RU2444464C2

RU2444464C2 - Method of controlling helicopter power plant

Info

Publication number: RU2444464C2
Application number: RU2010100694/11A
Authority: RU
Inventors: 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: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2012-03-10
Also published as: RU2010100694A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to aviation engine building and may be used in helicopter turboprop power plant ACS. Proposed method of controlling two engines driving one rotor consists in defining, for each engine, the error of free turbine rpm relative to preset rpm, correcting rpm with due allowance for mismatch between measured torques of free and adjacent turbines. In case free turbine rpm is smaller, corrected error is transformed into amount of required variation of turbo compressor rpm to be added to preset turbo compressor rpm depending on rotor pitch. Then, mismatch between preset and actual turbo compressor rpm is defined and transformed in control effect. Thereafter, preset turbo compressor rpm is corrected with respect to mismatch between actual and preset rotor rpm.

EFFECT: faster rotor rpm adjustment.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления много двигательных силовых установок вертолетов.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and can be used in electronic systems (ACS) for automatic control of many propulsion systems of helicopters.

Известен способ управления силовой установкой вертолета, состоящей из двух двигателей, работающих на один несущий винт, заключающийся в определении для каждого двигателя величины рассогласования частоты вращения свободной турбины относительно заданной и преобразовании ее в управляющее воздействие, патент США №3820323 кл. 60-39.28R, 1977 г.A known method of controlling the power plant of a helicopter, consisting of two engines working on one rotor, which consists in determining for each engine the magnitude of the mismatch of the frequency of rotation of a free turbine relative to a given one and converting it into a control action, US patent No. 3820323 C. 60-39.28R, 1977

Недостатком известного способа является его низкая эффективность.The disadvantage of this method is its low efficiency.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления силовой установкой вертолета, состоящей из двух двигателей, работающих на один несущий винт, заключающийся в определении для каждого двигателя величины рассогласования частоты вращения свободной турбины относительно заданной, ее коррекции по величине рассогласования между измеренными крутящими моментами данного и соседнего двигателей и, в случае меньшего значения крутящего момента у данного двигателя, преобразовании скорректированной величины рассогласования в величину необходимого изменения частоты вращения турбокомпрессора, суммировании ее с заданной величиной частоты вращения турбокомпрессора в зависимости от шага несущего винта, определении величины рассогласования между заданной и фактической частотой вращения турбокомпрессора и преобразовании ее в управляющее воздействие, Курран Дж.Дж. "Система управления подачей топлива вертолетного двигателя Т-700". Э.И., "Авиастроение", №17, 1975, стр.48-70.Closest to this invention, in technical essence, is a method for controlling a helicopter power plant, consisting of two engines operating on one rotor, which consists in determining for each engine the mismatch of the frequency of rotation of a free turbine relative to a given one, its correction by the value of the mismatch between the measured torques of the given and neighboring engines and, in the case of a lower torque value for this engine, the conversion of the adjusted value the discrepancies in the magnitude of the required change in the speed of the turbocompressor, summing it with a given value of the speed of the turbocompressor depending on the pitch of the rotor, determining the amount of discrepancy between the set and the actual speed of the turbocompressor and converting it into a control action, J. Curran J. "T-700 Helicopter Engine Fuel Management System". EI, "Aircraft", No. 17, 1975, pp. 48-70.

Недостатком известного способа управления силовой установкой вертолета является то, что процесс регулирования частоты вращения несущего винта происходит медленно и, как следствие, с забросами.The disadvantage of this method of controlling the power plant of a helicopter is that the process of controlling the rotational speed of the rotor is slow and, as a result, with casts.

Целью изобретения является повышение быстродействия регулирования частоты вращения несущего винта.The aim of the invention is to increase the speed control of the rotor speed.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления силовой установкой вертолета, состоящей из двух двигателей, работающих на один несущий винт, заключающемся в определении для каждого двигателя величины рассогласования частоты вращения свободной турбины относительно заданной, ее коррекции по величине рассогласования между измеренными крутящими моментами данного и соседнего двигателей и, в случае меньшего значения крутящего момента у данного двигателя, преобразовании скорректированной величины рассогласования в величину необходимого изменения частоты вращения турбокомпрессора, суммировании ее с заданной величиной частоты вращения турбокомпрессора в зависимости от шага несущего винта, определении величины рассогласования между заданной и фактической частотой вращения турбокомпрессора и преобразовании ее в управляющее воздействие, дополнительно корректирует заданное значение частоты вращения турбокомпрессоров по величине рассогласования между текущей и заданной частотой вращения несущего винта.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the power plant of the helicopter, consisting of two engines operating on one main rotor, which consists in determining for each engine the magnitude of the mismatch of the frequency of rotation of the free turbine relative to the given one, its correction by the magnitude of the mismatch between the measured torques of this and adjacent engines and, in the case of a lower torque value for the engine, converting the adjusted mismatch to n The required change in the speed of the turbocharger, summing it with a given value of the speed of the turbocompressor depending on the pitch of the rotor, determining the amount of mismatch between the set and the actual speed of the turbocompressor and converting it into a control action, additionally adjusts the set value of the speed of the turbocompressors according to the size of the mismatch between the current and a given rotor speed.

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

Устройство, реализующее способ, содержит пропорционально-интегральные регуляторы 1 и 2 частоты вращения турбокомпрессоров, дозаторы расхода топлива 3 и 4, пропорционально-интегральный регулятор 5 частоты вращения несущего винта, блок 6 задания частоты вращения турбокомпрессоров по шагу несущего винта, сумматор 7, выход которого соединен со входами регуляторов 1 и 2, а вход с выходами блока 6 и регулятора 5, входы регуляторов 1, 2, 5 и блока 6 соединены с выходом блока 8 датчиков.A device that implements the method contains proportional-integral regulators 1 and 2 of the turbocharger speed, fuel consumption metering devices 3 and 4, a proportional-integral regulator 5 of the rotor speed, a unit 6 for setting the speed of the turbocompressors according to the pitch of the rotor, the adder 7, the output of which connected to the inputs of the regulators 1 and 2, and the input with the outputs of block 6 and the regulator 5, the inputs of the regulators 1, 2, 5 and block 6 are connected to the output of the block 8 of the sensors.

В зависимости от установленного пилотом шага несущего винта (φ_B), измеренного и переданного в блок 6 блоком 8, в блоке 6 формируется заданное значение частоты вращения турбокомпрессоров обоих двигателей. Регулятор 5 частоты вращения несущего винта (n_НВ) сравнивает заданное и фактическое (полученное из блока 8) значение n_НВ и формирует по результату величину необходимой коррекции частоты вращения турбокомпрессоров для устранения рассогласования между заданной и фактической n_НВ.Depending on the rotor pitch (φ _B ) set by the pilot, measured and transmitted to block 6 by block 8, the set value of the speed of the turbocompressors of both engines is formed in block 6. The rotor speed regulator 5 (n _HB ) compares the set and actual (obtained from block 8) n _HB values and generates the required correction value for the turbocharger speed to eliminate the mismatch between the given and actual n _HB .

В сумматоре 7 суммируются сигналы блока 6 и регулятора 5 несущего винта. Суммарный сигнал от блока 6 поступает на вход регуляторов 1 и 2, где сравнивается с фактическими (полученными из блока 8) значениями n_ТК каждого двигателя. В случае рассогласования заданной и фактической n_ТК регуляторы 1 и 2 формируют управляющее воздействие, поступающее соответственно на вход дозаторов расхода топлива 3 и 4, добиваясь полного совпадения заданных и фактических режимов работы двигателей за счет изменения расхода топлива (G) в двигатели. Таким образом, обеспечивается повышение быстродействия регулирования частоты вращения несущего винта.The adder 7 summarizes the signals of block 6 and the rotor regulator 5. The total signal from block 6 is input to the regulators 1 and 2, where it is compared with the actual (obtained from block 8) values of n _{TC of} each engine. In case of a mismatch between the set and actual n _{TC, the} regulators 1 and 2 form a control action, which is supplied respectively to the input of the fuel metering devices 3 and 4, achieving complete coincidence of the set and actual operating modes of the engines by changing the fuel consumption (G) in the engines. Thus, it provides increased speed control of the rotor speed.

Claims

A method for controlling a helicopter power plant consisting of two engines operating on one main rotor, which consists in determining for each engine a mismatch of the rotation frequency of a free turbine relative to a given one, its correction by the magnitude of the mismatch between the measured torques of the given and neighboring engines and in case of a lower value torque of a given engine, converting the adjusted mismatch to the value of the required change in speed a compressor, summing it with a given value of the speed of the turbocompressor depending on the pitch of the rotor, determining the amount of mismatch between the set and actual speed of the turbocompressor and converting it into a control action, characterized in that it also adjusts the set value of the speed of the turbocompressors according to the size of the mismatch between the current and a given rotor speed.