RU2438031C2 - Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine - Google Patents

Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2438031C2
RU2438031C2 RU2009107249/06A RU2009107249A RU2438031C2 RU 2438031 C2 RU2438031 C2 RU 2438031C2 RU 2009107249/06 A RU2009107249/06 A RU 2009107249/06A RU 2009107249 A RU2009107249 A RU 2009107249A RU 2438031 C2 RU2438031 C2 RU 2438031C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
afterburner
fuel consumption
fuel
fuel flow
Prior art date
Application number
RU2009107249/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009107249A (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 RU2009107249/06A priority Critical patent/RU2438031C2/en
Publication of RU2009107249A publication Critical patent/RU2009107249A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2438031C2 publication Critical patent/RU2438031C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine consists in the fact that according to measured air temperature at the engine inlet, air pressure after compressor, gas pressure after engine turbine, position of throttle lever and fuel flow to the main combustion chamber (MCC) there controlled is fuel flow to afterburner. In addition, during augmented acceleration, at connection of successive fuel manifold of afterburner, afterburner fuel consumption is increased during its filling through the "previous" manifold by the value of the volume of the successive one. Smooth change of effective fuel consumption and therefore smooth change of engine thrust during acceleration is provided; i.e. ACS operating quality is improved.
EFFECT: higher operating reliability of the engine.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ТРДФ) с форсажной камерой сгорания (ФКС).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 (TRDF) with afterburner combustion chamber (FCC).

Известен способ управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренному давлению воздуха за компрессором двигателя управляют расходом топлива в ФКС (форсажным топливом) (Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД», М., «Машиностроение», 1965).A known method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the measured air pressure behind the engine compressor controls the fuel consumption in the FCC (afterburner fuel) (Cherkasov BA "Automation and regulation of the WFD", M., "Engineering", 1965).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает сохранение неизменным режима работы газогенератора, т.к. влияние подачи форсажного топлива на перепад давлений на турбине не контролируется. Это может привести к значительному отклонению температуры газов перед турбиной от расчетного значения. Это, в свою очередь, снижает надежность работы двигателя и приводит к ускоренной выработке его ресурса.The disadvantage of this method is that it does not ensure that the operating mode of the gas generator is unchanged, because the effect of boost fuel supply on the pressure drop across the turbine is not controlled. This can lead to a significant deviation of the gas temperature in front of the turbine from the calculated value. This, in turn, reduces the reliability of the engine and leads to accelerated development of its resource.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором двигателя, давлению газа за турбиной двигателя, положению рычага управления двигателем (РУД) и расходу топлива в основную камеру (ОКС) сгорания (основной расход топлива) управляют расходом топлива в ФКС (Шляхтенко С.М. «Теория авиационных ВРД», М., «Машиностроение», 1974 г.).Closest to this invention in technical essence is a method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the measured air temperature at the engine inlet, air pressure behind the engine compressor, gas pressure behind the engine turbine, position of the engine control lever (ORE) and the fuel consumption in the main combustion chamber (ACS) (main fuel consumption) is controlled by the fuel consumption in the FCC (Shlyakhtenko S. M. “Theory of aviation WFD”, M., “Engineering”, 1974).

Недостатком этого способа является то, что он не учитывает существенное влияние конструкции топливной системы форсажного контура двигателя на динамику ФКС, а именно не учитывается влияние процесса заполнения топливных коллекторов на процесс изменения тяги двигателя в ходе форсажной приемистости. Это приводит к ступенчатому изменению эффективного расхода топлива и соответственно к ступенчатому изменению тяги двигателя в процессе приемистости. Для современных двигателей Ал-31Ф и Д30-Ф6, имеющих пять групп коллекторов в ФКС и жесткие требования по времени выхода двигателя на режим «полный форсаж» (1…2 с) без провалов по тяге, этот недостаток является существенным. Ступенчатое изменение эффективного расхода топлива может привести к недобору тяги двигателя в нужный момент. Это снижает надежность работы двигателя и безопасность ЛА.The disadvantage of this method is that it does not take into account the significant effect of the design of the fuel system of the afterburner circuit of the engine on the dynamics of the FCC, namely, it does not take into account the effect of the process of filling the fuel collectors on the process of changing the engine thrust during afterburner injectivity. This leads to a stepwise change in the effective fuel consumption and, accordingly, to a stepwise change in the engine thrust during the throttle response. For modern Al-31F and D30-F6 engines, which have five groups of collectors in the FCC and strict requirements for the time the engine takes to the “full boost” mode (1 ... 2 s) without draft failures, this drawback is significant. A stepwise change in the effective fuel consumption can lead to an undersupply of engine thrust at the right time. This reduces the reliability of the engine and the safety of the aircraft.

Целью изобретения является повышение надежности работы двигателя и безопасности ЛА за счет повышения качества работы САУ на форсажных режимах работы двигателя.The aim of the invention is to increase the reliability of the engine and the safety of the aircraft by improving the quality of the ACS in afterburning modes of the engine.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающемся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, давлению газа за турбиной двигателя, положению РУД и расходу топлива в ОКС сгорания управляют расходом топлива в ФКС, дополнительно в процессе форсажной приемистости при подключении очередного топливного коллектора ФКС на время его заполнения увеличивают расход форсажного топлива через «предыдущий» коллектор на величину объема очередного.The goal is achieved by the fact that in the method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the flow rate is controlled by the measured air temperature at the engine inlet, air pressure behind the compressor, gas pressure behind the engine turbine, throttle position and fuel consumption fuel in the FCC, in addition, in the process of afterburning pickup, when connecting the next FKS fuel collector for the time of its filling, the afterburner fuel consumption through the “previous” collector is increased by the size of the queue th.

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

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков параметров двигателя и воздуха на входе в двигатель, электронный регулятор 2 (ЭР) режимов работы двигателя, блок элекгрогидропреобразователей 3, к выходу блока 3 подключены дозаторы 4 форсажного топлива (по одному на каждый топливный коллектор ФКС), каждый дозатор 4 через свой запорный клапан (ЗК) 5 подключен к своему топливному коллектору ФКС, вход каждого ЗК 5 соединен с ЭР 2.The device contains a series-connected block 1 of engine and air parameters sensors at the engine inlet, an electronic controller 2 (ER) of the engine operating modes, a block of electrohydroconverters 3, afterburner fuel dispensers 4 are connected to the output of block 3 (one for each FCS fuel collector), each the dispenser 4 through its shut-off valve (ZK) 5 is connected to its fuel collector FKS, the input of each ZK 5 is connected to the ER 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По измеренным с помощью БД 1 температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором двигателя, давлению газа за турбиной двигателя, положению РУД и расходу топлива в ОКС ЭР 2 формирует заданное значение расхода топлива в ФКСAccording to the measured at the engine inlet air temperature using DB 1, the air pressure behind the engine compressor, the gas pressure behind the engine turbine, the throttle position and fuel consumption in the ACS ER 2 forms the set value of the fuel consumption in the FCC

Figure 00000001
Figure 00000001

где Gт ф зад - заданный расход топлива в ФКС,where GT f ass - a given fuel consumption in the FCC,

α руд - угол установки РУДα ores - angle of ore installation

Твх - температура воздуха на входе в двигатель,TVh - air temperature at the engine inlet,

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

Рт - давление газа за турбиной двигателя,RT is the gas pressure behind the engine turbine,

Gт окс - измеренный расход топлива в ОКС.GT ox - measured fuel consumption in the ACS.

Примеры зависимости (1) приведены в книге Шляхтенко С.М. «Теория авиационных ВРД», М., «Машиностроение», 1974 г.Examples of dependence (1) are given in the book Shlyakhtenko S.M. "The theory of aviation WFD", M., "Engineering", 1974

В зависимости от величины заданного расхода форсажного топлива ЭР 2 формирует электрические управляющие воздействия, поступающие в блок 3, где они преобразуются в гидравлические управляющие воздействия на дозаторы 4. Количество дозаторов 4 зависит от количества коллекторов ФКС и определяется так: по одному дозатору на коллектор. В качестве примера в описании и на фигуре выбран вариант ФКС с пятью коллекторами.Depending on the value of the predetermined afterburner fuel consumption, ER 2 generates electric control actions coming in block 3, where they are converted into hydraulic control actions on the dispensers 4. The number of dispensers 4 depends on the number of FCC collectors and is determined as follows: one dispenser per collector. As an example, in the description and in the figure, the option of FCC with five collectors is selected.

Запуск ФКС и вывод двигателя на режим минимального форсажа обеспечивается с помощью первого дозатора и первого (пускового) коллектора. При переводе пилотом РУД на площадку «минимальный форсаж» ЭР 2 обеспечивает:The start of the FCC and the conclusion of the engine to the minimum afterburner mode is provided by the first dispenser and the first (starting) collector. When the pilot transfers the ore to the “minimum afterburner” platform, ER 2 provides:

- расчет заданного расхода форсажного топлива для режима «минимальный форсаж»;- Calculation of the prescribed boost fuel consumption for the “minimum boost” mode;

- перевод первого дозатора 4 в положение, соответствующее заданному расходу форсажного топлива;- transfer of the first dispenser 4 to a position corresponding to a predetermined afterburner fuel consumption;

- открытие первого ЗК 5;- opening of the first ZK 5;

- включение агрегата «огневой дорожки» (не показан).- inclusion of the unit "firing track" (not shown).

После запуска ФКС и выхода двигателя на режим «минимальный форсаж» ЭР 2 формирует сигнал пилоту «Форсаж включен».After starting the FCC and the engine enters the “minimum boost” mode, ER 2 generates a signal to the pilot “Fast and the Furious On”.

При переводе пилотом РУД в положение «максимальный форсаж» ЭР 2 обеспечивает:When the pilot transfers the ore to the “maximum afterburner” position, ER 2 provides:

- расчет заданного расхода форсажного топлива для режима «максимальный форсаж»;- Calculation of the prescribed fuel consumption of afterburning fuel for the "maximum boost" mode;

- распределение заданного расхода форсажного топлива между дозаторами в зависимости от пропускной способности соответствующего дозатору топливного коллектора ФКС;- distribution of a given consumption of afterburning fuel between the dispensers, depending on the throughput of the corresponding FCS fuel manifold dispenser;

- поочередное включение в работу оставшихся четырех дозаторов 4.- alternate inclusion in the work of the remaining four dispensers 4.

При этом при включении в работу второго дозатора 4 ЭР 2 обеспечивает:Moreover, when you turn on the work of the second dispenser 4 ER 2 provides:

- перевод второго дозатора 4 в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива;- transfer of the second dispenser 4 to a position corresponding to the afterburner fuel consumption set for it;

- расчет времени заполнения второго коллектора топливом (объемы коллекторов хранятся в запоминающем устройстве ЭР 2 - на фигуре не показано);- calculation of the time of filling the second collector with fuel (collector volumes are stored in the storage device ER 2 - not shown in the figure);

- открытие второго ЗК 5;- the opening of the second ZK 5;

- перевод первого дозатора 4 на время заполнения второго коллектора в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива, увеличенному на величину, соответствующую объему второго коллектора.- transfer of the first dispenser 4 at the time of filling the second collector to a position corresponding to the afterburner fuel consumption set for it, increased by an amount corresponding to the volume of the second collector.

Перевод производится равномерно таким образом, чтобы к окончанию времени заполнения расход вырос на величину объема коллектора.The translation is carried out evenly so that by the end of the filling time the flow will increase by the value of the collector volume.

В момент окончания заполнения второго коллектора по команде ЭР 2 первый дозатор 4 за минимально возможное время возвращается в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива.At the moment of completion of filling the second collector with the command ER 2, the first dispenser 4 for the shortest possible time returns to the position corresponding to the boost fuel consumption set for it.

Включение в работу остальных трех дозаторов производится аналогично.The inclusion of the remaining three dispensers is similar.

Т.о. обеспечивается плавное изменение эффективного расхода топлива и соответственно плавное изменение тяги двигателя в процессе приемистости, т.е. повышение качества работы САУ. Следствием этого является повышение надежности работы двигателя и безопасности ЛА.T.O. provides a smooth change in effective fuel consumption and, accordingly, a smooth change in engine thrust during the throttle response, i.e. improving the quality of work of self-propelled guns. The consequence of this is to increase engine reliability and aircraft safety.

Claims (1)

Способ управления расходом топлива в форсажную камеру сгорания (ФКС) газотурбинного двигателя, заключающийся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, давлению газа за турбиной двигателя, положению РУД и расходу топлива в основную камеру сгорания (ОКС) управляют расходом топлива в ФКС, отличающийся тем, что дополнительно в процессе форсажной приемистости при подключении очередного топливного коллектора ФКС на время его заполнения увеличивают расход форсажного топлива через предыдущий коллектор на величину объема очередного. A method of controlling fuel consumption in a combustion chamber afterburner (FCC) of a gas turbine engine, which consists in the fact that the measured air temperature at the engine inlet, the air pressure behind the compressor, the gas pressure behind the engine turbine, the throttle position and the fuel consumption in the main combustion chamber (ACS) ) control the fuel consumption in the FCC, characterized in that, in addition, during the afterburner pickup, when the next FCC fuel collector is connected, the afterburner fuel consumption is increased through yduschy collector by the value of the next volume.
RU2009107249/06A 2009-02-27 2009-02-27 Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine RU2438031C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009107249A RU2009107249A (en) 2010-10-27
RU2438031C2 true RU2438031C2 (en) 2011-12-27

Family

ID=44041810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2438031C2 (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
RU2592562C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-27 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Aircraft turbojet engine control method
RU2726966C1 (en) * 2019-07-30 2020-07-20 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" Method for controlling fuel flow into afterburner combustion chamber of by-pass engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699324C2 (en) * 2017-12-18 2019-09-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Fuel supply system to afterburner combustion chamber
CN113864067B (en) * 2020-06-30 2022-08-02 中国航发商用航空发动机有限责任公司 Rolling optimization prediction closed-loop controller and system
CN113532688B (en) * 2021-06-23 2022-09-06 中国航发沈阳发动机研究所 Real-time calculation method for outlet temperature of main combustion chamber of gas turbine engine

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
RU2592562C1 (en) * 2015-07-27 2016-07-27 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Aircraft turbojet engine control method
RU2726966C1 (en) * 2019-07-30 2020-07-20 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" Method for controlling fuel flow into afterburner combustion chamber of by-pass engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009107249A (en) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2438031C2 (en) Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine
EP2472085B1 (en) Gas turbine engine with bleed air system
CN104093956A (en) Control device for internal combustion engine
RU2435972C1 (en) Control method of fuel flow to multi-manifold combustion chamber of gas turbine engine
RU2435969C2 (en) Control method of gas turbine engine with afterburner
RU2387857C2 (en) Method control operation of aircraft gas turbine engine with afterburner
CN105317561A (en) Two-shaft gas turbine
RU2555784C1 (en) Control over gas turbine engine with afterburner combustion chamber
RU2442001C2 (en) Control method gas-turbine engine with afterburner
CN102062026B (en) Method and apparatus for controlling engine torque during intrusive testing
RU2435973C1 (en) Method of fuel flow control at start of gas turbine engine
RU2432478C2 (en) Control method of gas turbine engine with afterburner
CN105164391A (en) Ignition control system for internal combustion engine and ignition control method
CN115324742A (en) Self-adaptively adjusted boosting oil supply control method and device for turbofan engine
RU2315883C1 (en) Method to control fuel delivery into afterburner of gas-turbine engine
US20090100823A1 (en) Gas turbine engine reheat fuel system
RU2464437C1 (en) Control method of jet turbine double-flow engine with afterburner
RU2592562C1 (en) Aircraft turbojet engine control method
RU2386837C2 (en) Method to control gas turbine engine with afterburner combustion chamber
RU148619U1 (en) FILLING SYSTEM FOR FUEL COLLECTORS OF COMBUSTION CHAMBERS OF A GAS TURBINE ENGINE
RU151397U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE CONTROL SYSTEM WITH FORCING COMBUSTION CHAMBER
RU2258149C1 (en) Method to control fuel delivery into afterburner
RU2389890C2 (en) Control method of gas turbine engine with afterburner
RU2730581C1 (en) Method of controlling supply of fuel to gas turbine engine and system for its implementation
RU151396U1 (en) DEVICE FOR FILLING FUEL COLLECTORS OF COMBUSTION CHAMBERS OF A GAS TURBINE ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner