф., Потыкевич И.В., Соскин М.С. Лазерная анемометрия, дистанционная спектроскопия и интерферометрия. Киев. Наукова думка, 1985. с.21-22, 415, 419.The measurement of the velocity of a gas stream is described, see Klochkov V.P., Kozlov L.F., Potikevich I.V., Soskin M.S. Laser anemometry, remote spectroscopy and interferometry. Kiev. Naukova Dumka, 1985.S. 21-22, 415, 419.

Техническим результатом изобретения является повышение точности регулирования, причем повышение точности поддержания тяги за счет ее измерения стало возможным благодаря применению в системе управления тягой газотурбинного двигателя блока измерения тяги, содержащего два лазерных анемометра, измеряющих скорость газового потока бесконтактным методом.The technical result of the invention is to increase the accuracy of regulation, while increasing the accuracy of maintaining thrust by measuring it has become possible due to the use of a thrust measurement unit in the gas turbine engine control system containing two laser anemometers that measure the gas flow velocity by the non-contact method.

На чертеже представлена структурная схема системы управления тягой газотурбинного двигателя.The drawing shows a structural diagram of a traction control system for a gas turbine engine.

Система управления тягой газотурбинного двигателя содержит блок 1 измерения тяги, блок 2 дозирования топлива и сумматор 3, при этом блок 1 измерения тяги содержит два лазерных анемометра (4 и 5) и микропроцессор 6 с блоком памяти, при этом один анемометр 4 измеряет скорость истечения газов из сопла двигателя, а с помощью второго анемометра 5 измеряют скорость полета, микропроцессор вычисляет величину тяги по формуле R=f(GB, сс, Vп), где Gв - расход воздуха через двигатель, сс - скорость истечения газов из сопла двигателя, Vп - скорость полета самолета.The traction control system of a gas turbine engine contains a thrust measuring unit 1, a fuel metering unit 2 and an adder 3, while the thrust measuring unit 1 contains two laser anemometers (4 and 5) and a microprocessor 6 with a memory unit, while one anemometer 4 measures the gas flow rate from the engine nozzle, and using the second anemometer 5, the flight speed is measured, the microprocessor calculates the thrust value according to the formula R = f (G B , s s , V p ), where G c is the air flow through the engine, and s c is the rate of gas outflow from engine nozzles, V p - airplane flight speed that one.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

В зависимости от заданного режима полета самолета (высота и скорость полета) на первом входе сумматора 3 формируется требуемое значение тяги двигателя Rзад. Одновременно в блоке 1 измерения тяги происходит определение фактической величины текущего значении тяги Rтек двигателя по формуле R= GBс-Vп), где Gв - расход воздуха через двигатель, сc - скорость истечения газов из сопла двигателя, Vп - скорость полета самолета, см. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей / Под ред. А.В.Шляхтенко. - М.: Машиностроение, 1987, с.48. Значения скоростей сс и Vп определяют с помощью лазерных анемометров, см. Клочков В.П., Козлов Л.Ф., Потыкевич И.В., Соскин М.С. Лазерная анемометрия, дистанционная спектроскопия и интерферометрия. Киев. Наукова думка, 1985, с.21-22, 415, 419. Значение Gв определяется через частоту вращения турбины, см. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей / Под ред. А.В.Шляхтенко. - М.: Машиностроение, 1987, с.219 и Черкасов Б.А. Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей: Учебник по специальности «Авиационные двигатели», 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. С.9.Depending on the specified flight mode of the aircraft (altitude and speed) at the first input of the adder 3 the required value of the engine thrust R ass . At the same time, in unit 1 of the thrust measurement, the actual value of the current thrust value R tech of the engine is determined by the formula R = G B ( s -V p ), where G in is the air flow through the engine, with c is the rate of gas outflow from the engine nozzle, V p - aircraft flight speed, see. Theory and calculation of jet engines / Ed. A.V.Shlyakhtenko. - M.: Mechanical Engineering, 1987, p. 48. Velocities c c and V p are determined using laser anemometers, see Klochkov V.P., Kozlov L.F., Potikevich I.V., Soskin M.S. Laser anemometry, remote spectroscopy and interferometry. Kiev. Naukova Dumka, 1985, pp.21-22, 415, 419. The value of G in is determined through the frequency of rotation of the turbine, see Theory and calculation of jet engines / Ed. A.V.Shlyakhtenko. - M.: Mechanical Engineering, 1987, p.219 and B. Cherkasov. Automation and Regulation of Aircraft Engines: A Textbook in the Specialty “Aircraft Engines”, 3rd ed. reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1988. S. 9.

Если заданное значение тяги Rзад не соответствует текущему значению тяги Rтек, то в сумматоре 3 формируется сигнал ΔR=Rзад-Rтек, не равный нулю. В соответствии с полученным сигналом управления ΔR блок 2 дозирования топлива изменяет расход топлива в ГТД.If the set value of the thrust R ass does not correspond to the current value of the thrust R tech , then in the adder 3 a signal ΔR = R ass -R tech is generated that is not equal to zero. In accordance with the received control signal ΔR, the fuel metering unit 2 changes the fuel consumption in the gas turbine engine.

Изменение расхода топлива вызывает изменение параметров двигателя. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не выполнится равенство Rзад=Rтек.A change in fuel consumption causes a change in engine parameters. This process continues until the equality R ass = R tech .

Предложенная система для управления газотурбинным двигателем по тяге может быть легко реализована с помощью бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ).The proposed system for controlling a gas turbine engine by traction can be easily implemented using an on-board digital computer (BCM).

Claims (1)

Система управления тягой газотурбинного двигателя, содержащая блок измерения тяги, блок дозирования топлива и сумматор, отличающаяся тем, что блок измерения тяги содержит два лазерных анемометра и микропроцессор с блоком памяти, при этом один анемометр измеряет скорость истечения газов из сопла двигателя, а с помощью второго анемометра измеряют скорость полета, микропроцессор вычисляет тягу по формуле R=f(Gв, сс, Vп), где Gв - расход воздуха через двигатель, сc - скорость истечения газов из сопла двигателя, Vп - скорость полета самолета. A gas turbine engine thrust control system comprising a thrust measuring unit, a fuel metering unit and an adder, characterized in that the thrust measuring unit contains two laser anemometers and a microprocessor with a memory unit, while one anemometer measures the gas flow rate from the engine nozzle, and using the second anemometers measure flight speed, the microprocessor calculates thrust according to the formula R = f (G in , s s , V p ), where G in is the air flow through the engine, with c is the velocity of the outflow of gases from the engine nozzle, V p is the aircraft flight speed.
RU2005116158/06A 2005-05-27 2005-05-27 Gas turbine engine thrust control system RU2367808C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116158/06A RU2367808C2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Gas turbine engine thrust control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116158/06A RU2367808C2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Gas turbine engine thrust control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005116158A RU2005116158A (en) 2006-12-10
RU2367808C2 true RU2367808C2 (en) 2009-09-20

Family

ID=37665241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116158/06A RU2367808C2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Gas turbine engine thrust control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367808C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005116158A (en) 2006-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9334807B2 (en) Methods and apparatus to determine airflow conditions at an inlet of an engine
EP3228847B1 (en) System and method for an adaptive fuel flow estimation with flow meter feedback
US20170138781A1 (en) Method and system for improving parameter measurement
CA3011878C (en) Method of controlling gas generator power and torque output
JPH01310131A (en) Fuel controller
US11242766B2 (en) Method and device for measuring the flow rate of cooling air in a turbomachine casing
CN111241625B (en) Test flight method for identifying characteristics of aircraft engine and identifying balanced pole curve
RU2289031C2 (en) Device for evacuation of mass rate of fuel
RU2367808C2 (en) Gas turbine engine thrust control system
US11041446B2 (en) Gas turbine engine fuel additive control system
CN102844547B (en) Method and device for formulating setpoint signal
US20200307831A1 (en) Engine thrust rating architecture and processes
Rotaru et al. Applications of multivariable control techniques to aircraft gas turbine engines
US4380898A (en) Fuel control system for a gas turbine engine
RU2445599C1 (en) Method for determining turning angle of thrust vector of hypersonic once-through air jet engine with chamfer cut of nozzle as per results of flight tests on hypersonic flying laboratory
EP3012439B1 (en) Method to determine inertia in a shaft system
US20220290612A1 (en) Fuel supply system and fuel supply method
US10787995B2 (en) Control device of a variable section nozzle and the implementation method thereof
RU2319025C1 (en) Gas-turbine engine control method
RU2011119958A (en) DIAGNOSTIC METHOD OF A TURBOREACTIVE TWO-CIRCUIT ENGINE WITH FLOW MIXING
JP2016205270A (en) Fuel supply system and marine vessel
JP4527257B2 (en) Method for estimating turbine inlet temperature of gas turbine engine
RU87466U1 (en) FUEL SUPPLY CONTROL SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE
CN109238382B (en) Fuel flow calculating method of adjustable turbine pump oil supply system
Jain et al. Extended Kalman filter based Air Data System (ADS) table update for fighter aircraft