Устройство для управления газотурбинным двигателем



Устройство для управления газотурбинным двигателем

 


Владельцы патента RU 2497000:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "СТАР" (RU)

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно вводится ограничитель максимального расхода топлива, вход которого подключен к выходу датчика давления воздуха на вход в ГТД, а выход - к дозатору топлива, топливный насос установлен в отдельном корпусе и максимальном при данных габаритах устройства расстоянии от коробки приводов ГТД, а электрогидропреобразователь - на минимально возможном расстоянии от коробки приводов ГТД. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности работы ГТД и безопасности полета ЛА. 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Известно устройство для управления ГТД, содержащее последовательно соединенные топливный насос, дозирующую иглу с датчиком перепада давлений и перепускным клапаном, полость задания перепада давлений которого соединена с выходами тахометрических регуляторов переходных и статических режимов.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность на переходных режимах работы двигателя.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство для управления ГТД, содержащее электронный регулятор, подключенный к блоку датчиков, и гидромеханическое устройство, содержащее последовательно соединенные топливный насос, дозатор топлива и распределительный клапан, электрогидропреобразователь, вход которого подключен к выходу электронного регулятора, а выход - к дозатору топлива, «Руководство но эксплуатации двигателя ТВ3-117 ВМА-СБМ1», ЗМКБ «Прогресс» им. А. Ивченко, Запорожье, 1998 г., с.52-55.

Недостатками этого устройства являются следующие.

Дозатор топлива управляется с помощью электрогидропреобразователя. При отказе электронного регулятора или электрогидропреобразователя отсутствует возможность ограничить расход топлива в ГТД.

Дополнительно топливный насос и электрогидропреобразователь размещены но отношению к коробке приводов двигателя таким образом, что в процессе эксплуатации;

- электрогидропреобразователь часто отказывает из-за виброперегрузок, т.к. он конструктивно размещен на таком расстоянии от коробки приводов, что длинное «плечо» обеспечивает «перегрузочный» момент практически па всех режимах работы ГТД;

- отказавший топливный насос невозможно снять и заменить без съема всего агрегата САУ, т.е. фактически восстановить работоспособность САУ в случае отказа топливного насоса возможно только в технико-эксплуатационной части в базовом аэропорту.

Все это снижает надежность работы ГТД.

Целью изобретения является повышение надежности работы ГТД.

Поставленная цель достигается тем, что в состав устройства для управления ГТД, содержащего электронный регулятор, подключенный к блоку датчиков, и гидромеханическое устройство, содержащее последовательно соединенные топливный насос, дозатор топлива и распределительный клапан, электрогидропреобразователь, вход которого подключен к выходу электронного регулятора, а выход - к дозатору топлива, дополнительно вводится ограничитель максимального расхода топлива, вход которого подключен к выходу датчика давления воздуха на вход в ГТД, а выход - к дозатору топлива, топливный насос установлен в отдельном корпусе и максимальном при данных габаритах устройства расстоянии от коробки приводов ГТД а электрогидропреобразователь - на минимально возможном расстоянии от коробки приводов ГТД.

На фигуре представлена структурная схема заявляемого устройства для управления ГТД.

Устройство содержит электронный регулятор (РЭД) 1, подключенный к блоку 2, датчиков (БД), гидромеханическое устройство 3, содержащее последовательно соединенные топливный насос (ТН) 4, дозатор топлива (ДТ) 5 и распределительный клапан (РК) 6, электрогидропреобразователь (ЭГП) 7, вход которого подключен к выходу РЭД 1, а выход - к ДТ 5, ограничитель 8 максимального расхода топлива, входы которого подключены к выходу датчика 9 давления воздуха на входе в ГТД и выходу ДТ 5, а выход - к ДТ 5, ТН 4 установлен в отдельном корпусе 10 и максимальном при данных габаритах устройства расстоянии от коробки. приводов ГТД (на фигуре не показана), а ЭГП 7 - на минимально возможном расстоянии от коробки приводов ГТД

РЭД 1 представляет собой бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), содержащую постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), на котором записано программное обеспечение (ПО), реализующее алгоритмы управления двигателем. Дополнительно БЦВМ оснащена устройствами ввода/вывода (УВВ) физических сигналов (из БД 2 и в ЭГП 7), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), необходимое для обработки процессором БЦВМ поступающей из УВВ информации, репрограммируемое запоминающее устройство (РПЗУ), необходимое для хранения информации, относящейся к индивидуальным характеристикам двигателя (эксплуатационные регулировки, наработки, остаток ресурса). БЦВМ, ПЗУ, ПО, УВВ, ОЗУ, процессор, РПЗУ на фигуре не показаны.

Устройство работает следующим образом.

В РЭД 1 с помощью БД 2 измеряют положение РУД, частоты вращения компрессора и свободной турбины (СТ), давление и температуру воздуха на входе в двигатель, температуру газов за турбиной газогенератора.

По хранящимся в ПЗУ РЭД 1 наперед заданным зависимостям:

- формируют заданное значение частоты вращения турбокомпрессора как функцию от положения РУД давления и температуры воздуха на входе в двигатель (пример такой зависимости приведен, например, в книге Бесекерский В.А., Попов Е.П. «Теория автоматического регулирования». - М.: «Наука», 1975 г., с.34-35),

- задают предельные для данного двигателя значения температуры газов за турбиной газогенератора и частоты вращения СТ (например, для двигателя ПД-14 разработки ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, эти значения составляют 1370К по температуре газов и 8000 об./мин. по частоте вращения СТ).

Далее в РЭД 1 сравнивают заданное значение частоты вращения турбокомпрессора и измеренное с помощью БД 2, сравнивают предельное для данного двигателя значение температуры газов за турбиной газогенератора и измеренное с помощью БД 2, сравнивают предельное для данного двигателя значение частоты вращения СТ и измеренное с помощью БД 2.

Полученные рассогласования селектируют в РЭД 1 по минимуму с сигналом «автомата приемистости» (на фигуре не показан), работающего, например, по программе

G т = f ( α Р У Д , Т * В Х , Р * В Х , Р К , n к ) ( 1 ) ,

где

Gт - предельно допустимый расход топлива для данного режима работы двигателя,

αРУД - положение РУД

Т*ВХ - температура воздуха на входе в двигатель,

Р*ВХ, - давление воздуха на входе в двигатель,

Рк - давление воздуха за компрессором двигателя,

nк - частота вращения компрессора двигателя.

Отселектированную величину подают в ПИ-регулятор (на фигуре не показан), где формируют управляющее воздействие, подаваемое с помощью УВВ РЭД 1 через ЭГП 7 на ДТ 5. Дозированное топливо через РК 6 подается в коллектора КС двигателя.

Для обеспечения возможности ограничить расход топлива в ГТД при отказе РЭД 1 или ЭГП 7, в ограничителе 8:

- по сигналу с датчика 9 в зависимости от давления воздуха на входе в двигатель (Рвх.) формируют максимально допустимый для данного Рвх. расход топлива;

- сравнивают максимально допустимый расход с текущим;

- в случае, если текущий расход топлива становится больше максимально допустимого, формируют управляющий сигнал на ДТ 5 и снижают текущий расход топлива независимо от сигнала ЭГП 7.

Ограничитель 8 является гидромеханическим устройством рычажно-кулачкового типа, гидравлически связанным с управляемой полостью гидропривода ДТ 5 (на фигуре не показана). Пример такого устройства приведен, например, в техническом обзоре ЦИАМ «Структурные схемы систем и законы регулирования подачи топлива при запуске и разгоне ГТД», №23, 1975 г., с.9, 20, 21.

Конструктивно ТН 4 установлен в отдельном корпусе 10 и максимальном при данных габаритах устройства расстоянии от коробки приводов ГТД что обеспечивает возможность его быстрой замены в случае отказа на исправный.

ЭГП 7 установлен на минимально возможном расстоянии от коробки приводов ГТД, что минимизирует уровень вибронагрузки на ЭГП 7 в процессе эксплуатации.

Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы ГТД.

Устройство для управления ГТД, содержащее электронный регулятор, подключенный к блоку датчиков, и гидромеханическое устройство, содержащее последовательно соединенные топливный насос, дозатор топлива и распределительный клапан, электрогидропреобразователь, вход которого подключен к выходу электронного регулятора, а выход - к дозатору топлива, отличающееся тем, что дополнительно введен ограничитель максимального расхода топлива, вход которого подключен к выходу датчика давления воздуха на вход в ГТД, а выход - к дозатору топлива, топливный насос установлен в отдельном корпусе и максимальном при данных габаритах устройства расстоянии от коробки приводов ГТД, а электрогидропреобразователь - на минимально возможном расстоянии от коробки приводов ГТД.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Объектом настоящего изобретения является способ определения углового положения первого ротора турбореактивного двигателя, согласно которому генерируют, по меньшей мере, одну вибрацию во время вращения первого ротора, при этом каждую вибрацию генерируют при прохождении первого ротора через одно и то же контрольное угловое положение; обнаруживают генерируемые вибрации; в данный момент получают угловое положение второго ротора турбореактивного двигателя относительно углового положения, которое он занимал в контрольный момент, представляющий обнаружение одной из вибраций, при этом упомянутый второй ротор связан во вращении с первым ротором и имеет скорость вращения, отличную от скорости вращения первого ротора; и на основании углового положения второго ротора определяют угловое положение первого ротора в этот данный момент.

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в локальных системах управления (ЛСУ) газотурбинными силовыми установками (ГТУ) судов различного назначения.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). .

Изобретение относится к устройству выравнивания давления в по меньшей мере одной камере для подшипников турбореактивного двигателя, содержащей средства для подачи жидкой смазки к подшипнику, средства для впуска воздуха, по меньшей мере одну систему уплотнения, расположенную между статором и ротором спереди и/или сзади подшипника, средства восстановления для восстановления жидкой смазки и средства удаления для удаления смеси воздуха и остатков жидкой смазки в направлении контура вентиляции.

Изобретение относится к магнитной пробке с функцией сигнализации для жидкостного контура, причем упомянутая пробка включает в себя первый магнитный электрод и второй магнитный электрод, выполненные таким образом, чтобы в установленном положении магнитной пробки они соприкасались с жидкостью, протекающей в жидкостном контуре, так, чтобы детектировать присутствие металлических частиц, которые могут находиться в упомянутой жидкости.

Изобретение относится к области управления сложными объектами техники, работающими в широком диапазоне режимов и нагрузок, контроль которых в процессе работы двигателя осуществляется по нескольким параметрам, и может быть использовано для управления авиационными газотурбинными двигателями (ГТД). Система оснащена третьим элементом сравнения, блоком памяти контрольных точек диагностики, блоком коррекции статических характеристик модели и блоком диагностики, выход блока коррекции статических характеристик модели связан с третьим входом программного блока и первым входом блока диагностики, второй вход которого связан с датчиками, а третий - с блоком памяти контрольных точек диагностики, первый вход третьего элемента сравнения связан с датчиками, второй - со вторым выходом программного блока, а выход - с входом блока коррекции статических характеристик модели и с четвертым входом блока диагностики, выход которого связан с входом блока формирования программ управления. Технический результат изобретения - повышение точности управления ГТД за счет обеспечения контроля точности формирования моделью «виртуальных» измерений, а также за счет обеспечения контроля точности и достоверности фактических измерений в условиях возможных сбоев и отказов датчиков, приводов и элементов агрегатов самого ГТД. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления расходом топлива при запуске газотурбинной установки включает управление подачей топлива к указанной установке путем управления давлением подаваемого топлива и модулирования подачи топлива к установке, если температура выхлопных газов установки приближается к заданной температуре выхлопных газов, чтобы понизить температуру выхлопных газов установки до уровня ниже заданной температуры выхлопных газов. Также представлена система регулирования подачи топлива при запуске газотурбинной установки. Изобретение позволяет достигнуть надежности запуска на больших высотах и при более низких предельных температурах. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области реактивной техники, в частности к области диагнострирования и эксплуатации реактивных двигателей на жидких углеводородных горючих. Осуществление изобретения: в компьютерную базу данных с заложенной соответствующей программой вводят заданные значения степени закоксованности форсунок и соответствующие им значения и параметры тяги реактивного двигателя, затем системой датчиков замеряют значения текущей максимальной тяги на любом из эксплуатационных режимов, которые поступают в компьютерную базу данных, затем сравнивают значения текущей максимальной тяги с заданным значением тяги и определяют оптимальное значение степени закоксованности форсунок по соотношению количества частично или полностью закоксованных форсунок к общему количеству незакоксованных, по которому и определяют остаточный ресурс реактивного двигателя. Способ позволяет осуществлять диагностику реактивного двигателя как на земле (перед взлетом), так и в полете. При этом нет необходимости снятия реактивного двигателя и отправки его в ремонт. Техническим результатом от использования заявляемого изобретения является повышение эффективности определения ресурса путем диагностирования характеристик реактивного двигателя, основанного на определении степени закоксованных форсунок к незакоксованным, что способствует повышению безопасности эксплуатации, предотвращая ряд катастроф. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство гашения крутильных колебаний содержит датчик крутящего момента, гаситель крутильных колебаний, соединенный с указанным датчиком крутящего момента, контроллер частотно-регулируемого привода, соединенный с указанным гасителем крутильных колебаний, и преобразователь частотно-регулируемого привода, соединенный с указанным контроллером и выполненный с возможностью управления электрической мощностью, подаваемой к электродвигателю, на основе сигналов частотно-регулируемого привода, которые генерируются контроллером и преобразуются сигналом, корректирующим крутящий момент и предназначенным для гашения крутильных колебаний на собственной частоте цепи сжатия. Технический результат - уменьшение или сглаживание неблагоприятного воздействия переменного крутящего напряжения. 2н. и 13з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно вокруг электронного регулятора двигателя установлены с зазором два стальных кожуха с вентиляционными пазами, на каждый кожух нанесен слой огнезащитной пасты, а электрические разъемы на датчиках и электропреобразователе и кабели между электронным регулятором двигателя и датчиками и электропреобразователем выполнены в огнестойком исполнении. Технический результат изобретения заключается в повышении качества защиты основных элементов САУ от открытого пламени, за счет чего даже при возникновении пожара в мотогондоле самолета обеспечивается работа двигателя на режиме с располагаемой тягой, обеспечивающей нормальный взлет самолета. Это повышает надежность работы двигателя, как элемента СУ самолета, и безопасность самого самолета. 2 ил.

Изобретение относится к области позиционного управления газовой турбиной. Технический результат изобретения - обеспечение позиционного управления газовой турбиной с получением необходимой динамики и точности позиционирования. Газ подают на лопатки турбины до достижения точки позиционирования, при этом по сигналу датчика обратной связи при подходе к точке позиционирования система управления переводит непрерывный режим подачи газа на лопатки турбины в режим импульсной подачи газа с одновременным обеспечением торможения вала турбины в промежутках между приводными импульсами, а при достижении точки позиционирования по сигналу датчика обратной связи вал турбины полностью затормаживается. 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. В способе эксплуатации комбинированной электростанции, включающей в себя газовую турбину и паровую турбину, соответственно посредством подключенного электрогенератора вырабатывают переменное напряжение соответствующей частоты и отдают его сети переменного напряжения, причем отходящий газ газовой турбины используется для вырабатывания пара для паровой турбины. На первом этапе внутренние потребители снабжаются в автономном режиме посредством газовой турбины, причем ее режимная точка выбирается так, что достигается минимальная температура пара для паровой турбины, на втором этапе в автономном режиме паровая турбина синхронизируется и запускается до рабочей точки, при которой может достигаться максимальное возрастание нагрузки, причем результирующее изменение нагрузки паровой турбины компенсируется газовой турбиной, на третьем этапе подключаются нагрузки потребителей, на четвертом этапе возрастание запрошенной нагрузки полностью или частично, а также длительно или временно обеспечивается паровой турбиной, на пятом этапе нагрузка паровой турбины постепенно снижается для возрастания ее способности к повышению нагрузки. Этапы с третьего по пятый повторяются до тех пор, пока не будет достигнута основная нагрузка комбинированной электростанции. Изобретение позволяет обеспечить надежное и гибкое восстановление сети при аварийном запуске. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для осуществления перевода маневренной энергетической газотурбинной установки (ГТУ), в том числе в составе парогазовой установки (ПГУ), на предельно допустимую минимальную мощность при снижении электрической нагрузки энергосети. Способ уменьшения мощности энергетической ГТУ для перевода ее в режим минимальной электрической нагрузки заключается в том, что сначала уменьшают подачу топлива и сжатого в компрессоре воздуха в камеру сгорания до допустимого нижнего предела регулировочного диапазона, определяемого предельно допустимым коэффициентом избытка воздуха. Мощность ГТУ после достижения нижней границы регулировочного диапазона дополнительно уменьшают путем регулируемого перепуска части сжатого в компрессоре воздуха на его вход, контролируя степень перепуска по минимально допустимой температуре выхлопных газов ГТУ и допустимым выбросам в атмосферу оксидов азота. Техническим результатом изобретения является возможность снижения расхода подаваемого в камеру сгорания воздуха до больших пределов, по сравнению с использованием для этих целей регулирующего воздушного направляющего аппарата. Кроме того, при таком способе уменьшения мощности ГТУ расширяются регулировочные возможности в установлении требуемого соотношения топливо-воздух. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления рабочей точкой газовой турбины, включающий определение коэффициента давления турбины, вычисление эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах как функции от коэффициента давления турбины, определение в первый момент времени, когда температура выхлопного газа, соответствующая рабочей точке, выше температуры выхлопного газа на эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах для одного и того же коэффициента давления турбины, и изменение, через заранее заданный интервал времени после первого момента времени, параметра распределения топлива с первого значения на второе значение, если температура выхлопного газа, соответствующая рабочей точке, остается выше температуры выхлопного газа на эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах. Также представлен контроллер для управления рабочей точкой газовой турбины согласно способу. Изобретение позволяет обеспечить более точное управление газовой турбиной. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 15 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления рабочей точкой газовой турбины, содержащей компрессор, камеру сгорания и турбину. Способ включает вычисление эталонной кривой температуры выхлопного газа турбины как функции от коэффициента давления турбины, управление параметром распределения топлива. Также представлен контроллер для управления рабочей точкой газовой турбины. Изобретение позволяет обеспечить более точное управление температурой горения, более точное управление параметрами горения, более точное управление выбросом выхлопного газа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл.
Наверх