RU2435973C1 - Method of fuel flow control at start of gas turbine engine - Google Patents

Method of fuel flow control at start of gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2435973C1
RU2435973C1 RU2010110814/06A RU2010110814A RU2435973C1 RU 2435973 C1 RU2435973 C1 RU 2435973C1 RU 2010110814/06 A RU2010110814/06 A RU 2010110814/06A RU 2010110814 A RU2010110814 A RU 2010110814A RU 2435973 C1 RU2435973 C1 RU 2435973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
rotation frequency
gas turbine
supply path
gte
Prior art date
Application number
RU2010110814/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010110814A (en
Inventor
Юрий Петрович Дудкин (RU)
Юрий Петрович Дудкин
Виктор Александрович Гладких (RU)
Виктор Александрович Гладких
Геннадий Викторович Фомин (RU)
Геннадий Викторович Фомин
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 RU2010110814/06A priority Critical patent/RU2435973C1/en
Publication of RU2010110814A publication Critical patent/RU2010110814A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2435973C1 publication Critical patent/RU2435973C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention can be used in electronic hydro mechanical automatic control systems (ACS) of gas turbine engines (GTE). In addition, during start-up of GTE there compared is the measured rotor rotation frequency of engine to the pre-set idle rotation frequency set point; when engine rotation frequency reaches the idle set point, there blocked is further increase in the specified engine rotor rotation frequency by the pre-set time required for engine warm-up; the second manifold is connected to batched fuel supply path through hydraulic resistance equal as to flow test to 15-20% of total hydraulic resistance of injectors of the first manifold; when the engine warm-up time elapses, the second manifold is directly connected to batched fuel supply path and blocking of the specified engine rotor rotation frequency is released.
EFFECT: reducing the weight and cost of ACS, improving its reliability and GTE reliability and aircraft safety.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and can be used in electronic hydromechanical systems (ACS) for automatic control of gas turbine engines (GTE).

Известен способ управления расходом топлива на запуске ГТД, заключающийся в том, что подают в камеру сгорания (КС) двигателя постоянный расход топлива - расход розжига, определяемый для каждого типа двигателей расчетно-экспериментальным путем (Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД». М.: «Машиностроение», 1965 г., с.324-328).A known method of controlling fuel consumption at the start of a gas turbine engine is that a constant fuel consumption is supplied to the combustion chamber (CS) of the engine — the ignition rate, determined for each engine type by calculation and experimental means (Cherkasov B.A. “Automation and regulation of the WFD” . M.: "Engineering", 1965, S. 324-328).

Недостатком известного способа является его низкая эффективность с точки зрения обеспечения требуемых запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора и, как следствие, невозможность использования для управления современными ГТД, а именно турбореактивными двигателями с высокой степенью двухконтурности (ТРДД), такими, например, как двигатели ПС-90А и ПС-90А2.The disadvantage of this method is its low efficiency in terms of providing the required reserves of gas-dynamic stability (GDU) of the compressor and, as a result, the inability to use modern gas-turbine engines, namely turbojet engines with a high bypass ratio (TRD), such as PS engines -90A and PS-90A2.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления расходом топлива на запуске ГТД, заключающийся в том, что измеряют параметры двигателя, параметры воздушного потока на входе в двигатель и положение рычага управления двигателем (РУД), в соответствии с измеренными параметрами и положением РУД по заранее определенной зависимости определяют потребный расход топлива в КС двигателя, подводят топливо к коллекторам камеры сгорания (КС), а распределение топлива между коллекторами осуществляют с помощью агрегата распределения топлива (APT) (Раздолин М.В., Сурнов Д.Н. «Агрегаты ВРД». М.: «Машиностроение», 1973 г., с.232-235, 352).Closest to this invention in technical essence is a method of controlling fuel consumption at the start of a gas turbine engine, which consists in measuring engine parameters, air flow parameters at the engine inlet and the position of the engine control lever (ORE), in accordance with the measured parameters and the position of the throttle according to a predetermined dependence, the required fuel consumption in the engine CS is determined, the fuel is supplied to the combustion chamber (CS) manifolds, and the fuel distribution between the collectors is carried out using fuel distribution unit (APT) (Razdolin M.V., Surnov D.N. “Aggregates of the WFD.” M.: “Mashinostroenie”, 1973, p. 232-235, 352).

Недостатком этого способа является следующее.The disadvantage of this method is the following.

APT является достаточно сложным гидромеханическим устройством с реальной интенсивностью отказов, реальным весом и реальной стоимостью.APT is a rather complex hydromechanical device with real failure rate, real weight and real cost.

Так, например, цена агрегата РТ-2000, используемого для распределения топлива по коллекторам КС двигателя ТВ3-117СБМ1, входящего в состав силовой установки самолета Ан-140, составляет 16% от стоимости гидромеханической части САУ и 8,5% - от общей стоимости САУ.So, for example, the price of the RT-2000 unit used to distribute fuel to the collectors of the KV of the TV3-117SBM1 engine, which is part of the power plant of the An-140 aircraft, is 16% of the cost of the hydromechanical part of the self-propelled guns and 8.5% of the total cost of self-propelled guns .

Вследствие этого наличие в составе САУ APT снижает надежность работы САУ, увеличивает вес и стоимость САУ и, как следствие, снижает надежность работы двигателя и безопасность летательного аппарата (ЛА).As a result, the presence of APT in the ACS reduces the reliability of the ACS, increases the weight and cost of the ACS and, as a result, reduces the reliability of the engine and the safety of the aircraft.

Целью изобретения является повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.The aim of the invention is to increase the reliability of a gas turbine engine and the safety of an aircraft.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления расходом топлива на запуске ГТД, заключающемся в том, что измеряют параметры двигателя, параметры воздушного потока на входе в двигатель и положение РУД, в соответствии с измеренными параметрами и положением РУД по заранее определенной зависимости определяют потребный расход топлива в КС и подводят дозированное топливо к первому коллектору КС, дополнительно в процессе запуска ГТД сравнивают измеренную частоту вращения ротора двигателя с наперед заданной уставкой частоты вращения «малого газа», при достижении частотой вращения двигателя уставки «малого газа» блокируют дальнейшее увеличение заданной частоты вращения ротора двигателя на наперед заданное время, необходимое для прогрева двигателя, подключают к тракту подачи дозированного топлива второй коллектор через гидравлическое сопротивление, равное по проливке 15-20% суммарного гидравлического сопротивления форсунок первого коллектора, по истечении времени прогрева двигателя подключают второй коллектор к тракту подачи дозированного топлива напрямую и снимают блокировку заданной частоты вращения ротора двигателя.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling fuel consumption at the start of a gas turbine engine, which consists in measuring engine parameters, air flow parameters at the engine inlet and the throttle position, the required flow rate is determined in accordance with the measured parameters and the throttle position from a predetermined dependence fuel in the compressor station and the metered fuel is brought to the first collector of the compressor station; in addition, during the start-up of the gas turbine engine, the measured rotor speed of the engine is compared with the predetermined speed setting “small gas”, when the engine reaches the “small gas” settings, they block a further increase in the set engine rotor speed by the predetermined time required for the engine to warm up, the second collector is connected to the dosed fuel supply path through a hydraulic resistance equal to 15 -20% of the total hydraulic resistance of the nozzles of the first collector, after the time of warming up the engine, connect the second collector to the dosed fuel supply path directly unlocks predetermined rotor speed.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the inventive method.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД) параметров двигателя и воздуха на входе в двигатель, электронный регулятор 2 (ЭР) режимов работы двигателя, блок электрогидропреобразователей (ЭГП) 3, дозатор 4 топлива, переключатель 5, гидросопротивление 6, дозатор 4 через датчик 7 положения подключен к БД 1, управляемый вход переключателя 5 подключен к управляющему выходу ЭР 2.The device contains a series-connected block 1 of sensors (DB) of engine and air parameters at the engine inlet, an electronic controller 2 (ER) of engine operation modes, a block of electrohydraulic converters (EGP) 3, a fuel dispenser 4, a switch 5, a hydraulic resistance 6, a dispenser 4 through a sensor 7 position is connected to the database 1, the controlled input of the switch 5 is connected to the control output of the ER 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По измеренным с помощью БД 1 параметрам в ЭР 2 формирует по заранее определенной зависимости потребный расход топлива в КС двигателяAccording to the parameters measured with the help of DB 1, in ER 2 it forms, according to a predetermined dependence, the required fuel consumption in the engine CS

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

Gт зад. - потребный расход топлива,GT ass - fuel consumption required

Твх., Рвх. - температура и давления воздуха на входе в двигатель;Twh., Pvh. - temperature and air pressure at the engine inlet;

α руд - положение РУД;α ores - position of the ore;

nк, nв - частота вращения компрессора и вентилятора двигателя;nк, nв - rotational speed of the compressor and engine fan;

Тг - температура газов за турбиной турбокомпрессора двигателя;Tg is the temperature of the gases behind the turbine of the turbocharger of the engine;

Рк - давление воздуха за компрессором двигателя.Pk - air pressure behind the engine compressor.

В зависимости от потребного расхода топлива ЭР 2 с помощью расходной характеристики первого дозатора 4, которая заносится в энергонезависимую память ЭР 2 в процессе сдаточных испытаний двигателя, определяет заданное положение дозатора 4, сравнивает с измеренным с помощью датчика 7 и БД 1 фактическим положением дозатора 4 и осуществляет управление расходом топлива, изменяя с помощью ЭГП 3 положение дозатора 4.Depending on the required fuel consumption of ER 2, using the flow characteristic of the first dispenser 4, which is recorded in the non-volatile memory of the ER 2 during the engine acceptance tests, determines the set position of the dispenser 4, compares the actual position of the dispenser 4 with the sensor 7 and DB 1, and It controls fuel consumption by changing the position of the dispenser 4 using the EGP 3.

Дозированное топливо подается к первому коллектору КС (не показан).Metered fuel is supplied to the first collector of the COP (not shown).

Дополнительно в процессе запуска ГТД в ЭР 2 сравнивают измеренную с помощью БД 1 частоту вращения ротора двигателя с наперед заданной уставкой частоты вращения «малого газа», которая заносится в энергонезависимую память ЭР 2 в процессе сдаточных испытаний двигателя (для двигателя ПС-90А2, например, эта уставка составляет 7900 об/мин).Additionally, in the process of starting a gas turbine engine in ER 2, the rotor speed of the engine rotor measured using DB 1 is compared with the predetermined setpoint for the “small gas” rotational speed, which is stored in the non-volatile memory of ER 2 during the engine acceptance tests (for the PS-90A2 engine, for example, this setting is 7900 rpm).

При достижении частотой вращения двигателя уставки «малого газа» в ЭР 2 блокируют дальнейшее увеличение заданной частоты вращения ротора двигателя на наперед заданное время, необходимое для прогрева двигателя (для «холодного» двигателя ПС-90А2, например, это время составляет 300 с).When the engine speed reaches the “small gas” settings in ER 2, a further increase in the set rotational speed of the engine rotor is blocked by a predetermined time required for warming up the engine (for a “cold” PS-90A2 engine, for example, this time is 300 s).

По команде из ЭР 2 с помощью переключателя 5 подключают к тракту подачи дозированного топлива за дозатором 4 второй коллектор (не показан) через гидросопротивление 6.At the command of ER 2, using switch 5, a second collector (not shown) is connected to the dosed fuel supply path behind the dispenser 4 via a hydraulic resistance 6.

Величина сопротивления выбирается равной по проливке 15-20% суммарного гидравлического сопротивления форсунок первого коллектора.The resistance value is chosen equal to the spill 15-20% of the total hydraulic resistance of the nozzles of the first collector.

По истечении времени прогрева двигателя по команде из ЭР 2 с помощью переключателя 5 подключают второй коллектор к тракту подачи дозированного топлива за дозатором 4 напрямую. При этом в ЭР 2 снимают блокировку заданной частоты вращения ротора двигателя, обеспечивая возможность перевода ГТД на рабочие режимы (номинал, взлет и т.д.).After the engine warm-up time has elapsed, by command from the ER 2, using the switch 5, the second collector is connected to the dosed fuel supply path behind the dispenser 4 directly. At the same time, in ER 2, the lock of the set rotational speed of the engine rotor is removed, providing the possibility of transferring the gas turbine engine to operating modes (nominal, take-off, etc.).

Таким образом, обеспечивается снижение веса и стоимости САУ, повышение надежности работы САУ и, как следствие, повышение надежности работы двигателя и безопасности ЛА.Thus, it provides a reduction in the weight and cost of self-propelled guns, increasing the reliability of the self-propelled guns and, as a result, increasing the reliability of the engine and the safety of the aircraft.

Claims (1)

Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинного двигателя (ГТД), заключающийся в том, что измеряют параметры двигателя, параметры воздушного потока на входе в двигатель и положение рычага управления двигателем (РУД), в соответствии с измеренными параметрами и положением РУД по заранее определенной зависимости определяют потребный суммарный расход топлива в камеру сгорания (КС) и подводят дозированное топливо к первому коллектору КС, отличающийся тем, что дополнительно в процессе запуска ГТД сравнивают измеренную частоту вращения ротора двигателя с наперед заданной уставкой частоты вращения «малого газа», при достижении частотой вращения двигателя уставки «малого газа» блокируют дальнейшее увеличение заданной частоты вращения ротора двигателя на наперед заданное время, необходимое для прогрева двигателя, подключают к тракту подачи дозированного топлива второй коллектор через гидравлическое сопротивление, равное по проливке 15-20% суммарного гидравлического сопротивления форсунок первого коллектора, по истечении времени прогрева двигателя подключают второй коллектор к тракту подачи дозированного топлива непосредственно и снимают блокировку заданной частоты вращения ротора двигателя. The method of controlling fuel consumption at the start of a gas turbine engine (GTE), which consists in measuring engine parameters, air flow parameters at the engine inlet and the position of the engine control lever (ORE), in accordance with the measured parameters and the position of the ORE according to a predetermined relationship, determine the required total fuel consumption in the combustion chamber (KS) and the metered fuel is fed to the first collector of the KS, characterized in that, in addition to the process of starting the gas turbine engine, the measured frequency in Connecting the engine rotor with a predetermined setpoint speed of "small gas", when the engine speed reaches the set point of "small gas" block a further increase in the set rotational speed of the engine rotor by the predetermined time required for warming up the engine, connect the second manifold to the dosed fuel supply path through hydraulic resistance equal to 15-20% of the total hydraulic resistance of the nozzles of the first collector after pouring, after the engine warm-up time has passed the second collector to the dosed fuel supply path directly and remove the lock of the set rotational speed of the engine rotor.
RU2010110814/06A 2010-03-22 2010-03-22 Method of fuel flow control at start of gas turbine engine RU2435973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110814/06A RU2435973C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Method of fuel flow control at start of gas turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110814/06A RU2435973C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Method of fuel flow control at start of gas turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010110814A RU2010110814A (en) 2011-09-27
RU2435973C1 true RU2435973C1 (en) 2011-12-10

Family

ID=44803583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010110814/06A RU2435973C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Method of fuel flow control at start of gas turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2435973C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555427C1 (en) * 2014-07-31 2015-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Filling method of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engine
RU2568015C1 (en) * 2014-09-26 2015-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of filling of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engines
RU2616327C1 (en) * 2016-06-14 2017-04-14 Открытое акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Fuel feed system of combustion chamber of gas-turbine engine
RU2618171C1 (en) * 2015-10-30 2017-05-02 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Method of aviation gas turbine engine control at takeoff in case of fire

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555427C1 (en) * 2014-07-31 2015-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Filling method of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engine
RU2568015C1 (en) * 2014-09-26 2015-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of filling of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engines
RU2618171C1 (en) * 2015-10-30 2017-05-02 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Method of aviation gas turbine engine control at takeoff in case of fire
RU2616327C1 (en) * 2016-06-14 2017-04-14 Открытое акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Fuel feed system of combustion chamber of gas-turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010110814A (en) 2011-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699848C2 (en) Method and system for selecting water injection point to engine
RU2015152976A (en) METHOD (OPTIONS) AND FUEL INJECTION SYSTEM WITH CONSTANT AND VARIABLE PRESSURE
US7908858B2 (en) System that limits turbo speed by controlling fueling
EP3066324A1 (en) Cold-start strategies for opposed-piston engines
US20110179793A1 (en) Method for operating an internal combustion engine having a steam power plant
RU2435973C1 (en) Method of fuel flow control at start of gas turbine engine
US10024246B2 (en) Method for controlling an engine braking device and engine braking device
CN103299049A (en) Control device for internal combustion engine
CA2762868A1 (en) Gas turbine engine with bleed air system
RU2438031C2 (en) Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine
RU2435972C1 (en) Control method of fuel flow to multi-manifold combustion chamber of gas turbine engine
RU2474711C1 (en) Method of adjusting fuel feed into gas turbine engine combustion chamber and system to this end
RU2379534C2 (en) Method to control gas turbine engine
Ledger et al. Improvement in transient performance of a turbocharged diesel engine by air injection into the compressor
RU2555784C1 (en) Control over gas turbine engine with afterburner combustion chamber
CN104169553A (en) Device for controlling flow rate of internal combustion engine
CN113811676A (en) Split-cycle engine
RU130000U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE START-UP SYSTEM
RU2634997C2 (en) Gas-turbine engine with afterburner operation mode and its actualization system
RU122705U1 (en) FUEL SUPPLY SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE
RU2422658C1 (en) Control method of fuel flow at start of gas turbine unit
RU2427721C1 (en) Control method of fuel flow at start of gas turbine unit
RU2730581C1 (en) Method of controlling supply of fuel to gas turbine engine and system for its implementation
RU2262607C1 (en) System to adjust and control supercharging pressures in turbocharged internal combustion engine
RU151397U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE CONTROL SYSTEM WITH FORCING COMBUSTION CHAMBER

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner