СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ТОПЛИВА В ФОРСАЖНОЙ КАМЕРЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F02C7/26 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности авиационного двигателестроения. Для правильного функционирования автоматики авиационного ТРДФ необходимо иметь информацию, объективно регистрирующую воспламенение топлива, поданного в форсажную камеру.

Известно несколько способов регистрации воспламенения топлива в форсажной камере путем измерения параметров газового пламени, например температуры, светимости и ионизации газа (см., например, патент США 3586468, кл. 431-1, а. с. 373490, кл. F-23N5/24). Каждый известный способ имеет недостатки, ограничивающие возможности его применения.

Наиболее близким техническим решением является способ регистрации воспламенения топлива в форсажной камере, реализованный на авиационном двигателе (Руководство по технической эксплуатации. Двигатели 447 М и 55 всех серий. Кн. 2, М.: Воениздат, 1979, с.132).

Принцип его реализации состоит в том, что при воспламенении топлива в форсажной камере возрастает давление газа в ней, при этом нарушается условие регулирования двигателя π_т = const и регулятор форсажного режима вырабатывает сигнал на раскрытие реактивного сопла, пропорциональное изменению температуры выхлопных газов, которое регистрируется датчиком перемещения штока гидроцилиндра управления соплом. Выработанный датчиком электрический сигнал принимается в качестве сигнала воспламенения топлива.

Недостаток упомянутого способа состоит в том, что раскрытие реактивного сопла и связанное с ним перемещение штока гидроцилиндра управления соплом может происходить не только вследствие воспламенения топлива, а также из-за изменений условий полета при возрастании числа М полета (см., например, Теория воздушно-реактивных двигателей / Под ред. С.М. Шляхтенко. - М.: Машиностроение, 1975, с.269-273). Это обстоятельство приводит к возникновению ложного сигнала воспламенения топлива, особенно в случае низкого расхода топлива на площадке розжига.

Задачей данного изобретения является повышение надежности регистрации воспламенения топлива в форсажной камере, благодаря чему можно снизить расход топлива на площадке розжига и тем самым уменьшить отрицательное воздействие на лопатки турбины газотурбинного двигателя и газодинамическую устойчивость компрессора ТРДФ (ТРДДФ) при включении форсажного режима.

Поставленная задача достигается тем, что в способе регистрации воспламенения топлива в форсажной камере газотурбинного двигателя, включающем измерение давления газа в камере, определяют производную по времени логарифма измеренного параметра и в случае превышения этой величины над отрегулированным порогом срабатывания вырабатывают сигнал воспламенения топлива. Кроме того, операции определения производной по времени логарифма измеренного параметра и сравнения его с отрегулированным порогом срабатывания реализуют в управляющей ЭВМ.

Как известно, производная логарифма величины давления может быть выражена как и, таким образом, характеризует относительную скорость изменения давления газа в форсажной камере при воспламенении топлива. Эта величина не зависит от абсолютного значения давления газа, т.е. от условий полета самолета (числа М полета).

Предлагаемый способ регистрации воспламенения топлива в форсажной камере может быть реализован в системе автоматического управления форсажным режимом ТРДФ (ТРДДФ) (см. чертеж). При воспламенении поданного в форсажную камеру 1 топлива резко увеличивается давление газа, которое регистрируется электрическим датчиком давления 2. Выработанный сигнал подается в управляющую ЭВМ 3, где обрабатывается в соответствии с предложенным способом. Определяется численное значение входящего сигнала (Р), направляется в блок логарифмирования 4 (ln P), затем последовательно в блок дифференцирования и сравнения с установленным порогом срабатывания 6. Либо, что по существу то же самое, определяется производная величины давления, делится на величину самого давления и результат сравнивается с заданным порогом срабатывания. В случае превышения первого над вторым вырабатывается релейный сигнал воспламенения, который поступает в систему автоматического управления форсажным режимом 7. Появление этого сигнала позволяет перейти с площадки розжига на требуемый режим тяги двигателя, например на режим полного форсажа.

Упомянутая выше пороговая ведичина определяется экспериментально для каждого типа двигателя, ориентировочно она составляет 5-10 с^-1.

Способ относится к авиационной технике, в частности авиационному двигателестроению. Способ регистрации воспламенения топлива в форсажной камере газотурбинного двигателя включает измерение давления газа в форсажной камере. В данном способе определяют производную по времени логарифма измеренного параметра и в случае превышения этой величины над отрегулированным порогом срабатывания вырабатывают сигнал воспламенения топлива. Операции определения производной по времени логарифма измеренного параметра и сравнения его с отрегулированным порогом срабатывания реализуют в управляющей ЭВМ. Применение способа позволяет повысить надежность регистрации воспламенения топлива в форсажной камере, уменьшить подачу топлива на площадке розжига, благодаря этому снизить отрицательное воздействие на лопатки турбины и газодинамическую устойчивость компрессора ТРДФ (ТРДДФ) при включении форсажного режима. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ регистрации воспламенения топлива в форсажной камере газотурбинного двигателя, включающий измерение давления газа в камере, отличающийся тем, что определяют производную по времени логарифма измеренного параметра и в случае превышения этой величины над отрегулированным порогом срабатывания вырабатывают сигнал воспламенения топлива. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операции определения производной по времени логарифма измеренного параметра и сравнения его с отрегулированным порогом срабатывания реализуют в управляющей ЭВМ.