Устройство для определения запасов устойчивости лопаток вентилятора

 

Использование: в авиадвигателестроении. Сущность изобретения: для расширения области запасов устойчивости на вход в регулятор двигателя вместо сигнала от датчика частоты вращения подают фиксированный сигнал от звукового генератора. При этом регулятор формирует зависимость положения направляющего аппарата вентилятора не по фактической частоте вращения вентилятора, а по сигналу от звукового генератора, обеспечивая тем самым или постоянство углов направляющих аппаратов, или их изменение по закону, не совпадающему с программой регулирования в зоне эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к устройствам для определения запасов устойчивости лопаток вентилятора турбореактивных двигателей.

Известно устройство для определения запасов устойчивости лопаток турбореактивного двигателя, содержащее тензодатчики и измерительную систему [1].

Однако это устройство не позволяет определить запасы устойчивости лопаток в области, удаленной от эксплуатационной.

Известно устройство для определения запасов устойчивости лопаток турбореактивного двигателя, содержащее регулятор и соединенные с ним датчики температуры воздуха на входе в вентилятор, угла поворота направляющих аппаратов и частоты вращения [2].

При помощи этого устройства нельзя определить момент возникновения регулярных колебаний лопаток в области, значительно удаленной от эксплуатационной, что не позволяет определить запас устойчивости лопаток из-за отсутствия возможности изменения настроек регуляторов двигателя в широком диапазоне, в том числе и за пределами эксплуатационных допусков.

Цель изобретения - расширение области определения запасов устойчивости.

Это достигается тем, что устройство для определения запасов устойчивости лопаток вентилятора двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащее регулятор и соединенные с ним датчики температуры воздуха на входе в вентилятор, угла поворота направляющих аппаратов вентилятора и частоты вращения вентилятора, снабжено соединенными последовательно электронным ключом, звуковым генератором, блоком управления и блоком сравнения, а также регистратором и тензодатчиком, соединенным с последним и с блоком сравнения, при этом вход электронного ключа соединен с выходом датчика частоты вращения, а выход - с регулятором, выход датчика частоты вращения соединен также с входами блока сравнения, блока управления и регистратора, а датчики температуры воздуха и угла поворота направляющих аппаратов соединены с регистратором.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график зависимости углов направляющих аппаратов α_в от приведенной частоты вращения вентилятора n_в.пр.

Устройство состоит из связанных между собой регулятора двигателя 1, датчиков 2, 3, 4 температуры воздуха на входе в вентилятор, угла поворота направляющих аппаратов вентилятора и частоты вращения вентилятора соответственно, тензодатчика 5, электронного ключа 6, звукового генератора 7, блока сравнения 8, блока управления 9, регистратора 10. При этом датчики 2 и 3 соединены с регулятором двигателя 1 и регистратором 10, датчик 4 соединен с электронным ключом 6, регистратором 10, блоком сравнения 8, блоком управления 9, тензодатчик 5 соединен с блоком сравнения 8 и регистратором 10. Блок сравнения 8 через блок управления 9 связан со звуковым генератором 7. Звуковой генератор 7 через электронный ключ 6 соединен с регулятором двигателя 1.

Кривые 11 и 12 изображают пределы эксплуатационной области 13 зависимости α_в = (n_{в пр}), линии 14 и 15 - изменение приведенной частоты вращения вентилятора n_{в пр} и положение углов регулируемых направляющих аппаратов вентилятора α_в, точка 16 - зону регулярных колебаний, линии 17 и 18 - изменение углов направляющих аппаратов α_в по n_в на границе регулярных колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Выводят двигатель на заданный в эксплуатационной области 13 режим вращения вентилятора n_{в пр.зад.} Устанавливают на звуковом генераторе 7 частоту f, соответствующую n_{в.пр.зад}. Электронным ключом 6 отключают датчик частоты вращения вентилятора 4 от регулятора двигателя 1 и подключают к регулятору двигателя 1 звуковой генератор 7. Регистратором 10 регистрируют частоту вращения вентилятора n_в с датчика 4, угол установки регулируемых направляющих аппаратов вентилятора α_в с датчика 3, температуру воздуха на входе в двигатель Т₁^о с датчика 2 и напряжения в лопатках 3 с датчика 5. Затем при сигнале от звукового генератора 7 с частотой f, соответствующей n_{в.пр.зад}. увеличивают (линия 14) или уменьшают (линия 15) частоту вращения вентилятора n_в.пр. путем соответствующего изменения частоты вращения компрессора до возникновения регулярных колебаний (точка 16), при этом угол направляющих аппаратов вентилятора α остается постоянным. На режиме возникновения регулярных колебаний регистрируют параметры n_в, α_в, Т₁^о, σ регистратором 10. Сигналы с датчиков 4 и 5 - n_в и σ , кроме того, поступают в блок сравнения, где происходит сравнение напряжения в лопатках при заданной частоте вращения с предельно допустимым значением напряжения в лопатках. При достижении предельно допустимого значения напряжения или возникновения регулярных колебаний в лопатках блок сравнения 8 выдает сигнал в блок управления 9, который формирует сигнал A = α (n_в), пропорциональный α_в = (n_в) на границе регулярных колебаний и выдает его в звуковой генератор 7.

Звуковой генератор 7 по сигналу A = = α(n_в) при дальнейшем увеличении или уменьшении частоты вращения вентилятора корректирует частоту f, подаваемую на вход регулятора двигателя 1, обеспечивая на границе регулярных колебаний зависимость α_в = α (n_в) линии 17 при уменьшении частоты вращения и линии 18 - при увеличении частоты вращения. Одновременно с увеличением или уменьшением частоты вращения вентилятора регистрируют в регистраторе 10 параметры n_в, α_в, Т₁^о, σ .

Расширение области определения запасов устойчивости основано на том, что при подаче на вход в регулятор двигателя вместо сигнала от датчика частоты вращения фиксированного сигнала от звукового генератора регулятор формирует зависимость положения направляющего аппарата вентилятора не по фактической частоте вращения вентилятора, а по сигналу от звукового генератора, обеспечивая тем самым или постоянство углов направляющих аппаратов или их изменение по закону, не совпадающему с программой регулирования в зоне эксплуатации.

Предложенное устройство позволяет определять напряжения в лопатках или возникновение регулярных колебаний за пределами эксплуатационных допусков по положениям направляющих аппаратов вентилятора, что сокращает время и материальные средства на создание и доводку ДТРД.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ ЛОПАТОК ВЕНТИЛЯТОРА двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащее регулятор и соединенные с ним датчики температуры воздуха на входе в вентилятор, угла поворота направляющих аппаратов вентилятора и частоты вращения вентилятора, отличающееся тем, что, с целью расширения области определения запасов устойчивости, оно снабжено соединенными последовательно электронным ключом, звуковым генератором, блоком управления и блоком сравнения, а также регистратором и тензодатчиком, соединенным с последним и с блоком сравнения, при этом вход электронного ключа соединен с выходом датчика частоты вращения, а выход - с регулятором, выход датчика частоты вращения соединен также с входами блока сравнения, блока управления и регистратора, а датчики температуры воздуха и угла поворота направляющих аппаратов соединены с регистратором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2