RU2474713C2 - Method of gas turbine engine protection - Google Patents
Method of gas turbine engine protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474713C2 RU2474713C2 RU2010154324/06A RU2010154324A RU2474713C2 RU 2474713 C2 RU2474713 C2 RU 2474713C2 RU 2010154324/06 A RU2010154324/06 A RU 2010154324/06A RU 2010154324 A RU2010154324 A RU 2010154324A RU 2474713 C2 RU2474713 C2 RU 2474713C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- value
- time
- signal
- change
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
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 защиты ГТД от перегрева газогенератора, реализованный в гидромеханической САУ с электронным ограничителем температуры газов за турбиной, заключающийся в том, что измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с предельно допустимым, если измеренная температура газов превысила предельное значение на наперед заданную величину, выключают двигатель, Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М., «Транспорт», 1976 г., с.180-182.A known method of protecting a gas turbine engine against overheating of a gas generator, implemented in a hydromechanical self-propelled guns with an electronic gas temperature limiter behind the turbine, consists in measuring the temperature of the gases behind the turbine, comparing its value with the maximum permissible value if the measured gas temperature exceeds the limit value by a predetermined value, turn off the engine, Keba I.V. “Flight operation of helicopter GTE”, Moscow, “Transport”, 1976, p.180-182.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность и невозможность использования на одномоторных летательных аппаратах (ЛА).The disadvantage of this method is its low efficiency and the inability to use on single-engine aircraft (LA).
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ защиты ГТД заключающийся в том, что измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с заданным, если измеренная температура газов превысила заданное значение, уменьшают расход топлива в камеру сгорания (КС) ГТД до тех пор, пока измеренная температура газов не станет меньше заданного значения, на режиме запуска двигателя через равные промежутки времени, заданные заранее, вычисляют величины изменения температуры газов и частоты вращения ротора двигателя за заданный промежуток времени, величины изменения фильтруют с помощью апериодического звена первого порядка с постоянной времени в двадцать пять раз больше, чем заданный промежуток времени, вычисляют отношение отфильтрованной величины изменения температуры газов к отфильтрованной величине изменения частоты вращения ротора двигателя, если отношение превышает наперед заданную величину в течение наперед заданного времени, формируют сигнал «Опасный режим работы двигателя» и прекращают подачу топлива в двигатель на время 0,3…0,5 секунд, патент РФ №2329388 от 20 июля 2008 г.Closest to this invention in technical essence is a method of protecting a gas turbine engine, which consists in measuring the temperature of the gases behind the turbine, comparing its value with the set value, if the measured gas temperature has exceeded the set value, and reducing the fuel consumption in the gas turbine combustion chamber (КС) until then until the measured temperature of the gases becomes less than a predetermined value, in the engine start-up mode at equal time intervals specified in advance, the magnitude of the change in gas temperature and rotor speed d of the engine for a given period of time, the magnitude of the change is filtered using a first-order aperiodic link with a time constant twenty-five times greater than the specified period of time, the ratio of the filtered magnitude of the change in gas temperature to the filtered magnitude of the change in the frequency of rotation of the engine rotor is calculated if the ratio exceeds the predetermined value for a predetermined time, generate a signal "Dangerous engine operation" and stop the fuel supply to the engine for a time of 0.3 ... 0 , 5 seconds, RF patent No. 232,388 of July 20, 2008
Недостатком известного способа является следующее. На режиме взлета самолета при сбое в канале измерения температуры газов, приводящем к завышению измеренной температуры относительно истинной, возможно неограниченное уменьшение расхода топлива в КС и, как следствие, потеря тяги двигателя, что снижает его надежность как основного элемента силовой установки (СУ) самолета и безопасность самого самолета.The disadvantage of this method is the following. In the take-off mode of the aircraft, in the event of a failure in the gas temperature measuring channel, which leads to an overestimation of the measured temperature relative to true, an unlimited decrease in fuel consumption in the compressor station and, as a result, loss of engine thrust is possible, which reduces its reliability as the main element of the aircraft power plant safety of the aircraft itself.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности работы двигателя и безопасности самолета.The aim of the invention is to improve the quality of ACS and, as a result, increase the reliability of the engine and the safety of the aircraft.
Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты газотурбинного двигателя, заключающемся в том, что измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с заданным, если измеренная температура газов превысила заданное значение, уменьшают расход топлива в камеру сгорания (КС) ГТД до тех пор, пока измеренная температура газов не станет меньше заданного значения, на режиме запуска двигателя через равные промежутки времени, заданные заранее, вычисляют величины изменения температуры газов и частоты вращения ротора двигателя за заданный промежуток времени, величины изменения фильтруют с помощью апериодического звена первого порядка с постоянной времени в двадцать пять раз больше, чем заданный промежуток времени, вычисляют отношение отфильтрованной величины изменения температуры газов к отфильтрованной величине изменения частоты вращения ротора двигателя, если отношение превышает наперед заданную величину в течение наперед заданного времени, формируют сигнал «Опасный режим работы двигателя» и прекращают подачу топлива в двигатель на время 0,3…0,5 секунд, дополнительно в зависимости от положения РУД, закрылков и стояночного тормоза самолета, частоты вращения турбокомпрессора двигателя формируют сигнал «Блокировка взлетного режима» (БВР), по положению РУД формируют минимально допустимое значение частоты вращения турбокомпрессора, сравнивают минимально допустимое значение частоты вращения и измеренное, полученное рассогласование используют в качестве ошибки регулирования для управления расходом топлива в КС до момента снятия сигнала БВР.This goal is achieved by the fact that in the method of protecting a gas turbine engine, namely, that the temperature of the gases behind the turbine is measured, its value is compared with the set value, if the measured temperature of the gases exceeded the set value, the fuel consumption in the gas turbine combustion chamber (CC) is reduced until until the measured temperature of the gases becomes less than a predetermined value, in the engine start-up mode at equal intervals of time specified in advance, the magnitude of the change in gas temperature and engine rotor speed is calculated for a given period of time, the magnitude of the change is filtered using a first-order aperiodic link with a time constant twenty-five times greater than the specified period of time, the ratio of the filtered magnitude of the change in gas temperature to the filtered magnitude of the change in the rotor speed of the engine is calculated if the ratio exceeds the predetermined value in advance during a predetermined time, generate a signal "Dangerous engine operation" and stop the fuel supply to the engine for a time of 0.3 ... 0.5 seconds, additionally, depending on the position of the throttle throttle, flaps and parking brake of the aircraft, the engine turbocharger speed, a take-off mode (BWR) signal is generated, the minimum permissible value of the turbocompressor speed is formed by the throttle position, the minimum permissible speed value and the measured mismatch are compared used as a control error to control fuel consumption in the compressor station until the BVR signal is removed.
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 1), электронный регулятор 2 (РЭД 2), агрегат 3 дозирования топлива (ДТ 3), клапан 4 прекращения подачи топлива (КО 4), причем ДТ 3 подключен к БД 1, а КО 4 - к ЭР 2, сигнальное табло 5 «Опасный режим работы двигателя», подключенное к ЭР 2.The device contains a series-connected sensor unit 1 (DB 1), an electronic controller 2 (RED 2), a fuel metering unit 3 (DT 3), a fuel shut-off valve 4 (KO 4), and
РЭД 2 представляет собой бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), содержащую постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором содержится программное обеспечение (ПО), реализующее алгоритмы управления двигателем. Дополнительно БЦВМ оснащена устройствами ввода/вывода (УВВ) физических сигналов (из БД 1 и ДТ 3), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), необходимое для обработки процессором БЦВМ поступающей из УВВ информации, репрограммируемое запоминающее устройство (РПЗУ), необходимое для хранения информации, относящейся к индивидуальным характеристикам двигателя (эксплуатационные регулировки, наработки, остаток ресурса). БЦВМ, ПЗУ, ПО, УВВ, ОЗУ, процессор, РПЗУ на чертеже не показаны.RED 2 is an on-board digital computer (BCM), which contains read-only memory (ROM), which contains software (software) that implements engine control algorithms. Additionally, the digital computer is equipped with input / output devices (I / O) of physical signals (from
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В РЭД 2 с помощью БД 1 измеряют температуру газов за турбиной и сравнивают ее значение с заданным, хранящимся в ПЗУ (для двигателя ПС-90А2 производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, заданная температура газов за турбиной низкого давления равна 855 К). Если измеренная температура газов превысила заданное значение, по команде РЭД 2 с помощью ДТ 3 уменьшают расход топлива в КС до тех пор, пока измеренная температура газов не станет меньше заданного значения.In RED 2, using
Дополнительно на режиме запуска двигателя в РЭД 2:Additionally, at engine start mode in RED 2:
- через равные промежутки времени, заданные заранее (например, для электронных регуляторов РЭД-90, входящих в САУ двигателей ПС-90А, этот промежуток составляет 0,02 секунды), вычисляют величины изменения температуры газов и частоты вращения ротора двигателя за заданный промежуток времени;- at equal intervals of time specified in advance (for example, for electronic regulators RED-90 included in self-propelled guns of PS-90A engines, this interval is 0.02 seconds), the magnitude of the change in gas temperature and frequency of rotation of the rotor of the engine for a given period of time is calculated;
- величины изменения фильтруют с помощью апериодического звена первого порядка с постоянной времени в десять раз больше, чем заданный промежуток времени (для двигателей ПС-90А эта постоянная составляет 0,5 секунды);- the magnitude of the change is filtered using the first-order aperiodic link with a time constant ten times larger than the specified time period (for PS-90A engines this constant is 0.5 seconds);
- вычисляют отношение отфильтрованной величины изменения температуры газов к отфильтрованной величине изменения частоты вращения ротора двигателя;- calculate the ratio of the filtered magnitude of the change in gas temperature to the filtered magnitude of the change in rotational speed of the engine rotor;
- сравнивают отношение с наперед заданной величиной (для двигателей ПС-90А эта величина составляет 0,48 К х секунду);- compare the ratio with a predetermined value (for PS-90A engines this value is 0.48 K x second);
- если отношение превышает наперед заданную величину в течение наперед заданного времени (для двигателей ПС-90А это время составляет 0,5 секунды), формируют сигнал на табло 5 «Опасный режим работы двигателя» и на время 0,3…0,5 секунды прекращают подачу топлива в КС двигателя, включив КО 4.- if the ratio exceeds the predetermined value in advance for the predetermined time (for PS-90A engines this time is 0.5 seconds), a signal is generated on the
Обычно этого хватает, чтобы опасный для газогенератора рост температуры газов прекратился, и двигатель начал работать нормально.Usually this is enough to stop the increase in gas temperature, which is dangerous for the gas generator, and the engine starts to work normally.
Дополнительно в РЭД 2 зависимости от положения РУД, закрылков и стояночного тормоза самолета, частоты вращения турбокомпрессора двигателя (вся эта информация поступает в РЭД 2 из БД 1) формируют сигнал «Блокировка взлетного режима» (БВР), который выдается из РЭД 2 в регистрирующую аппаратуру самолета (не показана).Additionally, in RED 2, depending on the position of the throttle, the flaps and the parking brake of the aircraft, the engine turbocharger speed (all this information is received in the RED 2 from the OBD 1), the “Take-off mode” (BVR) signal is generated, which is issued from the RED 2 to the recording equipment aircraft (not shown).
Сигнал БВР, например, на самолете Ту-204СМ с двигателями ПС-90А2 формируется при выполнении следующих условий:A BVR signal, for example, on a Tu-204SM aircraft with PS-90A2 engines, is generated when the following conditions are met:
- αруд≥58° (положение РУД),- α ores ≥58 ° (position of the ore ),
иand
- отсутствие сигнала «Закрылки убраны»,- the absence of the “Flaps removed” signal
иand
- наличие сигнала «Стояночный тормоз выключен»,- the presence of the signal "Parking brake is off",
иand
- n вд. ≥ 12055 об/мин (частота вращения турбокомпрессора двигателя).- n vd ≥ 12055 rpm (engine turbocharger speed).
При наличии сигнала БВР в РЭД 2 по положению РУД формируют минимально допустимое значение частоты вращения турбокомпрессора, сравнивают минимально допустимое значение частоты вращения и измеренное, полученное рассогласование до момента снятия сигнала БВР используют в качестве ошибки регулирования для формирования управляющего воздействия на ДТ 3, положение которого определяет величину расхода топлива в КС.If there is a BVR signal in
Таким образом, за счет повышения качества управления двигателем на режиме взлета самолета обеспечивается защита от сбоев в аппаратуре управления двигателем, приводящих к уменьшению расхода топлива в КС и, как следствие, потере тяги двигателя.Thus, by improving the quality of engine control during take-off, the engine is protected from failures in the engine control equipment, leading to a decrease in fuel consumption in the compressor station and, as a result, loss of engine thrust.
Это повышает надежность работы СУ и безопасность самолета.This increases the reliability of the SU and the safety of the aircraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154324/06A RU2474713C2 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Method of gas turbine engine protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154324/06A RU2474713C2 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Method of gas turbine engine protection |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010154324A RU2010154324A (en) | 2012-07-10 |
RU2474713C2 true RU2474713C2 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=46848203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010154324/06A RU2474713C2 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Method of gas turbine engine protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474713C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2272783B (en) * | 1992-11-20 | 1996-05-22 | Rolls Royce Plc | Aircraft engine control system |
US6568166B2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-05-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Back-up control apparatus for turbo machine |
RU2215908C2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-11-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Device to regulate air bypassing from compressor or aircraft gas-turbine engine |
RU2255247C1 (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine |
RU2305788C2 (en) * | 2005-10-24 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Method of emergency protection of gas-turbine engine at failures and troubles |
RU2329388C1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine protection |
-
2010
- 2010-12-29 RU RU2010154324/06A patent/RU2474713C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2272783B (en) * | 1992-11-20 | 1996-05-22 | Rolls Royce Plc | Aircraft engine control system |
US6568166B2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-05-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Back-up control apparatus for turbo machine |
RU2215908C2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-11-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Device to regulate air bypassing from compressor or aircraft gas-turbine engine |
RU2255247C1 (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine |
RU2305788C2 (en) * | 2005-10-24 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Method of emergency protection of gas-turbine engine at failures and troubles |
RU2329388C1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine protection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010154324A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6820429B2 (en) | Adaptive acceleration schedules for gas turbine engine control systems | |
US8762025B2 (en) | Method and system for controlling a gas turbine and a gas turbine including such a system | |
US11299286B2 (en) | System and method for operating a multi-engine aircraft | |
EP3135883A1 (en) | Acceleration control of a propulsion system and method | |
EP3199784B1 (en) | Fuel flow control | |
CN111216903A (en) | Integrated propeller and engine controller | |
RU2451921C1 (en) | Method of technical control of gas-turbine installation | |
US20130199197A1 (en) | Device and a method for regulating a turbine engine, and an aircraft | |
RU2474713C2 (en) | Method of gas turbine engine protection | |
RU2432562C2 (en) | Control method of gas-turbine unit technical condition | |
RU2329388C1 (en) | Method of gas turbine engine protection | |
US10302021B2 (en) | Detection of uncommanded and uncontrollable high thrust events | |
EP3753846B1 (en) | System and method for operating a multi-engine rotorcraft for ice accretion shedding | |
RU2474712C2 (en) | Method of controlling fuel feed into gas turbine engine | |
RU2482024C2 (en) | Method of helicopter power plant control | |
RU2431051C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2255247C1 (en) | Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine | |
RU2431753C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2489592C1 (en) | Method of controlling fuel feed to gas turbine engine | |
US11486316B2 (en) | Method and system for adjusting a variable geometry mechanism | |
RU2497001C1 (en) | Method of controlling fuel feed to gas turbine engine | |
RU2472974C2 (en) | Method of gas turbine engine protection | |
RU2310100C2 (en) | Method to protect gas-turbine engine from unstable operation of compressor | |
RU2413194C2 (en) | Procedure for control over technical condition of gas-turbine installation | |
RU2435970C1 (en) | Gas turbine plant control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |