RU2810867C1 - Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления - Google Patents
Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810867C1 RU2810867C1 RU2023120430A RU2023120430A RU2810867C1 RU 2810867 C1 RU2810867 C1 RU 2810867C1 RU 2023120430 A RU2023120430 A RU 2023120430A RU 2023120430 A RU2023120430 A RU 2023120430A RU 2810867 C1 RU2810867 C1 RU 2810867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- surge
- gas turbine
- turbine engine
- electronic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000036541 health Effects 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ), имеющих два дублирующих канала управления для повышения надежности. Способ, который осуществляют с помощью электронной двухканальной САУ ГТД, включающей электронный двухканальный регулятор двигателя (РЭД), содержащий у каждого из каналов вычислитель, модуль межканального обмена, предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, формирование сигнала «Помпаж» в каждом канале системы, в случае одновременного формирования сигнала «Помпаж» в каждом канале системы выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания ГТД на время помпажа, при этом САУ осуществляет в каждом канале контроль исправности канала измерения давления воздуха Рк*. В каждом канале осуществляют контроль исправности вычислителя каждого канала САУ и контроль исправности модуля межканального обмена каждого канала системы, при этом в случае формирования сигнала «Помпаж» одним из двух каналов системы и наличии в другом канале системы отказа канала измерения Рк* или отказа вычислителя, или отказа модуля межканального обмена, то прекращают подачу топлива в камеру сгорания на время помпажа. Кроме того, если в одном канале системы был сформирован сигнал «Помпаж», а во втором канале сигнал «Помпаж» не был сформирован, и САУ не выявила отказов в обоих каналах системы, то прекращение подачи топлива в камеру сгорания не выполняется. Изобретение повышает функциональную надежность и отказоустойчивость системы защиты от помпажа при отказе одного из каналов измерения давления воздуха за компрессором Рк* или отказа вычислителя одного из каналов РЭД, или отказа модулей межканального обмена РЭД. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационного газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных двухканальных системах автоматического управления (САУ), имеющих в своем составе два дублирующих канала управления для повышения надежности. Изобретение также может быть применено в электронных САУ газотурбинных установок для электростанций, нагнетателей магистральных газопроводов, силовых газотурбинных установок морских и речных судов и т.д.
Известны способы защиты компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) от помпажа, в которых контролируемыми параметрами могут служить следующие: давление воздуха за компрессором Рк*, температура газов Тг, частоты вращения роторов высокого nвд и низкого давлений nнд, а также другие внутридвигательные параметры и их многопараметрические комплексы (Патент RU 2472974, МПК F04D 27/02, публ. 20.01.2013; Патент RU 2382909, МПК F04D 27/02, публ. 27.02.2010; Патент RU 2387882, МПК F04D 27/02, публ. 27.04.2010; Патент RU 2351807, МПК F04D 27/02, публ. 10.04.2009; Патент RU 2527850, МПК F04D 27/02, публ. 10.09.2014; Патент RU 2374143, МПК B64D 31/00, публ. 27.11.2009; Патент RU 2374143, МПК: B64D 31/00, F04D 27/02, публ. 27.11.2009; Патент US №5379583, МПК F02C 9/20, публ. 10.01.1995).
В известных способах защиты ГТД от помпажа используется принцип измерения контролируемых параметров и/или их производных, последующего автоматического сравнения их фактических или относительных величин с соответствующими величинами предельно допустимых (пороговых) значений. При превышении фактическими или относительными величинами соответствующих предельно допустимых величин формируется сигнал критической ситуации, свидетельствующий о потере газодинамической устойчивости потока - сигнал «Помпаж». При наличии сигнала «Помпаж» в автоматическом режиме выполняется кратковременное прекращение или уменьшение подачи топлива Gт в камере сгорания ГТД, а также открытие клапанов перепуска воздуха КПВ из компрессора, что, как правило, позволяет надежно восстановить газодинамическую устойчивость двигателя. После устранения неустойчивого режима сигнал «Помпаж» снимается (не формируется), далее возобновляют подачу топлива в камере сгорания и закрывают клапаны перепуска воздуха, что обеспечивает восстановление тяги двигателя до величины, предшествовавшей моменту помпажа.
Как правило, вышеуказанные способы реализуются с помощью электронных цифровых или аналоговых систем автоматического управления двигателем (САУ) или иного двигательного электрического / электронного оборудования.
Основным недостатком вышеуказанных аналогов является их пониженная надежность и возможные ложные срабатывания из-за некорректной работы алгоритмов выявления помпажа, например, при кратковременных обрывах двигательных электрических линий связи и/или отказов датчиков параметров двигателя.
Известен способ управления газотурбинным двигателем (Патент RU 2468257, МПК F04D 27/02, публ. 27.11.2012), который предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, определение (вычисление) относительного изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк*, определение (вычисление) относительной скорости изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/ (Рк*⋅Δτ), сравнение относительного изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк* с первой наперед заданной величиной А, сравнение относительной скорости изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/ (Рк*⋅Δτ) со второй наперед заданной величиной В, формирование сигнала «Помпаж» при одновременном превышении ΔРк/Рк* величины А и превышении ΔРк/ (Рк*⋅Δτ) величины В, в случае формировании сигнала «Помпаж» выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на наперед заданное время τ1, открытие клапанов перепуска воздуха КПВ из компрессора и включение агрегата зажигания на наперед заданное время; если после этого относительное изменение давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк* стало меньше величины А, а относительная скорость ΔРк/ (Рк*⋅Δτ) - меньше величины В, снимают сигнал «Помпаж», возобновляют подачу топлива в камеру сгорания и далее осуществляют управление газотурбинным двигателем в соответствии со штатными программами управления, при этом программу ограничения расхода топлива Gт в камере сгорания занижают на наперед заданную величину С на наперед заданное время τ2.
Из описания данного аналога следует, что сам алгоритм защиты от помпажа реализован в конструкции электронного регулятора типа РЭД из состава электронной системы управления ГТД, которая, как известно из общедоступных источников, является двухканальной (Карта данных сертификата типа № FATA - 0101 IE. Авиационный маршевый двигатель ПД-14).
Основным недостатком данного аналога является то, что не конкретизирована работа противопомпажной защиты при отказе одного из каналов измерения давления Рк*, при отказе вычислителя одного из каналов электронного регулятора двигателя или при отказе модулей межканального обмена каждого канала электронного регулятора двигателя.
Наиболее близким техническим решением является способ управления газотурбинным двигателем («Авиационный двигатель ПС-90А» под редакцией А.А. Иноземцева, Москва, Либра-К, 2007 г., стр. 183-205), который выбран в качестве прототипа и в котором известный недостаток частично устранен. Данный способ предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, определение (вычисление) относительного изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк*, определение (вычисление) относительной скорости изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/ (Рк*⋅Δτ), сравнение относительного изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк* с первой наперед заданной величиной А, сравнение относительной скорости изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/ (Рк*Δτ⋅) со второй наперед заданной величиной В, формирование сигнала «Помпаж» при одновременном превышении ΔРк/Рк* величины А и превышении ΔРк/ (Рк*⋅Δτ) величины В, в случае формировании сигнала «Помпаж» выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа, открытие перепуска воздуха из компрессора и включение агрегата зажигания на наперед заданное время; если после этого относительное изменения давления воздуха за компрессором ΔРк/Рк* стало меньше величины А, а относительная скорость ΔРк/ (Рк*⋅Δτ) -меньше величины В, снимают сигнал «Помпаж», возобновляют подачу топлива в камеру сгорания и далее осуществляют управление газотурбинным двигателем в соответствии со штатными программами управления.
Из описания данного аналога следует, что алгоритм защиты от помпажа реализован в конструкции электронного регулятора двигателя РЭД-90, который для повышения надежности имеет два дублирующих, идентичных по функциям и структуре канала управления. Непосредственное измерение параметра давления воздуха за компрессором Рк* осуществляется с помощью двухканальной цифровой системы измерения давления типа ИСИД-90. При этом первый и второй каналы системы измерения давления подключены соответственно к первому и второму каналу электронного регулятора двигателя РЭД-90. В случае отказа одного из двух каналов измерения Рк* отсечка подачи топлива в камеру сгорания ГТД на время помпажа не производится.
Недостатком данного прототипа является то, что, при его реализации в составе электронной системы управления ГТД, не имеющей гидромеханического или иного резервирования противопомпажной защитной функции, в случае отказа одного из каналов измерения Рк* или отказа вычислителя одного из каналов системы или отказа модулей межканального обмена действие функции защиты ГТД от помпажа прекращается. Данный недостаток негативно влияет на надежность работы двигателя при потере газодинамической устойчивости его компрессора.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, и невозможно обеспечить при использовании прототипа, является низкая отказоустойчивость системы защиты от помпажа, реализованной в электронной двухканальной системе автоматического управления ГТД в случаях возможных отказов, включая ложные срабатывания.
Технической задачей изобретения является повышение функциональной надежности и отказоустойчивости двухканальной системы защиты от помпажа при отказе одного из каналов измерения давления воздуха за компрессором Рк* или отказа вычислителя одного из каналов электронного регулятора двигателя или отказа модулей межканального обмена электронного регулятора двигателя; блокировка ложных срабатываний.
Техническая проблема решается тем, что в способе защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления, который осуществляют с помощью электронной двухканальной системы автоматического управления газотурбинного двигателя, включающей электронный двухканальный регулятор двигателя, содержащий у каждого из каналов вычислитель, модуль межканального обмена, и предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, формирование сигнала «Помпаж» в каждом канале системы, в случае одновременного формирования сигнала «Помпаж» в каждом канале системы выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа, при этом электронная двухканальная система автоматического управления газотурбинного двигателя осуществляет в каждом канале контроль исправности канала измерения давления воздуха Рк*, согласно изобретению, в каждом канале двухканальной системы автоматического управления осуществляют контроль исправности вычислителя каждого канала системы автоматического управления и контроль исправности модуля межканального обмена каждого канала системы, при этом в случае формирования сигнала «Помпаж» одним из двух каналов системы и наличии в другом канале системы отказа канала измерения Рк* или отказа вычислителя, или отказа модуля межканального обмена, то осуществляют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа; кроме того, если в одном канале системы был сформирован сигнал «Помпаж», а во втором канале сигнал «Помпаж» не был сформирован, и система автоматического управления не выявила отказов в обоих каналах системы, то прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя не выполняется.
Как в прототипе, способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления, который осуществляют с помощью электронной двухканальной САУ ГТД, включающей электронный двухканальный регулятор двигателя, содержащий у каждого из каналов вычислитель, модуль межканального обмена, и предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, формирование сигнала «Помпаж» в каждом канале системы, в случае одновременного формирования сигнала «Помпаж» в каждом канале системы выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа, при этом электронная двухканальная система автоматического управления газотурбинного двигателя осуществляет в каждом канале контроль исправности канала измерения давления воздуха Рк*,
В отличие от прототипа, в каждом канале двухканальной системы автоматического управления осуществляют контроль исправности вычислителя каждого канала системы автоматического управления и контроль исправности модуля межканального обмена каждого канала системы, при этом в случае формирования сигнала «Помпаж» одним из двух каналов системы и наличии в другом канале системы отказа канала измерения Рк * или отказа вычислителя, или отказа модуля межканального обмена, то осуществляют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа; кроме того, если в одном канале системы был сформирован сигнал «Помпаж», а во втором канале сигнал «Помпаж» не был сформирован, и система автоматического управления не выявила отказов в обоих каналах системы, то прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя не выполняется.
Таким образом, изложенное выше техническое решение заявляемой противопомпажной системы в отличие от прототипа позволяет сохранить работоспособность функции защиты двигателя от помпажа в одноканальном варианте работы электронного регулятора двигателя (при отказе другого канала электронного регулятора).
Это тем более актуально, так как в прототипе в условиях отказов элементов противопомпажной системы производилось ограничение по эксплуатации ГТД. В частности, при наличии двойных отказов по системе измерения в прототипе был возможен переход на резервную гидромеханическую автоматику, в которой функция противопомпажной защиты ГТД отсутствует. Однако, за счет более низкой конфигурации по оборотам и открытым клапанам перепуска воздуха за вентилятором, двигатель при работе на гидромеханике имеет более высокие запасы газодинамической устойчивости, хотя тяга двигателя при этом несколько ниже. В указанном варианте электронной системы управления без гидромеханического резервирования предлагаемое решение является оптимальным по сохранению противопомпажной защиты ГТД.
На фиг.1 представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков параметров ГТД, электронный регулятор 2, гидромеханический блок 3, газотурбинный двигатель 4.
Блок 1 датчиков представляет собой совокупность датчиков и сигнализаторов (не показаны), которые обеспечивают измерение параметров рабочего процесса ГТД 4: давления воздуха за компрессором Рк*, частоту вращения роторов низкого nнд и высокого nвд давлений, температуру газов за турбиной Тг и др.), измерение положения рычага управления двигателем Lруд, а также параметров условий полета (температура и давление воздуха на входе в ГТД Твх*, Рвх*), измерение управляющих воздействий (расход топлива Gт в камере сгорания, положение ВНА - Lвна, положение иных элементов ГТД 4 и самолета.
В состав блока 1 входят датчики, содержащие два дублирующих и электрически не связанных канала измерения параметра ГТД и/или двойной комплект однотипных датчиков параметров ГТД.
Электронный регулятор 2 ГТД 4 представляет специализированную двухканальную цифровую вычислительную машину, оснащенную устройствами ввода/вывода для получения входной информации от датчиков блока 1, формирования управляющих воздействий, приема/выдачи информационных сигналов (не показано) согласно заданным программам управления для обеспечения необходимого уровня тяги и надежной работы ГТД.
Структурно первый канал блока 1 и первый канал электронного регулятора 2 образуют первый канал (без позиции) электронной части системы автоматического управления ГТД, второй канал блока 1 и второй канал электронного регулятора 2 образуют соответственно второй канал (без позиции) электронной части системы автоматического управления.
Согласно фиг.1 каждый канал электронного регулятора 2 получает информацию о параметрах ГТД от независимого комплекта датчиков и/или от соответствующего датчика измерения параметра ГТД, имеющего дублирование измерительных электроцепей. Такой подход позволяет повысить надежность электронной системы управления в целом в случае отказа или ложной информации отдельно взятого измерительного канала параметра ГТД за счет некоторой аппаратурной избыточности.
В состав электронного регулятора 2 входит первый (основной) канал 2.1 и второй (дублирующий) канал 2.2. Обычно основной канал является работающим каналом, а второй канал находится в «горячем» резерве; оба этих канала являются идентичными по своей структуре и функциям.
Необходимо отметить, что изложенный выше двухканальный принцип построения системы является для современных цифровых систем управления ГТД достаточно распространенным и хорошо известным. Но его подробное описание важно для понимания работы заявляемого способа защиты от помпажа при возможных отказах и/или ложных срабатываний.
Первый канал 2.1 содержит, по меньшей мере, вычислитель 2.1.1, модуль встроенного контроля первого канала 2.1.2 и модуль межканального обмена 2.1.3. Второй канал 2.2 также содержит, по меньшей мере, вычислитель 2.2.1, модуль встроенного контроля второго канала 2.2.2 и модуль межканального обмена 2.2.3.
В вычислителе каждого канала электронного регулятора 2 формируется сигнал «Помпаж» при одновременном наличии следующих условий:
1) относительном падении давления воздуха за компрессором на величину, большую
где - размах пульсационной составляющей давления воздуха;
- максимальное давление за каждый цикл колебания.
2) относительной скорости изменения давления
где - цикл расчета.
Данный метод определения помпажа известен и не является предметом изобретения. Здесь важным является то, что прекращение подачи топлива в камеру сгорания ГТД осуществляется в случае, когда оба канала электронного регулятора 2 сформируют сигнала «Помпаж» на основе своих независимых измерений параметра Рк* каждым каналом электронного регулятора.
Модуль встроенного контроля первого канала 2.1.2 обеспечивает контроль исправности датчиков блока 1, соединенных с первым каналом электронного регулятора 2.1. Кроме того, модуль встроенного контроля 2.1.2 также обеспечивает контроль исправности вычислителя 2.1.1 и модуля межканального обмена 2.1.3 первого канала.
Модуль встроенного контроля второго канала 2.2.2 обеспечивает контроль исправности датчиков блока 1, соединенных со вторым каналом электронного регулятора 2.2. Кроме того, модуль встроенного контроля 2.2.2 также обеспечивает контроль исправности вычислителя 2.2.1 и модуля межканального обмена 2.2.3 второго канала.
Модуль межканального обмена первого канала 2.1.3 обеспечивает передачу цифровой информации из первого канала во второй канал, а также прием цифровой информации из второго канала.
Модуль межканального обмена второго канала 2.2.3 выполняет аналогичную функцию по передаче/приему цифровой информации. Такое взаимодействие обусловлено необходимостью подтверждения сигнала «Помпаж» из соседнего канала, а также для контроля показаний блока 1 датчиков ГТД различных каналов регулятора 2.
Специалистам в области цифровых систем управления ГТД хорошо известно, что в более общем случае в состав электронного регулятора 2 также входят аналого-цифровые преобразователи (не показано) для преобразования выходных аналоговых сигналов датчиков блока 1 в цифровой код для последующих действий в цифровых вычислителях электронного регулятора, блок электрического питания, усилители выходных аналоговых и дискретных сигналов управления ГТД и др.
Электронный регулятор 2 двигателя является основным устройством двухканальной цифровой системы управления ГТД 4, которая в иностранной литературе именуется как FADEC (Full Authority Digital Engine Control). Таким устройством, например, в составе турбореактивного двухконтурного двухвального двигателя ПС-90А для самолетов Ил-96-300 и Ту-214/-204 является электронный регулятор двигателя РЭД-90 (РЭД); или его международный аналог - цифровой блок EEC (Electronic Engine Control) в составе авиационного двигателя CFM56-7B для самолетов Boeing 737.
Гидромеханический блок 3 представляет собой отдельный агрегат (единый конструктивный модуль), который в общем случае обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания ГТД 4, управление механизацией компрессора ГТД 4 (лопаток входного направляющего аппарата ВНА, клапанов перепуска воздуха КПВ), управление другими устройствами ГТД по заданным командам из электронного регулятора 2.
В состав гидромеханического блока 3 входит клапан 3.1 останова, который представляет собой отсечной электромагнитный клапан, перекрывающий магистраль подачи топлива Gт в камеру сгорания ГТД 4 по сигналу «Помпаж» электронного регулятора 2. Клапан 3.1 является двухобмоточным электромагнитом, т.е. содержит две электрически несвязанные обмотки, при этом одна обмотка электромагнита соединена с выходом первого канала электронного регулятора 2, а вторая обмотка электромагнита соединена с выходом второго канала электронного регулятора.
В общем случае конструкция блока 3 может быть самой разнообразной, например, дифференцированной (распределенной) по выполняемым функциям.
ГТД 4 - любой известный тип газотурбинного двигателя или установки.
Устройство работает следующим образом: электронный регулятор 2 по сигналам датчиков параметров ГТД 4 из блока 1 и по заданным программам управления формирует управляющие воздействия в гидромеханический блок 3, что обеспечивает требуемый уровень тяги ГТД 4 и расхода топлива в его камере сгорания. При штатной работе ГТД и отсутствии помпажа клапан останова 3.1 выключен.
При возникновении помпажа, отсутствии отказов обоих каналов измерений Рк*, отсутствии отказов вычислителей и модулей межканального обмена обоих каналов электронного регулятора 2, на основе данных параметра Рк* из блока 1 в каждом канале электронного регулятора 2 формируется сигнал «Помпаж». В частности, если управление ГТД осуществляется от первого канала электронного регулятора 2, то подтверждение о фиксации помпажа вторым каналом осуществляется через межканальный обмен. По наличию сигнала «Помпаж» одновременно в обоих каналах из первого канала электронного регулятора 2 выдается команда в гидромеханический блок 3 на включение клапана останова 3.1. В результате этого подача топлива в ГТД 4 прекращается и происходит снижение режима работы двигателя. После устранения помпажа происходит снятие сигнала «Помпаж», клапан останова 3.1 выключается и топливо начинает поступать в камеру сгорания. Стандартной технологией здесь является включение агрегатов зажигания топлива для исключения погасания камеры сгорания на наперед заданное время, которое определяется для каждого типа двигателя, обычно это 10…30 с. Дозирование топлива в камере сгорания и управление механизацией компрессора при восстановлении режима ГТД 4 осуществляется по штатным программам управления.
В процессе эксплуатации ГТД возможна ситуация, когда возникает отказ канала измерения Рк* или отказ вычислителя одного из каналов регулятора 2 или отказ модуля межканального обмена одного из каналов регулятора 2.
Согласно изобретению, модуль встроенного контроля первого канала 2.1.2 или модуль встроенного контроля второго канала 2.2.2 выявляет эти отказы. При помпаже ГТД и в случае формирования сигнала «Помпаж» одним (любым) каналом системы, наличии в другом канале системы отказа канала измерения Рк* или отказа вычислителя или модуля межканального обмена, функция защиты от помпажа полностью сохраняется. При этом осуществляют прекращение подачи топлива в камеру сгорания двигателя на время помпажа и восстановление режима работы ГТД по вышеуказанной штатной логике устранения помпажа, когда отказы отсутствуют.
В процессе эксплуатации ГТД также возможна ситуация, когда в одном канале регулятора 2 системы был сформирован сигнал «Помпаж», а во втором (другом) канале сигнал «Помпаж» не был сформирован, и САУ не выявила отказов каналов в обоих каналах системы. В подобной ситуации, согласно изобретению, прекращения подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя не выполняют, что обеспечивает необходимую отказоустойчивость системы в условиях возможных ложных срабатываний, например, при отказах двигательной электропроводки канала измерения Рк*.
Таким образом, обеспечивается повышение функциональной надежности и отказоустойчивости системы защиты от помпажа, реализованной с помощью электронной двухканальной системы автоматического управления ГТД при отказе одного из каналов измерения давления воздуха за компрессором Рк* или отказа вычислителя одного из каналов электронного регулятора двигателя или отказа модулей межканального обмена электронного регулятора двигателя; возможных ложных срабатываний.
Предложенный способ защиты двигателя от помпажа компрессора был проверен в составе авиационного газотурбинного двигателя ПД-14 разработки АО «ОДК-Авиадвигатель», РФ.
Авиационный двигатель ПД-14 тягой 14 тонн - головной двигатель семейства перспективных турбореактивных двигателей пятого поколения, предназначенных для ближне-, среднемагистральных самолетов и промышленных газотурбинных установок. Двигатель ПД-14 -двухконтурный, двухвальный. Система автоматического управления двигателем САУ-14 разработки АО «ОДК-СТАР» является цифровой, двухканальной, с полной ответственностью, типа FADEC. Результаты испытаний ПД-14 полностью подтвердили эффективность технических решений согласно настоящего изобретения.
Таким образом, предлагаемый способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, обеспечивает повышение функциональной надежности и отказоустойчивости двухканальной системы защиты от помпажа при отказе одного из каналов измерения давления воздуха за компрессором Рк* или отказа вычислителя одного из каналов электронного регулятора двигателя, или отказа модулей межканального обмена электронного регулятора двигателя.
Claims (1)
- Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления, который осуществляют с помощью электронной двухканальной системы автоматического управления газотурбинного двигателя, включающей электронный двухканальный регулятор двигателя, содержащий у каждого из каналов вычислитель, модуль межканального обмена, предусматривает измерение давления воздуха за компрессором Рк*, формирование сигнала «Помпаж» в каждом канале системы, в случае одновременного формирования сигнала «Помпаж» в каждом канале системы выполняют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа, при этом электронная двухканальная система автоматического управления газотурбинного двигателя осуществляет в каждом канале контроль исправности канала измерения давления воздуха Рк*, отличающийся тем, что в каждом канале двухканальной системы автоматического управления осуществляют контроль исправности вычислителя каждого канала системы автоматического управления и контроль исправности модуля межканального обмена каждого канала системы, при этом в случае формирования сигнала «Помпаж» одним из двух каналов системы и наличии в другом канале системы отказа канала измерения Рк*, или отказа вычислителя, или отказа модуля межканального обмена, то осуществляют прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя на время помпажа; кроме того, если в одном канале системы был сформирован сигнал «Помпаж», а во втором канале сигнал «Помпаж» не был сформирован, и система автоматического управления не выявила отказов в обоих каналах системы, то прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя не выполняется.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2810867C1 true RU2810867C1 (ru) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2295654C1 (ru) * | 2005-07-19 | 2007-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Способ защиты газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления (варианты) |
RU2468257C2 (ru) * | 2010-11-11 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ управления газотурбинным двигателем |
RU2500910C2 (ru) * | 2011-12-30 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Устройство для управления раходом топлива в газотурбинный двигатель |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2295654C1 (ru) * | 2005-07-19 | 2007-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Способ защиты газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления (варианты) |
RU2468257C2 (ru) * | 2010-11-11 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ управления газотурбинным двигателем |
RU2500910C2 (ru) * | 2011-12-30 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Устройство для управления раходом топлива в газотурбинный двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2923405C (en) | Overthrust protection system and method | |
US5233512A (en) | Method and apparatus for actuator fault detection | |
US8720258B2 (en) | Model based engine inlet condition estimation | |
US7065468B2 (en) | Methods and apparatus for assessing gas turbine engine damage | |
CA2503358C (en) | Sensor malfunction detection system for gas-turbine engine | |
US4528812A (en) | Fuel control system for a gas turbine engine | |
EP3141724B1 (en) | Detection of high stage valve leakage by pressure lockup | |
US6341238B1 (en) | Robust engine variable vane monitor logic | |
EP1069296A2 (en) | A method of obtaining an indication of the power output of a turbine | |
EP3098510B1 (en) | Gas turbine engine uncontrolled high thrust accommodation system and method | |
EP1753939B1 (en) | Overspeed limiter for turboshaft engines | |
RU2810867C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора электронной двухканальной системой автоматического управления | |
US5072580A (en) | System for operating gas turbine jet engine with fan damage | |
US4959955A (en) | Method of operating gas turbine engine with fan damage | |
CN113167179B (zh) | 具有故障管理的控制飞行器涡轮发动机转速的系统和方法 | |
US11866151B2 (en) | System and method for detecting propeller malfunction | |
Kobayashi et al. | Aircraft engine on-line diagnostics through dual-channel sensor measurements: Development of a baseline system | |
RU2795359C1 (ru) | Способ управления входным направляющим аппаратом компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2801768C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа компрессора | |
CN112943458A (zh) | 发动机熄火检测方法与装置、发动机系统和存储介质 | |
RU2813647C1 (ru) | Способ автоматического управления силовой установкой самолета при снижении тяги одного из двигателей на взлетном режиме | |
RU2817573C1 (ru) | Способ диагностики и парирования отказов датчиков регулируемых параметров двухканальной электронной системы автоматического управления газотурбинного двигателя | |
CN111720218A (zh) | 涡轮发动机的信号响应监测 | |
RU2819128C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от раскрутки его роторов с помощью автономного блока защиты | |
RU2789806C1 (ru) | Способ автоматической защиты газотурбинного двигателя от помпажа |