СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2007 года по МПК F02C9/00 

Изобретение касается систем автоматического управления объектами, в частности систем автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД) летательных аппаратов.

Известны системы:

"Система управления газотурбинным двигателем" (см. патент Украины №2101, кл. F 02 C 9/28), которая содержит блок сигнализаторов, блок управления перенастройкой, блок формирования отказов, блок n-входовых элементов И, блок связи с исполнительными элементами, блок формирователей установки, блок сигналов разрешения, блок контроля, блок элементов И, элемент ИЛИ, счетчик, элемент НЕ, программный блок, блок изменения min уровня настройки, блок изменения max уровня настройки, блок элементов ИЛИ, блок контроля датчика, блок отказа оборотов, блок измерения оборотов, задатчик контрольной частоты, элемент И.

"Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя" (см. патент Украины №38854, кл. F 02 C 9/28), которая содержит блок сигнализаторов, блок управления перенастройкой, блок формирования отказа, блок n-входовых элементов И, блок связи с исполнительными элементами, блок формирователей установки, блок сигналов разрешения, блок контроля, первый блок элементов И, элемент ИЛИ, счетчик, элемент И, элемент НЕ, программный блок, блок изменения минимального уровня настройки, блок изменения максимального уровня настройки, блок элементов ИЛИ, блок контроля датчика, блок отказа оборотов, второй блок элементов И, блок измерения оборотов, задатчик контрольной частоты, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок запуска, блок сигналов разрешения.

Вышеупомянутые системы не обеспечивают вычисление, формирование и выдачу сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя в систему аварийной регистрации и команд управления на исполнительные элементы.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту по отношению к заявляемому техническому решению является известная "Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя" (см. патент Украины №22952, кл. F 02 C 9/28), которая содержит блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня перенастройки (блок управления перенастройкой, элемент ИЛИ, блок изменения максимального уровня настройки, блок изменения минимального уровня настройки), блоком формирования отказа, блоком запуска, блоком сигналов разрешения, блоком n-входовых элементов И, выход которого через блок связи с исполнительными элементами и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, выход блока сигнализаторов через блок контроля соединен со входом блока сигнализаторов, первым блоком элементов И и элементом ИЛИ, выход которого соединен со счетчиком и элементом И, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а второй и третий входы счетчика непосредственно и через элемент НЕ соединены с программным блоком, выходы которого через блок изменения уровня перенастройки (блок управления перенастройкой, блок элементов ИЛИ, блок изменения максимального уровня настройки, блок изменения минимального уровня настройки), соединены с блоком сигнализаторов, второй выход блока изменения уровня перенастройки соединен с первым блоком элементов И, последний вход которого соединен с выходом элемента НЕ и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход блока элементов И через блок формирования отказа соединен с блоком n-входовых элементов И и элементом ИЛИ, остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика, блока отказа оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов И, входная цепь системы от датчика оборотов соединена со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого соединены со вторым блоком элементов И, блоком отказа оборотов и с программным блоком, выход которого через задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы которого соединены с блоком n-входовых элементов И, блоком формирования отказа, вторым блоком элементов И, блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения, блоком связи с исполнительными элементами, последний вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, второй выход блока связи с исполнительными элементами является выходом системы, а третий вход блока сигнализаторов является вторым входом системы, блок сигнализаторов через коммутатор соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход блока сигналов разрешения через блок запуска соединен со вторым входом программного блока, второй выход блока сигналов разрешения соединен с последним входом блока n-входовых элементов И.

Указанная система имеет следующие недостатки:

- не обеспечивает непрерывное вычисление скорости (тенденции) изменения параметров, соотношений параметров в зависимости от режима работы двигателя, например соотношение давления воздуха за турбиной высокого давления и давления воздуха в полости за лабиринтом турбины высокого давления в зависимости от оборотов двигателя и выдачу сигнала на исполнительные элементы при выходе результата соотношения величин давления за предельные уровни. Необходимость вычисления соотношения связано с тем, что при выходе результата соотношения величин давления воздуха за предельные уровни приводит к значительным механическим нагрузкам на турбину двигателя, что, в свою очередь, приводит к разрушению двигателя и, как следствие, может привести к катастрофе летательного аппарата;

- не обеспечивает формирование и выдачу как текущих значений параметров двигателя, так и результатов вычисления тенденции изменения параметров, соотношений параметров в зависимости от режима работы двигателя до аварийной системы регистрации;

- ограниченные функциональные возможности и область применения системы вследствие вышеупомянутых недостатков.

Кроме того, такое построение системы не позволяет обеспечить регистрацию на аварийной системе регистрации информации о техническом состоянии параметров газотурбинного двигателя их изменения в текущем времени и, как следствие, не обеспечивает надежное сохранение информации при катастрофе летательного аппарата.

В случае усовершенствования системы, расширяются ее функциональные возможности и область применения, повышаются эксплуатационные характеристики системы, повышается достоверность регистрации информации о состоянии параметров и обеспечивается выдача достоверной информации о состоянии параметров газотурбинного двигателя в систему аварийной регистрации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, области применения системы и обеспечение выдачи достоверной информации о состоянии параметров газотурбинного двигателя и результатов их вычисления в аварийную систему регистрации.

Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, которая содержит блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня пренастройки, блоком формирования отказа, блоком запуска, блоком сигналов разрешения, блоком n-входовых элементов И, выход которого через блок связи с исполнительными элементами, и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, выход блока сигнализаторов через блок контроля соединен с блоком сигнализаторов, первым блоком элементов И и элементом ИЛИ, выход которого соединен со счетчиком и элементом И, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а второй и третий входы счетчика непосредственно и через элемент НЕ соединены с программным блоком, выходы которого через блок изменения уровня перенастройки соединены с блоком сигнализаторов, а третий вход блока сигнализаторов является первым входом системы, выход блока изменения уровня перенастройки соединен с первым блоком элементов И, последний вход которого соединен с выходом элемента НЕ и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход первого блока элементов И через блок формирования отказа соединен с блоком n-входовых элементов И и элементом ИЛИ, остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика и блока отказа оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов И, вторая входная цепь системы соединена со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого соединены с блоком отказа оборотов, вторым блоком элементов И и программным блоком, выход которого через задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы которого соединены с блоком n-входовых элементов И, блоком формирования отказа, блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения, блоком связи с исполнительными элементами, последние входы которого соединены с выходом второго блока элементов И и элемента И, выход блока связи с исполнительными элементами является выходом системы, выход блока сигнализаторов через коммутатор соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход блока сигналов разрешения через блок запуска соединен со вторым входом программного блока, второй выход блока сигналов разрешения соединен с последним входом блока n-входовых элементов И, дополнительно введены второй коммутатор, блок цифроаналогового преобразователя и блок вычислителя, выходы которого соединены блоком цифроаналогового преобразователя, блоком связи с исполнительными элементами, первым и вторым коммутатором, входы блока вычислителя соединены с аналого-цифровым преобразователем, блоком измерения оборотов и оставшимися входами системы, блок сигнализаторов и блок цифроаналогового преобразователя соединены со вторым коммутатором, выход которого соединен со вторым выходом системы.

Введение в систему дополнительных признаков, а именно второго коммутатора, блока цифроаналогового преобразователя и блока вычислителя, позволяет обеспечить:

- непрерывное вычисление скорости (тенденции) изменения параметров, соотношений параметров в зависимости от режима работы двигателя, например соотношение давления воздуха за турбиной высокого давления и давления воздуха в полости за лабиринтом турбины высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, и выдачу сигнала на исполнительные элементы при выходе результата соотношения величин давления за предельные границы. Необходимость вычисления, например, соотношения связана с тем, что при выходе результата соотношения величин давления воздуха за пределы границы приводит к значительным механическим нагрузкам на турбины двигателя, что, в свою очередь, приводит к разрушению двигателя и, как следствие, может привести к катастрофе летательного аппарата;

- формирование и выдачу в систему аварийной регистрации как текущих значений параметров двигателя, так и результатов вычисления тенденции изменения параметров, соотношений параметров в зависимости от режима работы двигателя;

- расширение функциональных возможностей и области применения системы.

Кроме того, такое построение системы позволяет обеспечить формирование и передачу до аварийной системы регистрации формации о техническом состоянии параметров газотурбинного двигателя, их изменения в текущем времени, что обеспечивает надежное сохранение информации при катастрофе летательного аппарата.

Как видно из вышеупомянутого, предложенное техническое решение имеет существенные признаки, которые позволяют расширить функциональные возможности, область применения системы и обеспечить формирование и передачу в аварийную систему регистрации формации о техническом состоянии параметров газотурбинного двигателя, их изменения в текущем времени, что обеспечивает надежное сохранение информации при катастрофе летательного аппарата и формирование команд на исполнительные элементы.

Принцип работы системы объясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема системы; на фиг.2 - структурная схема блока изменения уровня перенастройки.

Система содержит блок 1 сигнализаторов, блок 2 изменения уровня перенастройки, блок 3 формирования отказа, блок 4 n-входовых элементов И, блок 5 связи с исполнительными элементами, блок 6 формирователей установки, блок 7 вычислителя, блок 8 контроля, первый блок 9 элементов И, элемент ИЛИ 10, счетчик 11, элемент И 12, элемент НЕ 13, программный блок 14, первый коммутатор 15, аналого-цифровой преобразователь 16, второй коммутатор 17, блок 18 контроля датчика, блок 19 отказа оборотов, второй блок 20 элементов И, блок 21 измерения оборотов, задатчик 22 контрольной частоты, блок 23 цифроаналогового преобразователя, блок 24 запуска, блок 25 сигналов разрешения,

Блок 1 сигнализаторов содержит блок 26 нормализаторов и блок 27 предельных ограничений.

Блок 1 сигнализаторов первым выходом соединен с блоком 2 изменения уровня перенастройки, блоком 3 формирования отказа, блоком 24 запуска, блоком 25 сигналов разрешения и блоком 4 n-входовых элементов И, выход которого через блок 5 связи с исполнительными элементами и блок 6 формирователей установки соединен с блоком 25 сигналов разрешения, выход блока 1 сигнализаторов через блок 8 контроля соединен с блоком 1 сигнализаторов, блоком 9 элементов И и элементом ИЛИ 10, выход которого соединен со счетчиком 11 и элементом 12 И, второй вход которого соединен с выходом счетчика 11, второй и третий входы счетчика 11 непосредственно и через элемент НЕ 13 соединены с программным блоком 14, выходы которого через блок 2 изменения уровня перенастройки соединены с блоком 1 сигнализаторов и блоком 9 элементов И, последний вход которого соединен с выходом элемента НЕ 13 и с одним входом блока 5 связи с исполнительными элементами, выход блока 9 элементов И через блок 3 формирования отказа соединен с блоком 4 n-входовых элементов И и элементом ИЛИ 10, остальные входы которого соединены с выходами блока 18 контроля датчика и блока 19 отказа оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока 20 элементов И, входная цепь системы от датчика оборотов соединена со входом блока 18 контроля датчика и блока 21 измерения оборотов, выходы которого соединены с блоком 19 отказа оборотов, блоком 20 элементов И и с программным блоком 14, выход которого через задатчик 22 контрольной частоты соединен с блоком 21 измерения оборотов, остальные входы которого соединены с блоком 18 контроля датчика и программным блоком 14, остальные выходы которого соединены с блоком 4 n-входовых элементов И, блоком 3 формирования отказа, вторым блоком 20 элементов И, блоком 19 отказа оборотов, блоком 25 сигналов разрешения и блоком 5 связи с исполнительными элементами, последние входы которого соединены с выходом элемента И 12 и второго блока 20 элементов И, второй выход блока 5 связи с исполнительными элементами является выходом системы, а третий вход блока 1 сигнализаторов соединен со входом системы, выход блока 1 сигнализаторов соединен с коммутаторами 15 и 17, выход блока 7 вычислителя через коммутатор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16 соединен со своим входом, второй выход блока 7 вычислителя через блок 23 цифроаналогового преобразователя соединен с коммутатором 17, вход которого соединен с выходом блока 7 вычислителя, последний выход которого соединен с блоком 5 связи с исполнительными элементами, последние входы блока 7 вычислителя соединены с блоком 21 измерения оборотов и входами системы, блок 25 сигналов разрешения через блок 24 запуска соединен с последним входом программного блока 14, оставшийся выход блока 25 сигналов разрешения соединен с оставшимся входом блока 4 n-входовых элементов И, выход коммутатора 17 соединен со вторым выходом системы.

Блок 1 сигнализаторов содержит блок 26 нормализаторов, вход которого соединен со входом системы (от датчиков), а его выход - с первым входом блока 27 предельных ограничений блока 1, второй и третий входы блока 27 соответственно соединены с выходами блока 8 и 28 блока 2, выход блока 27 соединен с блоками 2, 3, 4, 24 и 25. Последние выходы блока 26 соединены с блоком 8 и коммутаторами 15 и 17.

Блок 2 изменения уровня перенастройки содержит блок 28 элементов ИЛИ, входы которого через блок 30 изменения максимального и блок 31 изменения минимального уровня перенастройки соединены с программным блоком 14, а выход блока 28 соединен со входом блока 27 блока 1 сигнализаторов, выходы блока 29 управления перенастройкой соединены с блоками 30 и 31 изменения максимального и минимального уровня настройки и блоком 9 элементов И, входы блока 29 соединены с программным блоком 14 и блоком 27 блока 1 сигнализаторов.

Задатчик 22 контрольной частоты может быть выполнен на базе генераторов синусоидальных колебаний.

Блок 24 запуска может быть представлен как набор элементов И и генератора тактовых импульсов или формирователей импульсов, которые выполняются на микросхеме одновибратора.

Блок 25 сигналов разрешения может быть представлен, например, как набор счетных триггеров.

Блок 6 формирователей установки может быть выполнен на базе микросхем формирователей и одновибраторов.

Блок 19 отказа оборотов может быть выполнен, например, на базе счетного триггера.

Количество элементов И в блоке 20 соответствует количеству измеряемых уровней оборотов газотурбинного двигателя, а количество формирователей в блоке 6 соответствует количеству контролируемых параметров блоком 1 сигнализаторов.

Блок 7 вычислителя может быть выполнен на стандартном микропроцессоре с соответствующей структурой, обеспечивающей выполнение вычислительных операций.

Коммутатор 15 и 17, аналого-цифровой преобразователь 16 и блок 23 цифроаналогового преобразователя могут быть выполнены на стандартных микросхемах.

Программный блок 14 может работать как автоматически по сигналам запуска из блоков 24 запуска и 21 измерения оборотов при работающем двигателе, так и по командам запроса автоматизированной системы контроля (АСК) объекта или пульта бортинженера.

Система работает следующим образом.

При включении напряжения питания система устанавливается в начальное состояние, после чего блоки 1, 7 и 21 начинают функционировать по заданному алгоритму. Сигналы из программного блока 14 не выдаются за исключением сигналов, разрешающих прохождение команд блока 1 через блок 4 и сигнала, который поступает на элемент НЕ 13. На выходе элемента НЕ 13 появляется сигнал, который запрещает функционирование блока 3 через элементы И блока 9, элементов памяти блока 5 связи с исполнительными элементами и счетчика 11.

Блок 25 сигналов разрешения выдает сигналы на блок 24 запуска, которые разрешают запуск программного блока 14 при появлении на выходе блока 1 сигналов, которые свидетельствуют о достижении параметрами двигателя предельных значений и сигналы на блок 4 n-входовых элементов И, которые запрещают его работу.

При работающем двигателе сигналы от датчиков поступают в блок 26 нормализаторов блока 1 сигнализаторов, где преобразуются в заданный уровень постоянного напряжения, удобный как для аналого-цифрового преобразования, так и для использования блоком 27 предельных ограничений блока 1 и блоком 8 контроля, функционирующими по заданным алгоритмам. Ограничители блока 27 блока 1 настраиваются на предельные значения параметров (как минимальные так и максимальные) и выдают команды как при достижении аварийных режимов работы газотурбинного двигателя, так и при достижении заданных (неаварийных) режимов работы для включения автоматики двигателя.

В процессе функционирования системы производится как последовательная проверка технического состояния блока 21, а затем блока 1 по запросам АСК или бортинженера, так и автоматическая при достижении параметрами газотурбинного двигателя предельного (заданного) значения при его роботе.

От датчика оборотов (не показан) частотный сигнал, пропорциональный частоте оборотов двигателя, поступает в блок 21, который обрабатывает его по заданному алгоритму. При нарушении цепи датчика оборотов на выходе блока 18 появляется сигнал, который запрещает выдачу из блока 21 сигналов заданных уровней оборотов и поступает через элемент ИЛИ 10 на вход счетчика 11, где регистрируется при работе программного блока 14.

При достижении заданного уровня оборотов, при отсутствии нарушения цепи датчика, блок 21 выдает сигнал на запуск программного блока 14. После получения сигнала запуска из блока 21 программный блок 14 по цепи 14-1 снимает сигнал с элемента НЕ 13, вследствие чего на выходе последнего появляется сигнал, который разрешает функционирование элементов памяти - триггеров блока 5 связи с исполнительными элементами, а также блока 9 элементов И и счетчика 11. Далее программный блок 14 выдает по цепи 14-2 сигнал к блоку 5 и фиксирует с помощью триггеров состояние выходов блока 21 измерения оборотов. Если сигнал о достижении заданного уровня оборотов блок 21 выдает через блок 20 элементов И, то он фиксируется блоком 5 на время прохождения самоконтроля. Этим обеспечивается непрерывность выдачи команд на исполнительные элементы на время проведения самоконтроля блока 21.

Далее с заданным интервалом времени Т после выдачи сигнала на блок 5 программный блок 14 выдает по цепи 14-3 сигнал на блок 21 измерения оборотов, который запрещает прохождение сигнала датчика (не показан) оборотов и разрешает прохождение импульсов задатчика 22 контрольной частоты по тракту блока 21. Сигнал, который выдается программным блоком 14 на блок 21 по цепи 14-3, снимает также сигнал запрета, который поступает из блока 18 в случае нарушения цепи датчика и запрещает выдачу команд из блока 21 при проведении самоконтроля. Контрольная частота от задатчика 22 обеспечивает фиксацию всех измеряемых уровней оборотов блоком 21. Если блок 21 измерения оборотов исправный, то он не выдает сигнал на блок 19 отказа оборотов. При наличии неисправностей в тракте блока 21 он выдает на блок 19 отказа оборотов сигнал, который обеспечит фиксацию отказа при поступлении сигналов из блока 14.

С интервалом времени, определяемым быстродействием тракта измерения оборотов блока 21, на вход блока 19 по цепи 14-4 поступает сигнал. Если нарушение в функционировании тракта измерения оборотов отсутствует, то в блоке 19 отказ не фиксируется. Если есть нарушение в функционировании тракта измерения оборотов, то в блоке 19 фиксируется отказ. Сигнал отказа из блока 19 поступает в блок 20 элементов И и запрещает прохождение через них сигналов из блока 21 по окончании самоконтроля.

С интервалом времени Т от момента окончания сигнала 14-4 к блоку 19 из блока 14 на задатчик 22 контрольной частоты по цепи 14-5 поступает сигнал, который меняет режим его работы, при котором на вход блока 21 поступает частотный сигнал, который снимает фиксацию всех измеренных уровней оборотов.

Под действием сигнала задатчика 22 измерительный тракт блока 21 обрабатывает контрольный сигнал и снимает фиксацию всех измеренных уровней оборотов, что свидетельствует об исправности измерительного тракта блока 21.

Если блок 21 измерения оборотов исправный, то он не выдает сигнал на блок 19 отказа оборотов. При наличии неисправностей в тракте блока 21 он выдает на блок 19 отказа оборотов сигнал, который обеспечит фиксацию отказа при поступлении сигналов из блока 14.

С интервалом времени, определяемым быстродействием тракта измерения оборотов блока 21, на вход блока 19 по цепи 14-6 поступает сигнал. Если нарушение в функционировании тракта измерения оборотов отсутствует, то в блоке 19 отказ не фиксируется. Если имеется нарушение в функционировании тракта измерения оборотов, то в блоке 19 фиксируется отказ. Сигнал отказа из блока 19 поступает в блок 20 элементов И и запрещает прохождение через них сигналов из блока 21 по окончании самоконтроля. После этого снимаются сигналы, которые поступали по цепям 14-3 и 14-5 из выхода блока 14 к блоку 21 и задатчик 22. При этом прекращается подача в измерительный тракт блока 21 сигнала от задатчика 22 контрольной частоты, который переходит в начальное состояние, а в измерительный тракт блока 21 поступает сигнал от датчика оборотов газотурбинного двигателя.

Кроме того, из блока 21 сигнал в виде прямоугольных импульсов, период следования которых пропорциональный количеству оборотов газотурбинного двигателя, поступает в блок 7 вычислителя.

При изменении режима работы газотурбинного двигателя обороты достигают следующего более высокого уровня, на выходе блока 21 появляется сигнал, который запускает программный блок 14. При этом цикл проведения самоконтроля блока 21, описанный выше, повторяется.

Таким образом, на исполнительные элементы сигналы о достижении заданных уровней оборотов поступают только после прохождения самоконтроля, отсутствия отказов в тракте измерения уровней оборотов блока 21 и только при повторном подтверждении достижения заданного уровня оборотов.

После завершения проверки технического состояния блока 21 измерения оборотов может начаться проверка технического состояния блока 1 сигнализаторов.

После завершения проверки технического состояния блока 21 измерения оборотов (в случае последовательной проверки) начинается проверка технического состояния блока 1 сигнализаторов.

Проверка технического состояния блока 1 сигнализаторов заключается в следующем.

Программный блок 14 по цепи 14-7 выдает сигнал на вход блока 5 и фиксирует в нем с помощью триггеров состояние выходов блока 1 сигнализаторов, если присутствует разрешающий сигнал из блока 25 сигналов разрешения на входе соответствующего элемента И блока 4.

Если сигнал о достижении соответствующим параметром заданного значения выдается блоком 27 блока 1 через блок 4 элементов И и поступает разрешающий сигнал из блока 25 на вход соответствующего элемента И блока 4, то он фиксируется блоком 5 на время прохождения самоконтроля.

Одновременно с выдачей по цепи 14-7 сигнала к блоку 5 программный блок 14 по цепи 14-8 выдает сигнал на блок 29 управления перенастройкой блока 2, который фиксирует выходное состояние блока 27 предельных ограничений блока 1 для обеспечения его перенастройки на выдачу или снятие сигналов с выходов блока 1 и для управления работой блока 3 формирования отказа через блок 9 элементов И.

Затем из программного блока 14 по цепи 14-9 выдается сигнал к блоку 4 и запрещает прохождение команд из блока 1 сигнализаторов к блоку 5 связи с исполнительными элементами.

Следующая команда, которая поступает по цепи 14-10 соответственно к блокам 30 и 31 изменения максимального и минимального уровня настройки, при наличии соответствующих сигналов из блока 29 управления перенастройкой, перестраивает блок 27 блока 1 на выдачу сигналов (если сигналы до этого времени не выдавались) или на их снятие (если сигналы до этого времени выдавались). При этом сигналы через блок 4 n-входовых элементов И не проходят вследствие наличия на его входе запрещающего сигнала из программного блока 14.

Если перенастройка блока 27 блока 1 проводится согласно алгоритму самоконтроля, который определяется сигналами с выхода блока 1, которые поступают непосредственно, и сигналами, которые поступают с выхода блока 29 управления перенастройкой блока 2 через блок 9 элементов И к блоку 3 формирования отказа, то отказ в блоке 3, при поступлении следующей команды по цепи 14-11 из программного блока 14, не фиксируется. Блок 9 элементов И предназначен для управления работой блока 3 с целью повышения его помехоустойчивости.

Если перенастройка одного из каналов блока 27 предельных ограничений блока 1 в результате нарушения цепи его датчика происходит не в соответствии с алгоритмом контроля, то в результате действия запрещающего сигнала из блока 8 на входе соответствующего элемента И блока 9 в блоке 3 также не фиксируется отказ по данному каналу.

Если хотя бы один из каналов блока 1 не выдает сигнал (вследствие перенастройки, а он должен был его выдать), или не снимает сигнал когда он должен был снять его с выхода (при отсутствии нарушения цепи датчика), то по мере поступления сигнала из программного блока 14 в блоке 3 фиксируется отказ.

Сигнал отказа поступает на вход элемента И блока 4, соответственно отказавшего канала. Этим исключается ложная выдача сигналов на исполнительные элементы после прохождения самоконтроля.

Кроме того, сигнал отказа через элемент ИЛИ 10 поступает на вход счетчика 11 и фиксируется в нем при поступлении сигнала по цепи 14-12 из программного блока 14. При поступлении сигнала по цепи 14-12 в счетчике 11 фиксируется также отказ блока 21 измерения оборотов и нарушение цепей датчиков как сигнализаторов, так и оборотов. Одновременно с выдачей сигнала программным блоком 14 он по цепи 14-10 снимает команду перенастройки из блоков 30 и 31 изменения максимального и минимального уровней настройки, и каналы блока 27 блока 1 перенастраиваются на заданные (рабочие) уровни ограничения.

Так как сигналы от датчиков контролируемых параметров будут соответствовать заданным уровням ограничения, то на выходе блока 1 сигнализаторов будут выдаваться сигналы, которые поступают на входы блока 24 запуска, блока 25 сигналов разрешения и блока 4 n-входовых элементов И. С интервалом времени после снятия сигнала по цепи 14-10 из блока 14 по цепи 14-13 выдается сигнал, под действием которого триггеры блока 25, на управляющих входах которых присутствуют сигналы достижения параметрами предельных значений, изменяют свое начальное состояние. При этом на соответствующие входы блока 24 запуска будут поступать сигналы, которые запрещают запуск блока 14, а на соответствующие элементы И блока 4 будут поступать сигналы, которые соответствуют заданным уровням ограничения параметров, разрешая прохождение через них к блоку 5 и дальше на исполнительные элементы.

После этого снимается запрещающий сигнал, который поступал по цепи 14-9 блока 14, и выдается сигнал, разрешающий прохождение сигналов заданных уровней ограничения параметров через блок 4 n-входовых элементов И и далее через блок 5 на исполнительные элементы.

Из вышеизложенного видно, что блок 25 сигналов разрешения обеспечивает выдачу команд заданных уровней ограничения параметров на исполнительные элементы при достижении заданных уровней ограничения только после проведения контроля функционирования блока 1 сигнализаторов. Этим исключается ложная выдача сигналов на исполнительные элементы.

Если при изменении режима работы газотурбинного двигателя значение параметра стало ниже уровня ограничения, то сигнал на входе блока 5 снимается. Снятие сигнала заданного уровня ограничения из выхода блока 5 приводит к появлению на выходе соответствующего формирователя блока 6 сигнала, который устанавливает соответствующий триггер в блоке 25 сигналов разрешения в начальное состояние, при котором на соответствующий элемент блока 4 будет поступать сигнал, запрещающий прохождение на исполнительный элемент команд соответствующих уровней ограничения параметров, а к блоку 24 - сигнал, разрешающий запуск программного блока 14, при повторном достижении ранее снятого сигнала заданного уровня ограничения параметра.

Таким образом, на исполнительные элементы сигналы о достижении предельных уровней ограничения параметров поступают только после прохождения самоконтроля, отсутствия отказов в тракте блока 1 сигнализаторов и только при повторном подтверждении достижения параметрами своего предельного значения. Последним снимается сигнал, который поступает из программного блока 14 на вход элемента НЕ 13 по цепи 14-1, и программный блок 14 устанавливается в начальное состояние.

При нарушении цепи датчика одного из каналов блока 27 блока 1 или отказе одного из нормализаторов блока 26 блока 1, который приведет к исчезновению сигнала на его выходе, что равнозначно аварийному состоянию газотурбинного двигателя, например, по минимальному давлению масла в маслосистеме двигателя или к увеличению сигнала на входе соответствующего канала блока 27 блока 1, что равнозначно также аварийному состоянию двигателя, например, по максимальной температурой масла в маслосистеме двигателя, на выходе блока 8 появится сигнал, который, воздействуя на соответствующий канал блока 27, в цепи датчика которого или нормализатора блока 26 возникло нарушение, запрещает выдачу им команды на исполнительный элемент.

Сигнал о нарушении цепи датчика при отказе нормализатора блока 26 блока 1 с выхода блока 8 попадает также на соответствующий элемент И блока 9 и, таким образом, запрещает формирование сигнала отказа по действующему каналу в блоке 3 при прохождении самоконтроля, так как нарушается режим работы сигнализатора при отказе в цепи датчика. Отказ соответствующего нормализатора блока 26 блока 1 будет выявлен по результатам дешифровки полетных данных зарегистрированных в системе аварийной регистрации после каждого полета летательного аппарата. Кроме того, сигнал о нарушении цепи датчика или отказе нормализатора блока 26 блока 1 через элемент ИЛИ 10 поступает на вход счетчика 11 и фиксируется в нем при прохождении самоконтроля.

Если кратковременное нарушение цепи датчика возникло в период отсутствия самоконтроля на время больше, чем постоянная времени нормализатора блока 26 блока 1, то будет только запрещена выдача ложной команды с выхода соответствующего канала блока 27 блока 1.

Если выдача команды возникает вследствие отказа одного из каналов блока 27 блока 1, то при проведении самоконтроля фиксируется отказ соответствующего канала, а команда в этом случае на исполнительный элемент не выдается.

Если при прохождении нескольких циклов контроля, например трех, на выходе блока 3 сохраняется сигнал отказа хотя бы одного канала блока 27 блока 1, при нарушении хотя бы одного из контролируемых цепей датчиков или отказа хотя бы одного из каналов блока 26 блока 1, а также при появлении сигнала отказа на выходе блока 19 на выходе счетчика 11 выдается сигнал устойчивого отказа или нарушения цепи датчика. При наличии сигнала с выхода счетчика 11 и элемента ИЛИ 10 на выходе элемента И 12 появляется сигнал, который через блок 5 поступает в бортовую систему отображения информации.

При кратковременном, случайном нарушении цепи датчика в момент действия вибрационных нагрузок или получении сигнала отказа сигнализатора блока 27 блока 1, или блока 21 измерения оборотов от случайного сбоя при функционировании, или проведении самоконтроля следующий цикл контроля не дает подтверждения указанных отказов, вследствие чего счетчик 11 обнуляется, т.е. возвращается в исходное состояние.

Автоматический режим контроля функционирования тракта блока 1 по сигналу запуска из блока 24 заключается в следующем.

При достижении одним из параметров своего предельного значения блок 1 выдает сигнал на блок 24 запуска, который в связи с наличием на втором его входе разрешающих сигналов из блока 25 сигналов разрешения, выдает сигнал на запуск программного блока 14. После получения сигнала из блока 24 программный блок 14 по цепи 14-1 снимает сигнал с элемента НЕ 13, вследствие чего на его выходе появляется сигнал, который разрешает функционирование элементов памяти блока 5 связи с исполнительными элементами, блока 9 элементов И и счетчика 11.

Далее программный блок 14 выдает по цепи 14-7 сигнал на блок 5 и фиксирует с помощью триггеров состояние выходов блока 1, если присутствует разрешающий сигнал на входе блока 4 n-входовых элементов И, который поступает из блока 25 сигналов разрешения.

Если сигнал, который свидетельствует о достижении параметром своего предельного значения, выдается блоком 1 через блок 4 элементов И, при наличии на его входе разрешающего сигнала из блока 25, то он фиксируется блоком 5 на период проведения самоконтроля. Этим обеспечивается непрерывность выдачи команд на исполнительные элементы на период проведения самоконтроля блока 1.

Одновременно с выдачей по цепи 14-7 сигнала на блок 5 программный блок 14 по цепи 14-8 выдает сигнал на блок 29 управления перенастройкой блока 2 и цикл контроля функционирования блока 1 выполняется согласно вышеупомянутого алгоритма.

Вычисление и выдача сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, на аварийную систему регистрации (для сохранности информации при катастрофе летательного аппарата), а также формирование сигналов предельных ограничений до блока 5 проводится в следующем порядке.

Как указано выше, с выхода блока 21 измерения оборотов на вход блока 7 вычислителя поступает последовательность прямоугольных импульсов, период следования которых пропорционален числу оборотов газотурбинного двигателя.

Вследствие дальнейшего функционирования блока 7 вычислителя импульсная последовательность, которая поступает с выхода блока 21, преобразуется в двоичный код, который фиксируется в памяти блока 7.

Затем блок 7 вычислителя выдает сигналы, например, в виде двоичного кода, на коммутатор 15 для поочередного подключения сигналов с выхода блока 26 нормализаторов блока 1, значения которых характеризуют физическое состояние параметров газотурбинного двигателя. Вследствие чего сигнал с выхода блока 26 блока 1 через коммутатор 15 поступает в аналого-цифровой преобразователь 16, где преобразуется в двоичный код.

С интервалом времени, определяемым быстродействием преобразователя 16, после поступления на его вход сигнала с выхода коммутатора 15, блок вычислителя 7 регистрирует в своей памяти двоичный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 16.

По окончании преобразования всех необходимых для вычисления аналоговых сигналов с выхода блока 26 блока 1, а также записи результатов преобразования в память блока 7 последний прекращает выдачу сигналов на коммутатор 15 и начинает вычислять соотношения параметров, скорость их нарастания и т.д. с учетом величины оборотов двигателя, а результаты вычислений анализировать, например, по алгоритмам допускового контроля. Результаты вычисления параметров и допускового контроля регистрируются в памяти блоком 7. Если по результату допускового контроля вычисленные величины параметров превышают предельные значения, то блок 7 формирует сигнал к блоку 5, который, в свою очередь, формирует команду на исполнительные элементы.

От системы аварийной регистрации на вход 3 блока 7 вычислителя поступает сигнал, который является признаком для формирования кадра с информации, зарегистрированной в памяти блока 7 и поступающей на коммутатор 17 с блока 26 блока 1, которая характеризует физическое состояние параметров газотурбинного двигателя.

Затем на вход 4 блока 7 поступает последовательность импульсов, которая характеризует соответствующие адреса аварийной системы регистрации, в которых будут регистрироваться соответствующие параметры газотурбинного двигателя.

Под влиянием импульсной последовательности блок 7 начинает формировать на вход блока 23 цифроаналогового преобразователя двоичные кодовые посылки из зарегистрированной в его памяти информации, которая характеризует физическое состояние вычисленных параметров газотурбинного двигателя и результаты их вычисления.

Блок 23 цифроаналогового преобразователя двоичные кодовые посылки преобразует в пропорциональное значение постоянного напряжения, которое поступает к коммутатору 17, на второй вход которого поступают сигналы с выхода блока 26 блока 1. Синхронизацию передачи сигналов через коммутатор 17, на аварийную системы регистрации самолета, с выхода блока 26 блока 1 и блока 23 осуществляется блоком 7 вычислителя под влиянием импульсной последовательности (вход 4) аварийной системы регистрации.

После окончания импульсной последовательности на входе 4 блока 7 на его вход 3 снова поступает сигнал, и алгоритм функционирования блока 7 по вычислению параметров двигателя выдачи сигналов по результату допускового контроля к блоку 5 и передачи информации на аварийную систему регистрации повторяется.

Этим и завершается цикл вычисления, формирования (по результату допускового контроля) и выдача сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, к исполнительным элементам и к аварийной системе регистрации для сохранения информации при катастрофе летательного аппарата.

Изобретение позволяет исключить аварийные ситуации на борту летательного аппарата за счет исключения выдачи ложных команд с помощью проведения самоконтроля блока 1 сигнализаторов и блока 21 измерения оборотов перед выдачей команд на исполнительные элементы и повысить таким образом безопасность полетов.

Техническое решение по изобретению также за счет вычисления значений параметров, их соотношение и т.д., проведение допускового контроля блоком 7 вычислителя и выдачи информации к аварийной системе самолета для ее сохранения при катастрофах летательного аппарата расширяет функциональные возможности и область применения системы.

Такое построение системы позволяет обеспечить надежную выдачу сигналов управления и обеспечить достоверную регистрацию информации о техническом состоянии параметров газотурбинного двигателя на аварийной системе регистрации самолета.

Изобретение предназначено для систем автоматического управления объектами, в частности систем автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД) летательных аппаратов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, области применения системы и обеспечение выдачи достоверной информации о состоянии параметров газотурбинного двигателя и результатов их вычисления в аварийную систему регистрации. С этой целью в систему, которая содержит блок сигнализаторов, блок изменения уровня перенастройки, блок формирования отказа, блок n-входовых элементов И, блок связи с исполнительными элементами, блок формирователей установки, блок контроля, первый блок элементов И, элемент ИЛИ, счетчик, элемент И, элемент НЕ, программный блок, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок контроля датчика, блок отказа оборотов, второй блок элементов И, блок измерения оборотов, задатчик контрольной частоты, блок запуска, блок сигналов разрешения, дополнительно введены второй коммутатор, блок цифроаналогового преобразователя и блок вычислителя. Введение в систему дополнительных признаков позволяет обеспечить непрерывное вычисление скорости (тенденции) изменения параметров, соотношений параметров в зависимости от режима работы двигателя, например соотношение давления воздуха за турбиной высокого давления и давления воздуха в полости за лабиринтом турбины высокого давления в зависимости от оборотов двигателя и выдачу сигнала на исполнительные элементы при выходе результата соотношения величин давления за предельные значения. 2 ил.

Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя, которая содержит блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня перенастройки, блоком формирования отказа, блоком запуска, блоком сигналов разрешения, блоком n-входовых элементов И, выход которого через блок связи с исполнительными элементами и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, выход блока сигнализаторов через блок контроля соединен с блоком сигнализаторов, первым блоком элементов И и элементом ИЛИ, выход которого соединен со счетчиком и элементом И, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а второй и третий входы счетчика непосредственно и через элемент НЕ соединены с программным блоком, выходы которого через блок изменения уровня перенастройки соединены с блоком сигнализаторов, а третий вход блока сигнализаторов является первым входом системы, выход блока изменения уровня перенастройки соединен с первым блоком элементов И, последний вход которого соединен с выходом элемента НЕ и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход первого блока элементов И через блок формирования отказа соединен с блоком n-входовых элементов И и элементом ИЛИ, остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика и блока отказа оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов И, вторая входная цепь системы соединена со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого соединены с блоком отказа оборотов, вторым блоком элементов И и программным блоком, выход которого через задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы которого соединены с блоком n-входовых элементов И, блоком формирования отказа, блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения, блоком связи с исполнительными элементами, последние входы которого соединены с выходом второго блока элементов И и элемента И, выход блока связи с исполнительными элементами является выходом системы, выход блока сигнализаторов через коммутатор соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход блока сигналов разрешения через блок запуска соединен со вторым входом программного блока, второй выход блока сигналов разрешения соединен с последним входом блока n-входовых элементов И, которая отличается тем, что в систему дополнительно введены второй коммутатор, блок цифроаналогового преобразователя и блок вычислителя, выходы которого соединены с блоком цифроаналогового преобразователя, блоком связи с исполнительными элементами, первым и вторым коммутатором, входы блока вычислителя соединены с аналого-цифровым преобразователем, блоком измерения оборотов и последними входами системы, блок сигнализаторов и блок цифроаналогового преобразователя соединены со вторым коммутатором, выход которого соединен со вторым выходом системы.