Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями с форсажной камерой сгорания (ТРДФ). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно на установившихся форсажных режимах измеряют давление и температуру газов в ФКС, подают возрастающее по частоте пульсирующее воздействие на расход топлива в ФКС, в момент увеличения полноты сгорания форсажного топлива, определяемый по скачкообразному росту давления и температуры газов в ФКС, фиксируют частоту пульсирующего воздействия на расход воздуха через двигатель и уменьшают расход форсажного топлива до тех пор, пока температура газов в ФКС не снизится до исходной. Технический результат изобретения - повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение экономичности ТРДФ на форсажных режимах. 1 ил.
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями с форсажной камерой сгорания (ТРДФ).
Известен способ управления ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренному давлению воздуха за компрессором управляют расходом топлива в форсажную камеру (ФКС) сгорания (форсажного топлива) (Черкасов Б.А. Автоматика и регулирование ВРД. М., Машиностроение, 1965 г., с.60-74).
Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает сохранение неизменным режима работы основного контура, влияние подачи форсажного топлива на перепад давлений на турбине не контролируется, что может привести к значительному отклонению температуры газов перед турбиной от расчетного значения. Это снижает надежность работы двигателя и приводит к ускоренной выработке его ресурса.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, положению рычага управления двигателем (РУД), и расходу топлива в основную камеру (ОКС) сгорания (основной расход топлива) управляют расходом топлива в ФКС (Шляхтенко С.М. Теория ВРД. М., Машиностроение, 1975 г., с.303-308).
Недостатком этого способа является следующее.
При таком управлении расходом форсажного топлива не удается добиться оптимального коэффициента избытка воздуха в ФКС, что снижает экономичность двигателя на форсажных режимах работы.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение экономичности двигателя на форсажных режимах.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ТРДФ, заключающемся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, положению РУД и расходу топлива в ОКС сгорания управляют расходом топлива в ФКС, дополнительно на установившихся форсажных режимах измеряют давление и температуру газов в ФКС, подают возрастающее по частоте пульсирующее воздействие на расход топлива в ФКС, в момент увеличения полноты сгорания форсажного топлива, определяемый по скачкообразному росту давления и температуры газов в ФКС, фиксируют частоту пульсирующего воздействия на расход топлива в ФКС и уменьшают расход форсажного топлива до тех пор, пока температура газов в ФКС не снизится до исходной.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), задатчик 2 режимов работы двигателя, сумматор 3, формирователь 4 управляющего воздействия на дозатор 5 форсажного топлива, второй вход сумматора 3 подключен к формирователю 6 пульсирующего воздействия на расход форсажного топлива, управляемый вход формирователя 6 подключен через анализатор 7 к БД 1.
Устройство работает следующим образом.
По измеренным с помощью БД 1 температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, положению РУД и расходу топлива в ОКС задатчик 2 формирует заданное значение расхода топлива в ФКС и с помощью формирователя 4 и дозатора 5 управляет расходом форсажного топлива.
При выходе двигателя на установившийся форсажный режим (минимальный форсаж, промежуточный форсаж, полный форсаж, режимы определяются по измеренным параметрам из БД 1 по известным алгоритмам) анализатор 7 фиксирует давление и температуру газов в ФКС и выдает команды в формирователь 6. По этой команде формирователь 6 через сумматор 3 подает возрастающее по частоте пульсирующее воздействие на расход форсажного топлива.
За счет пульсации топлива в ФКС повышается качество смесеобразования, состав топливовоздушной смеси приближается к стехиометрическому, повышается эффективность выгорания смеси. Это приводит к росту температуры и давления газа в ФКС, что фиксируется анализатором 7. По команде анализатора 7 формирователь 6 фиксирует частоту пульсирующего воздействия на расход форсажного топлива. Задатчик 2 при этом с помощью формирователя 4 и дозатора 5 уменьшает расход форсажного топлива до тех пор, пока температура газов в ФКС не снизится до исходной.
Т.о., за счет повышения качества работы САУ обеспечивается повышение экономичности двигателя на форсажных режимах.
Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания (ФКС), заключающийся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, положению рычага управления двигателем (РУД) и расходу топлива в основную камеру (ОКС) сгорания (основной расход топлива) управляют расходом топлива в ФКС, отличающийся тем, что дополнительно на установившихся форсажных режимах измеряют давление и температуру газов в ФКС, подают возрастающее по частоте пульсирующее воздействие на расход топлива в ФКС в момент увеличения полноты сгорания форсажного топлива, определяемому по скачкообразному росту давления и температуры газов в ФКС, фиксируют частоту пульсирующего воздействия на расход топлива в ФСК и уменьшают расход форсажного топлива до тех пор, пока температура газов в ФКС не снизится до исходной.
