RU2464437C1 - Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой - Google Patents
Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464437C1 RU2464437C1 RU2011106384/06A RU2011106384A RU2464437C1 RU 2464437 C1 RU2464437 C1 RU 2464437C1 RU 2011106384/06 A RU2011106384/06 A RU 2011106384/06A RU 2011106384 A RU2011106384 A RU 2011106384A RU 2464437 C1 RU2464437 C1 RU 2464437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- afterburner
- characterising
- control
- characterizing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационной техники. В управлении турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой на форсированных режимах в качестве измеряемых величин используют расход топлива (Gт окc); характеризующий расход топлива в основную камеру сгорания (ОКС), частоту вращения (nв), характеризующую частоту вращения вала низкого давления, давление (Рк *), характеризующее текущее полное давление воздуха за компрессором, в качестве управляющей величины используют температуру (Твх *), характеризующую полную температуру воздуха на входе в двигатель и угол (αруд), характеризующий положение рычага управления двигателем (РУД). Для воздействия на исполнительный орган, определяющий топливоподачу в форсажную камеру сгорания, в качестве величины, характеризующей управляющий сигнал, используют расход топлива Gтф, подаваемый в форсажную камеру сгорания на форсированных режимах, который определяют в соответствии с программой по закону (Gт окс+Gтф)/(Pк *nв)=f(Tвх *,αруд). Изобретение позволяет поддерживать требуемую тягу на форсированных режимах при ухудшении характеристик узлов двигателя с наработкой. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационной техники, а более точно касается управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ).
Общеизвестно, что для управления газотурбинным двигателем (ГТД) летательного аппарата используют информацию, полученную с датчиков термогазодинамических параметров и частоты вращения ротора ГТД.
Известны программы управления форсированными режимами , где - давление воздуха за компрессором, - температура воздуха на входе в ГТД (см., например, под ред. Ю.Н. Нечаева, Теория авиационных двигателей, ч.2, М., 2006, с.136-138).
Известен способ автоматического управления подачей топлива, при котором управляющее воздействие регулятора на исполнительный механизм, воздействующий на подачу топлива в форсажную камеру сгорания двигателя, корректируют электронным программным регулятором, осуществляющим управление в соответствии со встроенным в систему управления алгоритмом управления, включающим значения настроечного и регулирующих параметров, определяющих подачу топлива в двигатель (патент РФ №2308605).
Наиболее близким техническим решением является способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ), при котором на основании, по меньшей мере, одной управляющей величины и, по меньшей мере, одной измеряемой величины, характеризующих режим работы турбокомпрессорной части двигателя, с помощью системы управления ТРДДФ, включающей программный узел управления, определяют величину, характеризующую управляющий сигнал, подаваемый на регулятор управления двигателем (Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Том IV-21. Самолеты и вертолеты, книга 3, Авиационные двигатели, М.: Машиностроение, 2010, с.369-371)
В известной системе расход топлива Gтф, подаваемый в форсажную камеру сгорания на форсированных режимах, определяют в соответствии программой по закону
где αруд - угол установки рычага управления двигателем (РУД);
Fкр - площадь критического сечения реактивного сопла;
В качестве величины, характеризующей режим работы турбокомпрессорной части двигателя, используют температуру на входе в двигатель . При каждом заданном положении РУД (αруд=соnst) программа управления подачей форсажного топлива, обеспечивающая постоянное значение или любое требуемое изменение суммарного значения коэффициента избытка воздуха αΣ в функции от , задается в виде зависимости (под ред. Ю.Н.Нечаева. Теория авиационных двигателей, ч.2, М., 2006, с.137).
Однако применяемый в известном техническом решении закон не отражает влияния ухудшения характеристик узлов двигателя при его эксплуатации, вследствие которого происходит изменение характеристик ТРДДФ. Это приводит к тому, что управление газотурбинным двигателем становится менее эффективным в силу невозможности обеспечения требуемой тяги ТРДДФ.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности работы ТРДДФ путем сохранения тяги на форсированных режимах на расчетном уровне при ухудшении характеристик его узлов с наработкой.
Технический результат - поддержание требуемой тяги на форсированных режимах ТРДДФ при ухудшении характеристик его узлов с наработкой.
Поставленная задача решается тем, что в способе управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ), при котором на основании, по меньшей мере, одной управляющей величины и, по меньшей мере, одной измеряемой величины, характеризующей режим работы турбокомпрессорной части двигателя, с помощью математической модели определяют величину, характеризующую управляющий сигнал, подаваемый на исполнительный орган, например регулятор управления двигателем, на форсированных режимах в качестве измеряемых величин используют расход топлива (Gт окс), характеризующий расход топлива в основную камеру сгорания (ОКС), частоту вращения (nв), характеризующую частоту вращения вала низкого давления, давление , характеризующее текущее полное давление воздуха за компрессором, в качестве управляющей величины используют температуру , характеризующую полную температуру воздуха на входе в двигатель, и угол αруд, характеризующий положение рычага управления двигателем (РУД), в качестве величины, характеризующей управляющий сигнал, используют расход топлива Gтф, подаваемый в форсажную камеру сгорания на форсированных режимах, который определяют в соответствии с программой по закону , и подают для воздействия на исполнительный орган, определяющий топливоподачу в форсажную камеру сгорания.
Способ согласно изобретению иллюстрируется рисунком, на котором схематично представлена система управления ТРДДФ.
Система включает: ТРДДФ 1 как объект управления, датчик 2 расхода топлива (Gт окс), характеризующего расход топлива в основную камеру сгорания (ОКС), датчик 3 частоты вращения ротора низкого давления (nв), характеризующей приведенный (объемный) расход воздуха через двигатель, датчик 4 давления за компрессором (Рк *), характеризующего значение физического расхода воздуха через газогенератор ТРДДФ, датчик 5 температуры воздуха на входе в двигатель (Tвх *), характеризующей режим работы турбокомпрессорной части двигателя, и рычаг 8 управления двигателем (РУД), угол αруд установки которого характеризует положение рычага управления двигателем (РУД), программный блок (узел) 6 управления ТРДДФ, связанный с исполнительным органом, определяющим топливоподачу в форсажную камеру сгорания.
Для компенсации влияния ухудшения характеристик узлов ТРДДФ на его тягу на форсированных режимах, согласно изобретению, используют расход топлива в основную камеру сгорания (Gт окс), частоту вращения (nв), давление за компрессором (Рк *), температуру воздуха (Твх *) на входе в ТРДДФ, функционально связанные по закону (Gт окc+Gтф)/(Рк *nв)=f(Твх *,αруд).
Программный блок (узел) 6 управления ТРДДФ содержит программу определения расхода топлива Gтф по закону (Gт окc+Gтф)/(Рк *nв)=f(Твх *,αруд).
Математическая зависимость (Gт окc+Gтф)/(Рк *nв)=f(Твх *,αруд), согласно которой изменяется управляющее воздействие и являющаяся законом управления, получена математическим моделированием ГТД известными программными средствами и реализуется программой регулирования с унифицированным алгоритмом, реализующим заданное изменение конкретных параметров двигателя в зависимости от других его параметров или внешней среды. В настоящее время известны различные программные комплексы, которые реализуют математические модели газотурбинных двигателей, например программный комплекс «ГРАД», программный комплекс DVIGw, Gas Turb и др., разработанные для моделирования авиационных двигателей и их узлов (Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок, книга третья, часть VII, главы 20-22. Моделирование рабочего процесса ГТД и универсальные программные комплексы. М.: Машиностроение, 2005 г., с.139-169), специализированные программы управления ГТД на форсированных режимах (Машиностроение: Энциклопедия в сорока томах. Том IV-21. Самолеты и вертолеты, книга 3, Авиационные двигатели, М.: Машиностроение, 2010, с.369-371).
Функция f(Твх *,αруд) представляет собой зависимость, являющуюся известной и заданной как множество упорядоченных пар при каждом заданном положении αруд, получаемых оперированием математической модели ГТД известными программными средствами (см., например, под ред. Ю.Н.Нечаева, Теория авиационных двигателей, ч.2, М., 2006, с.137-138. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Том IV-21. Самолеты и вертолеты, книга 3, Авиационные двигатели, М.: Машиностроение, 2010, с.369).
В предлагаемом изобретении функция f(Tвx *,αруд) представляет собой зависимость, заданную как множество упорядоченных пар (значение температуры воздуха Твх * и значение функционала (Gт окc+Gтф)/(Рк *nв)) при каждом заданном положении αруд, получаемых вышеуказанным оперированием математической модели ГТД известными программными средствами.
Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом.
На вход программного блока 6 поступают информационные сигналы, характеризующие расход топлива в основную камеру сгорания (Gт окc), частоту вращения (nв), давление за компрессором (Рк *), температуру воздуха (Твх *) на входе в ТРДДФ, а также угол (αруд) установки текущего положения рычага управления двигателем (РУД).
При работе ТРДДФ на форсированном режиме программный блок (узел) 6 определяет расход топлива Gтф, подаваемого в форсажную камеру сгорания, по закону (Gт окc+Gтф)/(Рк*nв)=f(Твх *,αруд).
Определенную программой по закону (Gт окc+Gтф)/(Рк *nв)=f(Твх *,αруд) величину, характеризующую расход топлива Gтф, используют в качестве управляющего сигнала и подают для воздействия на исполнительный орган 7, определяющий топливоподачу в форсажную камеру сгорания.
Принятый закон управления способствует поддержанию требуемой тяги ТРДДФ на форсированных режимах при ухудшении характеристик его узлов с наработкой и тем самым повышает эффективность работы ТРДДФ.
Изобретение преимущественно может быть использовано в системах управления топливоподачей в форсажную камеру сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой ТРРДФ на форсированных режимах.
Claims (1)
- Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ), при котором на основании, по меньшей мере, одной управляющей величины и, по меньшей мере, одной измеряемой величины, характеризующей режим работы турбокомпрессорной части двигателя, с помощью математической модели определяют величину, характеризующую, по меньшей мере, управляющий сигнал, подаваемый на исполнительный орган, отличающийся тем, что на форсированных режимах в качестве измеряемых величин используют расход топлива (Gтокс), характеризующий расход топлива в основную камеру сгорания (ОКС), частоту вращения (nв), характеризующую частоту вращения вала низкого давления, давление
(), характеризующее текущее полное давление воздуха за компрессором, в качестве управляющей величины используют температуру (), характеризующую полную температуру воздуха на входе в двигатель, и угол (αруд), характеризующий положение рычага управления двигателем (РУД); в качестве величины, характеризующей управляющий сигнал, используют расход топлива Gтф, подаваемый в форсажную камеру сгорания на форсированных режимах, который определяют в соответствии с программой по закону , и подают для воздействия на исполнительный орган, определяющий топливоподачу в форсажную камеру сгорания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106384/06A RU2464437C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106384/06A RU2464437C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011106384A RU2011106384A (ru) | 2012-08-27 |
RU2464437C1 true RU2464437C1 (ru) | 2012-10-20 |
Family
ID=46937335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106384/06A RU2464437C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464437C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540204C2 (ru) * | 2013-05-23 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Электроприводной насос |
RU2578780C1 (ru) * | 2015-01-20 | 2016-03-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО УМПО | Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя |
RU2726966C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-07-20 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Способ управления расходом топлива в форсажную камеру сгорания двухконтурного турбореактивного двигателя |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2063532C1 (ru) * | 1988-03-01 | 1996-07-10 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Способ подачи топлива в газотурбинных двигателях с форсажными камерами сгорания и устройство для его осуществления |
US20060242941A1 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | General Electric Company | Fladed supersonic missile turbojet |
RU2387857C2 (ru) * | 2008-06-30 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
RU2009102885A (ru) * | 2009-01-29 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" (RU) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
RU2009107955A (ru) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" (RU) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
-
2011
- 2011-02-22 RU RU2011106384/06A patent/RU2464437C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2063532C1 (ru) * | 1988-03-01 | 1996-07-10 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Способ подачи топлива в газотурбинных двигателях с форсажными камерами сгорания и устройство для его осуществления |
US20060242941A1 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | General Electric Company | Fladed supersonic missile turbojet |
US7475545B2 (en) * | 2005-04-29 | 2009-01-13 | General Electric Company | Fladed supersonic missile turbojet |
RU2387857C2 (ru) * | 2008-06-30 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
RU2009102885A (ru) * | 2009-01-29 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" (RU) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
RU2009107955A (ru) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" (RU) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Машиностроение, Энциклопедия в сорока томах, том IV-21, Самолеты и вертолеты, книга 3, Авиационные двигатели. - М.: Машиностроение, 2010, с.369-371. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540204C2 (ru) * | 2013-05-23 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Электроприводной насос |
RU2578780C1 (ru) * | 2015-01-20 | 2016-03-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО УМПО | Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя |
RU2726966C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-07-20 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Способ управления расходом топлива в форсажную камеру сгорания двухконтурного турбореактивного двигателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011106384A (ru) | 2012-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5583697B2 (ja) | ガスタービンを制御するための方法およびシステム、ならびにこのようなシステムを含むガスタービン | |
CN107703914B (zh) | 一种航空发动机fadec系统安全性评估方法 | |
EP3045982B1 (en) | System and method for controlling a gas turbine engine | |
US10316760B2 (en) | Turboshaft engine control | |
EP2282016A2 (en) | Turbofan temperature control with variable area nozzle | |
JP2017166476A (ja) | エンジン健全性に応じてタービン冷却を調節するための方法およびシステム | |
JP2006002766A (ja) | ガスタービン中の空気流を制御するシステムおよび方法 | |
RU2630068C2 (ru) | Способ и устройство регулирования заданного значения параметра, который влияет на тягу газотурбинного двигателя | |
EP3171004A1 (en) | Method and system for improving parameter measurement | |
US10822996B2 (en) | Gas turbine engine health determination | |
CN108168900B (zh) | 满足无人机用发动机宽包线范围推力需求的控制方法 | |
RU2464437C1 (ru) | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой | |
US8752393B2 (en) | Systems, apparatuses, and methods of gas turbine engine control | |
US20160280385A1 (en) | Control scheme using variable area turbine and exhaust nozzle to reduce drag | |
US20190264619A1 (en) | Gas turbine engine fuel additive control system | |
Lutambo et al. | Aircraft turbine engine control systems development: Historical Perspective | |
RU2442001C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания | |
EP3141725A1 (en) | Control system and method of controlling a variable area gas turbine engine | |
Golberg et al. | Improving control reliability and quality of aircraft engines by means the software virtual engine | |
CA2934089A1 (en) | Method for controlling a position actuation system component for a gas turbine engine | |
Garg | Fundamentals of aircraft turbine engine control | |
RU2310100C2 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от возникновения неустойчивой работы компрессора | |
Linyuan et al. | Steady state control schedule optimization for a variable cycle engine | |
RU2345234C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
Tudosie | Speed Control System for a Low-bypass Turbofan with Coolant Injection into its Compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210804 |