Система автоматического управления газотурбинным двигателем

Изобретение относится к управлению газотурбинными двигателями, в частности к системам автоматического управления, и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике и других областях техники, где используются газотурбинные двигатели. Система автоматического управления газотурбинным двигателем содержит основной и дублирующий каналы управления, выходные каскады с двумя входами, один из которых соединен с основным каналом, а второй с дублирующим каналом, исполнительные механизмы, источник питания, устройство ввода и вычислитель, при этом выходные каскады соединены выходами с входами исполнительных механизмов, система также содержит дополнительное устройство ввода, при этом одно устройство ввода выходом подсоединено к основному каналу, а дополнительное устройство ввода выходом подсоединено к дублирующему каналу, источник питания выходом подсоединен ко входу вычислителя, и последний подсоединен входами и выходами к основному и дублирующему каналам. Изобретение позволяет повысить надежность системы автоматического управления газотурбинным двигателем. 1 ил.

 

Изобретение относится к управлению газотурбинными двигателями, в частности к системам автоматического управления, и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике и других областях техники, где используются газотурбинные двигатели.

Известна система автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая основной и резервный каналы управления, каждый из которых соединен своими входами с датчиками параметров двигателя, а выходами - с исполнительными устройствами (см. авторское свидетельство СССР №1625095, Кл. F02C 9/28, опубл. 15.06.94).

Недостаток известной системы заключается в следующем. Отказ одного из элементов основного канала приводит к полному отключению канала и переходу на резервный канал, в то время как остальные элементы основного канала исправны, что отрицательно сказывается на надежности системы.

Наиболее близкой к предложенной системе автоматического управления относится система автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая основной и дублирующий каналы управления исполнительными механизмами, источник питания, при этом каждый канал содержит вычислитель, входы которого соединены с устройством ввода, а выходы - с исполнительными элементами регулируемых механизмов двигателя, датчики которых имеют возможность соединения со входами вычислителей, причем вычислители соединены между собой линией межканального обмена, каждый из каналов имеет дополнительный источник питания, а исполнительные механизмы управляются выходными каскадами, соединенными с исполнительными механизмами и имеющими два входа, первый из которых имеет возможность соединения с выходами вычислителя основного канала, а второй - с выходами дублирующего (см. патент RU №55042, Кл. F02C 9/28, опубл. 27.07.2006).

Несмотря на то, что данная система позволяет осуществить управление двигателем от основного или дублирующего каналов и передачу функций управления от основного канала дублирующему по мере возникновения неисправностей какого-либо элемента основного канала, система имеет следующие недостатки. Наличие в каждом канале (основном и дублирующем) вычислителя и соединение вычислителей между собой линией межканального обмена приводит к увеличению числа блоков в системе и к необходимости решения задачи по формированию управляющих сигналов, по которым определяется включение в работу того или иного вычислителя, что отрицательно сказывается на надежности системы. Возможна ситуация, когда при появлении ошибки в устройстве, которое должно определять, какой из каналов должен управлять двигателем, включаются оба канала при их абсолютной исправности. Надежность вычислителя, основой которого является микропроцессор, определяется, преимущественно, количеством выходов микропроцессора для соединения с остальными элементами вычислителя. Поэтому применение двух вычислителей, а соответственно, и двух микропроцессоров ощутимо снижает надежность системы в целом.

Технический результат предложенной системы - повышение надежности системы автоматического управления газотурбинным двигателем.

Указанный технический результат достигается тем, что система автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая основной и дублирующий каналы управления, выходные каскады с двумя входами, один из которых соединен с основным каналом, а второй - с дублирующим каналом, исполнительные механизмы, источник питания, устройство ввода и вычислитель, при этом выходные каскады соединены выходами с входами исполнительных механизмов, согласно изобретению, содержит дополнительное устройство ввода, при этом одно устройство ввода выходом подсоединено к основному каналу, а дополнительное устройство ввода выходом подсоединено к дублирующему каналу, источник питания выходом подсоединен ко входу вычислителя, и последний подсоединен входами и выходами к основному и дублирующему каналам.

На чертеже изображена структурная схема системы автоматического управления газотурбинным двигателем.

Система автоматического управления газотурбинным двигателем содержит основной и дублирующий каналы 1, 2 управления, выходные каскады 3 с двумя входами, один из входов соединен с основным каналом 1, а второй вход соединен с дублирующим каналом 2, исполнительные механизмы 4, источник питания 5, устройство ввода 6 и дополнительное устройство ввода 7 и вычислитель 8 (в качестве которого, например, для двигателя АИ-222 может быть использовано устройство ЭСУ-222). При этом выходные каскады 3 соединены выходами с входами исполнительных механизмов 4. Одно устройство ввода 6 выходом подсоединено к основному каналу 1, а дополнительное устройство ввода 7 выходом подсоединено к дублирующему каналу 2. Источник питания 5 выходом подсоединен ко входу вычислителя, и вычислитель подсоединен входами и выходами к основному и дублирующему каналам 1, 2. Система автоматического управления газотурбинным двигателем работает следующим образом. Внешний сигнал управления, задающий режим работы двигателя, сигналы о фактическом положении исполнительных органов (гидроцилиндров, дозирующих кранов, распределительных золотников), а также прочие сигналы, характеризующие состояние летательного аппарата, двигателя и системы автоматического управления (температуры, давления, скорости, положения), поступают в одинаковом виде и составе в основной и дублирующий каналы 1, 2 системы через основное устройство ввода 6 и дополнительное устройство ввода 7. Сигналы в основной и дублирующии каналы 1 и 2 поступают через устройства ввода 6 и 7 от разных измерительных и преобразовательных устройств, каждое из которых дублировано.

Полученная информация передается по основному и дублирующему каналам 1 и 2 в вычислитель 8, который на основании полученной информации решает задачу управления, вычисляя необходимые параметры работы двигателя и соответствующие им положения исполнительных органов.

Далее в вычислителе 8 положения исполнительных механизмов, полученные в результате решения задачи управления, сравниваются с фактическими положениями, определяется величина и направление рассогласования для каждого исполнительного органа и формируются управляющие сигналы необходимой величины и полярности для устранения рассогласования.

Каждый из полученных управляющих сигналов передается из вычислителя 8 по основному и дублирующему каналам 1 и 2 в выходные каскады 3, в которых формируется необходимый сигнал воздействия на соответствующие исполнительные механизмы 4.

Исполнительные механизмы 4 воздействуют на исполнительные органы двигателя, задавая им перемещение в сторону уменьшения рассогласования между фактическим и заданным положениями.

Система автоматического управления газотурбинным двигателем, содержащая основной и дублирующий каналы управления, выходные каскады с двумя входами, один из которых соединен с основным каналом, а второй - с дублирующим каналом, исполнительные механизмы, источник питания, устройство ввода и вычислитель, при этом выходные каскады соединены выходами с входами исполнительных механизмов, отличающаяся тем, что содержит дополнительное устройство ввода, при этом одно устройство ввода выходом подсоединено к основному каналу, а дополнительное устройство ввода выходом подсоединено к дублирующему каналу, источник питания выходом подсоединен ко входу вычислителя, и последний подсоединен входами и выходами к основному и дублирующему каналам.