Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске

Авторы патента:

ГОДЕЛЬ Франк (FR)

ГЕЙТ Николя Мари Пьер (FR)

F01D21/00 - Остановка (отключение) турбин и турбомашин, например в экстренных случаях; регулирующие, управляющие или предохранительные устройства, не отнесенные к другим рубрикам

Владельцы патента RU 2530687:

СНЕКМА (FR)

Изобретение предназначено для тестирования системы защиты от заброса оборотов и включает в себя:

а) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки топлива на закрытие элемента отсечки топлива или на удержание его в закрытом положении;

b) проверку состояния закрытия элемента отсечки топлива на основе информации, переданной на электронную систему регулирования и представляющей положение элемента отсечки топлива;

с) если результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки топлива, разрешающую открыть элемент отсечки топлива и продолжить процедуру запуска турбомашины; и

d) если результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал отказа системы защиты от заброса оборотов.

Технический результат изобретения - обеспечение простого и надежного способа тестирования системы защиты от заброса оборотов турбомашины при запуске. 2 н.п. ф-лы, 9 з.п. ф-лы, 5ил.

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение относится к тестированию системы для защиты турбомашины от заброса оборотов, при этом тестирование проводится во время запуска двигателя. Изобретение применимо к авиационным двигателям и промышленным турбинам.

Чрезмерная частота вращения турбинного двигателя, известная как ′′заброс оборотов′′, может иметь очень серьезные последствия, в частности, она может привести к разрыву дисков ротора турбины, что влечет разрушение двигателя.

Поэтому двигатель обычно оснащают системой для защиты его от заброса оборотов.

Обычно такая система содержит отсечной клапан, встроенный в контур подачи топлива в камеру сгорания двигателя. Заброс оборотов обнаруживают с помощью электронного блока защиты от заброса оборотов, когда частота вращения вала турбины превышает предельную величину или порог заброса. Когда обнаруживается заброс оборотов, электронный блок защиты от заброса оборотов посылает команду на закрытие отсечного клапана или на уменьшение его проходного сечения через разные компоненты электронного, электрогидравлического или гидравлического типа. Вместе с отсечным клапаном эти различные компоненты образуют части системы защиты от заброса оборотов.

Включение в процедуру автоматического запуска двигателя теста системы защиты от заброса оборотов известно. Можно упомянуть заявку ЕР 1036917 А1. В ней описан процесс, согласно которому после того, как двигатель начал вращаться, приводимый в движение стартером, порогу частоты вращения присваивается тестовая величина. Тестовую величину выбирают так, чтобы она была существенно ниже оборотов зажигания, т.е. частоты вращения, при которой топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда частота вращения превышает тестовый порог заброса оборотов, проверяют, что система защиты от заброса оборотов сработала правильно. Если так, то при достижении оборотов зажигания порог заброса оборотов переключают с низкой тестовой величины на реальную величину.

В этом известном тестовом процессе проверка осуществляется измерением положения сердечника дозатора топлива, который переводится в минимальное положение гидравлически устройством, которым управляет электронная система регулирования двигателя и так, чтобы его минимальное положение привело к закрытию отсечного клапана. Таким образом, факт достижения отсечным клапаном закрытого положения на самом деле не проверяется. Дополнительно, функция защиты от заброса оборотов исходит из того, что после теста переключение порога заброса с низкого тестового значения на реальное значение произошло правильно.

ЦЕЛЬ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению предлагается простой и надежный способ тестирования системы защиты от заброса оборотов турбомашины при запуске, при этом система защиты содержит элемент отсечки топлива и цепь управления элементом отсечки, соединенную с электронной системой регулирования турбомашины для закрытия элемента отсечки для прерывания или уменьшения подачи топлива в камеру сгорания турбомашины в ответ на обнаружение заброса оборотов, при этом способ содержит следующую тестовую последовательность:

а) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки на закрытие элемента или на удержание его в закрытом положении;

b) электронная система регулирования проверяет состояние закрытия элемента отсечки на основе полученной информации, представляющей открытое или закрытое состояние элемента отсечки;

с) когда результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки, разрешающую открыть элемент отсечки и продолжить процедуру запуска турбомашины; и

d) когда результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.

Таким образом, работа системы защиты от заброса оборотов проверяется путем непосредственной проверки достижения элементом отсечки закрытого положения в ответ на команду электронной системы регулирования турбомашины. Дополнительно, когда закрытием элемента отсечки управляет электронный блок защиты от заброса оборотов, выполненный отдельно от электронной системы регулирования турбомашины, тестирование системы защиты от заброса оборотов управляется не электронным блоком защиты от заброса оборотов, а электронной системой регулирования, которая обладает ресурсами, способными управлять сложными функциями. Дополнительно, в итоге состояние системы защиты от заброса оборотов защиты от заброса оборотов определяет электронная система регулирования, которая по существу является единственной системой, которая поддерживает связь с системами для управления техническим обслуживанием самолета, тем самым сохраняя общий интерфейс с такими системами для управления техническим обслуживанием.

Согласно одному из признаков этого способа, тестовая последовательность далее содержит этапы на которых:

е) после этапа c) проверяют, что элемент отсечки перешел в открытое положение, и

f) если результат проверки на этапе е) является отрицательным, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.

Это позволяет проверить и способность системы защиты от заброса оборотов закрывать элемент отсечки, и ее способность разрешать открытие элемента отсечки на этапе запуска в ручном режиме.

Согласно признаку способа, когда цепь управления элементом отсечки содержит гидравлическое устройство для закрывания элемента отсечки и электронный блок защиты от заброса оборотов для защиты от заброса оборотов, соединенный с этим гидравлическим устройством для управления закрытием, команды на закрытие элемента отсечки или на удержание его в закрытом состоянии и разрешение на открытие элемента отсечки передают по коммуникационной шине между электронной системой регулирования двигателя электронным блоком защиты от заброса оборотов.

Положение элемента отсечки можно проверить на основе сигнала, поступающего от датчика положения для измерения положение подвижной детали элемента отсечки.

При реализации способа тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в автоматическом режиме, тестовая последовательность встроена в последовательность запуска так, чтобы завершиться до того, как потребуется открыть элемент отсечки в соответствии с процедурой запуска турбомашины в автоматическом режиме.

Тестовая последовательность в этом случае на этапе а) может содержать посылку команды на закрытие ранее открытого элемента отсечки.

При запуске в автоматическом режиме процесс запуска выполняют по заранее определенному сценарию так, что имеется возможность "прозрачно" встроить тестирование системы защиты от заброса оборотов в процесс запуска, не создавая ему помех. Это не относится к запуску в ручном режиме, поскольку момент открывания элемента отсечки для воспламенения топлива определяет пилот или оператор, и тест с использованиием способа, предлагаемого в изобретении, не может быть выполнен, что также гарантирует, что процесс запуска не будет нарушен. Следовательно, в первом варианте настоящего изобретения выполнение тестовой последовательности запрещается при запуске в ручном режиме.

В таких обстоятельствах и предпочтительно, количество последовательных запусков в ручном режиме подсчитывают электронной системой регулирования, которая выдает информацию, требующую тестирование системы защиты от заброса оборотов во время технического обслуживания, когда подсчитанное значение превышает заранее определенный порог. Это позволяет не допустить слишком большого количества запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов.

Во втором варианте способа тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в ручном режиме тестовая последовательность содержит, на этапе а), этап, на котором посылают команду на удержание элемента отсечки в закрытом положении в ответ на команду на запуск.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет встроить тестирование системы защиты от заброса оборотов в процедуру запуска в ручном режиме. Заставляя элемент отсечки оставаться в закрытом положении дольше, чем обычный период до его открывания после команды на запуск в ручном режиме, способ по настоящему изобретению, тем не менее, носит характер вмешательства по сравнению с нормальной процедурой ручного запуска, и это может привести к задержке фактического зажигания.

Поэтому при тестировании системы защиты от заброса оборотов авиационного двигателя электронная система регулирования предпочтительно выполнена с возможностью разрешать проводить тест только, когда самолет находится на земле, чтобы избежать каких-либо задержек повторного зажигания в полете.

Также предпочтительно, во втором варианте способа тест выполняют, когда количество последовательных ручных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов достигает заранее определенной величины или превышает ее.

Таким образом, во-первых, систему защиты от заброса оборотов не тестируют при каждом ручном запуске, что позволяет избежать помех ручному запуску, если такой ручной запуск осуществляют время от времени и изолированно. Во-вторых, в случае множества последовательно выполняемых запусков в ручном режиме, т.е. без какого-либо вмешательства автоматического запуска это позволяет не допустить выполнения слишком большого количества запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов.

Количество последовательных запусков в ручном режиме без тестирования можно подсчитывать с помощью счетчика, который повторно инициализируют каждый раз при проведении теста, при запуске в ручном или в автоматическом режиме.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет более понятно из нижеследующего описания не ограничивающего примера со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг.1 - схема контура подачи топлива на турбомашину;

Фиг.2 - временная диаграмма сигналов, принимаемых или передаваемых системой защиты от заброса оборотов и состояний ее компонентов во время процедуры теста при запуске в автоматическом режиме по первому варианту изобретения;

Фиг.3 - диаграмма последовательности способа управления тестированием системы защиты от заброса оборотов.

Фиг.4 - временная диаграмма сигналов, выдаваемых или передаваемых системой защиты от заброса оборотов и состояний ее компонентов во время процедуры теста при запуске в ручном режиме по второму варианту настоящего изобретения; и

Фиг.5 - диаграмма последовательности другого способа управления тестированием системы защиты от заброса оборотов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ

На Фиг.1 показан пример контура подачи топлива для турбомашины, например, авиационного газотурбинного двигателя.

Топливо под низким давлением (LP) из топливного бака забирается насосом низкого давления (не показан) и подается по топливному контуру 10 низкого давления на вход насоса 12 высокого давления (НР). Например, насос 12 высокого давления является насосом вытеснения, приводимым в действие вспомогательной коробкой передач, которая механически соединена с валом турбины двигателя.

Топливо под высоким давлением, подаваемое насосом 12, поступает на дозатор 20 через фильтр 14 и теплообменник 16, где топливо подогревается за счет теплообмена со смазочным маслом двигателя. Часть топлива под высоким давлением из теплообменника 16 используется как гидравлическая жидкость для различных гидравлических или электрогидравлических компонентов двигателя.

Для примера, дозатор 20 содержит дозирующий клапан 22 с изменяемым отверстием, управляемый сервоклапаном 24. Клапан 26 поддерживает постоянный перепад давления между входным и выходным отверстиями дозирующего клапана, чтобы расход топлива, подаваемого дозирующим клапаном 22, определялся его проходным сечением. Расход регулируется сервоклапаном 24 под управлением электронной системы 18 регулирования (ERS) двигателя путем сервоуправления положением сердечника клапана 22, перемещая его в заданное положение, соответствующее требуемому проходному сечению. Для этой цели датчик 22а положения, например, дифференциальный преобразователь линейных перемещений, соединенный со штоком, прикрепленным к сердечнику клапана, передает на электронную систему 18 регулирования информацию, представляющая реальное положение сердечника клапана 22. Избыток топлива на входе дозатора возвращается в топливный контур низкого давления клапаном 26.

Отрегулированный расход топлива под высоким давлением на выходе дозатора 20 подается на форсунки камеры 28 сгорания двигателя через элемент 32 отсечки топлива. Термин "элемент отсечки топлива" используется в настоящем описании в значении "компонент, выполненный с возможностью полностью прервать поток топлива к камере сгорания, или ограничить этот поток до минимального значения при полном или частичном закрытии под управлением электронной системы 18 регулирования при обнаружении заброса оборотов двигателя".

В приведенном примере элемент 32 отсечки топлива (FCM) является клапаном, имеющим золотник 32а, положение которого определяет проходное сечение клапана. С одной стороны на золотник 32а действует пружина 32b и давление в камере 32с, а с другой стороны на него действует давление на входе клапана 32, соединенного с дозатором 20. Камера 32с имеет впускное отверстие, принимающее топливо под высоким давлением, и выпускное отверстие, соединенное с топливным контуром 10 низкого давления через специализированное устройство (HDS) заброса оборотов 34. Это устройство выполнено в форме электромагнитного клапана с обмоткой 34а возбуждения. При подаче питания на обмотку 34а возбуждения электромагнитный клапан 34 переходит в закрытое состояние и удерживается в нем. Затем золотник 32а с помощью пружины 32b и давления в камере 32с переводится в положение для закрывания клапана 32. Когда питание на обмотке 34а отсутствует, электромагнитный клапан 34 открывается, и золотник 32а может переместиться в открытое положение под давлением топлива, приходящего на клапан 32 от дозатора 20. Датчик 32d положения, например, дифференциальный преобразователь линейных перемещений, который взаимодействует со штоком 32е, прикрепленным к золотнику 32а, выдает сигнал, представляющий открытое или закрытое состояние клапана 32. Этот сигнал посылается непосредственно на электронную систему 18 регулирования.

Электронная система 18 регулирования также выполнена с возможностью открывать клапан 32.

Устройство HDS заброса оборотов 34 управляется электронным блоком (EOPU) 36 защиты от заброса оборотов, который поддерживает связь с электронной системой 18 регулирования по коммуникационной шине, например, в формате ARINC. В ответ на команду на закрытие, которую выдает электронная система 18 регулирования, электронный блок 36 зашиты от заброса оборотов создает сигнал возбуждения обмотки 34а, способный удерживать устройство 34 заброса оборотов в закрытом положении. Компоненты 32 (вместе с датчиком положения 32d), 34 и 36, таким образом, образуют систему 30 защиты от заброса оборотов. Естественно, элемент 32 отсечки топлива и устройство 34 заброса оборотов можно реализовать в другой форме, используя клапан и электромагнитный клапан, и устройство 34 заброса оборотов, факультативно может быть собрано из множества компонентов, встроенных в систему между электронным блоком 36 защиты от заброса оборотов и элементом 32 отсечки топлива. Остановкой двигателя путем закрытия элемента 32 отсечки топлива можно управлять из кабины пилота путем открытия электромагнитного клапана 34.

Электронная система 18 регулирования соединена с пилотской кабиной 39, в частности, для приема информации, указывающей на режим запуска, выбранный пилотом: автоматический или ручной.

Ниже со ссылками на Фиг.2 описывается первый вариант процедуры тестирования системы защиты от заброса оборотов, применимой к запуску двигателя в автоматическом режиме.

Как само по себе известно, процессом запуска в автоматическом режиме хронологически управляет электронная система 18 регулирования с момента запуска и в соответствии с оборотами двигателя (частотой вращения вала турбины), при этом электронная систем 18 регулирования последовательно включает в работу стартер, приводит в действие систему зажигания и управляет расходом впрыскиваемого топлива.

На Фиг.2:

- линия а показывает последовательные этапы тестовой процедуры;

- линия b показывает состояние модуля стартера двигателя;

- линия с показывает момент, в который пилот запускает процесс запуска (команда на запуск);

- линия d показывает команду от электронной системы регулирования на открытие элемента отсечки топлива;

- линия е показывает открытое или закрытое положение элемента отсечки топлива;

- линия f показывает команды, выдаваемые электронной системой регулирования по шине, соединяющей электронную систему регулирования с электронным блоком защиты от заброса оборотов;

- линия g показывает состояние управляющего сигнала, выдаваемого электронным блоком защиты от заброса оборотов на устройство заброса оборотов HDS;

- линия h показывает окно, используемое электронной системой регулирования для наблюдения за положением элемента отсечки топлива; и

- линия i показывает частоту N вращения двигателя.

На линии а этапы PBIT и CBIT соответственно являются этапом автоматического тестирования внутренней логики при включении электронного блока защиты от заброса оборотов и этапом постоянного тестирования входов/выходов электронного блока защиты от заброса оборотов. Это этапы автоматического внутреннего теста, который обычно проводится на электронных цепях.

При включении выполняют этапы PBIT и CBIT (линия а). Поскольку выбранным режимом запуска является автоматический режим (линя b), в ответ на команду запуска (линия с) электронная система регулирования инициирует подготовку и выполнение теста системы защиты от заброса оборотов (этап IBIT).

Поскольку элемент отсечки топлива изначально закрыт, электронная система регулирования выдает команду на открытие элемента отсечки топлива (линия d) до начала собственно тестового этапа IBIT. В ответ на эту команду элемент отсечки топлива открывается (линия е). Одновременно двигатель начинает вращение под действием стартера и его обороты N начинают расти (линия i).

Сам тестовый этап IBIT может начаться, как только откроется элемент отсечки топлива. Следует отметить, что предварительное открытие элемента отсечки топлива, естественно, не требуется, если он был изначально открыт.

Тестовый этап IBIT начинается с того, что электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на закрытие элемента отсечки топлива через устройство HDS заброса оборотов (линия d).

Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает получение этой команды, через шину, которая соединяет его с электронной системой регулирования и в ответ готовит сигнал для возбуждения устройства заброса оборотов(линия d), который заставит элемент отсечки топлива закрыться. В ответ, элемент отсечки топлива переходит в закрытое положение (линия е).

Электронная система регулирования непрерывно отслеживает положение элемента отсечки топлива.

Если будет обнаружено, что элемент отсечки топлива находится в закрытом положении до конца периода Т, соответствующего времени, необходимому для электронного блока защиты от заброса оборотов, чтобы закрыть элемент отсечки топлива через устройство заброса оборотов HDS после того, как электронная система регулирования пошлет команду на закрытие, то электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на выключение устройства заброса оборотов HDS (линия f). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает получение этой команды и прерывает подачу сигнала, возбуждающего устройство заброса оборотов HDS (линия g), позволяя элементу отсечки топлива открыться.

По получении подтверждения приема команды на выключение устройства заброса оборотов HDS и после выполнения этой команды электронный блок защиты от заброса оборотов возвращается на этап CBIT внутреннего теста.

Процесс запуска продолжается нормально и электронная система регулирования может действовать (линия d), чтобы заставить элемент отсечки топлива занять открытое положение (линия е). Эта команда нормально происходит в процессе запуска в автоматическом режиме, когда обороты N двигателя достигают заранее определенной величины N₁, которая является функцией максимального числа оборотов, разрешенного на земле. Затем электронная система регулирования проверяет открытое положение элемента отсечки топлива.

Этап IBIT тестирования системы защиты от заброса оборотов встроен в процесс запуска так, чтобы закончиться заранее, до достижения N₁, и это не вызывает трудностей, поскольку между командой на запуск и моментом, в который достигается порог N1, проходит десятки секунд.

Соединяя результаты проверки закрытого и открытого положений элемента отсечки топлива и результаты автоматических внутренних тестов электронного блока защиты от заброса оборотов(каковые результаты доступны для электронной системы регулирования через шину 38), электронная система регулирования может принять решение об исправности системы защиты о заброса оборотов и выдать сигнал отказа этой системы, если по меньшей мере один из результатов не является положительным. Например, сигнал отказа может быть направлен в пилотскую кабину, чтобы дать возможность принять решение об отмене взлета и о прерывании процесса запуска, если тест проводится на земле до взлета, или принять решение о проверке компонентов системы защиты от заброса оборотов, если тест проводится во время технического обслуживания.

Следует отметить, что в своей минимальной конфигурации тест включает проверку, что элемент отсечки топлива достигает закрытого положения.

Вышеописанная процедура тестирования встроена в процесс запуска прозрачно, это возможно посредством ее предсказуемого характера в автоматическим режиме.

Это не относится к запуску в ручном режиме, поскольку момент открытия элемента отсечки выбирает пилот.

Поэтому, когда выбран ручной режим запуска, можно либо выполнить тест системы защиты от заброса оборотов по второму варианту настоящего изобретения, как описано ниже со ссылками на Фиг.4 и 5, либо не выполнять тестирование системы защиты от заброса оборотов. Если тестирование не выполняется, тем не менее, желательно избегать повторяющихся запусков без тестирования и указать, что необходимо выполнять тестирование во время технического обслуживания, если было произведено несколько последовательных запусков без тестирования. На Фиг.3 показан способ управления тестированием системы защиты от заброса оборотов, который в этом случае осуществляется электронной системой регулирования двигателя.

Если электронная система регулирования обнаруживает, что выбран ручной режим запуска (тест 40), то тестирование системы защиты от заброса оборотов запрещается (шаг 42). На шаге 44 содержимое N счетчика запусков без тестирования увеличивается (N=N+1). Происходит проверка (тест 46), не превышает ли N пороговой величины N_max. Если превышает, электронная система регулирования выдает информацию, запрашивающую техническое обслуживание для тестирования системы защиты от заброса оборотов (шаг 48). Тест при обслуживании по настоящему изобретению выполняют в автоматическом режиме запуска, например, как описано со ссылками на Фиг.2. Следует отметить, что величина N счетчика предпочтительно запоминается в энергонезависимом запоминающем устройстве электронной системы регулирования. Например, количество N_max выбирают так, чтобы N_max ≤ 8.

Если будет обнаружено (тест 40), что при эксплуатации или при техническом обслуживании выбран автоматический запуск, то систему защиты от заброса оборотов тестируют в соответствии с настоящим изобретением (шаг 50), и на шаге 52 счетчик для подсчета величины N повторно инициализируют(N = 0).

Ниже со ссылками на Фиг.4 описан второй вариант процедуры тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске двигателя в ручном режиме.

- линия а показывает последовательные этапы тестовой процедуры;

- линия b показывает состояние режима запуска двигателя;

- линия с показывает момент запуска пилотом (команда на запуск);

- линия d показывает команды выдаваемые по шине, соединяющей электронную систему регулирования и электронный блок защиты от заброса оборотов;

- линия е показывает состояние управляющего сигнала, выдаваемого электронным блоком защиты от заброса оборотов на устройство заброса оборотов HDS;

- линия f показывает момент, в который приводит в действие главный рычаг для открытия клапана, если будет обнаружено, что топливо присутствует;

- линия g показывает состояние наблюдения электронной системой регулирования за положением элемента отсечки топлива;

- линия h показывает положение элемента отсечки топлива.

На линии а этапы PBIT и CBIT соответственно являются этапом автоматического тестирования внутренней логики, когда электронный блок защиты от заброса оборотов и этапом постоянного тестирования входов/выходов электронного блока защиты от заброса оборотов. Это автоматические внутренние тесты, которые обычно проводятся в электронных цепях.

При включении выполняются этапы PBIT и CBIT (линия а). Поскольку выбранным режимом запуска является ручной режим (линия b), как определяет электронная система регулирования, в ответ на получение электронной системой регулирования команды на запуск (линия с) инициируется процедура тестирования системы защиты от заброса оборотов по настоящему изобретению (этап IBIT).

Затем электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду на закрытие элемента отсечки топлива (линия d). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает прием команды по шине, и преобразует ее в управляющий сигнал для устройства заброса оборотов HDS на удержание элемента отсечки топлива в закрытом положении, при этом элемент отсечки топлива изначально закрыт (линия g).

Таким образом, инициирование теста запрещает открытие элемента отсечки топлива, где такое открытие происходит, когда выполнение ручного запуска происходит без тестирования системы защиты от заброса оборотов, после команды на запуск, когда обороты двигателя станут достаточными для поднятия давления топлива выше порога для открывания элемента отсечки топлива.

Проверка закрытого положения элемента отсечки топлива разрешается (линия g) спустя период dT₁ времени, который больше, чем нормальный период времени для открытия элемента отсечки топлива после команды на запуск. Это может быть заранее определенный период времени, например, не менее 0,5 с, типично находящийся в диапазоне от 0,5 до 2,0 с. Проверка закрытого положения электронной системой регулирования также может начаться, как в показанном примере, в ответ на приведение в действие пилотом главного рычага (линия f), и такое приведение в действие неминуемо выполняется с достаточной задержкой относительно команды на запуск.

Если будет подтверждено, что элемент отсечки топлива находится в закрытом положении, электронная система регулирования посылает на электронный блок защиты от заброса оборотов команду, чтобы отключить блок заброса оборотов HDS с тем, чтобы разрешить открытие элемента отсечки топлива (линия d). Электронный блок защиты от заброса оборотов подтверждает по шине получение этой команды и отключает устройство заброса оборотов HDS (линия е).

Спустя заранее определенный период dT₂ времени, который длиннее нормального периода времени открытия элемента отсечки топлива, электронная система регулирования проверяет открытое положение этого элемента отсечки топлива. Период времени dT₂ может быть равен или по существу равен периоду dT₁. После того, как устройство заброса оборотов HDS отключено, электронный блок защиты от заброса оборотов продолжает выполнять фоновые задачи, включая внутренний тест CBIT.

Соединяя результаты проверки удерживаемого закрытого и открытого положений элемента отсечки топлива и результаты автоматических внутренних тестов электронного блока защиты от заброса оборотов (которые доступны для электронной системы регулирования через шину 38), электронная система регулирования может принять решение об исправности системы защиты от заброса оборотов и выдать сигнал отказа этой системы, если все результаты не положительны. Например, сигнал отказа может передаваться в пилотскую кабину, позволяя принять решение об отмене взлета.

Следует отметить, что в минимальной конфигурации тест включает в себя проверку удержания элемента отсечки топлива в закрытом положении, предпочтительно после истечения периода времени, который больше, чем период времени, требуемый для нормального открытия после получения команды на запуск.

Вышеописанная тестовая процедура носит характер вмешательства по сравнению с ручным режимом запуска без тестирования системы защиты от заброса оборотов, из-за задержки, которую эта процедура создает для открытия элемента отсечки топлива. Хотя на практике эта задержка может быть очень ограниченной, например, менее одной секунды, может быть предпочтительно не выполнять такой тест систематически при каждом запуске в ручном режиме, а только после некоторого количества последовательных ручных запусков, выполняемых без тестирования. Также предпочтительно избегать тестирования при выполнении запуска в ручном режиме в полете, с системой, предотвращая выполнение теста при ручном запуске в условиях полета.

Далее следует описание варианта процедуры управления тестированием системы защиты от заброса оборотов при запуске в ручном режиме, со ссылками на Фиг.5. Эта процедура реализуется программой, выполняемой электронной системой регулирования.

Количество М последовательных запусков в ручном режиме без выполнения теста системы защиты от заброса оборотов подсчитывается счетчиком, содержимое которого хранится в энергонезависимом запоминающем устройстве электронной системы регулирования.

Если выбран запуск в ручном режиме, осуществляется проверка (40), находится ли летательный аппарат на земле, на основании данных, доступных в электронной системе регулирования. Если нет, величина М увеличивается на единицу (42) и запуск в ручном режиме осуществляется без тестирования системы защиты от заброса оборотов (44). Если летательный аппарат находится на земле, осуществляется проверка (46), меньше ли величина М заранее определенной максимальной величины M_max, т.е. больше или равно единице, например, находится в диапазоне от 1 до 50. Если М<M_max, способ переходит на шаг 42 и 44, если M≥M_max, выполняется тест (48) системы защиты от заброса оборотов, например, как описано выше со ссылками на Фиг.2. Если результат теста положителен (50), содержимое M счетчика сбрасывается на нуль (52) и процедура завершается. Если результат теста отрицательный, электронная система регулирования выдает (54) сигнал отказа и процедура завершается.

Если выбран запуск в автоматическом режиме, выполняется тест (60) системы защиты от заброса оборотов, который является "прозрачным" для последовательности автоматического запуска. Содержимое M счетчика сбрасывается на нуль.

В вышеприведенном подробном описании предполагается, что изобретение применяется на авиационном газотурбинном двигателе. Тем не менее, способ тестирования системы защиты от заброса оборотов может применяться на турбомашинах и другого типа.

1. Способ тестирования системы для защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске турбомашины, при этом система защиты содержит элемент отсечки топлива и цепь для управления элементом отсечки, соединенную с электронной системой регулирования двигателя для закрывания элемента отсечки для прерывания или уменьшения подачи топлива в камеру сгорания турбомашины в ответ на обнаружение заброса оборотов, при этом способ отличается тем, что содержит следующую тестовую последовательность:
a) по получении команды на запуск турбомашины электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки на закрытие элемента отсечки или на удержание его в закрытом положении;
b) электронная система регулирования проверяет состояние закрытия элемента отсечки на основе полученной информации, представляющей открытое или закрытое состояние элемента отсечки;
c) когда результат проверки на этапе b) положителен, электронная система регулирования посылает команду на цепь управления элементом отсечки, разрешающую открыть элемент отсечки и продолжить процедуру запуска турбомашины; и
d) когда результат проверки на этапе b) отрицателен, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тестовая последовательность далее содержит этапы, на которых:
e) после этапа c) проверяют, что элемент отсечки перешел в открытое положение, и
f) если результат проверки на этапе e) является отрицательным, электронная система регулирования выдает сигнал об отказе системы защиты от заброса оборотов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что цепь управления элементом отсечки содержит гидравлическое устройство для закрывания элемента отсечки и электронный блок защиты от заброса оборотов для защиты от заброса оборотов, соединенный с гидравлическим устройством для управления закрытием, при этом команды на закрытие элемента отсечки или на удержание его закрытым и разрешения на открытие элемента отсечки передают по коммуникационной шине между электронной системой регулирования турбомашины и электронным блоком защиты от заброса оборотов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение элемента отсечки проверяют на основе сигнала, подаваемого датчиком положения для измерения положения подвижной детали элемента отсечки.

5. Способ по п.1 тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в автоматическом режиме, отличающийся тем, что тестовую последовательность встраивают в последовательность запуска так, чтобы она завершилась до того, как потребуется открыть элемент отсечки в соответствии с процедурой запуска турбомашины в автоматическом режиме.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что тестовая последовательность на этапе a) содержит этап, на котором посылают команду на закрытие ранее открытого элемента отсечки.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что при запуске в ручном режиме выполнение тестовой последовательности разрешают, когда летательный аппарат находится на земле.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество последовательных запусков в ручном режиме подсчитывают посредством электронной системы регулирования, которая выдает информацию, требующую тестирование системы защиты от заброса оборотов во время технического обслуживания, когда подсчитанное значение превышает заранее определенный порог.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для тестирования системы защиты от заброса оборотов при запуске турбомашины в ручном режиме тестовая последовательность на этапе а) содержит этап, на котором посылают команду на удержание элемента отсечки в закрытом положении в ответ на команду на запуск.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что для тестирования системы защиты от заброса оборотов авиационного двигателя электронная система регулирования выполнена с возможностью разрешать проводить тест только, когда летательный аппарат находится на земле.

11. Способ управления тестированием защиты турбомашины от заброса оборотов при запуске в ручном режиме, отличающийся тем, что выполняют несколько последовательных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов, а когда количество последовательных запусков без тестирования системы защиты от заброса оборотов достигнет заранее определенной величины или превысит ее, выполняют тест по п.9.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что количество последовательных запусков в ручном режиме без тестирования подсчитывают посредством счетчика, который повторно инициализируют каждый раз при проведении теста при запуске в ручном или в автоматическом режиме.

Объектом настоящего изобретения является устройство обнаружения неисправности топливного насоса низкого давления турбореактивного двигателя. Насос приводится во вращение при помощи коробки приводов агрегатов, содержащей зубчатую передачу механического вращения упомянутых агрегатов.

Способ и система контроля турбореактивного двигателя // 2507403

Изобретение относится к способу и системе контроля турбореактивного двигателя. Способ состоит в том, что получают (Е10) сигнал, характерный для вибрационного уровня ротора во время работы турбореактивного двигателя, получают (Е20) режим вращения ротора во время работы, сравнивают (Е40) амплитуду сигнала, по меньшей мере, с одним заранее определенным вибрационным порогом в зависимости от режима вращения ротора и в случае превышения порога пиком амплитуды анализируют (Е50) сигнал во временном окне, образованном вокруг пика амплитуды, чтобы определить (Е60), является ли явление, ставшее причиной пика амплитуды, механическим ударом по ротору турбореактивного двигателя или электронным возмущением сигнала.

Панель-подложка для истирающегося покрытия в газотурбинном двигателе // 2477805

Разрывной разъединитель // 2328627

Изобретение относится к разрывному разъединителю, предназначенному для использования, в частности, на опоре вала подшипника турбореактивного двигателя. .

Быстрозапорная захлопка паровой турбины // 2204023

Изобретение относится к области исполнительных устройств защиты паровой турбины, обеспечивающих перекрытие подвода пара в турбину по сигналам систем ее защиты и предназначено главным образом для турбин, работающих на низкопотенциальном геотермальном паре с большим содержанием солей и агрессивных газов.

Способ торможения турбины двигателя // 2035595

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть использовано в транспортных, судовых, локомотивных и стационарных установках. .

Система каскадного слива конденсата греющего пара подогревателей теплофикационной паровой турбины при ступенчатом подогреве сетевой воды // 1816872

Устройство для регулирования осевого усилия ротора турбомашины // 1710787

Изобретение относится к турбиностроению и позволяет повысить надежность в работе. .

Способ остановки паротурбинного турбогенератора с воздушным расхолаживанием приводной турбины // 1615402

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сокращения продолжительности простоя паротурбинного турбогенератора при остановках, связанных с проведением ремонтных работ.

Паротурбинная установка // 1454990

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить эффективность и надежность паротурбинной установки. .

Система регулирования паровой турбины и способ эксплуатации паровой турбины при повышенном неустановившемся давлении на выхлопе // 2562340

Изобретение относится к энергетике. Система регулирования, предназначенная для выполнения логического алгоритма обеспечения безопасности в неустановившемся режиме, с целью предотвращения автоматического отключения турбины по давлению на выхлопе, обусловленного скачком давления на выхлопе турбины, который вызван сильным снижением расхода потока через турбину, связанным с внезапным повышением давления на выхлопе турбины. Когда условия полного сброса нагрузки обнаружены посредством рассогласования 50 нагрузки по мощности и подтверждены вспомогательными средствами, штатные уставки автоматического отключения по давлению на выхлопе турбины блокируют на период отсрочки, пока действуют переходные эксплуатационные допуски. Также представлен способ эксплуатации паровой турбины согласно изобретению. Изобретение позволяет обеспечить безопасную работу паровой турбины в неустановившемся режиме работы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система рециркуляции воздуха оболочки камер сгорания в газотурбинном двигателе // 2595465

Газотурбинный двигатель, имеющий продольную ось, определяющую аксиальное направление двигателя, содержит компрессорную секцию, секцию сжигания, содержащую множество устройств для сжигания, турбинную секцию, кожух и систему рециркуляции воздуха оболочки. Кожух имеет часть, расположенную вокруг секции сжигания, содержащую стенку кожуха, которая имеет верхнюю часть стенки, образующую верхнюю мертвую точку, левую и правую боковые части стенки и нижнюю часть стенки, образующую нижнюю мертвую точку. При этом данная часть кожуха дополнительно ограничивает внутренний объем, в котором находятся устройства для сжигания и воздух, сжатый посредством компрессорной секции. Система рециркуляции воздуха оболочки содержит, по меньшей мере, один выпускной элемент, расположенный у нижней части стенки, представляющей собой стенку кожуха, первый и второй впускные элементы, расположенные у верхней части стенки, представляющей собой стенку кожуха, при этом данные впускные элементы расположены на определенном расстоянии друг от друга по окружности и расположены по существу в одном и том же месте в аксиальном направлении, систему трубопроводов, обеспечивающую сообщение по текучей среде между, по меньшей мере, одним выпускным элементом и впускными элементами, воздуходувку и клапанную систему. Изобретение обеспечивает равномерное распределение температур воздуха в оболочке камеры сгорания. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Самофиксирующееся уплотнительное устройство // 2607572

Уплотнительное устройство содержит заглушку, выполненную с возможностью размещения в резьбовом отверстии корпуса и удаления из него путем завинчивания и отвинчивания. Заглушка содержит центральное тело с резьбой, и средство фиксации и расцепления, препятствующее самопроизвольному отвинчиванию заглушки, автоматически приводимое в действие путем вращения заглушки и ее соответствующего перемещения вдоль продольной оси. Средство фиксации и расцепления содержит два разъединяемых соединительных элемента, из которых первый сцеплен при вращении с центральным телом, а второй выполнен с возможностью стопорения своего вращения относительно корпуса. Заглушка содержит юбку, жестко соединенную с центральным телом и имеющую опорную зону, выполненную с возможностью непосредственно взаимодействовать с опорной зоной второго элемента. Первый элемент сцеплен с центральным телом с возможностью их совместного вращения при помощи направляющих средств, выполненных на периферии первого элемента и продолжающихся в радиальном направлении относительно продольной оси. Направляющие средства заходят в соответствующие канавки, выполненные внутри юбки и продолжающиеся вдоль продольной оси, обеспечивая возможность перемещения первого элемента внутри юбки вдоль продольной оси. Изобретение позволяет исключить отвинчивание заглушки из корпуса под влиянием вибраций авиационного двигателя. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Эндоскопическая система и способ для обследования газовых турбин // 2610973

Изобретение относится к энергетике. Эндоскопическая система 10 содержит эндоскоп 12 и устройство 16 обработки данных, в котором эндоскоп 12 содержит устройство 13 записи изображений, причем эндоскоп 12 выполнен с возможностью передачи записей изображений от устройства 13 записи изображений изнутри газовой турбины 11 к устройству 16 обработки данных, при этом эндоскопическая система 10 выполнена с возможностью позиционирования и юстировки определенным образом в газовой турбине 11 эндоскопа 12, содержащего устройство 13 записи изображений, которое введено в газовую турбину 11. Также представлен способ для обследования газовой турбины. Изобретение позволяет обеспечить хорошую воспроизводимость результатов обследования, малую длительность испытаний и повышенное качество испытаний при обследовании газовых турбин. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Система и способ для индикации износа турбомашины // 2611708

Система индикации износа турбомашины содержит компонент турбомашины и другой компонент турбомашины, находящийся в контакте с компонентом турбомашины. В компоненте турбомашины в зоне контакта с другим компонентом турбомашины образована канавка. Внутри канавки компонента турбомашины образован индикаторный слой и верхний слой, причем верхний слой покрывает индикаторный слой таким образом, что индикаторный слой становится оптически видимым, если верхний слой подвергнут фреттингу за счет контакта компонента турбомашины с другим компонентом турбомашины. Верхний слой и/или индикаторный слой является твердым покрывным слоем, имеющим меньший коэффициент трения и более высокую стойкость к износу или фреттингу по сравнению с материалом компонента турбомашины. При индикации износа турбомашины, если верхний слой подвергнут фреттингу за счет контакта компонента турбомашины с другим компонентом турбомашины, индикацию производят с помощью указанного выше индикаторного слоя. Группа изобретений позволяет упростить индикацию износа компонента турбомашины. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Обнаружение и отслеживание повреждения вентилятора авиационного двигателя или столкновения с ним постороннего предмета // 2625412

Вентилятор авиационного двигателя содержит ротор, имеющий множество лопаток из композитного материала, включающего тканые волокна, и систему для обнаружения деформации в результате столкновения тела с вентилятором. В каждой из лопаток по меньшей мере одно из волокон является оптоволокном, включающим в себя часть, образующую Брэгговскую решетку. С оптоволокном соединен приемопередатчик, подходящий для отправки оптического сигнала в оптоволокно и приема оптического сигнала в ответ из оптоволокна. С приемопередатчиком соединен модуль детектора, обеспечивающий обнаружение деформации упомянутого вентилятора, когда принятый оптический сигнал демонстрирует корреляцию с заданным профилем волны затухающего воздействия на лопатку при определенной частоте вращения. При обнаружении деформации, вызванной столкновением тела с вентилятором, отправляют оптический сигнал по меньшей мере в одно оптоволокно каждой из лопаток, принимают оптический сигнал, поступающий из оптоволокна, и обеспечивают обнаружение деформации вентилятора в случае, если принятый оптический сигнал демонстрирует корреляцию с заданным профилем волны затухающего воздействия на лопатку при определенной частоте вращения. Другое изобретение группы относится к авиационному двигателю, содержащему такой вентилятор. Группа изобретений позволяет упростить обнаружение повреждений композитных лопаток вентилятора, вызванных столкновением с посторонними предметами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ эксплуатации газотурбинного двигателя, включающего в себя систему рециркуляции воздуха оболочки камер сгорания // 2626047

Изобретение относится к энергетике. Способ эксплуатации газотурбинного двигателя, при котором во время работы газотурбинного двигателя при полной нагрузке клапанную систему поддерживают в закрытом положении для того, чтобы по существу предотвратить проход воздуха через систему трубопроводов системы рециркуляции воздуха оболочки. При инициировании операции перехода к работе при неполной нагрузке, которую выполняют для перевода двигателя в состояние проворачивания или выключенное состояние, клапанную систему открывают для обеспечения возможности прохода воздуха через систему трубопроводов. Изобретение позволяет создать более равномерное распределение температуры воздуха в оболочке камеры сгорания. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Опорный узел редукторной системы турбомашины и способ опирания редукторной системы в турбомашине // 2644421

Опорный узел редукторной системы турбомашины содержит опору, имеющую более податливую часть и менее податливую часть. Менее податливая часть содержит стопор, ограничивающий осевое перемещение редукторной системы в турбомашине. Стопор выполнен с возможностью размещения на расстоянии от жесткого элемента во время штатной работы турбомашины, содержащей указанную редукторную систему, и с возможностью контактирования с этим жестким элементом во время нештатной ситуации с ограничением осевого перемещения. Более податливая часть во время работы турбомашины допускает некоторое перемещение редукторной системы относительно других частей турбомашины. При опирании редукторной системы в турбомашине применяют более податливую часть для обеспечения перемещения редукторной системы относительно других частей турбомашины и применяют менее податливую часть, имеющую стопор, для ограничения перемещения редукторной системы в осевом направлении. Группа изобретений позволяет обеспечить адаптацию редукторной системы турбомашины к допускам опорного узла и деформации самой турбомашины во время ее работы, а также исключить нештатное перемещение редукторной системы в осевом направлении. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Газотурбинный двигатель с биротативным вентилятором // 2647944

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с биротативным вентилятором авиационного применения. Газотурбинный двигатель с биротативным вентилятором содержит подпорные ступени, размещенные между рабочими колесами биротативного вентилятора, а также биротативную турбину, соединенную валами с рабочими колесами биротативного вентилятора. Лопатки переднего и заднего рабочих колес биротативного вентилятора выполнены поворотными вокруг радиальной оси, подпорные биротативные ступени на выходе выполнены с диффузорным каналом, первая лопатка внешнего ротора биротативной турбины выполнена с выпуклыми на продольном разрезе газотурбинного двигателя в осевом направлении входной и выходной кромками, а лабиринтное уплотнение между внешним ротором и статором биротативной турбины выполнено с внутренним и с внешним ярусами, с промежуточной воздушной полостью между ярусами, соединенной на входе с промежуточной ступенью компрессора, и оснащено системой активного управления радиальным зазором внешнего яруса уплотнения. Позволяет повысить надежность, экономичность и снизить вес газотурбинного двигателя. 4 ил.

Способ управления двухроторным газотурбинным двигателем самолета при останове // 2648528

Изобретение относится к управлению авиационным двигателем. Способ управления двухроторным газотурбинным двигателем самолета при останове заключается в уменьшении частоты вращения вала ротора высокого давления и вала ротора низкого давления. При этом частоту вращения вала ротора высокого давления и вала ротора низкого давления уменьшают до достижения роторами одинаковой частоты вращения. Роторы зацепляют друг с другом обгонной муфтой, расположенной между валами, после чего частоту вращения роторов уменьшают до останова. Изобретение обеспечивает стабильную подачу масла к опорам двигателя на останове до полной остановки всех роторов двигателя, а также позволяет снизить эффект «прихватывания» вала ротора высокого давления при останове. 1 ил.