WO2017074225A1 - Method of protecting a turbofan engine from uncontrolled low-pressure turbine acceleration - Google Patents

Method of protecting a turbofan engine from uncontrolled low-pressure turbine acceleration Download PDF

Info

Publication number
WO2017074225A1
WO2017074225A1 PCT/RU2016/000716 RU2016000716W WO2017074225A1 WO 2017074225 A1 WO2017074225 A1 WO 2017074225A1 RU 2016000716 W RU2016000716 W RU 2016000716W WO 2017074225 A1 WO2017074225 A1 WO 2017074225A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
value
low
pressure turbine
turbine
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000716
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Юрий Семенович САВЕНКОВ
Алексей Николаевич САЖЕНКОВ
Юрий Абрамович ТРУБНИКОВ
Юрий Иванович ТИМКИН
Сергей Владимирович БАЖИН
Original Assignee
Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") filed Critical Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК")
Publication of WO2017074225A1 publication Critical patent/WO2017074225A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/46Emergency fuel control

Definitions

  • the invention relates to the field of gas turbine engine manufacturing, and in particular to systems for the automatic protection of a gas turbine engine from spinning a turbine when it is disconnected from the compressor shaft.
  • a known method of automatic protection of a gas turbine engine the essence of which is that using the engine protection unit measure the speed r of the engine turbine, compare the measured value with a predetermined limit value, and when the speed r of the turbine r is higher than the predetermined value, a control signal is generated to stop the supply of fuel to the combustion chamber of a gas turbine engine (patent RU N ° 2493393, IPC F02C9 / 46, publ. 09/20/2013).
  • a system that implements the known method comprises magnetic induction speed sensors in the systems for monitoring the technical condition and engine control, as well as a pressure sensor for the torque measuring system.
  • the moment of violation of the integrity of the transmission is diagnosed simultaneously by the speed sensors of the opposite rotors of the engine.
  • rotor speed sensors are standardly equipped (standard) sensors of the speed of rotation of a free turbine and speed of a turbocompressor are used in the electronic engine control system.
  • the protection system issues a command to the actuator of the pump regulator to reduce the fuel supply G T to the engine.
  • the disadvantage of this method is the need to use a special system for measuring torque, including pressure sensor.
  • this leads to a complication of the design of the engine and to a decrease in its reliability, as well as to an increase in the cost of the engine, including increase in operating costs.
  • the complexity of the algorithm for determining the fact of the disengagement of the shafts by changing the amplitude - frequency characteristics of the signals When disconnecting the turbine shaft and the compressor shaft, damage to the speed sensor of the power turbine may occur, which leads to inoperability of the protection system.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the determination of faults and increase the reliability of the protection system of a dual-circuit turbojet engine from the promotion of a low pressure turbine.
  • the specified technical result is achieved in that in a method for protecting a double-circuit turbojet engine from spinning a low pressure turbine, including measuring a rotational speed of a turbocompressor, a rotational speed of a low pressure turbine driving a fan, determining a technical condition of an engine based on measured parameters, reducing or completely stopping supply fuel to the engine in case of detachment of the low pressure turbine from the fan shaft, according to the invention, for the technical condition of the engine additionally determines the initial S Ha 4 and current S TeK values of the slip of the rotors according to the formulas:
  • S TeK is the amount of slip through the time interval At;
  • Implementation of the above operations of the claimed method allows to exclude measurement errors, false alarms of the engine protection system due to short-term malfunctions in the measurement of parameters and the occurrence of malfunctions of the protection system, which increases the reliability of the determination of malfunctions and the reliability of the protection system of a double-circuit turbojet engine from spinning a low pressure turbine. Also, the proposed method allows to simplify the algorithm for determining the separation of the turbine and compressor shafts, increase speed and reduce the cost of creating and operating a protection system by eliminating additional measuring devices.
  • the claimed method can be implemented using a device whose structural diagram is shown in the drawing.
  • PV tech the frequency of the low-pressure turbine through the time interval At, rpm
  • the first time derivative is determined with respect to time of the rotation speed parameter n in low-pressure turbines (n in the beginning ,
  • Blocks 5 and 6 are threshold devices.
  • the values of Ai and A 2 are determined from the condition that in case of disengagement of the low-pressure turbine with a fan (low-pressure compressor), the rotation speed of the spin of the turbine rotor will be less than the speed at which the turbine disks break.
  • the electronic engine controller is a specialized electronic digital computer operating in real time and equipped with devices for interfacing with sensors, signaling devices, actuators and engine and aircraft systems.

Abstract

The invention relates to systems for automatically protecting gas turbine engines from uncontrolled acceleration of a turbine in the event of said turbine becoming decoupled from the compressor shaft. An initial slip value Sнaч and a current slip value Sтек are calculated for the low-pressure rotors. The value ΔS=Sтек-Sнач is calculated and compared with an initially established value А1. The value ΔnΒ=nΒ нач - nв тек is calculated and compared with an initially established value А2. If the condition ΔS>A1 and ΔnΒ2 is simultaneously met, the supply of fuel to the engine is reduced or stopped completely, and a signal is given to open the air bleed valves in the compressor. The invention provides for the increased reliability of a system for protecting a turbofan engine from the uncontrolled acceleration of a low-pressure turbine.

Description

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ РАСКРУТКИ ТУРБИНЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ  METHOD FOR PROTECTING A TWO-CIRCUIT TURBOREACTIVE ENGINE FROM LOW PRESSURE TURBINE SPIN
Область техники Technical field
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения, а именно к системам автоматической защиты газотурбинного двигателя от раскрутки турбины при её отсоединении от вала компрессора.  The invention relates to the field of gas turbine engine manufacturing, and in particular to systems for the automatic protection of a gas turbine engine from spinning a turbine when it is disconnected from the compressor shaft.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Известен способ автоматической защиты газотурбинного двигателя, сущность которого заключается в том, что с помощью блока защиты двигателя измеряют частоту вращения п турбины двигателя, сравнивают измеренное значение с наперед заданным предельным значением, и при увеличении частоты вращения п турбины выше наперед заданного значения, формируют управляющий сигнал на прекращение подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя (патент RU N° 2493393, МПК F02C9/46, опубл. 20.09.2013).  A known method of automatic protection of a gas turbine engine, the essence of which is that using the engine protection unit measure the speed r of the engine turbine, compare the measured value with a predetermined limit value, and when the speed r of the turbine r is higher than the predetermined value, a control signal is generated to stop the supply of fuel to the combustion chamber of a gas turbine engine (patent RU N ° 2493393, IPC F02C9 / 46, publ. 09/20/2013).
Недостатком известного способа является недостаточное быстродействие системы, а также необходимость создания и применения автономного блока защиты, что увеличивает стоимость двигателя и усложняет его конструкцию, т.к. подобные автономные блоки, как правило, оснащаются отдельным комплектом датчиков частоты вращения, которые не используются в штатной системе автоматического управления или системе диагностики двигателя.  The disadvantage of this method is the lack of speed of the system, as well as the need to create and use an autonomous protection unit, which increases the cost of the engine and complicates its design, because such autonomous units are usually equipped with a separate set of speed sensors that are not used in a standard automatic control system or engine diagnostic system.
Известны способы автоматической защиты газотурбинного двигателя от раскрутки, в которых для повышения быстродействия системы в части выявления факта раскрутки турбины, предусматривается  Known methods for the automatic protection of a gas turbine engine from promotion, in which to increase the speed of the system in terms of detecting the fact of turbine promotion, it is provided
dn  dn
дополнительное определение первой производной— по времени частоты вращения ротора турбины (патент US J\°6176074, МГЖ F01D21/04, 21/06, F02C9/46). An additional definition of the first derivative is the frequency time rotation of the turbine rotor (patent US J \ ° 6176074, MFG F01D21 / 04, 21/06, F02C9 / 46).
Недостатком известного способа является то, что при  The disadvantage of this method is that when
„ dn использовании параметра частоты вращения п и его производной — возможны ложные срабатывания системы, например, из-за кратковременных сбоев системы измерения частоты вращения п, вызванных переменным контактом в электропроводке датчика частоты вращения. Для устранения этого недостатка в подобных системах защиты желательно иметь два и более независимых параметра, сбой которых одновременно из-за отказов электропроводки следует оценивать как практически невероятное событие.  „Dn when using the speed parameter n and its derivative, false alarms of the system are possible, for example, due to short-term malfunctions of the speed measurement system n caused by an alternating contact in the wiring of the speed sensor. To eliminate this drawback in such protection systems, it is desirable to have two or more independent parameters, the failure of which at the same time due to electrical wiring failures should be assessed as an almost unbelievable event.
Наиболее близким к заявляемому является способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от раскрутки турбины низкого давления, включающий измерение частоты вращения турбокомпрессора, частоты вращения турбины низкого давления, приводящей во вращение вентилятор, определение технического состояния двигателя на основании измеренных параметров, уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель в случае обнаружения отсоединения турбины низкого давления от вала вентилятора газотурбинного двигателя (патент RU N°2376487, МГЖ F02C9/46, опубл. 20.12.2009). Система, реализующая известный способ содержит магнитно- индукционные датчики частоты вращения в системах контроля технического состояния и управления двигателем, а также датчик давления системы измерения крутящего момента. Момент нарушения целостности трансмиссии диагностируют одновременно датчиками частоты вращения разноименных роторов двигателя. Датчики частоты вращения разноименных роторов являются стандартно комплектуемыми (штатными) датчиками частоты вращения свободной турбины и частоты вращения турбокомпрессора, используются в электронной системе управления двигателем. При этом в случае превышения предельного значения частоты вращения ротора силовой турбины, система защиты выдает команду на исполнительный механизм насоса-регулятора для снижения подачи топлива GT в двигатель. В случае превышения критического значения предельных оборотов частоты вращения силовой турбины, электронная система управления формирует команду на полное прекращение подачи топлива в двигатель (GT=0). Closest to the claimed is a method of protecting a dual-circuit turbojet engine from the spin of a low pressure turbine, including measuring the speed of the turbocompressor, the speed of the low pressure turbine driving the fan into rotation, determining the technical condition of the engine based on the measured parameters, reducing or completely stopping fuel supply to the engine in case of detachment of the low pressure turbine from the fan shaft of the gas turbine engine (patent RU N ° 2376487, M F F02C9 / 46, publ. 20.12.2009). A system that implements the known method comprises magnetic induction speed sensors in the systems for monitoring the technical condition and engine control, as well as a pressure sensor for the torque measuring system. The moment of violation of the integrity of the transmission is diagnosed simultaneously by the speed sensors of the opposite rotors of the engine. Unlike rotor speed sensors are standardly equipped (standard) sensors of the speed of rotation of a free turbine and speed of a turbocompressor are used in the electronic engine control system. In this case, if the limit value of the rotor speed of the power turbine is exceeded, the protection system issues a command to the actuator of the pump regulator to reduce the fuel supply G T to the engine. In case of exceeding the critical value of the limit speed of the power turbine, the electronic control system generates a command to completely stop the fuel supply to the engine (G T = 0).
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является необходимость применения специальной системы измерения крутящего момента, в т.ч. датчика давления. В целом это приводит к усложнению конструкции двигателя и к снижению его надежности, а также к повышению стоимости двигателя, в т.ч. увеличение затрат на эксплуатационные расходы. Также сложность алгоритма определения факта рассоединения валов по изменению амплитудно - частотных характеристик сигналов. При рассоединении вала турбины и вала компрессора возможно повреждение самого датчика частоты вращения силовой турбины, что приводит к неработоспособности системы защиты. Кроме того, в случае применения магнитно-индукционных датчиков типа ДТА, ДЧВ - 2500 при раскрутке и смещении свободной турбины (турбины низкого давления) изменяется требуемый монтажный зазор между датчиком и индуктором, как следствие возникает существенная погрешность измерения п, что делает систему защиты от раскрутки также неработоспособной.  The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the need to use a special system for measuring torque, including pressure sensor. In general, this leads to a complication of the design of the engine and to a decrease in its reliability, as well as to an increase in the cost of the engine, including increase in operating costs. Also, the complexity of the algorithm for determining the fact of the disengagement of the shafts by changing the amplitude - frequency characteristics of the signals. When disconnecting the turbine shaft and the compressor shaft, damage to the speed sensor of the power turbine may occur, which leads to inoperability of the protection system. In addition, in the case of the use of magnetic induction sensors such as DTA, ДЧВ - 2500 during the spin-up and displacement of a free turbine (low-pressure turbine), the required mounting gap between the sensor and inductor changes, as a result of which a significant measurement error p occurs, which makes the anti-spin system also inoperative.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении достоверности определения неисправностей и повышение надежности системы защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от раскрутки турбины низкого давления. The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the determination of faults and increase the reliability of the protection system of a dual-circuit turbojet engine from the promotion of a low pressure turbine.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от раскрутки турбины низкого давления, включающем измерение частоты вращения турбокомпрессора, частоты вращения турбины низкого давления, приводящей во вращение вентилятор, определение технического состояния двигателя на основании измеренных параметров, уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель в случае обнаружения отсоединения турбины низкого давления от вала вентилятора, согласно изобретению, для определения технического состояния двигателя дополнительно определяют начальную SHa4 и текущую STeK величины скольжения роторов по формулам: The specified technical result is achieved in that in a method for protecting a double-circuit turbojet engine from spinning a low pressure turbine, including measuring a rotational speed of a turbocompressor, a rotational speed of a low pressure turbine driving a fan, determining a technical condition of an engine based on measured parameters, reducing or completely stopping supply fuel to the engine in case of detachment of the low pressure turbine from the fan shaft, according to the invention, for the technical condition of the engine additionally determines the initial S Ha 4 and current S TeK values of the slip of the rotors according to the formulas:
SHa4— пвд нач / пв нач и STeK— пвд тек / пв тек , где S Ha4 - p vd nach / p at nach and S TeK - n vd tech / p at tech , where
SHa4 - величина скольжения в начальный момент времени до начала изменения; S Ha4 - the amount of slip at the initial time before the change;
STeK - величина скольжения через интервал времени At; S TeK is the amount of slip through the time interval At;
пвд нач _ частота вращения турбокомпрессора перед изменением скольжения, об/мин; pvd nach _ turbocharger rotation speed before changing slip, rpm;
пв нач - частота вращения турбины низкого давления перед изменением скольжения, об/мин;  PV start - the rotation speed of the low pressure turbine before changing the slip, rpm
пвд тек - частота вращения турбокомпрессора через интервал времени At, об/мин;  pvd tech - turbocharger speed through the time interval At, rpm;
пв тек - частота турбины низкого давления через интервал времениp in tech - the frequency of the low-pressure turbine after a time interval
At, об/мин, вычисляют величину AS = SxeK - SHa4 и сравнивают ее с изначально заданной величиной А вычисляют величину ΔηΒ = пв нач - пв хек и сравнивают ее с изначально заданной величиной А2, при этом, в случае, если одновременно выполняется условие, при котором AS > Aj и ΔηΒ > А2, то осуществляют уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель и подачу сигнала на открытие клапанов перепуска воздуха в компрессоре. At, rpm, calculate the value AS = S xeK - S Ha4 and compare it with Δη Β = n at the beginning - p in the hake is calculated by the initially set value of A and compared with the initially set value of A 2 , in this case, if the condition is fulfilled at the same time, under which AS> Aj and Δη Β > A 2 , then carry out a reduction or complete cessation of fuel supply to the engine and a signal to open the air bypass valves in the compressor.
Осуществление вышеуказанных операций заявленного способа позволяет исключить погрешности измерений, ложные срабатывания системы защиты двигателя из-за возникающих кратковременных сбоев при измерении параметров и возникновение неисправностей системы защиты, что повышает достоверность определения неисправностей и надежность системы защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от раскрутки турбины низкого давления. Также предложенный способ позволяет упростить аглгоритм определения рассоединения валов турбины и компрессора, повысить быстродействие и снизить затраты на создание и эксплуатацию системы защиты за счет исключения дополнительных измерительных устройств.  Implementation of the above operations of the claimed method allows to exclude measurement errors, false alarms of the engine protection system due to short-term malfunctions in the measurement of parameters and the occurrence of malfunctions of the protection system, which increases the reliability of the determination of malfunctions and the reliability of the protection system of a double-circuit turbojet engine from spinning a low pressure turbine. Also, the proposed method allows to simplify the algorithm for determining the separation of the turbine and compressor shafts, increase speed and reduce the cost of creating and operating a protection system by eliminating additional measuring devices.
Осуществление изобретения  The implementation of the invention
Заявленный способ может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого представлена на чертеже.  The claimed method can be implemented using a device whose structural diagram is shown in the drawing.
С помощью блока 1 измеряют частоту вращения пвд (пвд нач , пвд тек) ротора высокого давления (турбокомпрессора). Посредством блока 2 измеряют частоту вращения пв (пв нач , пв хек) турбины низкого давления, приводящей во вращение вентилятор двигателя. Применяемые датчики для измерения частоты вращения ротора высокого давления и турбины низкого давления аналогичны тем, что применяются в прототипе, и являются стандартно комплектуемыми (штатными) датчиками. Однако, в отличие от прототипа, для реализации заявленного способа индуктор датчика для измерения частоты вращения турбины низкого давления размещён на валу вентилятора, а сам датчик находится вблизи вентиляторных лопаток. Такое размещение исключает поломку датчика при разрушении турбины низкого давления. Using block 1, measure the rotational speed p vd (p vd start , p vd tech ) of the high-pressure rotor (turbocharger). By means of block 2, the rotational speed p in (p in the beginning , p in the hake ) of the low pressure turbine, which drives the engine fan, is measured. The sensors used to measure the rotational speed of the high-pressure rotor and low-pressure turbine are similar to those used in the prototype, and are standardly equipped (standard) sensors. However, in Unlike the prototype, to implement the claimed method, a sensor inductor for measuring the rotational speed of a low pressure turbine is located on the fan shaft, and the sensor itself is located near the fan blades. This arrangement eliminates the breakdown of the sensor during the destruction of the low pressure turbine.
Посредством блока 3 определяют скольжение S обеих роторов, как отношение частот вращения пвд/пв, т.е. определяют величину начальную SHa4 величину скольжения роторов в момент времени до начала изменения скольжения и текущую STeK величину скольжения роторов через фиксированный интервал времени At (At = 0,2с) в соответствии со следующими формулами: By means of block 3, the slip S of both rotors is determined as the ratio of the rotational frequencies p in / p in , i.e. determine the value of the initial S Ha4 value of the slip of the rotors at the time before the start of the change of slip and the current S TeK value of the slip of the rotors over a fixed time interval At (At = 0.2 s) in accordance with the following formulas:
$нач— пвд нач / пв нач и $тек— пвд тек / пв тек ? ГДО $ nach - n vd nach / n at nach and $ tech - n vd tech / n at tech? G TO
пвд нач - частота вращения турбокомпрессора перед изменением скольжения, об/мин;  pvd nach - turbocharger rotation speed before changing the slip, rpm;
пв нач - частота вращения турбины низкого давления перед изменением скольжения, об/мин; p in nach - the frequency of rotation of the low-pressure turbine before the change in slip, rpm
пвд тек - частота вращения турбокомпрессора через интервал времени At, об/мин;  pvd tech - turbocharger speed through the time interval At, rpm;
пв тек - частота турбины низкого давления через интервал времени At, об/мин.  PV tech - the frequency of the low-pressure turbine through the time interval At, rpm
С помощью блока 4 определяют первую производную ^ по времени параметра частоты вращения пв турбины низкого давления (пв нач , Using block 4, the first time derivative is determined with respect to time of the rotation speed parameter n in low-pressure turbines (n in the beginning ,
Пв тек)-Pv tech) -
Блоки 5 и 6 представляют собой пороговые устройства. Blocks 5 and 6 are threshold devices.
С помощью блока 5 осуществляют оценку параметра скольжения S, т.е. вычисляют разницу между текущей и начальной величинами скольжения AS = STeK - SHa4 и сравнивают с первой, изначально заданной величиной Αι (Αι= 0,3). В случае, если AS > А] за фиксированный интервал времени At (At = 0,2с), то на выходе блока 5 формируется логический сигнал «1». Using block 5, the sliding parameter S is evaluated, i.e. calculate the difference between the current and initial values slip AS = S TeK - S Ha4 and compare with the first, initially given value Αι (Αι = 0.3). If AS> A] for a fixed time interval At (At = 0.2 s), then a logic signal “1” is generated at the output of block 5.
Посредством блока 6 осуществляют оценку параметра вычисляют величину Апв = пв нач - пв тек. В случае, если величина Апв за тот же фиксированный интервал времени At (At = 0,2с) больше второй, изначально заданной величины А22= 500 об/мин), то на выходе блока 6 формируется второй логический сигнал «1». By means of block 6, an evaluation of the parameter is carried out, the value of Ap in = n at the beginning - n in the tech is calculated. If the value of Ap in the same fixed time interval At (At = 0.2 s) is greater than the second, initially set value of A 2 (A 2 = 500 rpm), then the second logical signal “1 ".
Величины Ai и А2 назначают из условия, что в случае расцепления турбины низкого давления с вентилятором (компрессором низкого давления), частота вращения раскрутки ротора турбины будет меньше частоты вращения, при которой разрываются диски турбины. The values of Ai and A 2 are determined from the condition that in case of disengagement of the low-pressure turbine with a fan (low-pressure compressor), the rotation speed of the spin of the turbine rotor will be less than the speed at which the turbine disks break.
В случае, если одновременно выполняется условие, при котором AS > А] и Апв > А2, т.е. при одновременном наличии на двух входах блока 7 логических сигналов «1», на выходе блока 7 формируется команда в блок 8. Блок 8 представляет собой топливный насос - регулятор, обеспечивающий подачу топлива в камеру сгорания двигателя и управление клапанами перепуска воздуха в компрессоре двигателя. Если сигнал на выходе блока 7 наблюдают в течение фиксированного времени At (At = 0,2с), то дозирующая игла насоса - регулятора перемещается с максимально возможным темпом в положение малого газа, т.е. в сторону уменьшения расхода топлива GT в двигатель (т.е. осуществляют уменьшение подачи топлива в двигатель). Если сигнал на выходе блока 7 наблюдают в течение времени 0,4с , то осуществляют уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель и подачу сигнала на открытие клапанов перепуска воздуха в компрессоре: система защиты формирует сигнал на полное прекращение подачи топлива GT в камеру сгорания двигателя (GT = 0) и сигнал на открытие клапанов перепуска воздуха в компрессоре. Открытие клапанов перепуска воздуха из компрессора в наружный контур двигателя на максимальном режиме приводит к переобогащению смеси и погасанию малоэмиссионной камеры сгорания, таким образом, дублируется выключение подачи топлива. Кроме того, при открытии клапанов перепуска происходит падение мощности турбины низкого давления, что способствует меньшим повреждениям при поломке турбины и локализации отказа. If both the condition in which AS> A] and An in> A 2, i.e. with the simultaneous presence of logical signals “1” at the two inputs of block 7, a block 8 command is generated at block 7. Block 8 is a fuel pump — a regulator that supplies fuel to the engine’s combustion chamber and controls the air bypass valves in the engine compressor. If the signal at the output of block 7 is observed for a fixed time At (At = 0.2 s), then the metering needle of the pump - controller moves at the maximum possible speed to the low gas position, i.e. in the direction of decreasing fuel consumption G T into the engine (i.e., the fuel supply to the engine is reduced). If the signal at the output of block 7 is observed for a period of 0.4 s, then the fuel supply to the engine is reduced or completely stopped and a signal is sent to open the air bypass valves in the compressor: protection system generates a signal to completely stop the supply of fuel G T to the engine combustion chamber (G T = 0) and a signal to open the air bypass valves in the compressor. Opening the air bypass valves from the compressor to the external circuit of the engine at maximum mode leads to re-enrichment of the mixture and the extinction of the low-emission combustion chamber, thus turning off the fuel supply. In addition, when the bypass valves are opened, the power of the low-pressure turbine drops, which contributes to less damage when the turbine breaks down and localizes the failure.
Используемый для реализации заявленного способа электронный регулятор двигателя представляет собой специализированную электронную цифровую вычислительную машину, работающую в реальном масштабе времени и оснащенную устройствами сопряжения с датчиками, сигнализаторами, исполнительными элементами и системами двигателя и самолета.  Used to implement the inventive method, the electronic engine controller is a specialized electronic digital computer operating in real time and equipped with devices for interfacing with sensors, signaling devices, actuators and engine and aircraft systems.

Claims

Формула изобретения Claim
Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от раскрутки турбины низкого давления, включающий измерение частоты вращения турбокомпрессора, частоты вращения турбины низкого давления, приводящей во вращение вентилятор, определение технического состояния двигателя на основании измеренных параметров, уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель в случае обнаружения отсоединения турбины низкого давления от вала вентилятора, отличающийся тем, что для определения технического состояния двигателя дополнительно определяют начальную SHa4 и текущую STeK величины скольжения роторов по формулам: SHa4 = пвд нач / Пв нач и STeK— пвд тек / пв тек , где A method of protecting a double-circuit turbojet engine from spinning a low-pressure turbine, including measuring the speed of the turbocompressor, the speed of the low-pressure turbine that drives the fan, determining the technical condition of the engine based on the measured parameters, reducing or completely cutting off the fuel supply to the engine in the event of a disconnected turbine low pressure from the fan shaft, characterized in that for determining the technical condition of the engine but starting S Ha4 is determined and the current slip value S TeK rotors by the formulas: S Ha4 = p nach tm / Ilb and early S TeK - n tm tech / n in tech, wherein
SHa4 - величина скольжения в начальный момент времени до начала изменения; S Ha4 - the amount of slip at the initial time before the change;
SxeK - величина скольжения через интервал времени At; S xeK is the amount of slip through the time interval At;
пвд нач ~ частота вращения турбокомпрессора перед изменением скольжения, об/мин;  pvd nach ~ turbocompressor rotation speed before change of sliding, rpm;
пв нач ~ частота вращения турбины низкого давления перед изменением скольжения, об/мин;  PV start ~ low-pressure turbine rotation speed before the slip change, rpm;
пвд тек частота вращения турбокомпрессора через интервал времени Δι, об/мин; pvd tech - turbocharger speed through a time interval Δι, rpm;
пв тек _ частота турбины низкого давления через интервал времени At, об/мин, n _ in tech frequency low-pressure turbine after a time interval At, rev / min
вычисляют величину AS = STeK - SHa4 и сравнивают ее с изначально заданной величиной Аь вычисляют величину ΔηΒ = пв нач - пв хек и сравнивают ее с изначально заданной величиной А2, при этом, в случае, если одновременно выполняется условие, при котором AS > Aj и ΔηΒ > А2, то осуществляют уменьшение или полное прекращение подачи топлива в двигатель и подачу сигнала на открытие клапанов перепуска воздуха в компрессоре. calculate the value AS = S TeK - S Ha4 and compare it with the initially set value A b calculate the value Δη Β = n at the beginning - p in the heck and compare it with the initially set value A 2 , in this case, if at the same time the condition is satisfied under which AS> Aj and Δη Β > A 2 , then the fuel supply to the engine is reduced or completely stopped and the signal for opening the air bypass valves in the compressor is applied.
PCT/RU2016/000716 2015-10-29 2016-10-19 Method of protecting a turbofan engine from uncontrolled low-pressure turbine acceleration WO2017074225A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146713/06A RU2602644C1 (en) 2015-10-29 2015-10-29 Method for protection of dual-frow turbojet engine against low pressure turbine spin-up
RU2015146713 2015-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017074225A1 true WO2017074225A1 (en) 2017-05-04

Family

ID=57760098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000716 WO2017074225A1 (en) 2015-10-29 2016-10-19 Method of protecting a turbofan engine from uncontrolled low-pressure turbine acceleration

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2602644C1 (en)
WO (1) WO2017074225A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113803170A (en) * 2020-06-17 2021-12-17 空客直升机 Method for stopping an overspeed engine, associated system and rotorcraft

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747113C1 (en) * 2020-08-25 2021-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" Method for protecting a gas turbine engine with a three-stage gas generator against the pump with the following destroy of the gas air tract

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176074B1 (en) * 1998-06-05 2001-01-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Shaft decouple logic for gas turbine
RU2376487C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-20 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" Method of gas turbine engine protection

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493393C2 (en) * 2011-11-01 2013-09-20 Открытое акционерное общество "СТАР" Method of protection of shipboard gas turbine plant
RU2493391C1 (en) * 2012-04-04 2013-09-20 Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" Method of gas turbine engine adjustment after renewal at test bench

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176074B1 (en) * 1998-06-05 2001-01-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Shaft decouple logic for gas turbine
RU2376487C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-20 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" Method of gas turbine engine protection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113803170A (en) * 2020-06-17 2021-12-17 空客直升机 Method for stopping an overspeed engine, associated system and rotorcraft
CN113803170B (en) * 2020-06-17 2023-12-05 空客直升机 Method for stopping an overspeed engine, associated system and rotorcraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2602644C1 (en) 2016-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7762080B2 (en) Fuel metering pump calibration method
CA2348342C (en) Surge detection system of gas turbine aeroengine
US8904804B2 (en) Overspeed protection apparatus for gas turbine engine
US20140373553A1 (en) Method and system for starting up an aircraft turbomachine
US9556800B2 (en) Control apparatus for aeroplane gas turbine engine
JP4434815B2 (en) Control device for gas turbine engine
GB2412745A (en) Sensor malfunction detection system for gas-turbine engine
US9404385B2 (en) Shaft break detection
US10082445B2 (en) Method for monitoring the change in state of a valve by measuring pressure
JP4434814B2 (en) Control device for gas turbine engine
RU2376479C2 (en) Gas turbine and method to cut it off if its shaft is destructed
WO2017074225A1 (en) Method of protecting a turbofan engine from uncontrolled low-pressure turbine acceleration
US20180112600A1 (en) Starter air valve system with regulating bleed
EP3309374B1 (en) Starter issue detection
RU2634993C1 (en) Method to detect valve failure in gas turbine engine
EP3309373B1 (en) Integrated starter for aerial vehicle
US8720201B2 (en) Method of monitoring an electronic engine control (EEC) to detect a loss of fuel screen open area
JPH0436259B2 (en)
RU2305788C2 (en) Method of emergency protection of gas-turbine engine at failures and troubles
US20180209295A1 (en) Starter controller
US10934886B2 (en) Method for managing a breakdown of a turbine engine starter valve
RU2214535C2 (en) Method to control bypass of air in compressor of two-shaft by-pass gas-turbine engine
RU2527850C1 (en) Method of control over gas turbine engine compressor actuators
RU2618171C1 (en) Method of aviation gas turbine engine control at takeoff in case of fire
KR101792606B1 (en) Method for measuring output speed of gas turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16860370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16860370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1