Способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя

Авторы патента:

F02C9/48 - управление топливоподачей совместно с управлением другим параметром установки (совместно с управлением соплом F02K 1/17)

Владельцы патента RU 2418184:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя относится к системам управления топливоподачей совместно с управлением другим параметром турбореактивного двигателя, а именно совместно с управлением реактивным соплом, и позволяет обеспечить максимальную эффективность двигателя за счет локального изменения F_кр и π_т* только на период работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости ниже допустимых пределов. На стенде определяют диапазон частот вращения роторов высокого и низкого давлений с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и формируют по этим испытаниям сигналы для системы управления двигателем. Во время эксплуатации при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, система управления двигателем выдает сигнал, по которому исполнительные механизмы увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, система управления двигателем увеличивает перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

Изобретение относится к системам управления топливоподачей совместно с управлением другим параметром турбореактивного двигателя, а именно совместно с управлением реактивным соплом.

Известен способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающий определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение во время эксплуатации двигателя площади критического сечения реактивного сопла (F_кр) и/или степени расширения газа на турбинах (π_т*) до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров (см. Ю.Н.Нечаев. Теория авиационных двигателей. Изд. ВВИА им.Жуковского, 1990 г., стр.451, 3-й абзац сверху).

Недостатком указанного решения является то, что изменение площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах приводит к изменению и, как правило, к ухудшению основных характеристик - снижению тяги и повышению температуры газа перед турбиной во всем рабочем диапазоне.

Задача изобретения - обеспечить максимальную эффективность двигателя за счет локального изменения F_кр и π_т* только на период работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости ниже допустимых пределов.

Указанная задача достигается тем, что в способе регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающем определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, в двигателе при нахождении режима работы в указанном выше диапазоне частот вращения роторов при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости соответствующих компрессоров.

Новым здесь является то, что в двигателе при нахождении режима работы в указанном выше диапазоне частот вращения роторов при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости соответствующих компрессоров.

Увеличение площади критического сечения реактивного сопла при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, позволяет повысить на крейсерских режимах полета самолета запасы устойчивости компрессоров до требуемого уровня.

А увеличение перепада давлений на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, позволяет увеличивать запасы устойчивости компрессоров уже на скоростных дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета самолета.

Способ реализуют следующим образом:

На стенде определяют диапазон частот вращения роторов высокого и низкого давлений с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов для компрессоров высокого и низкого давлений и формируют по этим испытаниям управляющие сигналы для системы управления двигателем.

Во время эксплуатации при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, система управления двигателем выдает сигнал, по которому исполнительные механизмы реактивного сопла увеличивают площадь критического сечения сопла до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

При нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, система управления двигателем изменяет перепад давления на турбинах по определенному закону до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

Таким образом, способ обеспечивает высокие характеристики двигателя в рабочем диапазоне частот вращения роторов за исключением локальных довольно узких диапазонов работы двигателя, где главным является обеспечение требуемых по условиям безопасности полетов запасов устойчивости компрессоров.

Способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающий определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение во время эксплуатации двигателя площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, отличающийся тем, что при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов, при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

Похожие патенты:

Боевой вертолет // 2338667

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов. .

Способ работы газотурбинной установки для теплоэлектроцентрали и устройство для его осуществления // 2094637

Изобретение относится к области энергетики и, в частности к стационарным и передвижным газотурбинным теплоэлектроцентралям, Широко известны способы работы газотурбинных установок, заключающиеся в сжатии воздуха в компрессоре, сжигании органического топлива в камере сгорания, расширении продуктов сгорания в турбине с получением работы [1] Недостатком аналога является низкий КПД использования топлива в установке.

Устройство автоматического регулирования газотурбинного двигателя // 2028482

Изобретение относится к автоматическому регулированию газотурбинных двигателей. .

Топливомасляный агрегат // 1362211

Система автоматического регулирования судового газотурбогенератора // 1321169

Регулятор степени повышения давления воздуха в компрессоре газотурбинного двигателя // 858393

Патент 396879 // 396879

Способ регулирования газотурбинных установок // 358954

Устройство для автоматического управления турбогенератором // 221421

Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания // 2432478

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ТРДФ) с форсажной камерой сгорания (ФКС)

Способ и устройство регулирования газотурбинной установки // 2522258

Группа изобретений относится к области автоматического управления газотурбинным приводом, применяемым на транспорте. Техническим результатом изобретений является регулирование газотурбинной установкой при изменении в широких пределах потребляемой мощности и упрощение алгоритма управления. Указанный технический результат достигается тем, что регулятор двигателя формирует сигнал управления дозатором топлива по разности между заданным значением мощности, определяемым задатчиком мощности по коду состояния контроллера машиниста, и фактическим значением мощности, измеренной на нагрузке, при этом в зависимости от величины и знака результата сравнения уменьшают или увеличивают подачу топлива в газотурбинный двигатель, а регулятор турбогенератора формирует сигнал управления турбогенератором сравнением задания по частоте, формируемым функциональным преобразователем в зависимости от заданного значения мощности, с сигналом с датчика оборотов, который управляет обмоткой возбуждения турбогенератора и изменяет его выходное напряжение. Описано также устройство для реализации данного способа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Система подачи топлива для спарки вертолетных газотурбинных двигателей // 2534199

Система подачи топлива предназначена для спарки вертолетных ГТД. Она содержит две гидромеханические части (ГМЧ). Чтобы можно было использовать систему на двухмоторных вертолетах с высокой степенью надежности, в ГМЧ введены синхронизатор мощности двигателей, ограничитель частоты вращения свободной турбины и электромагнитный клапан. Золотник-селектор переключения режима синхронизации на режим ограничения связан с ЭБУ другого двигателя. Дозирующий элемент имеет клапан фиксации. Управляющая полость клапана соединена с электромагнитным клапаном, золотником-селектором переключения основного режима на резервный и золотником, связанным с рычагом управления двигателем. Технический результат изобретения - расширение области применения системы подачи топлива, повышение надежности ее работы при уменьшении масса и габаритов системы. 2 ил.

Способ зажигания для камеры сгорания газотурбинного двигателя // 2577426

Способ зажигания для камеры сгорания газотурбинного двигателя, питаемой топливом через форсунки и имеющей свечу зажигания, содержит первоначальную фазу, во время которой в камеру впрыскивают топливо с постоянным расходом одновременно с активизацией свечи зажигания, и, - при отсутствии воспламенения в камере в конце первоначальной фазы, - вторую фазу. Во время второй фазы резко увеличивают расход впрыскиваемого топлива на 20-30%. За второй фазой следует фаза постепенного увеличения расхода топлива, которая является менее интенсивной и менее быстрой, чем вторая фаза. Изобретение направлено на повышение надежности воспламенения в камере сгорания. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.