SE468059B - Anordning foer spelrumsstyrning vid en gasturbinmotor - Google Patents

Description

468 059 2 iïiustreras genom speïrumsminskningen i området 61 i fig. 3. Centrifugaikraften är ganska stor, som ett exempei kommer att visa.

Centrifugaiaccelerationen är lika med w2r, där w är vinkeïhastighet i radianer per sekund och r är radien. 11.000 varv per minut svarar mot omkring 175 varv per sekund. 0n diametern 48 är ca ß' 0,6 m, är radien rä 0,3 m och föïjaktiigen är centrifugaiacceierationen (53 x 2 x pi)2, e11er 0,38 x 105 m/sekundz. Divideras detta värde med tyngkraftsacce1erationen, nämiigen 9,8 m/sekundz, erhå11es en centrifugaikraft av approximativt 37.600 G.

Detta stora G-värde uppträder omedeibart vid acceïeration och bringar turbinrotorns diameter att öka. Den verkiiga diameterökningen från, grund-tom- gångsvarvtaiet ti11 lyftvarvtaïet kan vara 0,7 mm (0,028 inch). On diametern hos mantein 39 i fig. 2 förbiir konstant strävar därför rotorns elastiska tiiïväxt att minska speïrummet 33 och det finns en risk för att biaden 36 kan komma i kontakt med manteïn 39.

Den andra faktorn är den ökande diametern hos mantein 39, som uppträder på grund av tryckökningen hos gasströmmen 14. Tryckökningen uppträder vid unge- fär samma tidpunkt som rotorns 45 acceieration. En typisk tryckökning är från 2,8 at (41 psia) i punkten 40 i fig. 1 vid tomgångsvarvtaïet ti11 25,8 at (380 psia) vid ïyftvarvtaïet. Denna tryckökning kan åstadkomma en ökning av manteins diameter, (som är 2 gånger iängden hos radien 41A i fig. 2) av 0,1 mm (0,004 inch). Ökningen av manteïns diameter representeras approximativt av området 43 i fig. 3.

Den tredje faktorn är värmeutvidgningen hos turbinbiaden 36 i fig. 2: temperaturökningen hos gasströmmen 14 bringar bïaden 36 i fig. 2 att erhåiia ökad ïängd 51. En typisk temperaturökning hos gasströmmen 14 från grundvarvtai tiii 1yftvarvta1 kan vara från ca 700°C (1300°F) ti11 ca 1370°C (2500°F). Denna temperaturökning bringar iängden 51 i fig. 1 hos turbinbïaden 36 att öka, närmare bestämt med så mycket som ca 0,6 mm (0,025 inch). Denna värmeutvidgning hos bïaden representeras approximativt av speirumsminskningen i området 38 i fig. 3. Denna iängdökning strävar ytterïigare att reducera spei- rummet 33 i fig. 2.

Den fjärde faktorn är manteins värmeutvidgning, som förorsakas av gas- strömmens 14 ökade temperatur och som ökar manteïns diameter. Ökningen av man- teïns diameter är emeïiertid mycket iångsammare än de tre dimensionsändringar, som härrör från de ovan diskuterade tre faktorerna, och representeras av den gradvisa ökningen av manteïdiametern som antyds med området 44 i fig. 3.

Den femte faktorn inbegriper värmeutvidgningen hos turbinrotorns 45 tur- binskiva 45A, visat i fig. 1 och 35. Ehuru skivan 45A ej är utsatt för de heta u 3 468 059 brännargaserna 14 i fig. 1, befinner den sig emellertid i närheten av varm luft som avtappats från motorns kompressor 9.

Kompressoravtappningsorgan används för sådana uppgifter som rensning av motorns inre område 54 från smörjångor och andra gaser. Kompressoravtappningsor- ganen befinner sig vid en högre temperatur än omgivningstemperaturen, vilket bringar turbinrotorn 45 i fig. 2 att gradvis anta en högre temperatur än omgiv- ningstemperaturen och sålunda expandera. Expansionen är gradvis på grund av att kompressoravtappningsorganen ej är så varma som luftströmmen 14 (det varmaste tillgängliga kompressoravtappningsorganet är ca 59000) och på grund av att rotorns termiska massa fördröjer rotorns uppvärmning. Rotorns termiska utvidg- ning representeras av området 55 i fig. 3. Återigen: spelrummet 33 i fig. 2 påverkas av följande faktorer i följande ungefärliga ordning. Inledningsvis (1) uppträder rotorns elastiska utvidgning, följt av (2) höljets tryckutvidgning. Därpå (3) uppträder bladens termiska ut- vidgning, följt av (4) höljets termiska utvidgning. Därpå uppträder rotorns ter- miska utvidgning (5).

Ett särskilt exempel av dessa dimensionsândringar kommer nu att förklara: med hänvisning till fig. 3. Motorns acceleration börjar vid tiden 0 sekunder.

Spelrummet vid start anges av punkten 66 och är ca 0;l2 mm (0,0048 inch). Efter omkring 10 sekunder har ett lyftvarvtal av 11.000 varv per minut uppnåtts, såsor visas i blocket 68 och centrifugalutvidning av motorn förorsakar en utvidgning till ungefär punkten 71, varigenom spelrummet minskas.

I cirkeln 90 uppträder ett minsta spelrum, som därpå ökar med tiden. Ett sådant minimum benämns "klämpunkt" och sätter en gräns för det minsta spelrumme 33 i fig. 2, som kan byggas in i motorn. On exempelvis motorn konstruerades så att dess inledande spelrum vore spelrummet 93 i fig. 3, skulle rotorn följa den streckade linjen 94 vid acceleration, och rotorn skulle träffalhöljet i punkten 96, vilket ej kan tillåtas.

Spelrum i andra tillstånd än klämpunkten är större än vad som krävs. För reducering av detta onödigtvis stora spelrum används aktiv spelrumsstyrning för att styra höljets 39 diameter genom blåsning av kall luft på höljet. Såsom visa i fig. 1A leds fläktutloppsluft 97A till turbinhöljet, såsom antyds med pilar 97, och en ventil 134 styr mängden av luft, som blåses på höljet.

Uppfinningens syften.

Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad spelrumsstyr- ning vid en gasturbinmotor.

Sammanfattning av uppfinningen.

Detta syfte har uppnåtts genom att anordningen enligt uppfinningen erhållit de i krav 1 angivna kännetecknen.

Enligt uppfinningen beräknas ögonblicksvârdet av spelrummet mellan ett 468 Û59 4 turbinhölje och ett turbinrotor baserat på temperatur. Två temperaturer används.

Först beräknas en temperatur i stationärt tillstånd (nedan även benämnd SSTemp), för rotorn och höljet. SSTemp är en kalkylerad framtida temperatur, som uppnås, när motorn når ett stationärt drifttillstånd. Varje SSTemp beräknas baserad på för tillfället uppträdande motordriftförhållanden, såsom utvalda temperaturer, tryck och varvtal. Ändringar som uppträder i SSTemp anger de andra temperaturerna, som är höljets och rotorns ögonblickstemperaturer. Dessa ändringar i SSTemp förorsakas av ändringar i föreliggande drifttillstånd, som kan uppträda under motoraccele- ration och -retardering. Ögonblickstemperaturerna indikerar höljets och rotorns diametrar och sålunda ögonblicksspelrummet mellan dem.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen används det beräknade ögon- blicksspelrummet för att styra luft, som avtappas från fläkten och leds mot höljet, i ändamål att uppnå önskat spelrum.

Kort beskrivning av ritningarna.

Fig. 1 och 1A visar i schematiskt tvärsnitt en gasturbinflygmotor av typen med stor förbiledning.

Fig. 2 visar schematiskt i större detalj området 30 i fig. 1.

Fig. ZA visar ett turbinblad 36, som kyls av inre luftströmmar 185.

Fig. 3 visar ett diagram över spelrummet 33 i fig. 2 som funktion av tiden.

Fig. 3A visar en tvärsnittsvy i större detalj av området 30 i fig. 1.

Fig. 4 visar en översikt över en del av uppfinningen, som används för att styra spelrummet hos högtrycksturbinen 15 i fig. 1 (fig. 5 - 19 förklarar de- taljer i fig. 4).

Fig. 5 visar detaljer av blocket 107 i fig. 4 avseende beräkning av hög- trycksturbinens rotorförskjutning.

Fig. 6 visar detaljer av blocket 209 i fig. 5 avseende beräkningen av den termiska komponenten av högtrycksturbinens rotorförskjutning.

Fig. 7 visar detaljer av blocket 218 i fig. 6 avseende beräkning av hög- trycksturbinens rotortemperaturer under det att rotorn är i gång.

Fig. 8 visar detaljer av blocket 211 i fig. 6 avseende beräkning av den termiska komponenten hos högtrycksturbinens rotoravlänkning.

Fig. 9 visar detaljer av blocket 222 i fig. 8, avseende beräkning av hög- trycksturbinens rotortemperatur, när motorn ej är i gång.

Fig. 10 visar detaljer av blocket 126 i fig. 4 avseende beräkning av hög- trycksturbinens höljeförskjutning. I s “ 468 059 Fig. 11 visar en översikt över beräkningar av högtrycksturbinens höljes- förskjutning.

Fig. 12 visar detaljer av blocket 362A i fig. 11 avseende beräkning av högtrycksturbinens höljetemperatur.

Fig. 13 visar detaljer av blocket 362 i fig. 11 avseende beräkning av högtrycksturbinens höljeförskjutning.

Fig. 14 visar detaljer av blocket 138 i fig. 4 avseende beräkning av mängden kylluft som avges till högtrycksturbinens hölje 39 i fig. 1.

Fig. 15 visar detaljer av temperaturfördröjningsnätverket 266 i fig. 7 och 12.

Fig. 16 visar detaljer av blocket 129 i fig. 4 avseende styrsystemdyna- miken för ventilen 134 i fig. IA.

Fig. 17 visar detaljer av blocket 630 i fig. 16.

Fig. 18 visar detaljer av blocket 101 i fig. 4 avseende beräkning av krävt turbinspelrum hos högtrycksturbinen.

Fig. 19 ger en förteckning över konstanter, som används för beräkning av fig. 4 - 18.

Fig. 20 visar en översikt över en del av uppfinningen för att styra spelrummet hos lågtrycksturbinen 18 i fig. 1. (Fig. 21-34 förklarar detaljer i fig. 20.) Fig. 21 visar detaljer av blocket 756 i fig. 20 avseende beräkning av lågtrycksturbinens rotorförskjutning.

Fig. 22 visar detaljer av blocket 775 i fig. 21 avseende beräkning av den termiska komponenten hos lågtrycksturbinens 14 förskjutning.

Fig. 23 visar detaljer av blocket 819 i fig. 22 avseende inställning av tidskonstanter för lågtrycksturbinens rotor, baserat på driftförhållanden hos motorn.

Fig. 24 visar detaljer av blocket 820 i fig. 22 avseende beräkning av lågtrycksturbinens rotortemperaturer under det att motorn är i gång.

Fig. 25 visar detaljer av blocket 830 i fig. 22 avseende beräkning av den termiska komponenten hos lågtrycksturbinens rotoravlänkning.

Fig. 26 visar en översikt över beräkningen av lågtrycksturbinens holje- förskjutning.

Fig. 27 visar detaljer av blocket 939 i fig. 26 avseende beräkning av lågtrycksturbinens termiska höljesförskjutning.

Fig. 28 visar detaljer av blocket 970 i fig. 27 avseende modifiering av lågtrycksturbinens hölje-tidskonstanter baserat på motorns arbetspunkt. 468 059 6 Fig. 29 visar detaljer av blocket 973 i fig. 27 avseende beräkning av lågtrycksturbinens höljestemperatur.

Fig. 30 visar detaljer av blocket 976 i fig. 27 avseende beräkning av lågtrycksturbinens höljeförskjutning.

Fig. 31 visar detaljer av blocket 766 i fig. 20 avseende beräkning av mängden kylluftsflöde, som avges till lågtrycksturbinens hölje 744 i fig. 1A.

Fig. 32 visar detaljer av temperatureftersläpningsnätverket 825 i fig. 22 och 29.

Fig. 33 visar detaljer av blocket 753 i fig. 20, avseende beräkning av krävt turbinspelrum hos lågtrycksturbinen.

Fig. 34 ger en förteckning över konstanter som används vid beräkningarna i fig. zo-sa. ' Fig. 35 visar en tvärsnittsvy av en turbinskiva.

Fig. 36 visar ett temperatur-tidsdiagram S av en andra ordningens värme- överföringsmodell.

Fig. 37 visar en linjär inställning av en värmeutvidgningskoefficient baserad på temperaturen.

Fig. 38 visar betydelsen av en kall-spelrums-konstant, såsom KHPTCI i fig. 4.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen.

(A) Systemöversikt.

Fig. 4 visar en översikt över en utföringsform av uppfinningen. Blocket 101 beräknar ett önskat spelrum 33, visat i fig. 2 och 3A, som skall uppnås under (a) föreliggande kärnvarvtal, som ges på linjen 104 i fig. 4, och (bl - föreliggande rotorförskjutning, som ges av blocket 107. (Med förskjutning avses avvikelse hos rotorradien 48A i fig. 2 från den radie, som föreligger när rotorn är kall. Beteckningen "rotor" hänför sig till den komponent, som innefattar både rotorskivan 45A i fig. 1 och turbinbladen 36 i fig. 1 och 2: skivan och retorf behandlas som separata komponenter, ehuru den senare innefattar den förra).

Rotorförskjutningen i blocket 107 baserar sig på mätningar av följanaf rotordriftparametrar: (a) verkligt (ej korrigerat) kärnvarvtal; (b) total ten- peratur vid högtrycksturbinens inlopp, som beräknas vid punkten 109 i fig. 1 baserat på mätning i punkten 761 i fig. 1A; (cl kompressorutsläppets ätatiska tryck mätt i punkten 112; och (d) kompressorutsläppets totala temperatur, matt likaledes i punkten 112.

Förskjutningen behandlas som en överlagring av tre individuella förskjut- ningskomponenter. Den första komponenten är centrifugalförskjutningen, som åstadkoms av rotorn varvtal och temperatur, vilken senare påverkar elasticitets- 7 i 468 059 modulen hos rotormaterialet, och sålunda storleken av rotorns utvidning på grun< av centrifugalkraften.

Den andra komponenten är termisk förskjutning hos turbinbladen 36 i fig. 2, som förorsakas av ändringar i bladtemperaturen. Bladtemperaturen påverkas av temperaturen hos den runt bladen strömmande luften (t.ex. luftströmmen 14 i fig. 2 och 2A), och temperaturen hos kylluftflödet 185 i fig. 2A, som passerar genom bladens inre.

Den tredje komponenten är den termiska förskjutningen av rotorskivan 45A i fig. 1. Storleken av denna förskjutning bestäms av skivans 45A temperatur, son påverkas av både temperaturen och värmeströmningsförhållandena hos det skivan omgivande mediet.

Denna rotorförskjutning, som fastställs av blocket 107, adderas till det önskade spelrummet i en summerare 120, i vilken även en konstant Kl substraheras (Kl är lika med konstanten KHPTC1 i fig. 19). K1 anger avvikelsen av (a) det verkliga spelrummet i turbinen, när turbinen befinner sig vid rumstemperatur, dvs. vid en kall temperatur, från (b) det önskade spelrummet, som anges av blocket 101 i fig. 4 när rotorn är kall. Kl är alltså det i förväg existerande spelrummet i turbinen och påverkar den erfodrade höljeförskjutningen på linjen 121, på grund av att K1 påverkar storleken av den ytterligare förskjutning, som krävs för att göra spelrummet rätt.

Blocket 126 i fig. 4 beräknar den verkliga höljeförskjutningen, som är förskjutningen av höljediametern 42 i fig. 1 från den diameter, som föreligger när höljet är kallt. Såsom vid rotorförskjutningen är höljeförskjutningen sam- mansatt av mer än komponent, och dessa komponenter inbegriper en värmeutvidg- ningskomponent och en tryckutvidgningskomponent. Värmekomponenten baserar sig p både (a) höljestemperatur och (b) ändringen av värmeutvidgningskoefficienten ho höljet som uppträder när temperaturen ändras. Tryckkomponenten är den utviognin som beror på tryckändringar i turbinhöljet.

Den erfordrade höljesförskjutningen, som alstras av summeraren 120 på linjen 121, reduceras i summeraren 123 med den verkliga höljeförskjutningen, sm beräknas i blocket 126, varigenom erhålles en höljefelsignal på linjen 124. Fel signalen anger skillnaden mellan den verkliga höljeförskjutningen och den fordrade höljeförskjutningen. On en rotortillväxt exempelvis uppträder, som ökar signalen på linjen 207 ökar den erfordrade höljeförskjutningen på linjen 121 och höljefelet på linjen 124 ökar likaledes.

Ett ventilregleringsblock 129 mottager höljefelsignalen och alstrar en signal på linjen 131, som driver ventilen 134 i fig. 1A till rätt läge i ändamå att åstadkomma rätt mängd fläktavtappning till höljet 39 i ändamål att uppnå de förskjutning, som erfordras av signalen på linjen 212 i fig. 4. 468 059 8 Blocket 126 ger en annan signal på linjen 137, som informerar ventil- regleringsblocket 129 om riktningen och den hastighet varmed höljet utvidgas eller krymper. Som reaktion modulerar blocket 129 den krävda ventilpositionen på linje 131 i ändamål att undvika tvära rörelser av ventilen 134.

Om höljet exempelvis expanderar snabbt mot den krävda diametern, är det lämpligt att att gradvis inställa ventilläget i ändamål att sakta ned höljets utvidgning när den närmar sig den avsedda diametern, snarare än att låta höljet närma sig den erfordrade diametern snabbt och därpå tvärt aktivera kylluft strax innan höljet når den erfordrade diametern. En sådan tvär aktivering kräver att ventilen öppnas tvärt, som ej är önskvärt. Signalen på ledningen 137 indikerar ändringen av höljets utvidgningstakt och blocket 129 förorsakar gradvis öppning och slutning av ventilen 134. Blocket 129 utför andra funktioner, som skall beskrivas senare.

Den föregående diskussionen har behandlat uppfinningens arbetssätt under motorns stationär tillstånd. Dessutom beräknas med uppfinningen rotor- och höl- jeförskjutningar under icke stationära tillstånd, dvs. under transienter, såsom accelerationer och retardationer. Detta sker genom övervakning av hur de beräk- nade stationära temperaturerna hos rotorn och höljet uppför sig. Baserat på både riktning och hastighet hos ändringen av dessa temperaturer uppskattas med upp- finningen de föreliggande respektive temperaturerna. (I allmänhet är det ej möjligt att under en transient beräkna dessa temperaturer baserat direkt på de driftparametrar, som ges till vänster i fig. 4, på grund av att en ändlig tid krävs för att komponenterna skall inställa sina temperaturer som reaktion).

Denna diskussion kommer nu att mera i detalj beröra de beräkningar, som har antytts i översikten enligt fig. 4. Detaljerna hos beräkningen av rotorför- skjutningen i blocket 107 kommer att beröras först.

(B) Högtrycksturbinens rotorförskjutning, översikt (fig. 5).

Fig. 5 visar en översikt över beräkningen av rotorförskjutningen, vars detaljer ges i fig. 6 - 9. I allmänhet är såsom nämnts ovan beräkningen en över- lagring av tre individuella förskjutningar, var och en förorsakad av olika fak- torer. En faktor är centrifugalkraften, som ändrar själva rotorns diameter. En annan faktor är temperaturen, som medför att rotorns diameter ökar när dess temperatur ökar. En tredje faktor är ändringen hos turbinbladlängden 51 i fig. 2, som uppträder som reaktion på temperaturändringar.

Närmare bestämt inmatas i fig. 5 kärnvarvtalet till multiplikatorn 170, som multiplicerar kärnvarvtalet med sig självt så att kvadraten av kärnvarv- talet ges till multiplikatorn 173. Ett skäl till denna kvadrering är att cen- trifugalkraften är en funktion av kärnvarvtalet upphöjt till 2 (närmare bestämt 9 468 Û59 är centrifugalaccelerationen lika med wzr, där w är varvtalet i radianer per sekund och r är radien). Kvadraten på kärnvarvtalet tillåter därför att man kan beräkna, med användning av blocket 176 storleken hos den rotorutvidgning, som centrifugalkraften åstadkommer, och denna utvidgning benämns elastisk förskjut- ning.

Enbart kännedom om endast kärnvarvtalet medger emellertid ej att man kan korrekt beräkna elastisk förskjutning, på grund av att elasticitetsmodulen ändras med temperaturändringar. Blocket 176 mottager därför kompressorns ut- släppstemperatur, varifrån rotorskivans temperatur och därmed den verkliga elas- ticitetsmodulen kan bestämmas. (Såsom diskuteras i uppfinningens bakgrund an- vänds kompressoravtappningsorgan för att rensa det skivan 45A innehållande om- rådet, varför skivtemperaturen kan erhållas från avtappningstemperaturen). Till följd härav blir multiplikatorns 173 utsignal rotorns elastiska utvidgning beräknad med hjälp av rotortemperatur och centrifugalkraft, och matas till summeraren 179. Denna elastiska utvidgning eller centrifugalförskjutning är den första av de tre överlagrade utvidgningskomponenterna.

Den andra komponenten hos rotorutvidgningen är rotorbladens värmeutvidg- ning, som uppträder som svar på temperaturändringar hos bladen. Temperaturen hos bladen påverkas av temperaturerna hos två luftflöden, nämligen kompressorutsläp- pets temperatur och turbininloppstemperaturen, såsom antyds ed linjen 181 och 183. Ett skäl till detta dubbla beroende är, att såsom visas i fig. 2A, bladen omges av ett luftflöde 14, som befinner sig vid eller nära turbininloppstempe- raturen. Vidare kyls bladen av luftströmmar 185, vilka tillförs från ett kom- pressorutlopp. I allmänhet kommer den resulterande temperaturen hos bladen att ligga mellan temperaturerna hos dessa två luftströmmar. Konstanterna i blocken 177 och 189 i fig. 5, vilkas värden ges i fig. 19, är viktfaktorer, som skall åstadkomma en interpolation mellan dessa två temperaturer. Med användning av dessa två konstanter medför exempelvis en turbininloppstemperatur av ca 131506 (24D0°F) och en kompressorutloppstemperatur av ca 482°C (900°F) en blad- temperatur av approximativt 740°C 1365°F), beräknat enligt följande: I och med att bladtemperaturen är känd beräknas bladets värmeförskjut- ning i blocket 192. Bladets termiska förskjutning adderas i summeraren 179 till bladets elastiska utvidgning och utsignalen på linjen 194 benämns snabb rotor- förskjutning RRD. Utsignalen benämns "snabb" på grund av att den uppträder nästan ögonblickligen: Den av summeraren 173 alstrade centrifugalförskjutningen är omedelbar och bladets värmeutvidgning, som ges av blocket 192, är praktiskt taget omedelbar, framförallt på grund av den stora ytan hos bladet, som utsätts 10 468 059 för de två luftströmmarna 14 och 185 i fig. 2A. RRD-signalen på ledningen 194 matas till summeraren 196 och även till beräkningsblock i andra figurer, såsom kommer att beskrivas närmare nedan.

Den tredje komponenten av den totala rotorutvidgningen är värmeförskjut- ningen av skivan 45A i fig. 1. Detaljer av beräkningen av denna förskjutning ges i sektionen (B)(1) här nedan. För fig. 5 är det emellertid tillräckligt att observera att värmeförskjutningen hos skivan 45A i fig. (dvs. diameterändring- en), som föreligger på ledningen 199, adderas till RRD-signalen i summeraren 202.

Utgången 207 hos summeraren 202, som även visas i fig. 4, ger sålunda summan av de tre komponenterna, och den totala förskjutningen av spetsarna 205 hos turbinbladen i fig. 1A, som kommer att föreligga i stationärt tillstånd under de förhållanden, som anges av parametrarna på raderna 104 och 181-183 i fig. 4.

Denna beräkning av rotorförskjutningen, som just diskuterats har base- rats på tillstånd av stationärt tillstånd hos motorn. När motortransienter upp- träder kommer förskjutningen att beräknas av blocket 107 på ett sätt som tar hänsyn till avvikelsen från det stationära tillståndet, såsom kommer att be- skrivas närmare senare. V Detaljerna av beräkningen i block 209 i fig. 5, hänförande sig till rotorns värmeförskjutning, kommer nu att diskuteras med hänvisning till fig. 6.

(B) (1) Högtrycksturbinskivans värmeförskjutning (fig. 6).

I fig. 6 beräknar blocket 211 skivans förskjutning baserat på skivans temperatur, som tillförs på ledningen 214. Temperaturen beräknas på två olika sätt, beroende på om motorn är i gång eller inte. När motorn är i drift är skivan belägen i en het omgivning och den använda beräkningen är den i blocket 218. On å andra sidan motorn ej är i gång befinner sig skivan inte i en sådan het omgivning, utan förlorar värme, och den använda beräkningen är den enligt block 222. "Skiva" hänför sig till komponenten 45A i fig. 1 och innefattar ej turbinbladen 36 i fig. 1 och 2.

Huruvida motorn är igång eller inte erhålles från en motorstatusindika- tor på linjen 210 och tillförs av en motorbränslekontroll, som är känd inom den här avsedda tekniken. Statusindikatorn styr en strömställare 212, som bestämmer vilken typ av beräkning som matas till skivförskjutningsblocket 211. (Båda be- räkningarna sker under varje beräkningsiteration, men endast den av omkopplaren 212 utvalda sänds till blocket 211).

Gnkopplaren 212 är i det falska tillståndet i fig. 6, vilket innebär att motorn är i gång, varför temperatursignalen som når linjen 214 är den av blocket 218 alstrade, vilket nu kommer att förklaras. 11 468 059 (B) (1) (i) Högtrycksturbin-skivans temperatur, motorn igång (fig. 7).

Blocket 218 i fig. 6 visas mera i detalj i fig. 7. I fig. 7 beräknas den skivtemperatur, som skulle erhållas vid stationärt tillstånd, om kärnvarvtalet och kompressorutsläppstemperaturen fortsätter att ha sina föreliggande värden, av blocket 235 och multiplikatorn 233. Kärnvarvtalet tillförs på linjen 263 och kompressorutsläppets totaltemperatur tillförs på linjen 238. (Temperaturen om- vandlas till grader Kelvin i en summerare 230). Ehuru en enda linje 240 visas än de beräknade data i verkligheten två temperatursignaler, en för var och en av skivans två delar, nämligen ett hål och ett liv. Endast en linje 240 visas för enkelhetens skull. Skälet till att skivan uppdelas i ett hål och ett liv kommer nu att förklaras. _ Fig. 35 visar en turbinrotor 45. Ett område är livet 45B och det andra området är hålet 450. On diametern hos skivan 45 (exklusive bladen 36) är 100 enheter anses hålet, såsom framgår av fig., ligga mellan 0 och 40 enheter, medar livet sträcker sig från 40 till 100 enheter.

Hålet och livet har olika geometri, så att trots det faktum att de är konstruerade av samma material kommer vi en given omgivningstemperatur hålradi- ens termiska förskjutning att skilja sig från livradiens termiska förskjutning.

Ett enklare exempel kommer att åskådliggöra de ingående principerna.

Betrakta en kub och en lång stav, vars längd är 10 gånger längre hos en sida av kuben. Båda är konstruerade av samma material. Om båda höjs till samma temperatur, kommer den långa stavens förlängning att bli större än förlängninge| hos en sida av tuben. På liknande sätt kommer hålets och livets termiska för- skjutning att vara olika, och livet och hålet behandlas på olika sätt vid beräk ningarna enligt fig. 7.

De beräknade temperaturerna i stationärt tillstånd hos hålet och livet matas till ett fördröjningsnätverk 266 på linjen 270, efter återomvandling till °C i summeraren 241. On drift i stationärt tillstånd upprätthålls ger fördröj- ningsnätverket 266 på utgången 268 temperaturen på linjen 270 utan ändring.

Under drift i icke stationärt tillstånd (dvs. under transienter) tjänar emellertid fördröjningsnätverket 266 till att uppskatta hål- och livtemperatur- erna. Medan fördröjningsnätverkets arbetssätt beskrivs senare i detalj, kommer nu arbetssättet hos multiplikatorerna 254 och 256, som ger två tidskonstanter till fördröjningsnätverket, att diskuteras.

Tidskonstanterna i blocken 250 och 252 är specifika för hålet och livet och används av fördröjningsnätverket för att uppskatta hur snabbt hålet och livet vardera tar emot eller förlorar värme. Tidskonstanterna är vidare i 468 059 12 verkligheten ej "konstanta", utan de ändras när motorns arbetspunkt ändras, och tidskonstanternas ändringar görs i multiplikatorerna 254 och 256.

Tidskonstanterna används i en andra ordningens matematisk modell, som beskriver värmeöverföringsuppförandet hos skivan (liksom detta uppförande hos andra komponenter, såsom kommer att beskrivas senare) under motortransienter.

Med "andra ordningens" menas att en grafisk kurva av skivans termiska uppförande kan ses som kombinationen S av två separata kurvor Pl och P2, såsom visas i fig. 36. Varje separat kurva har sin egen tidskonstant, som är den resp. konstanten i blocket 250 eller 252. Ändringarna i motorns arbetspunkt, som påverkar tidskonstanterna, erhål- les från en motoreffektparameter på linjen 246, vilken är en term innefattande verkligt kärnvarvtal, såsom antyds, multiplicerat med kvoten av kompressorut- släppets statiska tryck dividerat med kompressorutsläppets totala temperatur.

Effektparametern är alltså av formen (N) (P/T), där N är kärnvarvtal, P är kom- pressorutsläppstryck och T är kompressorutsläppstemperatur. Parametern anger på ett allmänt sätt motorns föreliggande uteffekt.

En förenklad förklaring av skälet till att tidskonstanterna hos blocken 254 och 256 beror på effektparametern på linjen 246 är följande. Kärnvarvtal anger rotationshastigheten hos skivan 45A i fig. 1, och anger sålunda hur mycket skivan skrubbas av den omgivande luften. Mera skrubbning underlättar större värmeöverföring, såsom viftning av en het sked i luften underlättar skedens av- kylning. Följaktligen är det klart att tidskonstanterna bör bero på kärnvarv- talet, som är en del av effektparametern.

Tidskonstanterna beror även på tryck och temperatur hos det skivan om- .givande mediet, på grund av att ett hett, tätt medium underlättar uppvärmning av skivan bättre än ett varmt, tätt medium, som i sin tur uppvärmer skivan snabbare än ett varmt, mindre tätt medium. Det är sålunda klart att tidskonstanterna även bör bero på kompressorns utsläppstemperatur- och tryck, som påverkar tryck och temperatur hos den skivan innehållande håligheten.

Därför matas i fig. 7 skivtemperaturerna i stationärt tillstånd, (dvs. de hos hål och liv) till fördröjningsnätverken 266 på linjen 270. Fördröjningsnät- verket avger, såsom kommer att förklaras senare, dessa identiska temperaturer till sin utgång 268 om drift i stationärt tillstånd fortsätter. I sådant fall används ej de av multiplikatorerna 254, 256 alstrade tidskonstanterna. Om emel- lertid en transient uppträder används tidskonstanterna för att modifiera tempe- raturerna i stationärt tillstånd, såsom kommer att beskrivas senare.

Tre viktiga särdrag, som hänför sig till fig. 7 är följande. För det första har skivan uppdelats i två komponenter, nämligen ett hål och ett liv. Det 13 468 059 finns två tidskonstanter (en i blocket 250 och en i blocket 252) för varje kom- ponent, vilket ger totalt fyra tidskonstanter för skivan.

För det andra såsom framgår av beteckningen 273, representerar varje lin- je, som matar fördröjningsnätverket 266, två stycken data, ett för livet och ett för hålet.

För det tredje ger temperatursignalen på linjen 238 en underförstådd kor- rektion för höjd: omgivningstemperaturen ändras när höjden ändras, vilket får kompressorutsläppets temperatur att ändras, vilket sålunda påverkar skivtempera- turen genom multiplikatorn 233.

Hål- och livtemperaturerna i stationärt tillstånd på linjen 240 modifi- eras under motortransienter (dvs. under icke stationärt tillstånd) av fördröj- ningsnätverket 266, vilket förklaras nedan i samband med fig. 15. Före diskussionen av transienttemperaturer kommer emellertid fig. 8 först att dis- kuteras, som anger beräkning av skivförskjutning baserat på både nav och bit- temperaturerna på linjen 268 i fig. 7.

Det kan framhållas att skivförskjutningsberäkningen i fig. 8 inte bara används när motorn är i gång, både under stationärt tillstånd och under transi- enter, utan även när motorn ej är i gång, ehuru situationen med transienter och när motorn ej är i gång ännu ej har diskuterats.

(B) (2) Högtrycksturbinskivans förskjutning (fig. 8).

De av fördröjningsnätverket 266 i fig. 7 alstrade temperaturerna (eller linjen 220 i fig. 6, såsom diskuteras senare) matas till linjen 214 i fig. 6, som leder till skivförskjutningsblocket 211, vilket nu kommer att förklaras med hänvisning till fig. 8.

Fig. 8 är symmetrisk omkring linjen 281 och sålunda är den förklaring son ges för hålavlänkningsberäkningar, som sker över linjen, densamma för de som avser livberäkningar, vilka sker under linjen.

Förenklat påträffar fig. 8 ökningen av längden hos ett föremål (dvs. liv eller hål) genom multiplicering av längden (i blocket 308), som föreligger vid en referenstemperatur (i blocket 309) med både (a) avvikelsen från referenstem- peraturen (på linjen 299) och med (b) föremålets värmeutvidgningskoefficient.

Längdökningen är alltså lika med (T1-T2) x (utvidgningskoefficient) x (ursprung- lig längd), där T1 är den verkliga temperaturen och T2 är referenstemperaturen.

Denna beräkning förklaras i större detalj enligt följande. Håltemperatur- en, vilken är den på linjen 268 i fig. 7, och vilken, under drift i stationärt tillstånd, är densamma som den på linjen 270, matas till multiplikatorn 280 i fig. 8. Multiplikatorn 280, tillsammans med den närliggande summeraren 283, inställer en värmeexpansionskoefficient (TEC), baserad på temperaturändringar hos det material, för vilka koefficienten har härletts, och kan förklaras med hänvisning till fig. 37. 468 059 14 Fig. 37 visar en rak linje 281A, som beskrivs av en ekvation av formen Y=Mx + B. Symbolen M representerar linjens lutning och B är skärningspunkten med Y-axeln, som anges med punkten 2818. I fig. 8 är M den i blocket 288 ingå- ende konstanten och B är den i blocket 293 ingående konstanten. Om X (dvs. temperaturen) är ingången till multiplikatorn 280 såsom antyds, representerar sålunda på linjen 286 summerarens 283 utgång MX + B. Denna utgång representerar värmeexpansionskoefficienten (TEC) hos hålmaterialet, men justerat för håltem- peraturen. Justeringen är linjär, baserad på den raka linjen 281A i fig. 37, men använder konstanterna hos blocken 288 och 293 som M och B.

Efter justering multipliceras värmeexpansionskoefficienten i multipli- katorn 301 i fig. 8 med avvikelsen (DELTA-T) hos den verkliga håltemperaturen, på linjen 214, från rumstemperaturen (eller den andra referenstemperaturen), på linjen 297. Avvikelsen tillförs till multiplikatorn 301 på linjen 299. Multipli- katorn 301 multiplicerar vidare TEC och DELTA-T med en referensradie hos skivan, som ges på linjen 304. Referensradien representerar radien hos en referenspunkt 318 på skivan, såsom visas i fig. 35.

Fig. 8 beräknar förskjutningen 319 i fig. 35 (visad starkt överdriven) hos referenspunkten 318, som förorsakas av temperaturändringar, och ger för- skjutningen på linjen 306.

En identisk beräkning sker för livet och görs under linjen 281. En lik- nande referenspunkt 318B i fig. 35 för livet ges av blocket 312 i fig. 8, och linjen 310 ger sålunda en signal, som indikerar förskjutning 3180 av livets referenspunkt.

Utgången från summeraren 313 i fig. 8 anger summan av hål- och livfor- skjutningar och anger sålunda skivans 45A värmeförskjutning.

Den föregående diskussionen har betraktat beräkningen av skivforskjut- ningar för en löpande motor. Om emellertid statorsignalen på linjen 210 1 fig. 6 anger att motorn ej är i gång är den använda beräkningen den hos blocket 222, vilken ges till linjen 214 av omkopplaren 212. Blocket 222 beräknar skivzeepe- raturer baserade på både den tid, under vilken motorn har varit avstängd, c:r skivtemperaturen vid tidpunkten för avstängning. Denna beräkning kommer nu att betraktas.

(B) (1) (ii) Högtrycksturbinskivans temperatur, motorn ej i gång (fig. 6 och 9).

Blocket 222 i fig. 6 mottager fyra insignaler, av vilka en är en motor- designering på linjen 244. Denna designering är i själva verket ett serienummer, som identifierar motorn. Detta serienummer ges av den elektroniska bränslekon- trollen (ej visad) hos motorn, på inom den aktuella tekniken känt sätt. Blocket 222 informerar sålunda om identiteten hos den motor, med vilken blocket 222 w a 468 059 tidigare hört samman. Ett skäl för att åstadkomma detta designeringstal är följande.

Det är möjligt att maskinvaran för spelrumsstyrning, som innefattar den här beskrivna uppfinningen, kan ha ersatts med ny styr-maskinvara. I sådant fall kommer den nya styranordningen, med användning av blocket 222, att konstatera en ändring i designeringstalet på linjen 224. (Enligt uppfinningen sker en konstant förfrågan av huruvida motorns designeringstal förblir detsamma). När den nya motordesigneringen har konstaterats, indikerat genom symbolen T i fig. 9, ställs liv- och håltemperaturerna på linjen 220 i fig. 6 till ett antaget värde, nämligen konstanten KHPTCI9 i fig. 19, som är l50°C.

Ett skäl för denna inställning till ett antaget värde är att den nya maskinvaran för spelrumsstyrning ej känner till den tid som förflutit sedan motorn stängdes av och ej heller skivtemperaturen vid avstängningen, och kan därför ej uppskatta skivtemperaturen grundat på avstängningstemperaturen och förfluten tid.

I stället väljs ett antaget värde av l50°C. Detta värde anses accept- abelt på grund av att det ligger nära temperaturen hos en skiva i drift, så att problem liknande de vid brott på het rotor ej kommer att uppträda. Spelrums- styranordningen antager alltså att det finns en varm skiva, när den styrande maskinvaran ändras, oberoende av skivans verkliga temperatur, och oberoende av den tid, under vilken skivan har kallnat.

On å andra sidan den just diskuterade designeringsparametern indikerar att ingen ändring av styrande maskinvara har skett, beräknas skivtemperaturen enligt följande uttryckt i fig. 9: Temp = (TOLD - TREF) [exp(-TIMEOFF/TIMECONSTÅJ 4-TREF där Temp avser skivtemperaturen, TOLD avser skivtemperaturen vid avstängning, TREF avser en referenstemperatur, som är approximativ lika unc or;~»- ningstemperaturen (TOLD-TREF är sålunda lika med temperaturökningen hos skivan), EXP hänför sig till N-logaritmens bas, nämligen e, TIMEOFF är den tid, under vilken motorn har varit frånslagen, samt TIMECONST avser resp. tidskonstant i fig. 19 för hålet (KHPTDBORETSD) eller livet (KHPTDWEBTSD).

Föregående beräkning sker två gånger: en gång för livet och en gång för hålet. Båda beräkningarna är såsom framgår av uttrycket typer av exponentiellt avtagande funktioner. Som exempel skall nu en beräkning ges här. 468 059 16 Såsom fig. 19 anger är tidskonstanten (KHPTDBORETSD) för hålet 438 min., medan den för livet (KHPTDEWEBTSD) är 375 minuter. On skillnaden TOLD minus TREF är 100000, medan TREF är 30°C, blir då den uppskattade temperaturen för livet efter 750 min. (dvs. efter förloppet av två tidskonstanter) ungefär 1650 beräknat enligt följande: 165 = 1000exp(-750/375) + 30 De av blocket 222 i fig. 6 beräknade temperaturerna, enligt vad som nyss beskrivits, för både hålet och livet, matas till blocket 211, som beräknar den verkliga skivförskjutningen, vilket beskrivits ovan under rubriken “(B) (1) Högtrycksturbinskivans värmeförskjutning (fig. 6)". Denna värmeförskjutning av skivan är en av de tre komponenterna i rotorns tillväxt, och adderas på linjen 199 i fig. 5 till RRD i summeraren 202, såsom angivits ovan.

Föregående diskussion har förklarat den beräkning av rotorförskjutningen, som görs av blocket 107 i fig. 4. Denna förskjutning matas till summeraren 120, som även mottager ett önskat spelrum från blocket 101 i ändamål att alstra en önskad höljeförskjutning. Beräkningen av önskat spelrum kommer nu att diskuteras med hänvisning till fig. 18.

(C) Beräkning av önskat spelrum (fig. 18).

I fig. 18 alstrar blocket 440 ett önskat spelrum 33 i stationärt till- stånd i fig. 2 som reaktion på kärnans varvtal. Ett exempel kommer att åskådlig- göra hur resten av fig. 18 arbetar.

Antag att det önskade spelrummet på linjen 443 är 0,25 mm (0,010 inch). 1 stationärt tillstånd erhåller snabb rotorförskjutning (RRD, som är summan av bladens värmeförskjutning och rotorns centrifugalförskjutning på linjen 194 i fig. 5, såsom diskuteras ovan) ett visst ändligt värde, som är stabilt, såsom 0,38 mm (0,015 inch). Z-blocket 447 i fig. 18 tillför det senast föregående värdet av RRD till summeraren 448 och, så länge som RRD förblir konstant, ar summerarens 448 utvärde på linjen 450 noll. (0,58 mm subtraheras från 0,38 nr).

En MAX väljare 456 väljer den större av signalen på linjen 450 (nu noll) elief konstanten i blocket 453. Såsom framgår av fig. 19 har konstanten ett värde av ca 0,01 mm (0,0004 inch), så att vid denna tidpunkt blocket 456 väljer 0,01 mr och tillför detta värde till summeraren 460.

Summeraren 460 mottager även det sista värdet på linjen 463 från Z-bloc- ket 466. MAX-väljarblocket 468 väljer det större av (al utvärdet från summera- ren 460 eller (b) signalen på linjen 443. I detta exempel är signalen på linjen 463 0,25 mm så att utvärdet från summeraren 460 är (0,25 - 0,01 mm) eller 0,024 mm. Blocket 468 väljer följaktligen signalen på linjen 443 och tillför den till linjen 463. Därför är utvärdet på linjen 463 lika med det önskade 17 468 059 spelrummet i stationärt tillstånd från blocket 740 så länge som stationärt tillstånd föreligger.

När en transient uppträder kan, eller kan inte, samma utsignal erhållas, såsom nu kommer att förklaras. Antag att kärnvarvtalet ökar. RRD hoppar nu. Om det antages att RRD hoppar till 0,5 mm hoppar nu signalen på linjen 450 i fig. 18 till 0,125 mm (0,5 - 0,38). Max-väljarblocket 456 väljer detta värde i stäl- let för alternativet 0,01 mm, och tillför 0,125 mm till summeraren 460, som subtraherar detta värde från det tidigare värdet i stationärt tillstånd på linjen 463.

Ett sätt att visualisera betydelsen av denna subtraktion framgår av fig. 38. Ett blad 36 och hölje 39 visas i sina stationära tillstånd. Eftersom det föreligger ett stationärt tillstånd kommer spelrummet 486 att vara lika med erfordrat spelrum på linjen 463 i fig. 18. När kärnvarvalet hoppar, ökar RRD såsom anges av sträckan 489 i fig. 38, vilket motsvarar värdet på linjen 450 i fig. 18. Summeraren 460 tar skillnaden mellan spelrummet i stationärt tillstånd (sträckan 486 i fig. 38), som alstras av Z-blocket 466 och ökningen av RRD (sträckan 489 i fig. 38). Denna skillnad 492 är det kvarstående spelrummet i turbinen efter hoppet i RRD.

Max-väljaren 468 väljer det större av detta kvarstående spelrum 492 i fig. 38 eller det registrerade spelrumet för det nya högre kärnvarvtalet (från blocket 440 i fig. 18). (I allmänhet minskar det önskade spelrummet hos blocket 440 när kärnvarvtalet ökar). Till följd härav kommer det efterfrågade spelrummet på linjen 463 att vara lika med eller mindre än det tidigare spelrummet i sta- tionärt tillstånd. Vidare kommer värdet på linjen 463 ej att minska snabbare än RRD ökar, förutsatt att ökningen av RRD är mindre än det begränsande värdet i (blocket 453. Verkan av detta nya efterfrågade spelrum kommer nu att förklaras med hänvisning till fig. 4.

Läsaren erinras om att spelrummet endast regleras genom kylning, och sålunda krympning, av höljet 39. Avlägsnande av kylluften, såsom genom slutning av ventilen 185 i fig. 1A, medger expansion av höljet 39, när turbingaserna 14 värmer det. Minskning av det önskade spelrumsvärdet, alstrat av blocket 101 i fig. 4, bringar den efterfrågade höljeförskjutningen (på linjen 121) att minska, vilket medför att höljefelet minskar, vilket i sin tur bringar kylventilen att begränsa flödet eller helt stänga av det. Verkan är att höljet tillåts expande- ra under accelerationer för att ge rum för den växande turbinen. Denna verkan är betydelsefull under uppträdande av tillväxt av den varma rotorn, såsom diskute- rades ovan under rubriken "Uppfinningens bakgrund".

Efter det att accelerationen avslutats antar emellertid RRD i fig. 18 et1 stationärt tillståndsvärde, vilket driver summerarens 440 utgång till noll. 468 059 18 MAX-väljaren 456 väljer sålunda konstanten i blocket 453 och tillför den till summeraren 460. Det önskade spelrummet på linjen 443 når sitt slutliga, lägre värde på grund av att accelerationen har slutat, men kärnvarvtalet är nu högre.

(Läsaren erinras om att det önskade spelrummet minskar när kärnvarvtalet ökar).

Eftersom det tidigare värdet på linjen 463 är mindre än värdet på linjen 443 (på grund av att MAX-väljarblocket 468 tidigare valde det större av utgångsvärdet från summeraren 460 eller signalen på linjen 443, och signalen på linjen 443 har minskat), blir sålunda verkan av summeraren 460 och MAX-väljarblocket 468 att stegvis minska det efterfråga spelrummet, på linjen 463 i steg om 0,01 nm till det nya, lägre spelrummet, som är korrekt vid det högre kärnvarvtalet.

Den föregående diskussionen har visat tre huvudfunktioner hos apparaten enligt fig. 18. För det första uppträder under drift i stationärt tillstånd det önskade spelrummet hos blocket 440 på utgångslinjen 463 . För det andra minskas under en acceleration det efterfrågade spelrummet så att kylventilen i fig. lA begränsar eller helt sluter, och sålunda låter höljer 39 växa och ge plats för den växande rotorn. För det tredje bringas efter avslutad acceleration utsignal- en på linjen 463 gradvis till det stationära tillståndsvärdet på linjen 443, i steg om 0,01 mm, vilket steg är konstanten i blocket 453.

Det efterfrågade spelrummet tillförs till summeraren 120 i fig. 4 till- sammans med rotorförskjutningen, såsom beskrivits ovan, för att alstra den önskade höljeförskjutningen på linjen 121. Konstanten Kl subtraheras i summera- ren 120, såsom nu kommer att förklaras.

Kl är ett tidigare föreliggande spelrum, som inbyggts i motorn under tillverkning. I allmänhet kommer Kl att variera mellan 1,52 och 2,03 mm. Om komponenterna i fig. 38 är kalla skulle dimensionen 486 representera Kl.

När ett blad växer till det streckade läget 368 indikerar det önskade spelrummet från blocket 101, när det adderas i summeraren 120, att höljet 39 bör vara i punkten 480. Det kalla spelrummet 486 (dvs. Kl) ger emellertid ett tidi- gare föreliggande spelrum och subtraheras från punkten 480 vid bestämning av den krävda höljeförskjutningen. Subtraktionen indikerar att höljet 39 endast behöver röra sig sträckan 482 för att uppnå det önskade spelrummet.

Utgången från summeraren 120 i fig. 4 anger den krävda höljeförskjutning- en. Den verkliga höljeförskjutningen subtraheras från denna i summeraren 123 i ändamål att ge höljefelet. Beräkningarna av höljets förskjutning kommer nu att diskuteras. f) H J 19 468 059 (D) Högtrycksturbinens höljetemperatur (fig. 10) I korthet delas höljeförskjutningen i tre komponenter, vilkas överlagrin ger den totala höljeförskjutningen. De tre komponenterna är, för det första, värmeförskjutning, på linjen 323 i fig. 10; för det andra, tryckförskjutning, p linjen 328; och, för det tredje värmeförskjutning hos höljestöden, på linjen 325. (Höljestödförskjutningen subtraheras i summeraren 326 på grund av att ex- pansion av stöden, såsom stöden 430 i fig. 3A, tjänar till att minska höljedia- metern, medan expansion av själva höljet tjänar till att öka höljediametern).

Beräkningarna av värmeförskjutningen kommer nu att behandlas i detalj.

Blocket 320 i fig. 10 mottager fyra invärden 329 och beräknar från dessa avvik- elsen i höljediametern från dess kalla tillstånd. Denna beräkning beskrivs mera i detalj i fig. 11 - 13.

Såsom antyds i fig. 11 beräknas först höljetemperaturen och därpå beräk- nas värmeförskjutningen baserad på denna temperatur. Temperaturberäkningen ange i ytterligare detalj i fig. 12. Såsom vid rotorn visar fig. 12 två tidskonstant er i blocken 398 och 401, på grund av att höljets värmeöverföringsmodell även ä av andra ordningens typ. Vidare är såsom vid rotorn varje tidkonstant i själva verket ej konstant, utan modifieras av blocket 393 enligt kärnluftflödet, vilke är den luftmängd, som rör sig genom höljet och som anges av pilen 14 i fig. 1A.

Ett skäl till att modifiera tidskonstanterna enligt kärnflödet (eller "genomströmningen") är analogt till det för modifiering av tidskonstanterna i fig. 7 för rotorn. Värmeöverföringstakten från höljet 39 i fig. 1 har samband med temperaturen och tätheten hos det i kontakt med höljet stående mediet, och detta medium är luftströmmen 14. Ehuru kärnluftflödet är en enda parameter, -innehåller denna enda_parameter information beträffande luftströmmens 14 värme- överföringsegenskaper, på ungefär samma sätt som effektparametern på linjen 246 i fig. 7 innehåller information om värmeöverföringsegenskaperna hos det skivan kontaktande mediet.

Vid stora kärnflöden är exempelvis i allmänhet luftströmmens 14 tempera- tur het, trycket (dvs. tätheten) är stort, och varvtalet är högt. Vid små luft- flöden är temperaturen lägre, trycket är lägre och hastigheten är lägre. Känne- dom om kärnflödet genom blocket 393 medger därför beräkning av takten i värme- tillförseln till och från höljet, vilket påverkar höljets tidskonstanter.

Temperaturen i stationärt tillstånd hos höljet ges på linjen 405 i fig. 12 och beräknas på grundval av parametrar 407, vilka innefattar kompressorut- släppets totaltemperatur och fläktutsläppets totaltemperatur. En signal på lin- jen 421A anger dessutom de relativa massflödena hos de två luftströmmar, som ha 468 059 20 dessa två temperaturer. Kompressorutsläppsluft används för att kyla höljet 39 och mantelstöden 330, och strömmar grovt såsom antyds genom pilar 431. Den fläktkylande luftströmmen anges genom pilar 97 och tillförs av en kammare 98, som visas med grova linjer.

Blocket 418 i fig. 12 innehåller en faktor känd från konstruktionen av kompressoravtappet, som vid tillförsel till det av ledningsblocket 416 åstad- komna rörelseförhållandet ger den skalfaktor, som definierar verkan av de två luftströmmarna 431 och 97 på höljet i fig. 3.

Sett från en annan synpunkt ger den till linjen 405 i fig. 12 ledande apparaten temperaturen hos fläktavtappsluftflödet 97 i fig. 3A, tillsammans med temperaturen hos kompressoravtapps-luftflödet 431. Blocket 418 innehåller vidare information, känd från höljets 39 konstruktion, avseende värmeöverföringsegen- skaperna hos höljet och tillhörande strukturer. Kännedom om den föregående informationen medger kalkylering av höljets temperatur.

Mera allmänt representerar linjen 405 en interpolation mellan de två luftflödena vid olika temperaturer. För det första erhålls temperaturskillnaden från summeraren 415, skillnaden viktas av multiplikatorn 421, och den viktade skillnaden subtraheras från den varmare temperaturen i summeraren 424.

Viktningen i multiplikatorn 421 är baserad på förhållandet mellan mass- flöden, som ges i delningsblocket 416, och även på flänseffektiviteten, som ges i blocket 418. Den senare är känd inom värmeöverföringsteorin och är en indika- tion på värmeisolationsvärdet hos de komponenter, som är belägna mellan de värm- ande och kylande luftströmmarna. Komponenterna i fig. 3A innefattar höljet 39, flänsar 431A, liksom höljestöden 430.

Den föregående diskussionen har behandlat beräkningen av höljets tempera- tur i stationärt tillstånd. Denna temperatur tillförs, liksom rotortemperaturen i stationärt tillstånd i fig. 7, till fördröjningsnätverket 266 i fig. 12, till- sammans med rätt tidskonstanter för höljet, och utgången på linjen 427 anger höljetemperaturen. I stationärt tillstånd är utgången lika med temperaturen i stationärt tillstånd på linjen 405. Under transienter modifieras utgången av fördröjningsnätverket och tidskonstanterna. Användningen av höljetemperaturen för att beräkna höljeförskjutningen kommer nu att behandlas.

(E) Högtrycksturbinens höljeförskjutning (fig. 11 och 13).

Fig. 11 visar att höljetemperaturen på linje 427 matas till blocket 362, som beräknar höljeförskjutningen. Beräkningen framgår i detalj av fig. 13.

Såsom i fig. 8 beräknas på linjen 502 i fig. 13 höljeförskjutningen ba- serat på en dimension (i blocket 483), som uppträder vid rumstemperatur (i bloc- ket 486) och dimensionen multipliceras både med avvikelsen från rumstemperatur ívl H 468 059 (på linjen 489) och med värmeutvidgningskoefficienten (på linjen 499).

Såsom beskrivits ovan i samband med fig. 37 justerar blocken 493 och 496 i fig. 13 tillsammans med multiplikatorn 498 och summeraren 501 värmeutvidg- ningskoefficienten baserat på temperaturen på linjen 427. Den justerade koeffi- cienten multipliceras med avvikelsen från rumstemperatur (eller annan referens- temperatur) i multiplikatorn 503, i vilken även höljets temperaturdimension (i blocket 483) multipliceras. Produkten på linjen 502 är höljets värmeförskjutning och är i form av (värmeexpansionskoefficient) x (temperaturavvikelse) x (ursprungsstorlek). Höljets värmeförskjutning tillförs till summeraren 123 i fig. 4, från vilken höljefel erhålles.

(F) Beräkning av kylande luftström.

Beräkningen av mängden kylande luftström som matas till divideraren 416 i fig. 12, kommer nu att behandlas. Denna beräkning sker i blocket 138 i fig. 4, som visas i detalj i fig. 14. Dividerarens 520 utgång är tryckförhållandet mellan fläktutsläppet, i punkten 523 i fig. 1A och trycket under huven, som representerar trycket nära punkten 526, och beräknas baserat på atmosfärstryck.

Detta tryckförhållande är det i kanalen 527, som avger kylluftflödet till höljet 39, när ventilen 134 är helt öppen.

Det är känt hur man kan beräkna luftströmningshastigheten i en kanal, när tryckförhållandet (från divideraren 520), temperaturen (på linjen 529), och kanalgeometrin är känd (geometrifaktorer finns i blocket 531). Signalen på linjen 533 anger sålunda det maximala kylflöde, som kan tillföras till höljet 39. ventilen 134 i fig. 1A stryper emellertid detta flöde, och det verkliga flödet erhålls från ventilläget, på linjen 536 i fig. 14, som korrigeras 1 bloc- ket 539 för olinjariteter mellan ventilläge och ventilöppning. Resultatet, på linjen 416A i fig. 4, 12 och 14 ger mängden kylluft, som når höljet 39.

Denna diskussion kommer nu att behandla temperaturfördröjningsnatvefxet ' fig. 7 och 12, vilka båda är desamma, och som inställer den beräknade tempera- turen i stationärt tillstånd hos rotorn och höljet i ändamål att åstadkomma upp- skattade temperaturer hos rotorn och höljet för användning under transienter.

(G) Temperaturfördröjningsnätverk (fig. 15).

Den föregående diskussionen har behandlat beräkningen av höljefel, som matas till ventilregulatorn 129 i fig. 4 men under stationära tillstånd. Nu kommer en förklaring att ges av uppfinningens verkan under motortransienter, dvs. under accelerationer och retardationer, i ändamål att uppskatta rotor- och höljetemperaturerna baserat på uppförandet hos de beräknade temperaturerna i stationärt tillstånd. Denna uppskattning sker medelst fördröjningsnätverket 266 468 059 22 i fig. 7 och 12. Fördröjningsnätverket i fig. 7 behandlar både signaler för livet och hålet. Fördröjningsverket i fig. 12 behandlar signaler för höljet.

Situationen i fig. 12, för höljet, åskådliggör funktionen i alla tre si- tuationerna och är allmänt illustrativ. Tidskonstanterna i blocket 398 och 401 anbringas i fig. 15 på visat sätt. Två fördröjningsnätverk visas i fig. 15, och de är identiska. Det första är uppströms punkten 578, medan det andra är ned- ströms pumpen 579.

I det första nätverket dividerar divideraren 580 tidskonstanten på linjen 583 med 0,24. Kvoten på linjen 586 är en annan tidskonstant, men inställd för det faktum att iterationstiden för datorprogrammet är 240 millesekunder. Med andra ord nås punkten 578, eller varje annan utvald punkt i figurerna, en gång var 240 millisekund under det att programmet körs. Tidskonstanten på linjen 583 beräknas emellertid i sekunder och inställs av divideraren 580.

Temperaturen i stationärt tillstånd från linjen 405 i fig. 12 tillförs till summeraren 589, där Z-blocket 592 subtraherar det sista i punkten 578 upp- trädande värdet, och ger sålunda som summerarens utvärde i punkten 593 den efter den sista iterationen uppträdande temperaturändringen. Denna temperaturändring multipliceras med tidskonstanten på linjen 586, som är ett tal mellan 0 och 1, och produkten, på linjen 595, adderas i summeraren 598, av z-blocket 592, till det sista värdet i punkten 578.

Denna följd av händelser tillför en fördröjning till temperaturen i sta- tionärt tillstånd på linjen 588, såsom följande exempel kommer att åskådliggöra.

Låt oss anta att temperaturen i stationärt tillstånd ökar från 10 till 15 och därpå stabiliseras vid 20 godtyckliga enheter. Låt oss även anta att tids- konstanten på linjen 586 är 0,5, innebärande att den naturliga tidskonstanten på linjen 583 är 2,08. När temperaturen låg stabilt vid 10 var värdet i punkten 593 0 på grund av att signalerna på linjerna 588 och 590 var lika. När temperaturen hoppar till 15 antar emellertid värdet i punkten 593 (temperaturskillnaden) ett värde 5 (15 - 10).

Multipliceraren 601 alstrar nu ett värde 2,5, som adderas i summeraren 598 till ett värde 10 (från z-blocket 592) för att åstadkomma en signal med vär- det 12,5 i punkten 578. Under nästa iteration hoppar temperaturen till ett värde 20 och summeraren 589 alstrar ett utvärde 7,5 (dvs. 20 minus 12,5). Multiplice- raren 601 tar 1/2 av detta värde och tillför resultatet 3,75 till summeraren 598, som adderar detta tal till talet 12,5, vilket ger ett värde i punkten 578 av 16,25.

Vid nästa iteration, efter det att temperaturen har stabiliserats vid 20, är värdet 3,75 i punkten 593 (dvs. 20 minus 16,25), varav 1/2 adderas till värdet 16,25 i punkten 578 av multipliceraren 601 och summeraren 598, vilket ger [i 23 468 059 18,125. Denna process fortsätter, vid vilken skillnaden mellan värdet i punkten 578 och temperaturen i stationärt tillstånd (dvs. 20) divideras med 2 och adde- ras till värdet i punkten 578. Med andra ord tar summerarna 589 och 598, till- sammans med multipliceraren 601, hälften av skillnaden mellan punkterna 578 och 588 och adderar denna hälft till punkten 578 vid varje iteration. I detta exem- pel är följden av värden i punkten 578 10, 12,5, 16,25 och 18,125.

Denna process tvingar värdet i punkten 578 att följa temperaturen i sta- tionärt tillstånd på linjen 588, men med en tidsfördröjning: det första utvärdei (i punkten 578) antar ej omedelbart temperaturen i stationärt tillstånd, utan närmar sig gradvis temperaturen i stationärt tillstånd i steg om 1/2 av den föreliggande skillnaden. Den verkliga tiden för fördröjningen bestäms av tids- konstanten. On tidskonstanten vore 0,1 i stället för 0,5 såsom antages ovan, skulle de successiva värdena i punkten 578 vara 10, 10,5, 10,95 och 11,1 i stället för den sekvens som beräknats ovan. En mindre tidskonstant förorsakar sålunda en större fördröjning och bringar signalen i punkten 578 att ta längre tid för att nå det slutliga värdet i stationärt tillstånd. Utvärdet från det första fördröjningsnätverket, i punkten 578, kommer att kallas en första för- dröjningstemperatur, och matas till ett lednätverk 618, vilket nu skall förklaras.

Den första fördröjningstemperaturen multipliceras i multipliceraren 605 med en konstant på linjen 607, som är approximativt - 0,94, såsom anges i fig. 19. Konstanten subtraheras även från 1,0 i summeraren 609 och resultatet, om- kring 1,94, multipliceras i multipliceraren 613 med temperaturen i stationärt tillstånd på linjen 611. Utvärdena från multiplicerarna 605 och 613 adderas i summeraren 614, vilket ger en signal på linjen 615. Denna signal tjänar som led signal, vilken underrättar det andra fördröjningsnätverket om uppförandet hos temperaturen i stationärt tillstånd: signalen är lika med (1,94 x temperaturen stationärt tillstånd) minus (0,94 x första fördröjningstemperaturen), och domi- neras sålunda av temperaturen i stationärt tillstånd.

Ledsignalen på linjen 615 tillförs till ett andra fördröjningsnätverk, som börjar i punkten 579. Det andra fördröjningsnätverket har en mindre tids- konstant på linjen 620 men annars fungerar det som det första fördröjningsnät- verket. Därför utsätts utvärdet, som är den uppskattade temperaturen hos en komponent (hölje, hål, eller liv) under en transient, för två fördröjningsnät- verk liksom för lednätverket i blocket 16. Hela nätverket är ett fördröjnings- led-fördröjningsnätverk.

Den föregående diskussionen avseende högtrycksturbinens spelrumsregle- ring, har visat hur rotor- och höljeförskjutning beräknas för stationära 468 059 2, tillstånd baserat på kärnvarvtal, tryck och temperaturer, för vilka rotorn och höljet utsätts. Vidare har diskussionen visat att transientförskjutning för rotorn och höljet, som uppträder, när motorn underkastas accelerationer eller retardationer, kan beräknas baserat på uppförandet med tiden hos de beräknade temperaturerna i stationärt tillstånd hos dessa komponenter. Dessa transientbe- räkningar sker i fördröjningsnätverket 266 i fig. 7 och 12.

Tidskonstanterna i fördröjningsnätverket modifieras under transienter som reaktion på utvalda driftparametrar, såsom de som matar blocket 260 i fig. 17 och matar blocket 393 i fig. 12. Denna diskussion kommer nu att behandla arbets- sättet hos ventilregulatorblocket 129 i fig. 4 och 16.

(H) Ventilregulatordynamik (fig. 16).

Ventilregulatorblocket visas mera i detalj i fig. 16. Information avseen- de den sannolika tillförlitligheten hos utvalda sensorer matas till ett para- meterstatus-block 630. Sensorerna i fråga är sådana som anger total lufttempe- ratur hos den i motorn inkommande luften, omgivande lufttryck, kompressorut- släppstemperatur, och lågtrycksturbinens inloppstemperatur. Dessa data avseende sensortillförlitlighet ges av andra apparater, som är i och för sig kända. Data för varje sensor är en digital signal representerande ett tal. Värdet på talet anger den väntade graden av tillförlitlighet hos data, som erhålls från resp. sensor. Inom den här avsedda tekniken benämns dessa data valstatusparametrar (selection stator parameters), fortsättningsvis benämnda SST-parametrar (SST).

SST-parametrarna tillförs till en sanningstabell visad i fig. 17, som re- presenterar det arbetssätt, vilket blocket 630 i fig. 16 har. I kolumn 700 i fig. 17 sker en förfrågan om huruvida SST för lågtrycksturbinens inloppstempera- tursensor är lika med 4 eller 7. Om SST är lika med 4 eller 7 blir svaret T (true) dvs. sann, och om detta ej är fallet F (false), dvs. falskt. I spalt 701 sker förfrågan med avseende på SST för sensorn för kompressorutsläppstemperatur.

Om SST är lika med 4 eller 7, blir svaret T, om inte blir svaret F. On svaret är obestämt, dvs. om svaret varken är T eller F (ett "gör det samma"-tillstånd), erhåi 1 s ett x.

Spalten 702 frågar om SST för omgivningstrycksensorerna överskrider 13, medan spalten 703 gör en liknande förfrågan beträffande SST hos sensorn för total lufttemperatur.

De individuella värdena i varje rad 705-709 utsätts för en logisk ELLER- operation, vilket innebär att förfrågan sker huruvida åtminstone ett sant svar föreligger i raden, och resultatet ges i kolumnen 704. Det sanna svaret i cir- keln 710 ger exempelvis raden 707 ett ELLER-värde T (dvs. sann) såsom anges i spalt 704. I motsats härtill ger frånvaron av ett sant svar i raden 709 denna 468 059 25 rad ett ELLER-värde F, falskt. Sann-värdet anger att sensordata ej anses till- räckligt tillförlitliga, och såsom förklaras nedan, ställer regleranordningen ventilen 134 i fig. 1 till ett "fail-safe"-läge.

Baserat på spalten 704 drivs förbikopplingsströmställaren 633 i fig. 16 till det visade "sanna" läget när svaret i spalt 704 i fig. 17 har ett sant värde. I denna situation visas styrslingan med den streckade linjen 636 i fig. 16 och det efterfrågade ventilläget erhålls från summeraren 639. Ett kylventil- läge av 0 % från blocket 642, tillförs till summeraren 639, varifrån subtraheras det tidigare värdet för det efterfrågade ventilläget, som erhålles av x-blocket 645. Värdet hos den resulterande signalen på linjen 650 begränsas av max- och min-väljare 653 och 656, vilka begränsar signalen mellan värdena +22,222 och -22,222, såsom visas i fig. 19. Den resulterande begränsade signalen tillförs till summeraren 660 i fig. 16, till vilken adderaras det tidigare värdet hos ventilsignalen, som erhålls från z-blocket 663. Summeraren 660 och z-blocket 663 verkar som en integrator, som integrerar den av max-väljaren 656 alstrade signalen. Följaktligen bestäms ventilläget av utvärdet från summeraren 639.

Ingen kylning tillförs till höljet och höljet antar sin maximala diameter, som är ett "fail-safe"-läge. _ On omkopplaren 33 är i det "falska" läget, angivande att ett tillräck- ligt antal sensorer antas arbeta tillförlitligt, behandlas stator-felsignalen på linjen 670 enligt följande. Felsignalen multipliceras av en förstärkningsfunk- tion i blocket 673. Förstärkningsfunktionen ger olika inverkan på olika värden av statorfelet. Ett statorfel av 0,5 mm (20 mil) kan exempelvis medföra att ut- signalen från förstärkningsblocket blir 50 enheter, medan ett fel av 0,025 mm (en mil) kan medföra en oproportioneligt liten utsignal, såsom en enhet. Ett resultat blir att det större felet 0,2 mm (20 mil) medför en större reaktion (50 enheter).

En minimum-väljare 674 väljer därpå mellan minimum av signalen från blocket 676 och utsignalen från förstärkningsblocket 673, varigenom utsignalen från förstärkningsblocket begränsas till ett övre högsta värde, nämligen det i blocket 676. Utsignalen från minimum-väljaren 674 matas till en multiplicerare 679, där den multipliceras med en i blocket 682 ingående konstant, varvid fel- signalen omvandlas till de för ventilinställning nödvändiga rätta enheterna.

Konstanten omvandlar statorfelets enheter till ventillägesenheter (dvs. läget hos en ventilskiva eller -öppning) på grund av att ett givet statorfel kräver en given mängd kylluft, som erhålles medelst en ventil med ett givet ventilskivlä- ge.

Till multipliceraren 679 matas även utsignalen från ett filter, som ingår i det streckade blocket 684. Filtret tjänar till att filtrera ut högfrekvensbrus 468 059 26 som skulle kunna uppträda i statorfelsignalen. Ett exempel kommer att åskådlig- göra filtrets 684 arbetssätt.

I stationärt tillstånd kommer signalerna på linjerna 670 och 685 att vara lika. Utsignalen från summeraren 688 kommer sålunda att vara noll och multipli- ceraren 690 gör inget för att ändra signalen på linjen 685. On ett hopp i statofelet emellertid uppträder frågar filtret i själva verket om hoppet representerar en verklig statorfelsökning eller en falsk brussignal.

Antag att den tidigare felsignalen var 0,25 mm (10 mil), och att felsig- nalen nu hoppar till 0,5 mm (20 mil). Utvärdet från summeraren 688 är nu 0,25 mm (0,5 - 0,25). Blocket 693 och multipliceraren 690 multiplicerar denna utsignal med en bråkdel, som antas vara 0,10, vilket ger en signal 0,025 (0,25 x 0,10) på linjen 694, som adderas till den tidigare felsignalen 0,25 m i summeraren 696.

Resultatet blir en signal av 0,275 på linjen 685, som reaktion på en felsignal av 0,5 på linjen 670: den stora felsignalen har reducerats. On den stora felsig- nalen kvarstår kommer signalen på linjen 685 att gradvis närma sig felsignalens värde. On den stora felsignalen försvinner, vilket sker om orsaken var falska faktorer, kommer signalen på linjen 685 att gradvis att anta det ursprungliga värdet 0,25 på linjen 670.

Blocket 684 verkar sålunda som ett filter på grund av att det förhindrar snabba (dvs. högfrekvens-) hopp i statorfelet från att sprida sig förbi multi- pliceraren 679. Den av pilen 695 indikerade slingan kommer nu att beröras.

Max- och min-väljarblocken 712 och 713 mottar vardera en marginalsignal på en resp. linje 651 och 650. Varje marginalsignal representerar skillnaden mellan den sist efterfrågade ventilpositionen, erhållen från ett respektive z- block 645 eller 646, och gränser från blocken 642 och 643. En gräns, i blocket 643, representerar ett maximalt tillåtet ventilläge, medan den andra gränsen, i blocket 642, representerar ett minimalt tillåtet ventilläge. Marginalerna be- gränsar sålunda signalen på linjen 715 genom max- och min-väljarblocken 712 och 713.

Marginalerna begränsar ventilhastigheten när ventilen närmar sig antingen maximum- eller minimumlägena. Om exempelvis det efterfrågade ventilläget vore mycket nära det maximala läget skulle den av summeraren 639A alstrade skillnaden vara mycket liten, varför det av min-väljarblocket 712 tillåtna ventilläget skulle uppvisa samma lilla skillnad.

På liknande sätt begränsar max- och min-väljarblocken 653 och 656 signalen på linjen 715, men av ett annat skäl. Dessa senare block förhindrar att den efterfrågade ventilhastigheten, som erhålles från styrsystemet på linjen 715, överskrider den snabbaste rörelsehastighet, som kan uppnås med ventilen: U 468 G59 styranordningen tillåts ej efterfråga en ventilrörelsehastighet, som ventilen e kan uppnå.

Utsignalen från maximum-väljaren 656 matas till z-blocket 717 och till summeraren 660. Det torde framhållas att denna utsignal, ehuru tidigare beskriven som ett ventilskivläge, i själva verket representerar en hastighet ho ventilskivan. Signalen tillförs till en i och för sig känd servomotor, och så länge som signalen ligger an manövrerar servomotorn ventilskivan. Hastigheten beror på signalstorleken. Z-blocket åstadkommer följaktligen en hastighetsänd- ringstakt, som är en acceleration. Därför för linjen en signal, som indikerar ventilskiv- eller ventilöppningsacceleration.

Denna accelerationssignal modifierar signalen från multipliceraren 679 enligt följande. Ett bråkdelsvärde förs på linjen 719, baserat på HPTCMOD, som är den av blocket 393 i fig. 12 alstrade signalen. HPTCMOD är den signal, som modifierar höljets tidskonstanter, såsom diskuterats ovan under titeln "(D) Högtrycksturbinens höljetemperatur (fig. 10)". Bråkdelsvärdet på linjen 719 tillför en del av den tidigare accelerationen, erhållen från z-blocket 720, til summereraren 721, där skillnaden mellan de två accelerationerna erhålls på linjen 722. Skillnaden adderas till det tidigare värdet i summeraren 723 och resultatet subtraheras i summeraren 724.

Ett sätt att betrakta den just beskrivna modifikationen är att beräkning en i det streckade blocket 725 tjänar till att anpassa den efterfrågade accele- rationen, alstrad av max-väljarblocket 656, till den acceleration, som höljet kan underkastas, baserat på dess föreliggande tidskonstanter. On för stor acce- leration efterfrågas tjänar summerarens 723 utsignal till att reducera den efterfrågade accelerationen, alstrad av max-väljaren 656, på grund av den i sm meraren 725 uppträdande subtraktionen.

(I) Översikt över lågtrycksturbinsysstemet (fig. 20).

Denna diskussion kommer nu att beröra ett styrsystem, som används för a styra spelrummet 740 i fig. 1A mellan lågtrycksturbinen 18 och lågtrycksturbin höljet 744. En fläktavtappning liknande den som används för högtrycksturbinen används, såsom antyds i fig. 1A.

Fig. 20 är en översikt över systemet, med liknande innehåll som fig. 4.

Blocket 753 i fig. 20 beräknar den önskade storleken på spelrummet 240 i fig. 1A, baserat på fläktvarvtal. Fläktvarvtal används i fig. 20, i motsats till de i fig. 4 använda verkliga kärnvarvtalet, på grund av att fläkten 21 i fig. 1A fästad vid samma axel som lågtrycksturbinen 18, och benämningen “fläktvarvtal“ är ett accepterat begrepp inom den här aktuella tekniken för varvtalet hos låg trycksdelen, som innefattar fläkten 21, förstärkaren 6 och lågtrycksturbinen 1 468 ösa, 28 Blocket 756 beräknar rotorförskjutning baserat på fyra ingångsparametrar: fläktvarvtal; temperaturen hos den hålighet 757, i vilken rotorskivan 758 i fig. 1A är belägen; lågtrycksturbininloppets totala temperatur; samt lågtrycksturbin- inloppets statiska temperatur. Dessa fyra parametrar är analoga med de fyra pa- rametrarna som används av blocket 107 i fig. 4, för högtrycksrotorförskjutning- en: fläktvarvtalet är analogt med kärnvarvtalet; lågtrycksturbininloppets tryck är analogt med kompressorutloppets statiska tryck på grund av att vardera utövar tryck på sitt resp. turbinhölje; lågtrycksturbininloppets temperatur är analog med högtrycksturbininloppets temperatur; och hålrumstemperaturen är analog med kompressorutsläppets temperatur, på grund av att det senare används för att rena högtrycksturbinhålrummet, såsom beskrivits ovan. 2 Utsignalen hos blocket 756 i fig. 20 anger rotorförskjutning, som adde- ras i summeraren 764 till det önskade spelrummet från blocket 753, varifrån subtraheras det kalla spelrummet i blocket 767. Utsignalen från summeraren 764 är det efterfrågade höljeläget.

Höljets avvikelse från detta efterfrågade läge fastställs i summeraren 770, som beräknar höljefelet. Insignalen på linjen 772 till summeraren 770 är statorförskjutning, som beräknas i blocket 774 baserat på de fyra nämnda ingångsparametrarna. Ãterstoden av fig. 20 är analog med återstoden av fig. 4 och den ovanstående diskussionen i sektionen “(A) Systemöversikt“ är tillämplig.

Fig. 21 som beräknar rotorförskjutning för lågtrycksturbinen kommer att jämföras med fig. 5, som beräknar rotorförskjutning för högtrycksturbinen. Bloc- ket 771 i fig. 21 beräknar bladvärmeförskjutning, vilken är turbinbladens for- längning på grund av temperaturändringar. Insignalen på linjen 772 är bladten- peratur, som kommer att befinna sig vid eller nära lågtrycksturbininloppets temperatur, vilken är den uppmätta parametern på linjen 772. Beräkningen av bladtemperatur är enklare än den för blocket 192 i fig. 5 gjorda beräkningen r grund av att i fig. 5 bladtemperaturen är en funktion både av kylluft och av se förbränningsgaser, som träffar bladen. Ingen sådan kylning sker för lågtrycks- turbinbladen vid den föredragna utföringsformen, varför beräkningen i fig. 21 ar enklare. On bladkylning användes kan emellertid beräkningen i fig. 5 anvancas.

Baserat på fyra parametrar, nämligen fläktvarvtal, temperatur hos hålrum- met 757 i fig. 1A, som innehåller lågtrycksturbinen, lågtrycksturbininloppets tryck, och lågtrycksturbininloppets temperatur, räknar blocket 775 i fig. 21 följande: temperaturen hos nav och kant, (som motsvarar begreppen hål och liv i fig. 35), på linjen 777, och nav- och kantförskjutningen baserat på temperatur- erna. Ü 468 059 Temperaturen på linjen 777 används av blocket 780 för att beräkna rotor- materialets elasticitetsmodul. Vidare beräknar blocket 782 ändringen i elasti- citetsmodulen hos turbinbladen. Dessa moduländringar adderas i summeraren 785, som matar multipliceraren 788, som multiplicerar summan av kärnvarvtalet i kvadrat på linjen 790. Multipliceraren 788 utför en liknande funktion som multi- pliceraren 173 i fig. 5.

En beräkning av elasticitetsmodulen för turbinbladen sker i fig. 21, men sker inte i fig. 5 för högtrycksturbinen. Ett skäl är att lågtrycksbladen är mycket längre än högtrycksturbinbladen, varför bladens förlängning på grund av centrifugalkraft är större än i fallet med högtrycksturbinen.

Centrifugalförskjutningen från multipliceraren 788 adderas till bladets värmeförskjutning från blocket 771 i summeraren 793, och en signal avges på lin- jen 795, som är en signal (RRD) indikerande snabb rotorförskjutning, såsom i fig. 5. Signalen benämns snabb rotorförskjutning på grund av att förskjutningen utträder nästan ögonblickligen som rotoravtalet ökar: centrifugalförskjutning är ögonblicklig, och turbinbladen följer temperaturen hos de i turbinen inkom- mande så snabbt att bladvärmetillväxten, som beräknas i blocket 770, kan anses som nästan ögonblicklig.

Snabb rotorförskjutning adderas i summeraren 798 till skivans värmeför- skjutning, vilket ger den verkliga förskjutningen hos hela rotorn på linjen 800, vilken linje även visas i fig. 20. Beräkningen av blocket 775 i fig. 21 kommer nu att beröras.

Arbetssättet hos ett liknande block 209 i fig. 6 förklaras i ovanstående diskussion under rubriken "(B) Högtrycksturbinens rotorförskjutning, översikt (fig. 6)". I likhet med högtrycksturbin-situationen, visad i fig. 7, används två tidskonstanter (i blocken 865 och 868) i fig. 23 för lågtrycksskivan, en för ett kantområde och en för ett navområde. För lågtrycksturbinen anses navområdet sluta i punkten 3180 i fig. 35, som ligger på ett värde av ______på skalan 0 till 100 i figuren, i motsats till slutpunkten för hålet för högtrycksturbinen, som ligger på ett värde av 40 enheter, såsom angivits ovan.

Såsom i fig. 7 för högtrycksturbinen beräknas en effektparameter i fig. 23 på linjen 850, i likhet med på linjen 246 i fig. 7 och effektparametern är er indikator på isolationsförmågan (eller omvänt värmeledningsförmågan) hos den trycksatta luften runt skivan. Tät, het högtrycksluft, vid en hög temperatur såsom anges med parametrarna på linjerna 853 och 856, kommer exempelvis att sträva att uppvärma skivan snabbare när fläktvarvtalet på linjen 859 är högt på grund av att den relativa rörelsen mellan skivan och luften åstadkommer en skrubbande verkan, som underlättar värmeöverföring. 468 059 30 Utgången från blocket 862 i fig. 23 är ett par modifierare, en för varje tidskonstant på skivan, vilka ingår i blocken 865 och 868. Såsom diskuterats ovan i samband med högtrycksturbinen förutsätter den använda värmeöverförings- modellen ett andra ordningens system med två tidskonstanter, nämligen en snabb tidskonstant och en långsam tidskonstant. Tidskonstanten är blocken 865 och 868 för lågtrycksturbinen är analoga med tidskonstanterna i blocken 250 och 252 i fig. 7 för högtrycksturbinen.

' Blocket 820 i fig. 22 beräknar temperaturen i stationärt tillstånd hos turbinskivan 758 (dvs. för både nav och kant) i fig. 1A, som kommer att uppnås om de av parametrarna på ingångslinjerna 880 angivna arbetsförhållandena kvar- står. Fig. 24 visar beräkningen av nav- och kanttemperaturerna i stationärt tillstånd i närmare detalj.

Kanttemperaturen påverkas inte bara av temperaturen hos luften i hålig- heten 757 i fig. 1A, utan även av värmeflödet från den turbinbladen träffande luften. Kanttemperaturen i stationärt tillstånd påverkas sålunda av signaler på båda linjerna 892 och 894 i fig. 24. Blocket 887 åstadkommer en faktor till mul- tipliceraren 890, som anger effektiviteten hos värmeöverföringen på grund av skrubbningsverkan mellan luften i håligheten 757 och skivan 758, och denna fak- tor är en funktion av fläktvarvtalet. Blocket 887 åstadkommer även en faktor till multipliceraren 884, som anger värmeflödeshastigheten från turbingaserna till kanten. Å andra sidan påverkas navtemperaturen huvudsakligen av hålighetens temperatur, och blocket 901 åstadkommer så en signal till multipliceraren 898, som anger effektiviteten hos värmeöverföringen mellan hålighetens luft och navet.

Temperaturen i stationärt tillstånd hos både nav och kant, beräknat i fig. 24 tillsammans med två tidskonstanter för vardera, från blocken 865 och 868 i fig. 23, matas till fördröjningsnätverket 825 i fig. 22, som visas i fig. 32 och som är identiskt med det visat i fig. 7 och 15 och som förklaras under rubriken “(G) Temperaturfördröjningsnätverk (fig. 15)" ovan.

Utsignalen från fördröjningsnätverket 825 i fig. 22 matas till skivför- skjutningsblocket 830 om statusindikatorn 827 indikerar att motorn är i gång. On statusindikatorn indikerar att motorn ej är i drift beräknar blocket 830 skiv- temperaturen på samma sätt som beskrivits i fig. 9, i sektionen med titeln "(B) (1) (ii) Högtryckturbinskivans temperatur, motorn ej i gång (fig. 6 och 9)." Antingen motorn är i drift eller inte beräknar blocket 830 skivans för- skjutning och visas i mera detalj i fig. 25. Arbetssättet i fig. 25 liknar det i 468 059 31 fig. 8, med undantag av användningen av olika konstanter, såsom KLPCT2. Arbets- sättet i fig. 8 beskrivs i ovanstående sektion med titeln "(B)(l) Högtryckstur- binskivans värmeförskjutning (fig. 6)".

Föregående diskussion har förklarat hur lågtrycksmotorns förskjutning, på linjen 800 i fig. 21, beräknas. Denna diskussion kommer nu att betrakta beräk- ningen av lågtryckshöljets förskjutning.

I fig. 26 adderas höljets värmeförskjutning, på linjen 940, till den för- skjutning, på linjen 943, som förorsakas av tryck inom höljet. I allmänhet är tryckförskjutningen en linjär funktion av lågtrycksturbinens inloppstryck och därmed medger multipliceringen av detta tryck med konstanten i blocket 947 beräkning av tryckförskjutningen.

Värmeförskjutningen beräknas såsom visas i fig. 27 - 30. I fig. 27 beräknar blocket 970 de två tidskonstanterna hos höljet baserat på kärnluft- flödet och kylluftflöde. Tidskonstanterna används av blocket 973 som beräknar verklig transient temperatur, som sänds till blocket 976, som använder den beräknade temperaturen för att beräkna verklig höljeförskjutning. Blocket 970 visas mera i detalj i fig. 28.

Tidskonstanterna i blocken 1002 och 1004 har de i fig. 34 givna nominella värdena. Varje tidskonstant modifieras i fig. 28 av både kärnflöde och kylluft- flöde, av liknande skäl som tidskonstanterna i blocken 398 och 401 i fig. 12 modifieras av kärnflödet.

Båda tidskonstanterna i blocken 1002 och 1004 multipliceras med kärn- flödesmodifieraren i blocket 1022 för att alstra ett par första tidskonstant- produkter (TC), från multiplicerarna 1008 och 1010.

Ett annat par av konstanter, i blocken 1014 och 1018, multipliceras vardera av en kylflödesmodifierare i blocket 1024 för att åstadkoma ett par andra TC-produkter, härrörande från multiplicerarna 1030 och 1032. En av de andra TC-produkterna, från multipliceraren 1032 addereras i summeraren 1012 med en av de första TC-produkterna, nämligen från multipliceraren 1010. Den andra TC-produkten adderas till den andra första TC-produkten i summeraren 1028. På detta sätt påverkas varje tidskonstant både av kärnluftflöde och kylluftflöde av liknande skäl som angivits ovan för tidskonstanterna i blocken 398 och 401 i fig. 12.

Arbetssättet hos fördröjningsnätverket 1050 i fig. 29, som visas mera i detalj i fig. 32, är väsentligen identiskt med det i fig. 15 för högtryckstur- binen och diskussionen ovan under sektionen med titeln "G" Temperaturfördröj- ningsnätverk (fig. 15)" förklarar arbetssättet. Utgången från fördröjningsnät- verket 50 i fig. 29 indikerar den verkliga temperaturen hos höljet 744 i fig. 1A 468 059 32 och matas till blocket 976 i fig. 27, som visas mera i detalj i fig. 30. Arbets- sättet i fig. 30 är väsentligen identiskt med det i fig. 13, om man inser att blocket 1080 i fig. 30 anges av det streckade blocket 507 i fig. 13. Diskussion- en ovan i sektionen med titeln "(E)“ Högtrycksturbinens höljeförskjutning (fig. 13)" förklarar beräkningen av höljets värmeförskjutning i fig. 30.

Den föregående diskussionen har förklarat hur höljeförskjutningen har be- räknats baserat på två komponenter, som innefattar förskjutning, nämligen tryck- förskjutning 0ch värmeförskjutning.

Beräkningarna i fig. 29, 31 och 33 är väsentligen identiska med de för fig. 12, 14 och 18. Ventilregulatorns dynamikblock 776 i fig. 20 är vidare iden- tiskt med det i fig. 4, så att den tidigare diskussionen är tillämpbar även här.

Flera betydande egenskaper hos uppfinningen är enligt följande. För det första anges i fig. 19 och 34 konstanter, som används för de i de andra figurer- na angivna beräkningarna.

För det andra förorsakar användningen av ett fördröjningsnätverk såsom 266 i fig. 7 den beräknade temperaturen hos en komponent, såsom ett hölje eller rotor, att efterlikna den verkliga komponenttemperaturen under transienta förlopp. Följaktligen reduceras eller elimineras väsentligen de klämtillstånd, som annars skulle kunna uppträda, såsom beskrivs i uppfinningens bakgrund. Ett skäl är att efterapningen ger korrekt information med avseende på komponentens storlek, vilket tillåter styrsystemet att veta när klämtillstånd kan uppkomma, och att avsluta eller reducera krympningen av höljet till följd härav.

För det tredje bör det framhållas att fig. 4 - 34 anger en utföringsform av uppfinningen, och i flödesschemaform. Flödesschemat representerar ett dator- program för användning i en programmerbar digital dator. Programmet kan natur- ligtvis tillämpas på annat sätt, såsom i en analog dator, eller i en icke pro- grammerbar digital dator.

För det fjärde uppskattar uppfinningen den föreliggande ögonblickstempe- raturen hos en motorkomponent, såsom en rotor eller ett hölje baserat på de ändringar som uppträder i temperaturen i stationärt tillstånd, som förutsägs uppnås av komponenten när motorn når stationärt tillstånd under föreliggande drifttillstånd. Tidsberoendet av den förutsagda temperaturen i stationärt till- stånd tillåter alltså bestämning av den föreliggande ögonblickstemperaturen hos komponenten.

Det inses att, eftersom temperaturen i stationärt tillstånd beräknas från' utvalda motordrifttillstånd, såsom de matade till blocken 107 och 126 i fig. 4, man kan beräkna ögonblickstemperaturen direkt från ändringar i drifttillstånden. man kan beräkna ögonblickstemperaturen direkt från ändringar i drifttillstånden. 468 059 33 För det femte kan uppfinningen betraktas såsom innehåïïande en matematis mode11 av rotorerna och höijena genom förmågan att beräkna temperaturen i stationärt tiïïstånd och ögonbïickstemperaturen hos rotorerna och höïjena.

Modeïïen ger temperaturerna, och såiunda dimensionerna, hos dessa komponenter i oiika motordrifttiiistånd. Vidare interpoïerar modeiien me11an dimensioner, med en tidsfördröjning tiliagd, när drifttiïïståndet ändras.

För det sjätte har fördröjningsnätverk, såsom nätverket 266 i fig. 7 diskuterats. Fördröjningsnätverket bringar en utgångsvariabei på ïinjen 268 att föija en ingångsvariabeï på linjen 270. Variabeïföijandet underkastas emeïiertñ en fördröjning. När ingångsvariabein hoppar från ett värde ti11 ett annat är exempeivis utgångsvariabein begränsad ti11 att närma sig, nästan asymptotiskt, utgångsvariabeïn, med en hastighet som bestäms av relevant tidskonstant.

Claims (18)

468 059 34 Patentkrav.

1. Anordning för spelrumsstyrning vid en gasturbinmotor innefattande en rotor och ett omgivande hölje, och innefattande organ för reglering av temperaturen hos höljet i ändamål att uppnå önskat spelrum mellan rotorn och höljet, samt organ (101) för att beräkna ett önskat spelrum mellan rotorn och höljet baserat på motorvarvtal, kännetecknad av _ organ (107,126) för att beräkna rotor- och höljeförskjut- ningar baserat på mätningar av utvalda motordriftkarakteristi- kor, samt organ (120) för att kombinera det önskade spelrummet med de beräknade rotor- och höljeförskjutningarna för att bestämma ett spelrumsfel, varigenom rätt inställning av höljetemperaturen åstadkoms för att uppnå det önskade spelrummet. (fig. 4).

2. Anordning enligt krav 1, varvid nämnda organ för reglering av höljetemperaturen innefattar en tryckluftkälla och en ventil för att reglera flödet av tryckluft till höljet, kännetecknad av organ (138) för att beräkna mängden luftflöde, som finns till- gängligt för att styra höljets temperatur. (fig. 4).

3. Anordning enligt krav 1, varvid rotorn innefattar en skiva och ett flertal blad, som sträcker sig radiellt utåt från ski- van, kännetecknad av att nämnda organ (107) för beräkning av motorförskjutningen innefattar , organ (209) för att beräkna skivans värmeförskjutning, organ (192) för att beräkna bladens värmeförskjutning, organ (173,176) för att bestämma rotorns centrifugalförskjut- ning, organ (179) för att summera bladens värmeförskjutning och centrifugalförskjutning för att bestämma en snabb rotorförskjut- ning, samt organ (202) för att summera den snabba rotorförskjutningen och skivans värmeförskjutning för att bestämma en total rotor- förskjutning. (fig. 5).

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att organen för att beräkna skivans värmeförskjutning innefattar: organ (218) för att åstadkomma en första signal (268), som är 35 I 468 059 indikativ för temperaturen hos skivan baserat på utvalda motor- driftförhållanden; organ (222) för att åstadkomma en andra signal (220), som är indikativ för temperaturen hos skivan när motorn ej går; och organ (212) för att utvälja den första signalen för att kalkylera skivans värmeförskjutning, när motorn är i gång och för att välja den andra signalen för att beräkna när motorn ej är i gång. (fig. 6).

5. Anordning enligt krav 4, varvid gasturbinmotorn innefattar en luftkompressor, kännetecknad av att organen för att åstadkom- ma en första signal innefattar _ organ för att förutsäga stationära skivtemperaturer baserat på utvalda föreliggande drifttillstånd, innefattande temperatu- rer hos skivhålet och -livet; organ för att söka motorvarvtal, kompressorutloppstryck och -temperatur för att modifiera tidskonstanter i förhållande till värmetransienter, ett fördröjningsnätverk (266) för att mottaga de stationära temperaturerna och transienta tidskonstanterna för både livet och hålet och avge en utsignal baserat på antingen den stationä- ra temperaturen eller den transienta temperaturen beroende på motordriftförhållandena. (fig. 7).

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att fördröjnings- nätverket innefattar: en första fördröjningskrets (580,583,586,589,598), som mottager den stationära temperaturinsignalen och modifierar temperaturen med en första tidskonstant för att alstra en första fördröjd uttemperatur; en ledkrets (618), som mottager den stationära temperatur- signalen och innefattar multiplikatorer för att till-låta den stationära temperaturen att dominera den första fördröjningsut- temperaturen och åstadkomma en utsignal från fasförskjutnings- kretsen; och en andra fördröjningskrets (579) ansluten att mottaga ut- signalen från ledkretsen för att anbringa en andra tidskonstant, som skiljer sig från den första fördröjningskretsens tidskon- stant, varpå utsignalen är densamma som den stationära insig- nalen under stationära tillstånd eller följer den stationära insignalen med en tidsfördröjning under transienta förhållanden i beroende av acceleration eller retardation. (fig. 15). 36

7. Anordning enligt krav 4, varvid skivan innefattar hål- och livdelar, och gasturbinmotorn innefattar en luftkompressor, kännetecknad av att organen för att åstadkomma en andra signal indikerande temperaturen hos skivan när motorn ej är i gång innefattar: organ för att välja en feltemperatur eller en kalkylerad temperatur baserat på motorns identitet; och när det föreligger en identitet mellan motorn och den tidiga- re driften, organ för beräkning av hål- och livtemperaturerna efter avstängning enligt uttrycket: Temp = -fråntid/tidskonst. (Tgammal " Tref) fe 1 ' Tref' (fig' 9).

8. Anordning enligt krav 4, varvid skivan består av en livdel och en håldel, kännetecknad av att organen för att beräkna skivans värmeförskjutning innefattar: organ för att mottaga en av de första eller andra utvalda signalerna relaterade till skivtemperatur, innefattande separata hål- och livtemperaturer; _ organ för att bestämma värmeutvidningskoefficienter baserat på intemperatursignalerna relaterat till hål- och livtemperatu- rer; organ för att multiplicera värmeutvidgningskoefficienterna med hål- resp. livlängderna och intemperatursignalernas avvikel- se för att bestämma förlängningen hos vardera av hål och liv; och organ för att kombinera vardera av liv- och hålförlängningar- na för att bestämma en värmeförskjutning hos skivan. (fig. 8).

9. Anordning enligt krav 1, känneteoknad av att organen för att beräkna höljeförskjutningar innefattar organ för att be- stämma höljets totala förskjutning innefattande: organ för att bestämma höljets värmeförskjutning; organ för att bestämma höljets tryckförskjutning; organ för att bestämma höljestödets förskjutning; och en summerare (326) för att kombinera höljets värme-, tryck- och stödförskjutningar för att bestämma den totala höljeför- skjutningen. (fig. 10).

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att organen för att bestämma höljets förskjutning innefattar: organ (393) för att beräkna åtminstone en tidskonstant 37 468 059 baserad på kärnluftflöde; organ för att beräkna en stationär temperatur hos höljet baserat på kombinerade fläkt- och kompressorutlopps-luftflödes- temperaturer modifierat genom höljets värmeöverföringskapacitet baserat på kylluftflödesmängden; och ett fördröjningsnätverk (266) för att kombinera höljets stationära temperatur och tidskonstanten för att beräkna en transient temperatur för höljet. (fig. 12).

11. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att organen för att bestämma höljets värmeförflyttning innefattar: organ (498) för att multiplicera skillnaden mellan höljets transienta temperatur och rumstemperatur med värmeexpansionsko- efficienterna vid höljets transienta temperatur och höljets storlek vid rumstemperatur för att bestämma en värmeförskjutning hos höljet. (fig. 13).

12. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att organen för att beräkna mängden luftflöde tillgängligt för att styra tempe- raturen och höljet innefattar: organ (531) för att bestämma maximalt tillgängligt kyllyft- flöde; organ för att bestämma en korrigerad ventilinställning; och organ för att multiplicera det maximala luftflödet med den korrigerade ventilinställningen. (fig. 14).

13. Anordning enligt krav 2, innefattande organ för att reglera ventilen baserat på utvalda motorsensorers noggrannhet, kännetecknad av: , organ för att bestämma noggrannheten hos utvalda motorsenso- rer och åstadkomma en signal baserat på huruvida sensorerna är i funktion eller icke i funktion; omkopplarorgan drivna av nämnda noggrannhetsbestämmande organ; en första omkopplarinsignal utgörande en överbelastnings- signal, varigenom ventilen kommer att drivas till ett felsäkert eller slutet ventilläge när sensorerna bestäms vara icke i funktion; och en andra omkopplarinsignal baserad på spelrumsfelsignalen, varigenom ventilen kommer att drivas i enlighet med den kalkyle- rade felsignalen, när det bestäms att sensorerna är i funktion. (fig. 16). 468 059 38

14. Anordning enligt krav 1, varvid rotorn innefattar en skivdel med ett flertal blad, som sträcker sig radiellt utåt från den, kännetecknad av att organet för att beräkna ett önskat spelrum innefattar: organ för att bestämma en stationär spelrumssignal baserad på verkligt motorvarvtal; organ för att bestämma en snabb motorförskjutningssignal baserad på bladens värmeförskjutning kombinerat med rotorskivans centrifugalförskjutning; organ för att utvälja den större av de stationära eller snabba rotorförskjutningssignalerna som den nya önskade spel- rumssignalen. (fig. 18).

15. Anordning enligt krav 14, kännetecknad av organ för att indela den snabba rotorförskjutningssignalen i steg enligt en förutvald konstant takt efter en acceleration så att den snabba rotorförskjutningssignalen kommer att anpassas till den sta- tionära spelrumssignalen. (fig. 18).

16. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att rotortill- växtberäkningarna och beräkningarna av önskat spelrum baserar sig på motorvarvtalsinsignal.

17. Anordning enligt krav 1 för en högtrycksgasturbin, kännetecknad av att motorvarvtalet är det verkliga kärnvarv- talet.

18. Anordning enligt krav 16 för lågtrycksgasturbin, känne- tecknad av att motorvarvtalet är fläktvarvtalet.