УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА В СИЛОВЫХ УСТАНОВКАХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1999 года по МПК F02C9/26 

Изобретение относится к системам автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов и может быть использовано для управления подачей топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Известна система управления подачей топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель [1], содержащая две манометрические коробки, связанные с электромагнитными клапанами, гидравлически соединенные с сервопоршнем, на штоке которого расположена дроссельная игла. Второй сервопоршень соединен через гидроусилитель с чувствительным элементом, связанным с трубопроводом дроссельной иглы. Однако в данной системе управление осуществляется только через один параметр, т.е. с невысокой точностью.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система автоматического управления подачей топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель [2], содержащая дроссельную иглу, дозирующую топливо, закрепленную на штоке первого сервопоршня, связанного с первым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка, который механически связан с первым пневмоделителем, соединенным с вторым пневмоделителем через второй регулируемый дроссель типа сопло-заслонка, связанный с вторым сервопоршнем, который, в свою очередь, соединен с регулируемым жиклером, связанным с вторым пневмоделителем, турбонасос связан с второй дроссельной иглой, укрепленной на штоке третьего сервопоршня, связанного через гидроусилитель с чувствительным элементом, который вычисляет разность давлений в полостях топливной магистрали до первой дроссельной иглы и за ней.

Недостатком такой системы является то, что она осуществляет управление только одним параметром при сложной схеме управления и не обеспечивает заданного качества управления.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей системы подачи топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель за счет введения управляемого клапана перепада давления, позволяющего управлять перепадом давлений на дроссельной игле, таким образом осуществлять двухканальное управление.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дозирования топлива, содержащее первый сильфон, первый и второй пневматические делители, первый и второй регулируемые дроссели типа сопло-заслонка, сервопоршень с дроссельной иглой и турбонасос, дополнительно введены второй сильфон, сигнализатор воздушных давлений, электронный регулятор, первый и второй электромеханические преобразователи, клапан перепада давления и клапан постоянного давления, при этом первый и второй сильфоны, первый и второй пневматические делители связаны с сигнализатором воздушных давлений, который соединен с электронным регулятором, связанным с первым и вторым электромеханическими преобразователями, первый из которых связан с первым регулируемым дросселем типа сопло-залонка, а через него с сервопоршнем дроссельной иглы; второй электромеханический преобразователь связан с вторым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка, соединенным с клапаном перепада, который, в свою очередь, связан с дроссельной иглой, а через нее с форсунками камеры сгорания. Питание гидросистемы осуществляется от турбонасоса, связанного через клапан постоянного давления с сервопоршнем дроссельной иглы и клапаном перепада давления.

Сущность устройства поясняется чертежом, в состав которого входят: 1,2 - сильфоны; 3,4 - пневматические детали; 5 - сигнализатор воздушных давлений; 6 - электронный регулятор; 7,8 - электромеханические преобразователи; 9,10,11,12 - сопла, заслонки регулируемых дросселей; 13 - сервопоршень дроссельной иглы; 14 - дроссельная игла; 15 - клапан постоянного давления; 16 - турбонасос; 17 - клапан перепада давления.

Сильфоны 1, 2 и пневматические делители 3, 4, являющиеся датчиками параметров полета и работы двигателя, связаны с сигнализатором воздушных давлений 5, электрически соединенным с электронным регулятором 6, который, в свою очередь, соединен с электромеханическими преобразователями 7 и 8. Электромеханический преобразователь 7 через регулируемый дроссель типа сопло-заслонка 9, 10 связан с сервопоршнем 13 дроссельной иглы 14. Электромеханический преобразователь 8 через регулируемый дроссель типа сопло-заслонка 11, 12 связан с клапаном перепада давления 15, который через дроссельную иглу 14 связан с форсунками камеры сгорания, сервопоршень дроссельной иглы 13 и клапан перепада давления 17 связаны через клапан постоянного давления 15 с турбонасосом 16.

Устройство автоматического дозирования топлива работает следующим образом: в качестве регулируемых параметров выбраны положение замыкающего скачка уплотнения и значение коэффициента полного восстановления давления в диффузоре. Предполагается, что местоположение замыкающего скачка уплотнения определяется в пределах установки устройств для отбора давлений P1 и P2. За скачком уплотнения давления больше, чем перед скачком, поэтому два одинаковых сильфона будут регистрировать положение скачка уплотнения. Пневмоделитель 4 выдает сигнал, пропорциональный коэффициенту полного восстановления давления, а пневмоделитель 3 сигнал, пропорциональный скорости полета (числу Маха). Сигнализатор воздушных давлений 5 переводит механические сигналы в электрические, поступающие на электронный регулятор, который, в зависимости от поступающих сигналов, выдает два управляющих сигнала Iупр1 и Iупр2. Сигнал управления Iупр1 перемещает якорь первого электромеханического преобразователя и жестко связанный с ним плоский клапан, следовательно, изменяется проходное сечение первого регулируемого дросселя типа сопло-заслонка, что приводит к изменению давления за сервопоршнем дроссельной иглы и, как следствие, ее перемещения. Одновременно сигнал управления Iупр2 перемещает якорь второго электромеханического преобразователя и присоединенный к нему плоский клапан регулируемого дросселя типа сопло-заслонка, изменяя этим его проходное сечение. Регулируемый дроссель типа сопло-заслонка связан через гидравлический мост с одной стороны с клапаном перепада, а с другой стороны с полостью за дроссельной иглой. Изменение его проходного сечения приводит к изменению давления P_b правым поршнем золотника клапана перепада давления и, следовательно, к перемещению золотника, изменяя тем площадь регулируемого сечения. Изменяется давление на дроссельной игле и связанное с ним давление P_a, что приводит к уравновешеванию давления P_b и первоначального давления в системе подачи топлива. Давление после клапана постоянного давления становится стабилизированным и поступает на сервопоршень дроссельной иглы и на клапан перепада давления. Таким образом регулирование расхода топлива в камеру сгорания осуществляется как известным способом изменения положения дроссельной иглы, так и изменением перепада давления на дроссельной игле.

Изобретение предназначено для автоматического дозирования топлива в силовых установках летательных аппаратов. В устройство дозирования топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель дополнительно введены сигнализатор воздушных давлений 5, электронный регулятор 6, первый и второй электромеханические преобразователи 7 и 8, клапан перепада давления 17 и клапан постоянного давления 15, при этом первый и второй сильфоны, первый и второй пневматические делители связаны с сигнализатором воздушных давлений, который соединен с электронным регулятором, связанным с первым и вторым электромеханическими преобразователями, первый из которых связан с первым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка и через него - с сервопоршнем дроссельной иглы, а второй электромеханический преобразователь связан с вторым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка, соединенным с клапаном перепада, который, в свою очередь, связан с дроссельной иглой 14, а через нее - с форсунками камеры сгорания. Питание гидросистемы осуществляется от турбонасоса 16, связанного через клапана постоянного давления с сервопоршнем дроссельной иглы 1 и клапаном перепада давления. Такое выполнение устройства позволяет расширить функциональные возможности системы подачи топлива в прямоточный воздушно-реактивный двигатель. 1 ил.

Устройство автоматического дозирования топлива в силовых установках летательных аппаратов, содержащее первый сильфон, первый и второй пневматические делители, первый и второй регулируемые дроссели типа сопло-заслонка, сервопоршень с дроссельной иглой и турбонасос, отличающееся тем, что дополнительно введены второй сильфон, сигнализатор воздушных давлений, электронный регулятор, первый и второй электромеханические преобразователи, клапан перепада давления и клапан постоянного давления, при этом первый и второй сильфоны, первый и второй пневматические делители связаны с сигнализатором воздушных давлений, который соединен с электронным регулятором, связанным с первым и вторым электромеханическими преобразователями, первый из которых связан с первым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка и через него - с сервопоршнем дроссельной иглы, а второй электромеханический преобразователь связан с вторым регулируемым дросселем типа сопло-заслонка, соединенным с клапаном перепада, который, в свою очередь, связан с дроссельной иглой, а через нее - с форсунками камеры сгорания, сервопоршень дроссельной иглы и клапан перепада давления связаны через клапан постоянного давления с турбонасосом.