RU2530687C2 - Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске - Google Patents
Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530687C2 RU2530687C2 RU2011154347/06A RU2011154347A RU2530687C2 RU 2530687 C2 RU2530687 C2 RU 2530687C2 RU 2011154347/06 A RU2011154347/06 A RU 2011154347/06A RU 2011154347 A RU2011154347 A RU 2011154347A RU 2530687 C2 RU2530687 C2 RU 2530687C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cut
- control system
- electronic control
- turbomachine
- testing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/02—Shutting-down responsive to overspeed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/20—Checking operation of shut-down devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/02—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
- F05D2270/021—Purpose of the control system to control rotational speed (n) to prevent overspeed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для тестирования системы защиты от заброса оборотов и включает в себя:
а) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки топлива на закрытие элемента отсечки топлива или на удержание его в закрытом положении;
b) проверку состояния закрытия элемента отсечки топлива на основе информации, переданной на электронную систему регулирования и представляющей положение элемента отсечки топлива;
с) если результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки топлива, разрешающую открыть элемент отсечки топлива и продолжить процедуру запуска турбомашины; и
d) если результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал отказа системы защиты от заброса оборотов.
Технический результат изобретения - обеспечение простого и надежного способа тестирования системы защиты от заброса оборотов турбомашины при запуске. 2 н.п. ф-лы, 9 з.п. ф-лы, 5ил.
Description
Предпосылки к созданию изобретения
Настоящее изобретение относится к тестированию системы для защиты турбомашины от заброса оборотов, при этом тестирование проводится во время запуска двигателя. Изобретение применимо к авиационным двигателям и промышленным турбинам.
Чрезмерная частота вращения турбинного двигателя, известная как ′′заброс оборотов′′, может иметь очень серьезные последствия, в частности, она может привести к разрыву дисков ротора турбины, что влечет разрушение двигателя.
Поэтому двигатель обычно оснащают системой для защиты его от заброса оборотов.
Обычно такая система содержит отсечной клапан, встроенный в контур подачи топлива в камеру сгорания двигателя. Заброс оборотов обнаруживают с помощью электронного блока защиты от заброса оборотов, когда частота вращения вала турбины превышает предельную величину или порог заброса. Когда обнаруживается заброс оборотов, электронный блок защиты от заброса оборотов посылает команду на закрытие отсечного клапана или на уменьшение его проходного сечения через разные компоненты электронного, электрогидравлического или гидравлического типа. Вместе с отсечным клапаном эти различные компоненты образуют части системы защиты от заброса оборотов.
Включение в процедуру автоматического запуска двигателя теста системы защиты от заброса оборотов известно. Можно упомянуть заявку ЕР 1036917 А1. В ней описан процесс, согласно которому после того, как двигатель начал вращаться, приводимый в движение стартером, порогу частоты вращения присваивается тестовая величина. Тестовую величину выбирают так, чтобы она была существенно ниже оборотов зажигания, т.е. частоты вращения, при которой топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда частота вращения превышает тестовый порог заброса оборотов, проверяют, что система защиты от заброса оборотов сработала правильно. Если так, то при достижении оборотов зажигания порог заброса оборотов переключают с низкой тестовой величины на реальную величину.
В этом известном тестовом процессе проверка осуществляется измерением положения сердечника дозатора топлива, который переводится в минимальное положение гидравлически устройством, которым управляет электронная система регулирования двигателя и так, чтобы его минимальное положение привело к закрытию отсечного клапана. Таким образом, факт достижения отсечным клапаном закрытого положения на самом деле не проверяется. Дополнительно, функция защиты от заброса оборотов исходит из того, что после теста переключение порога заброса с низкого тестового значения на реальное значение произошло правильно.
ЦЕЛЬ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению предлагается простой и надежный способ тестирования системы защиты от заброса оборотов турбомашины при запуске, при этом система защиты содержит элемент отсечки топлива и цепь управления элементом отсечки, соединенную с электронной системой регулирования турбомашины для закрытия элемента отсечки для прерывания или уменьшения подачи топлива в камеру сгорания турбомашины в ответ на обнаружение заброса оборотов, при этом способ содержит следующую тестовую последовательность:
а) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки на закрытие элемента или на удержание его в закрытом положении;
b) электронная система регулирования проверяет состояние закрытия элемента отсечки на основе полученной информации, представляющей открытое или закрытое состояние элемента отсечки;
с) когда результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки, разрешающую открыть элемент отсечки и продолжить процедуру запуска турбомашины; и
d) когда результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
Таким образом, работа системы защиты от заброса оборотов проверяется путем непосредственной проверки достижения элементом отсечки закрытого положения в ответ на команду электронной системы регулирования турбомашины. Дополнительно, когда закрытием элемента отсечки управляет электронный блок защиты от заброса оборотов, выполненный отдельно от электронной системы регулирования турбомашины, тестирование системы защиты от заброса оборотов управляется не электронным блоком защиты от заброса оборотов, а электронной системой регулирования, которая обладает ресурсами, способными управлять сложными функциями. Дополнительно, в итоге состояние системы защиты от заброса оборотов защиты от заброса оборотов определяет электронная система регулирования, которая по существу является единственной системой, которая поддерживает связь с системами для управления техническим обслуживанием самолета, тем самым сохраняя общий интерфейс с такими системами для управления техническим обслуживанием.
Согласно одному из признаков этого способа, тестовая последовательность далее содержит этапы на которых:
е) после этапа c) проверяют, что элемент отсечки перешел в открытое положение, и
f) если результат проверки на этапе е) является отрицательным, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
Это позволяет проверить и способность системы защиты от заброса оборотов закрывать элемент отсечки, и ее способность разрешать открытие элемента отсечки на этапе запуска в ручном режиме.
Согласно признаку способа, когда цепь управления элементом отсечки содержит гидравлическое устройство для закрывания элемента отсечки и электронный блок защиты от заброса оборотов для защиты от заброса оборотов, соединенный с этим гидравлическим устройством для управления закрытием, команды на закрытие элемента отсечки или на удержание его в закрытом состоянии и разрешение на открытие элемента отсечки передают по коммуникационной шине между электронной системой регулирования двигателя электронным блоком защиты от заброса оборотов.
Положение элемента отсечки можно проверить на основе сигнала, поступающего от датчика положения для измерения положение подвижной детали элемента отсечки.
При реализации способа тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в автоматическом режиме, тестовая последовательность встроена в последовательность запуска так, чтобы завершиться до того, как потребуется открыть элемент отсечки в соответствии с процедурой запуска турбомашины в автоматическом режиме.
Тестовая последовательность в этом случае на этапе а) может содержать посылку команды на закрытие ранее открытого элемента отсечки.
При запуске в автоматическом режиме процесс запуска выполняют по заранее определенному сценарию так, что имеется возможность "прозрачно" встроить тестирование системы защиты от заброса оборотов в процесс запуска, не создавая ему помех. Это не относится к запуску в ручном режиме, поскольку момент открывания элемента отсечки для воспламенения топлива определяет пилот или оператор, и тест с использованиием способа, предлагаемого в изобретении, не может быть выполнен, что также гарантирует, что процесс запуска не будет нарушен. Следовательно, в первом варианте настоящего изобретения выполнение тестовой последовательности запрещается при запуске в ручном режиме.
В таких обстоятельствах и предпочтительно, количество последовательных запусков в ручном режиме подсчитывают электронной системой регулирования, которая выдает информацию, требующую тестирование системы защиты от заброса оборотов во время технического обслуживания, когда подсчитанное значение превышает заранее определенный порог. Это позволяет не допустить слишком большого количества запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов.
Во втором варианте способа тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в ручном режиме тестовая последовательность содержит, на этапе а), этап, на котором посылают команду на удержание элемента отсечки в закрытом положении в ответ на команду на запуск.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет встроить тестирование системы защиты от заброса оборотов в процедуру запуска в ручном режиме. Заставляя элемент отсечки оставаться в закрытом положении дольше, чем обычный период до его открывания после команды на запуск в ручном режиме, способ по настоящему изобретению, тем не менее, носит характер вмешательства по сравнению с нормальной процедурой ручного запуска, и это может привести к задержке фактического зажигания.
Поэтому при тестировании системы защиты от заброса оборотов авиационного двигателя электронная система регулирования предпочтительно выполнена с возможностью разрешать проводить тест только, когда самолет находится на земле, чтобы избежать каких-либо задержек повторного зажигания в полете.
Также предпочтительно, во втором варианте способа тест выполняют, когда количество последовательных ручных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов достигает заранее определенной величины или превышает ее.
Таким образом, во-первых, систему защиты от заброса оборотов не тестируют при каждом ручном запуске, что позволяет избежать помех ручному запуску, если такой ручной запуск осуществляют время от времени и изолированно. Во-вторых, в случае множества последовательно выполняемых запусков в ручном режиме, т.е. без какого-либо вмешательства автоматического запуска это позволяет не допустить выполнения слишком большого количества запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов.
Количество последовательных запусков в ручном режиме без тестирования можно подсчитывать с помощью счетчика, который повторно инициализируют каждый раз при проведении теста, при запуске в ручном или в автоматическом режиме.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет более понятно из нижеследующего описания не ограничивающего примера со ссылками на приложенные чертежи, где:
Фиг.1 - схема контура подачи топлива на турбомашину;
Фиг.2 - временная диаграмма сигналов, принимаемых или передаваемых системой защиты от заброса оборотов и состояний ее компонентов во время процедуры теста при запуске в автоматическом режиме по первому варианту изобретения;
Фиг.3 - диаграмма последовательности способа управления тестированием системы защиты от заброса оборотов.
Фиг.4 - временная диаграмма сигналов, выдаваемых или передаваемых системой защиты от заброса оборотов и состояний ее компонентов во время процедуры теста при запуске в ручном режиме по второму варианту настоящего изобретения; и
Фиг.5 - диаграмма последовательности другого способа управления тестированием системы защиты от заброса оборотов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ
На Фиг.1 показан пример контура подачи топлива для турбомашины, например, авиационного газотурбинного двигателя.
Топливо под низким давлением (LP) из топливного бака забирается насосом низкого давления (не показан) и подается по топливному контуру 10 низкого давления на вход насоса 12 высокого давления (НР). Например, насос 12 высокого давления является насосом вытеснения, приводимым в действие вспомогательной коробкой передач, которая механически соединена с валом турбины двигателя.
Топливо под высоким давлением, подаваемое насосом 12, поступает на дозатор 20 через фильтр 14 и теплообменник 16, где топливо подогревается за счет теплообмена со смазочным маслом двигателя. Часть топлива под высоким давлением из теплообменника 16 используется как гидравлическая жидкость для различных гидравлических или электрогидравлических компонентов двигателя.
Для примера, дозатор 20 содержит дозирующий клапан 22 с изменяемым отверстием, управляемый сервоклапаном 24. Клапан 26 поддерживает постоянный перепад давления между входным и выходным отверстиями дозирующего клапана, чтобы расход топлива, подаваемого дозирующим клапаном 22, определялся его проходным сечением. Расход регулируется сервоклапаном 24 под управлением электронной системы 18 регулирования (ERS) двигателя путем сервоуправления положением сердечника клапана 22, перемещая его в заданное положение, соответствующее требуемому проходному сечению. Для этой цели датчик 22а положения, например, дифференциальный преобразователь линейных перемещений, соединенный со штоком, прикрепленным к сердечнику клапана, передает на электронную систему 18 регулирования информацию, представляющая реальное положение сердечника клапана 22. Избыток топлива на входе дозатора возвращается в топливный контур низкого давления клапаном 26.
Отрегулированный расход топлива под высоким давлением на выходе дозатора 20 подается на форсунки камеры 28 сгорания двигателя через элемент 32 отсечки топлива. Термин "элемент отсечки топлива" используется в настоящем описании в значении "компонент, выполненный с возможностью полностью прервать поток топлива к камере сгорания, или ограничить этот поток до минимального значения при полном или частичном закрытии под управлением электронной системы 18 регулирования при обнаружении заброса оборотов двигателя".
В приведенном примере элемент 32 отсечки топлива (FCM) является клапаном, имеющим золотник 32а, положение которого определяет проходное сечение клапана. С одной стороны на золотник 32а действует пружина 32b и давление в камере 32с, а с другой стороны на него действует давление на входе клапана 32, соединенного с дозатором 20. Камера 32с имеет впускное отверстие, принимающее топливо под высоким давлением, и выпускное отверстие, соединенное с топливным контуром 10 низкого давления через специализированное устройство (HDS) заброса оборотов 34. Это устройство выполнено в форме электромагнитного клапана с обмоткой 34а возбуждения. При подаче питания на обмотку 34а возбуждения электромагнитный клапан 34 переходит в закрытое состояние и удерживается в нем. Затем золотник 32а с помощью пружины 32b и давления в камере 32с переводится в положение для закрывания клапана 32. Когда питание на обмотке 34а отсутствует, электромагнитный клапан 34 открывается, и золотник 32а может переместиться в открытое положение под давлением топлива, приходящего на клапан 32 от дозатора 20. Датчик 32d положения, например, дифференциальный преобразователь линейных перемещений, который взаимодействует со штоком 32е, прикрепленным к золотнику 32а, выдает сигнал, представляющий открытое или закрытое состояние клапана 32. Этот сигнал посылается непосредственно на электронную систему 18 регулирования.
Электронная система 18 регулирования также выполнена с возможностью открывать клапан 32.
Устройство HDS заброса оборотов 34 управляется электронным блоком (EOPU) 36 защиты от заброса оборотов, который поддерживает связь с электронной системой 18 регулирования по коммуникационной шине, например, в формате ARINC. В ответ на команду на закрытие, которую выдает электронная система 18 регулирования, электронный блок 36 зашиты от заброса оборотов создает сигнал возбуждения обмотки 34а, способный удерживать устройство 34 заброса оборотов в закрытом положении. Компоненты 32 (вместе с датчиком положения 32d), 34 и 36, таким образом, образуют систему 30 защиты от заброса оборотов. Естественно, элемент 32 отсечки топлива и устройство 34 заброса оборотов можно реализовать в другой форме, используя клапан и электромагнитный клапан, и устройство 34 заброса оборотов, факультативно может быть собрано из множества компонентов, встроенных в систему между электронным блоком 36 защиты от заброса оборотов и элементом 32 отсечки топлива. Остановкой двигателя путем закрытия элемента 32 отсечки топлива можно управлять из кабины пилота путем открытия электромагнитного клапана 34.
Электронная система 18 регулирования соединена с пилотской кабиной 39, в частности, для приема информации, указывающей на режим запуска, выбранный пилотом: автоматический или ручной.
Ниже со ссылками на Фиг.2 описывается первый вариант процедуры тестирования системы защиты от заброса оборотов, применимой к запуску двигателя в автоматическом режиме.
Как само по себе известно, процессом запуска в автоматическом режиме хронологически управляет электронная система 18 регулирования с момента запуска и в соответствии с оборотами двигателя (частотой вращения вала турбины), при этом электронная систем 18 регулирования последовательно включает в работу стартер, приводит в действие систему зажигания и управляет расходом впрыскиваемого топлива.
На Фиг.2:
- линия а показывает последовательные этапы тестовой процедуры;
- линия b показывает состояние модуля стартера двигателя;
- линия с показывает момент, в который пилот запускает процесс запуска (команда на запуск);
- линия d показывает команду от электронной системы регулирования на открытие элемента отсечки топлива;
- линия е показывает открытое или закрытое положение элемента отсечки топлива;
- линия f показывает команды, выдаваемые электронной системой регулирования по шине, соединяющей электронную систему регулирования с электронным блоком защиты от заброса оборотов;
- линия g показывает состояние управляющего сигнала, выдаваемого электронным блоком защиты от заброса оборотов на устройство заброса оборотов HDS;
- линия h показывает окно, используемое электронной системой регулирования для наблюдения за положением элемента отсечки топлива; и
- линия i показывает частоту N вращения двигателя.
На линии а этапы PBIT и CBIT соответственно являются этапом автоматического тестирования внутренней логики при включении электронного блока защиты от заброса оборотов и этапом постоянного тестирования входов/выходов электронного блока защиты от заброса оборотов. Это этапы автоматического внутреннего теста, который обычно проводится на электронных цепях.
При включении выполняют этапы PBIT и CBIT (линия а). Поскольку выбранным режимом запуска является автоматический режим (линя b), в ответ на команду запуска (линия с) электронная система регулирования инициирует подготовку и выполнение теста системы защиты от заброса оборотов (этап IBIT).
Поскольку элемент отсечки топлива изначально закрыт, электронная система регулирования выдает команду на открытие элемента отсечки топлива (линия d) до начала собственно тестового этапа IBIT. В ответ на эту команду элемент отсечки топлива открывается (линия е). Одновременно двигатель начинает вращение под действием стартера и его обороты N начинают расти (линия i).
Сам тестовый этап IBIT может начаться, как только откроется элемент отсечки топлива. Следует отметить, что предварительное открытие элемента отсечки топлива, естественно, не требуется, если он был изначально открыт.
Тестовый этап IBIT начинается с того, что электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на закрытие элемента отсечки топлива через устройство HDS заброса оборотов (линия d).
Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает получение этой команды, через шину, которая соединяет его с электронной системой регулирования и в ответ готовит сигнал для возбуждения устройства заброса оборотов(линия d), который заставит элемент отсечки топлива закрыться. В ответ, элемент отсечки топлива переходит в закрытое положение (линия е).
Электронная система регулирования непрерывно отслеживает положение элемента отсечки топлива.
Если будет обнаружено, что элемент отсечки топлива находится в закрытом положении до конца периода Т, соответствующего времени, необходимому для электронного блока защиты от заброса оборотов, чтобы закрыть элемент отсечки топлива через устройство заброса оборотов HDS после того, как электронная система регулирования пошлет команду на закрытие, то электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на выключение устройства заброса оборотов HDS (линия f). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает получение этой команды и прерывает подачу сигнала, возбуждающего устройство заброса оборотов HDS (линия g), позволяя элементу отсечки топлива открыться.
По получении подтверждения приема команды на выключение устройства заброса оборотов HDS и после выполнения этой команды электронный блок защиты от заброса оборотов возвращается на этап CBIT внутреннего теста.
Процесс запуска продолжается нормально и электронная система регулирования может действовать (линия d), чтобы заставить элемент отсечки топлива занять открытое положение (линия е). Эта команда нормально происходит в процессе запуска в автоматическом режиме, когда обороты N двигателя достигают заранее определенной величины N1, которая является функцией максимального числа оборотов, разрешенного на земле. Затем электронная система регулирования проверяет открытое положение элемента отсечки топлива.
Этап IBIT тестирования системы защиты от заброса оборотов встроен в процесс запуска так, чтобы закончиться заранее, до достижения N1, и это не вызывает трудностей, поскольку между командой на запуск и моментом, в который достигается порог N1, проходит десятки секунд.
Соединяя результаты проверки закрытого и открытого положений элемента отсечки топлива и результаты автоматических внутренних тестов электронного блока защиты от заброса оборотов(каковые результаты доступны для электронной системы регулирования через шину 38), электронная система регулирования может принять решение об исправности системы защиты о заброса оборотов и выдать сигнал отказа этой системы, если по меньшей мере один из результатов не является положительным. Например, сигнал отказа может быть направлен в пилотскую кабину, чтобы дать возможность принять решение об отмене взлета и о прерывании процесса запуска, если тест проводится на земле до взлета, или принять решение о проверке компонентов системы защиты от заброса оборотов, если тест проводится во время технического обслуживания.
Следует отметить, что в своей минимальной конфигурации тест включает проверку, что элемент отсечки топлива достигает закрытого положения.
Вышеописанная процедура тестирования встроена в процесс запуска прозрачно, это возможно посредством ее предсказуемого характера в автоматическим режиме.
Это не относится к запуску в ручном режиме, поскольку момент открытия элемента отсечки выбирает пилот.
Поэтому, когда выбран ручной режим запуска, можно либо выполнить тест системы защиты от заброса оборотов по второму варианту настоящего изобретения, как описано ниже со ссылками на Фиг.4 и 5, либо не выполнять тестирование системы защиты от заброса оборотов. Если тестирование не выполняется, тем не менее, желательно избегать повторяющихся запусков без тестирования и указать, что необходимо выполнять тестирование во время технического обслуживания, если было произведено несколько последовательных запусков без тестирования. На Фиг.3 показан способ управления тестированием системы защиты от заброса оборотов, который в этом случае осуществляется электронной системой регулирования двигателя.
Если электронная система регулирования обнаруживает, что выбран ручной режим запуска (тест 40), то тестирование системы защиты от заброса оборотов запрещается (шаг 42). На шаге 44 содержимое N счетчика запусков без тестирования увеличивается (N=N+1). Происходит проверка (тест 46), не превышает ли N пороговой величины Nmax. Если превышает, электронная система регулирования выдает информацию, запрашивающую техническое обслуживание для тестирования системы защиты от заброса оборотов (шаг 48). Тест при обслуживании по настоящему изобретению выполняют в автоматическом режиме запуска, например, как описано со ссылками на Фиг.2. Следует отметить, что величина N счетчика предпочтительно запоминается в энергонезависимом запоминающем устройстве электронной системы регулирования. Например, количество Nmax выбирают так, чтобы Nmax ≤ 8.
Если будет обнаружено (тест 40), что при эксплуатации или при техническом обслуживании выбран автоматический запуск, то систему защиты от заброса оборотов тестируют в соответствии с настоящим изобретением (шаг 50), и на шаге 52 счетчик для подсчета величины N повторно инициализируют(N = 0).
Ниже со ссылками на Фиг.4 описан второй вариант процедуры тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске двигателя в ручном режиме.
- линия а показывает последовательные этапы тестовой процедуры;
- линия b показывает состояние режима запуска двигателя;
- линия с показывает момент запуска пилотом (команда на запуск);
- линия d показывает команды выдаваемые по шине, соединяющей электронную систему регулирования и электронный блок защиты от заброса оборотов;
- линия е показывает состояние управляющего сигнала, выдаваемого электронным блоком защиты от заброса оборотов на устройство заброса оборотов HDS;
- линия f показывает момент, в который приводит в действие главный рычаг для открытия клапана, если будет обнаружено, что топливо присутствует;
- линия g показывает состояние наблюдения электронной системой регулирования за положением элемента отсечки топлива;
- линия h показывает положение элемента отсечки топлива.
На линии а этапы PBIT и CBIT соответственно являются этапом автоматического тестирования внутренней логики, когда электронный блок защиты от заброса оборотов и этапом постоянного тестирования входов/выходов электронного блока защиты от заброса оборотов. Это автоматические внутренние тесты, которые обычно проводятся в электронных цепях.
При включении выполняются этапы PBIT и CBIT (линия а). Поскольку выбранным режимом запуска является ручной режим (линия b), как определяет электронная система регулирования, в ответ на получение электронной системой регулирования команды на запуск (линия с) инициируется процедура тестирования системы защиты от заброса оборотов по настоящему изобретению (этап IBIT).
Затем электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на закрытие элемента отсечки топлива (линия d). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает прием команды по шине, и преобразует ее в управляющий сигнал для устройства заброса оборотов HDS на удержание элемента отсечки топлива в закрытом положении, при этом элемент отсечки топлива изначально закрыт (линия g).
Таким образом, инициирование теста запрещает открытие элемента отсечки топлива, где такое открытие происходит, когда выполнение ручного запуска происходит без тестирования системы защиты от заброса оборотов, после команды на запуск, когда обороты двигателя станут достаточными для поднятия давления топлива выше порога для открывания элемента отсечки топлива.
Проверка закрытого положения элемента отсечки топлива разрешается (линия g) спустя период dT1 времени, который больше, чем нормальный период времени для открытия элемента отсечки топлива после команды на запуск. Это может быть заранее определенный период времени, например, не менее 0,5 с, типично находящийся в диапазоне от 0,5 до 2,0 с. Проверка закрытого положения электронной системой регулирования также может начаться, как в показанном примере, в ответ на приведение в действие пилотом главного рычага (линия f), и такое приведение в действие неминуемо выполняется с достаточной задержкой относительно команды на запуск.
Если будет подтверждено, что элемент отсечки топлива находится в закрытом положении, электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду, чтобы отключить блок заброса оборотов HDS с тем, чтобы разрешить открытие элемента отсечки топлива (линия d). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает по шине получение этой команды и отключает устройство заброса оборотов HDS (линия е).
Спустя заранее определенный период dT2 времени, который длиннее нормального периода времени открытия элемента отсечки топлива, электронная система регулирования проверяет открытое положение этого элемента отсечки топлива. Период времени dT2 может быть равен или по существу равен периоду dT1. После того, как устройство заброса оборотов HDS отключено, электронный блок защиты от заброса оборотов продолжает выполнять фоновые задачи, включая внутренний тест CBIT.
Соединяя результаты проверки удерживаемого закрытого и открытого положений элемента отсечки топлива и результаты автоматических внутренних тестов электронного блока защиты от заброса оборотов (которые доступны для электронной системы регулирования через шину 38), электронная система регулирования может принять решение об исправности системы защиты от заброса оборотов и выдать сигнал отказа этой системы, если все результаты не положительны. Например, сигнал отказа может передаваться в пилотскую кабину, позволяя принять решение об отмене взлета.
Следует отметить, что в минимальной конфигурации тест включает в себя проверку удержания элемента отсечки топлива в закрытом положении, предпочтительно после истечения периода времени, который больше, чем период времени, требуемый для нормального открытия после получения команды на запуск.
Вышеописанная тестовая процедура носит характер вмешательства по сравнению с ручным режимом запуска без тестирования системы защиты от заброса оборотов, из-за задержки, которую эта процедура создает для открытия элемента отсечки топлива. Хотя на практике эта задержка может быть очень ограниченной, например, менее одной секунды, может быть предпочтительно не выполнять такой тест систематически при каждом запуске в ручном режиме, а только после некоторого количества последовательных ручных запусков, выполняемых без тестирования. Также предпочтительно избегать тестирования при выполнении запуска в ручном режиме в полете, с системой, предотвращая выполнение теста при ручном запуске в условиях полета.
Далее следует описание варианта процедуры управления тестированием системы защиты от заброса оборотов при запуске в ручном режиме, со ссылками на Фиг.5. Эта процедура реализуется программой, выполняемой электронной системой регулирования.
Количество М последовательных запусков в ручном режиме без выполнения теста системы защиты от заброса оборотов подсчитывается счетчиком, содержимое которого хранится в энергонезависимом запоминающем устройстве электронной системы регулирования.
Если выбран запуск в ручном режиме, осуществляется проверка (40), находится ли летательный аппарат на земле, на основании данных, доступных в электронной системе регулирования. Если нет, величина М увеличивается на единицу (42) и запуск в ручном режиме осуществляется без тестирования системы защиты от заброса оборотов (44). Если летательный аппарат находится на земле, осуществляется проверка (46), меньше ли величина М заранее определенной максимальной величины Mmax, т.е. больше или равно единице, например, находится в диапазоне от 1 до 50. Если М<Mmax, способ переходит на шаг 42 и 44, если M≥Mmax, выполняется тест (48) системы защиты от заброса оборотов, например, как описано выше со ссылками на Фиг.2. Если результат теста положителен (50), содержимое M счетчика сбрасывается на нуль (52) и процедура завершается. Если результат теста отрицательный, электронная система регулирования выдает (54) сигнал отказа и процедура завершается.
Если выбран запуск в автоматическом режиме, выполняется тест (60) системы защиты от заброса оборотов, который является "прозрачным" для последовательности автоматического запуска. Содержимое M счетчика сбрасывается на нуль.
В вышеприведенном подробном описании предполагается, что изобретение применяется на авиационном газотурбинном двигателе. Тем не менее, способ тестирования системы защиты от заброса оборотов может применяться на турбомашинах и другого типа.
Claims (12)
1. Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске турбомашины, при этом система защиты содержит элемент отсечки топлива и цепь для управления элементом отсечки, соединенную с электронной системой регулирования двигателя для закрывания элемента отсечки для прерывания или уменьшения подачи топлива в камеру сгорания турбомашины в ответ на обнаружение заброса оборотов, при этом способ отличается тем, что содержит следующую тестовую последовательность:
a) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки на закрытие элемента отсечки или на удержание его в закрытом положении;
b) электронная система регулирования проверяет состояние закрытия элемента отсечки на основе полученной информации, представляющей открытое или закрытое состояние элемента отсечки;
c) когда результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки, разрешающую открыть элемент отсечки и продолжить процедуру запуска турбомашины; и
d) когда результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
a) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки на закрытие элемента отсечки или на удержание его в закрытом положении;
b) электронная система регулирования проверяет состояние закрытия элемента отсечки на основе полученной информации, представляющей открытое или закрытое состояние элемента отсечки;
c) когда результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки, разрешающую открыть элемент отсечки и продолжить процедуру запуска турбомашины; и
d) когда результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тестовая последовательность далее содержит этапы, на которых:
e) после этапа c) проверяют, что элемент отсечки перешел в открытое положение, и
f) если результат проверки на этапе e) является отрицательным, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
e) после этапа c) проверяют, что элемент отсечки перешел в открытое положение, и
f) если результат проверки на этапе e) является отрицательным, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что цепь управления элементом отсечки содержит гидравлическое устройство для закрывания элемента отсечки и электронный блок защиты от заброса оборотов для защиты от заброса оборотов, соединенный с гидравлическим устройством для управления закрытием, при этом команды на закрытие элемента отсечки или на удержание его закрытым и разрешения на открытие элемента отсечки передают по коммуникационной шине между электронной системой регулирования турбомашины и электронным блоком защиты от заброса оборотов.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение элемента отсечки проверяют на основе сигнала, подаваемого датчиком положения для измерения положения подвижной детали элемента отсечки.
5. Способ по п.1 тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в автоматическом режиме, отличающийся тем, что тестовую последовательность встраивают в последовательность запуска так, чтобы она завершилась до того, как потребуется открыть элемент отсечки в соответствии с процедурой запуска турбомашины в автоматическом режиме.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что тестовая последовательность на этапе a) содержит этап, на котором посылают команду на закрытие ранее открытого элемента отсечки.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что при запуске в ручном режиме выполнение тестовой последовательности разрешают, когда летательный аппарат находится на земле.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество последовательных запусков в ручном режиме подсчитывают посредством электронной системы регулирования, которая выдает информацию, требующую тестирование системы защиты от заброса оборотов во время технического обслуживания, когда подсчитанное значение превышает заранее определенный порог.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в ручном режиме тестовая последовательность на этапе а) содержит этап, на котором посылают команду на удержание элемента отсечки в закрытом положении в ответ на команду на запуск.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что для тестирования системы защиты от заброса оборотов авиационного двигателя электронная система регулирования выполнена с возможностью разрешать проводить тест только, когда летательный аппарат находится на земле.
11. Способ управления тестированием защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске в ручном режиме, отличающийся тем, что выполняют несколько последовательных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов, а когда количество последовательных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов достигнет заранее определенной величины или превысит ее, выполняют тест по п.9.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что количество последовательных запусков в ручном режиме без тестирования подсчитывают посредством счетчика, который повторно инициализируют каждый раз при проведении теста при запуске в ручном или в автоматическом режиме.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0953835A FR2946686B1 (fr) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Procede de realisation d'un test de la chaine de protection d'un turboreacteur d'avion contre les survitesses lors d'un demarrage en mode manuel |
| FR0953835 | 2009-06-10 | ||
| FR0954349 | 2009-06-25 | ||
| FR0954349A FR2947300B1 (fr) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | Procede de realisation d'un test de la chaine de protection d'une turbomachine contre les survitesses lors d'un demarrage. |
| PCT/FR2010/051072 WO2010142886A1 (fr) | 2009-06-10 | 2010-06-02 | Procede de realisation d'un test de la chaine de protection d'une turbomachine contre les survitesses lors d'un demarrage. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011154347A RU2011154347A (ru) | 2013-07-20 |
| RU2530687C2 true RU2530687C2 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=42562633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011154347/06A RU2530687C2 (ru) | 2009-06-10 | 2010-06-02 | Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8925329B2 (ru) |
| EP (1) | EP2440748B1 (ru) |
| JP (1) | JP2012529595A (ru) |
| CN (1) | CN102459822B (ru) |
| BR (1) | BRPI1010770B1 (ru) |
| CA (1) | CA2764719C (ru) |
| RU (1) | RU2530687C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010142886A1 (ru) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8370100B2 (en) * | 2010-03-23 | 2013-02-05 | General Electric Company | Method for determining when to perform a test of an overspeed protection system of a powerplant machine |
| JP5799642B2 (ja) * | 2011-08-01 | 2015-10-28 | 株式会社Ihi | ガスタービンエンジン用の燃料供給システム |
| FR2998128B1 (fr) * | 2012-11-13 | 2016-10-07 | Microturbo | Calculateur de turbo-machine d'aeronef |
| CN103821618A (zh) * | 2012-11-16 | 2014-05-28 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种燃油切断阀控制系统 |
| CN103821617B (zh) * | 2012-11-16 | 2016-08-24 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种燃油增压泵控制系统 |
| CN103061890A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 上海航空电器有限公司 | 一种发动机的起动控制系统 |
| FR3006764B1 (fr) * | 2013-06-10 | 2017-02-10 | Snecma | Surveillance du clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur |
| US10287028B2 (en) * | 2014-01-10 | 2019-05-14 | United Technologies Corporation | System and method to detect shutoff valve failures |
| CN104481703B (zh) * | 2014-11-13 | 2016-06-15 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 转速传感装置 |
| CN104595039B (zh) * | 2014-12-16 | 2016-04-20 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 柱塞泵组件及具有该柱塞泵组件的燃气轮机 |
| CN104712434B (zh) * | 2015-02-10 | 2018-09-14 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 燃气轮机启动控制方法及系统 |
| US10040564B2 (en) | 2016-11-02 | 2018-08-07 | General Electric Company | Managing an input device |
| FR3095705B1 (fr) * | 2019-05-03 | 2021-05-07 | Safran Aircraft Engines | Procédé de supervision d’une unité de contrôle moteur |
| CN112576318B (zh) * | 2020-12-15 | 2023-12-01 | 润电能源科学技术有限公司 | Deh系统及其超速预防方法 |
| CN112799377A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 中广核核电运营有限公司 | 一种环吊超速保护校验系统及方法 |
| US11725585B2 (en) | 2021-11-30 | 2023-08-15 | Hamilton Sundstrand Corporation (HSC) | Fuel delivery pump selection |
| CN114893300B (zh) * | 2022-04-14 | 2023-10-13 | 北京动力机械研究所 | 小型涡扇发动机参控压力参数判故方法及冗余控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1036917A1 (fr) * | 1999-03-18 | 2000-09-20 | Snecma Moteurs | Architecture autotestable pour chaínes de limitation de survitesse et de coupure en stop de turboréacteur |
| EP1217190A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-06-26 | Snecma Moteurs | Système hydromécanique de limitation de survitesse moteur |
| RU2255247C1 (ru) * | 2003-12-01 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ защиты компрессора при неустойчивой работе газотурбинного двигателя |
| RU2305788C2 (ru) * | 2005-10-24 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ аварийной защиты газотурбинного двигателя при отказах и неисправностях |
| EP1918530A2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-07 | General Electric Company | Method and system for testing the overspeed protection system of a turbomachine |
| FR2923871A1 (fr) * | 2007-11-19 | 2009-05-22 | Hispano Suiza Sa | Surveillance d'une pompe haute-pression dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine. |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4602479A (en) * | 1985-06-12 | 1986-07-29 | United Technologies Corporation | Fuel control |
| US5107674A (en) * | 1990-03-30 | 1992-04-28 | General Electric Company | Control for a gas turbine engine |
| JP2960826B2 (ja) * | 1992-11-26 | 1999-10-12 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービン強制冷却装置 |
| US5896737A (en) * | 1997-06-16 | 1999-04-27 | United Technologies Corporation | Combined pressure regulating and fuel flow system |
| US5927064A (en) | 1997-12-23 | 1999-07-27 | United Technologies Corporation | Start, shutoff and overspeed system for gas turbine engine |
| US6401446B1 (en) * | 2000-06-23 | 2002-06-11 | Hamilton Sundstrand Corporation | Valve apparatus for providing shutoff and overspeed protection in a gas turbine fuel system |
| FR2875842B1 (fr) * | 2004-09-28 | 2010-09-24 | Snecma Moteurs | Dispositif de limitation de survitesse de turbine dans une turbomachine |
| US7716971B2 (en) * | 2006-10-20 | 2010-05-18 | General Electric Company | Method and system for testing an overspeed protection system during a turbomachine shutdown sequence |
| JP5356949B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2013-12-04 | 本田技研工業株式会社 | ガスタービン・エンジンの過回転防止装置 |
| US8578763B2 (en) * | 2011-06-22 | 2013-11-12 | Hamilton Sundstrand Corporation | System and method for fuel system health monitoring |
-
2010
- 2010-06-02 CN CN201080026160.3A patent/CN102459822B/zh active Active
- 2010-06-02 WO PCT/FR2010/051072 patent/WO2010142886A1/fr active Application Filing
- 2010-06-02 BR BRPI1010770-3A patent/BRPI1010770B1/pt active IP Right Grant
- 2010-06-02 RU RU2011154347/06A patent/RU2530687C2/ru active
- 2010-06-02 JP JP2012514515A patent/JP2012529595A/ja active Pending
- 2010-06-02 EP EP10734209A patent/EP2440748B1/fr active Active
- 2010-06-02 US US13/377,225 patent/US8925329B2/en active Active
- 2010-06-02 CA CA2764719A patent/CA2764719C/fr active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1036917A1 (fr) * | 1999-03-18 | 2000-09-20 | Snecma Moteurs | Architecture autotestable pour chaínes de limitation de survitesse et de coupure en stop de turboréacteur |
| EP1217190A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-06-26 | Snecma Moteurs | Système hydromécanique de limitation de survitesse moteur |
| RU2255247C1 (ru) * | 2003-12-01 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ защиты компрессора при неустойчивой работе газотурбинного двигателя |
| RU2305788C2 (ru) * | 2005-10-24 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ аварийной защиты газотурбинного двигателя при отказах и неисправностях |
| EP1918530A2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-07 | General Electric Company | Method and system for testing the overspeed protection system of a turbomachine |
| FR2923871A1 (fr) * | 2007-11-19 | 2009-05-22 | Hispano Suiza Sa | Surveillance d'une pompe haute-pression dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120085101A1 (en) | 2012-04-12 |
| EP2440748B1 (fr) | 2013-02-20 |
| CA2764719A1 (fr) | 2010-12-16 |
| BRPI1010770B1 (pt) | 2020-09-01 |
| WO2010142886A1 (fr) | 2010-12-16 |
| EP2440748A1 (fr) | 2012-04-18 |
| CA2764719C (fr) | 2016-11-29 |
| CN102459822B (zh) | 2014-06-11 |
| BRPI1010770A2 (pt) | 2016-03-22 |
| CN102459822A (zh) | 2012-05-16 |
| RU2011154347A (ru) | 2013-07-20 |
| JP2012529595A (ja) | 2012-11-22 |
| US8925329B2 (en) | 2015-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2530687C2 (ru) | Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске | |
| EP2837799B1 (en) | Engine fuel control system | |
| EP1205654B1 (en) | Overthrust protection system and method | |
| EP2762711B1 (en) | Engine fuel control system | |
| EP3358150B1 (en) | Starter air valve system with dual electromechanical controls | |
| CA2300571C (en) | Self-testable architecture for overspeed limitation and cutoff systems when the turbojet stops | |
| EP3118437A1 (en) | Gas turbine engine fuel scheduling | |
| US20140373611A1 (en) | Method of tracking the positive displacement efficiency of an hp pump in a hydraulic regulation system of a turbomachine | |
| EP3358151B1 (en) | Gas turbine start system to enable rotor thermal stabilization with backup bleed bypass cooling mode | |
| US20100121553A1 (en) | Engine Relight Method | |
| CA3002287A1 (en) | Detection of uncommanded and uncontrollable high thrust events | |
| US9395274B2 (en) | Method to test equipment with variable geometries of an aircraft engine | |
| EP1355054A2 (en) | Fuel Control System for a gas turbine engine having overthrust control | |
| RU2736228C2 (ru) | Способ контроля неисправности пускового клапана газотурбинного двигателя | |
| FR2947300A1 (fr) | Procede de realisation d'un test de la chaine de protection d'une turbomachine contre les survitesses lors d'un demarrage. | |
| US20220243668A1 (en) | Fault detection of a fuel control unit | |
| CN114776571B (zh) | 一种给泵保护校验系统及方法 | |
| RU2392469C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем на режиме консервации | |
| FR2946686A1 (fr) | Procede de realisation d'un test de la chaine de protection d'un turboreacteur d'avion contre les survitesses lors d'un demarrage en mode manuel | |
| CN101529069A (zh) | 使用加压低粘度燃料的内燃机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |