RU2416036C2 - Способ управления газотурбинным двигателем - Google Patents
Способ управления газотурбинным двигателем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416036C2 RU2416036C2 RU2008137313/06A RU2008137313A RU2416036C2 RU 2416036 C2 RU2416036 C2 RU 2416036C2 RU 2008137313/06 A RU2008137313/06 A RU 2008137313/06A RU 2008137313 A RU2008137313 A RU 2008137313A RU 2416036 C2 RU2416036 C2 RU 2416036C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ecr
- dec
- control
- cycle
- engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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 при работе на ЭЦР контролируют работу ЭЦР: задают предельное время длительности цикла ЭЦР, заведомо большее длительности выполнения ЭЦР рабочей программы (РП), с помощью вычислителя ЭЦР выполняют РП, в процессе выполнения РП по показаниям датчиков по известным зависимостям вычисляют управляющие воздействия на расход топлива в камеру сгорания (КС) двигателя и элементы его механизации (ВНА, КПВ) и подают их на исполнительные механизмы (ИМ), запускают тестовую программу (ТП), время выполнения которой вычислителем ЭЦР, заведомо большее длительности цикла ЭЦР, если в процессе выполнения ТП из аппаратной части системы встроенного контроля (АСВК) приходит команда на начало выполнения нового цикла ЭЦР, снова запускают РП и продолжают вычисление управляющих воздействий, если выполнение ТП закончено, а команды из АСВК на начало выполнения нового цикла ЭЦР не поступило, отключают ЭЦР и переводят управление ГТД на ГМР. Технический результат изобретения - повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА. 2 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 [Кеба И.В. Летная эксплуатация вертолетных ГТД, Москва, Транспорт, 1976]. 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 [Руководство по эксплуатации двигателя ТВ7-117С, ЛНПО им. В.Я.Климова, Ленинград, 1988].
САУ содержит двухканальный электронный цифровой регулятор (ЭЦР), резервный гидромеханический регулятор (ГМР), селектор и блок исполнительных механизмов (ИМ).
Способ заключается в том, что контролируют показания одноименных датчиков на допустимый диапазон в случае если показания одноименных датчиков находятся внутри допустимого диапазона, сравнивают показания одноименных датчиков между собой, если показания одноименных датчиков отличаются больше, чем на наперед заданную величину, определяемую экспериментально для каждого типа датчиков и двигателя, формируют сигнал «Отказ измерения параметра», отключают ЭЦР и переводят управление ГТД на ГМР.
Недостатком этого способа является следующее.
Ядром ЭЦР является цифровой вычислитель, работающий циклами. Длительность одного цикла выбирается в зависимости от сложности выполняемой рабочей программы (РП). Для ЭЦР, входящих в состав САУ современных ГТД, например, РЭД-90А2 для двигателя ПС-90А2 или БКИ-117 для изделия «117» длительность рабочего цикла составляет 0,02 с. Это значит, что каждые 0,02 с в ЭЦР формируются и подаются на ИЭ управляющие воздействия, определяющие расход топлива в камеру сгорания (КС) двигателя, положение лопаток направляющего аппарата (НА) и клапанов перепуска воздуха (КПВ) компрессора двигателя. Таким образом осуществляется управление двигателем.
Однако в эксплуатации встречаются отказы ЭЦР, приводящие к «зависанию» РП (отказы тактозадающей части вычислителя ЭЦР, например кварцевого генератора эталонной частоты). При таком отказе выполнение РП прекращается, а на ИМ постоянно подаются управляющие воздействия, вычисленные в цикле ЭЦР, предшествовавшем моменту отказа. Это может привести к неуправляемому изменению режима работы двигателя вплоть до выхода на предельный режим по параметрам газогенератора или погасанию КС и выключению двигателя.
Это снижает надежность работы ГТД и, как следствие, приводит к 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 ГТД, заключающемся в том, что контролируют показания одноименных датчиков на допустимый диапазон, в случае если показания одноименных датчиков находятся внутри допустимого диапазона, сравнивают показания одноименных датчиков между собой, если показания одноименных датчиков отличаются больше, чем на наперед заданную величину, определяемую экспериментально для каждого типа датчиков и двигателя, формируют сигнал «Отказ измерения параметра», отключают ЭЦР и переводят управление ГТД на ГМР, дополнительно при работе на ЭЦР контролируют работу ЭЦР: задают предельное время длительности цикла ЭЦР, заведомо большее длительности выполнения ЭЦР РП, с помощью вычислителя ЭЦР выполняют РП, в процессе выполнения РП по показаниям датчиков по известным зависимостям вычисляют управляющие воздействия на расход топлива в КС двигателя и элементы его механизации (ВНА, КПВ) и подают их на ИМ, запускают тестовую программу (ТП), время выполнения которой вычислителем ЭЦР заведомо большее длительности цикла ЭЦР, если в процессе выполнения ТП из аппаратной части системы встроенного контроля (АСВК) приходит команда на начало выполнения нового цикла ЭЦР, снова запускают РП и продолжают вычисление управляющих воздействий, если выполнение ТП закончено, а команды из АСВК на начало выполнения нового цикла ЭЦР не поступило, отключают ЭЦР и переводят управление ГТД на ГМР.
На фигуре 1 представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ, на фигуре 2 - схема ЭЦР.
Устройство содержит последовательно соединенные первый блок 1 дублированных датчиков (БД), ЭЦР 2, селектор 3 «электроника - гидромеханика», блок 4 ИМ, последовательно соединенные второй БД 5, ГМР 6, выход которого подключен к селектору 3, блок 7 встроенного контроля (БВК), включающий в себя аппаратную часть (АСВК - на чертеже не показана), выход БВК 7 подключен к управляемому входу селектора 3, БВК 7 имеет двухстороннюю связь с ЭЦР 2 и конструктивно в него интегрирован.
ЭЦР 2 содержит последовательно соединенные устройство 8 ввода, вычислитель 9, устройство 10 вывода, вход устройства 8 подключен к выходу БД 1, выход устройства 10 подключен ко входу селектора 3, АСВК 11, выход которой подключен к управляемому входу устройства 10, вычислитель 9 содержит процессор 12, имеющий двухстороннюю связь с первым 13 и вторым 14 постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ) и оперативным запоминающим устройством 9 (ОЗУ), вход которого подключен к устройству 8, а выход - к устройству 10, АСВК 11 имеет двухстороннюю связь с процессором 12.
Устройство работает следующим образом.
Работоспособность ЭЦР 2 оценивается БВК 12 по информации, поступающей из ЭЦР 2, по известным принципам (см., например, Васильев В.И. Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов, Москва, Машиностроение, 1989).
При исправном ЭЦР 2 селектор 3 находится в положении «электроника» и пропускает в блок 4 ИМ управляющие команды ЭР 2.
ЭЦР 2 по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, Шляхтенко С.М. Теория даухконтурных ТРД, Москва, Машиностроение, 1979) формирует управляющее воздействие на блок 4 ИЭ, которые осуществляют требуемые изменения расхода топлива в камеру сгорания двигателя, положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора и клапанов (КПВ) перепуска воздуха.
Показания датчиков из БД 1 контролируются БВК 7 на диапазон и соответствие.
Например, датчик типа П-109М, содержащий две сигнальные обмотки для замера Твх., контролируется следующим образом (далее приводится логика работы, реализованная в электронном регуляторе РЭД-90А2, входящем в состав электронной САУ нового поколения, разработанной для перспективного двигателя ПС-90А2). Сигналы с каждой обмотки датчика проверяются на физический диапазон, а именно измеренная температура воздуха не может быть ниже 203 К и не может быть выше 313 К.
Если сигналы с каждой обмотки датчика находятся внутри этого диапазона, проводится сравнение сигналов между собой.
При нормальной работе двигателя разность между сигналами с каждой обмотки не может превышать 1 К (эта величина определяется точностью измерения и точностью преобразования сигнала с датчика). На нерасчетных режимах работы двигателя (например, при возникновении срывных явлений на лопатках компрессора или помпаже) допуск на сравнение увеличивается до 50 К.
Если разность между сигналами с каждой обмотки не превышает контрольной величины, считается, что резервированный канал измерения работоспособен и измеренный параметр может использоваться для управления двигателем.
Если разность между сигналами с каждой обмотки превышает контрольную величину, считается, что канал измерения неисправен: формируется сигнал «Отказ измерения Твх.»,
При этом отказе становится невозможным управление двигателем по основным программам регулирования:
где αвна - положение лопаток ВНА.
где Пкпв - положение КПВ.
По команде БВК 7 селектор 3 переводится из положения «электроника» в положение «гидромеханика», в котором он отключает от управления двигателем ЭЦР 2 и пропускает в блок 4 ИМ управляющие команды ГМР 6, формируемые им по сигналам датчиков из блока 5 по известным зависимостям.
Дополнительно при работе на ЭЦР контролируют работу ЭЦР 2 (см. фигуру 2). ЭЦР 2 представляет собой управляющий комплекс. Вычислитель 9 ЭЦР 2 представляет собой процессор 12, выполняющий РП, хранящиеся в ПЗУ 13, и ТП, хранящиеся в ПЗУ 14. Входная информация о состоянии ГТД из БД 1 поступает в устройство 8 и после обработки передается в ОЗУ 15. Процессор 12 для выполнения РП использует информацию из ОЗУ 15.
В процессе выполнения РП по показаниям датчиков (полученным из ОЗУ 15) по известным зависимостям процессор 12 вычисляет управляющие воздействия на расход топлива в КС двигателя и элементы его механизации (ВНА, КПВ)
Вычисленные процессором 12 управляющие воздействия передаются в ОЗУ 15 и оттуда поступают в устройство 10. Через него они передаются на вход селектора 3.
Вычисление управляющих воздействий процессор 12 осуществляет каждый цикл (например, каждые 0,02 с). Сигнал на начало цикла формируется в АСВК и передается в процессор 12.
После поступления этого сигнала процессор 12 выполняет РП, а после ее завершения начинает выполнение ТП.
При нормальной работе ЭЦР 2 сигнал на начало нового цикла поступает в процессор 12 каждые 0,02 с, и процессор 12 каждые 0,02 с вычисляет и передает через ОЗУ 15 на устройство 10 вывода «свежие» управляющие воздействия. В случае возникновения неисправности, приводящей к «зависанию» процессора 12, процессор 12 выполняет РП, потом ТП, после этого формирует сигнал в АСВК о том, что обе программы выполнены, а сигнала на начало нового цикла нет. Получив этот сигнал, АСВК с помощью устройства 10 и селектора 3 отключают ЭЦР 2 и переводят управление ГТД на ГМР 6.
Таким образом, обеспечивается повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.
Claims (1)
- Способ управления газотурбинным двигателем, заключающийся в том, что контролируют показания одноименных датчиков на допустимый диапазон, в случае, если показания одноименных датчиков находятся внутри допустимого диапазона, сравнивают показания одноименных датчиков между собой, если показания одноименных датчиков отличаются больше, чем на наперед заданную величину, определяемую экспериментально для каждого типа датчиков и двигателя, формируют сигнал «Отказ измерения параметра», отключают электронный цифровой регулятор (ЭЦР) и переводят управление ГТД на резервный гидромеханический регулятор (ГМР), отличающийся тем, что дополнительно при работе на ЭЦР контролируют работу ЭЦР: задают предельное время длительности цикла ЭЦР, заведомо большее длительности выполнения ЭЦР рабочей программы (РП), с помощью вычислителя ЭЦР выполняют РП, в процессе выполнения РП по показаниям датчиков вычисляют управляющие воздействия на расход топлива в камеру сгорания (КС) двигателя и элементы его механизации (ВНА, КПВ) и подают их на исполнительные механизмы (ИМ), запускают тестовую программу (ТП), время выполнения которой вычислителем ЭЦР заведомо большее длительности цикла ЭЦР, если в процессе выполнения ТП из аппаратной части системы встроенного контроля (АСВК) приходит команда на начало выполнения нового цикла ЭЦР, снова запускают РП и продолжают вычисление управляющих воздействий, если выполнение ТП закончено, а команды из АСВК на начало выполнения нового цикла ЭЦР не поступило, отключают ЭЦР и переводят управление ГТД на ГМР.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137313/06A RU2416036C2 (ru) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137313/06A RU2416036C2 (ru) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008137313A RU2008137313A (ru) | 2010-03-27 |
RU2416036C2 true RU2416036C2 (ru) | 2011-04-10 |
Family
ID=42137922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137313/06A RU2416036C2 (ru) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Способ управления газотурбинным двигателем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416036C2 (ru) |
-
2008
- 2008-09-17 RU RU2008137313/06A patent/RU2416036C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008137313A (ru) | 2010-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2509905C2 (ru) | Способ и система для управления газовой турбиной и газовая турбина, содержащая такую систему | |
US8720258B2 (en) | Model based engine inlet condition estimation | |
JP5465950B2 (ja) | 航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置 | |
EP1723328A2 (en) | Fuel control on apu's | |
US20140373611A1 (en) | Method of tracking the positive displacement efficiency of an hp pump in a hydraulic regulation system of a turbomachine | |
RU2379534C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2631974C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания и система для его осуществления | |
RU2451921C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2392498C2 (ru) | Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя | |
US11519340B2 (en) | System and method for controlling a speed of rotation of an aircraft turbine engine with fault management | |
CN111665793B (zh) | 具有累积命令参考的分布式控制模块 | |
RU2416036C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
US9909442B2 (en) | Method of controlling a position actuation system component for a gas turbine engine | |
RU2387856C2 (ru) | Способ контроля системы управления газотурбинным двигателем | |
RU2308605C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2345234C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2365774C2 (ru) | Способ управления двухдвигательной силовой установкой | |
RU2468229C2 (ru) | Способ контроля системы управления газотурбинным двигателем | |
RU2348824C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2417326C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2795359C1 (ru) | Способ управления входным направляющим аппаратом компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2387855C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2351787C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2472957C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2432476C2 (ru) | Способ контроля электронно-гидромеханической системы управления газотурбинным двигателем |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110918 |