СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НА РЕЖИМЕ КОНСЕРВАЦИИ Российский патент 2010 года по МПК F02C9/00 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Известен способ управления ГТД при подготовке его к продолжительному хранению в составе силовой установки самолета в процессе эксплуатации (процедура консервации), заключающийся в трехкратном повторении операции ложного запуска двигателя. Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М., «Транспорт», 1976 г., с.15, 87, 132.

Недостатком известного способа является то, что в многократно повторяемом процессе ложного запуска непроизводительно с точки зрения обеспечения самолетовылетов расходуется и без того достаточно ограниченный ресурс стартера и аккумуляторных батарей.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТД на режиме консервации, заключающийся в том, что открывают пожарный стоп-кран двигателя, включают стартер, измеряют частоту вращения ротора двигателя, при достижении наперед заданной частоты отключают стартер, а после окончания выбега ротора закрывают пожарный стоп-кран двигателя. Техническое задание №17664 на разработку системы топливопитания, автоматического управления и контроля двигателя ПС-90А2, ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, 2002 г., с.23-25.

Недостатком этого способа является его низкая эффективность с точки зрения обеспечения консервации механической части дозаторов топлива в основную (ОКС) и форсажную (ФКС) камеры сгорания, а также силовых элементов механизации двигателя:

- гидроцилиндров приводов,

- входных направляющих аппаратов (ВНА) вентилятора и компрессора,

- клапанов перепуска воздуха (КПВ) из-за промежуточных ступеней компрессора,

- заслонок подачи охлаждающего воздуха к рабочим лопаткам турбины,

- створок смесителя потоков между контурами двигателя,

- створок реактивного сопла.

Это может привести к нарушению работоспособности исполнительной части системы топливопитания и управления двигателем, что снижает надежность работы ГТД и, как следствие, безопасность полета летательного аппарата (ЛА).

Целью изобретения является повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТД на режиме консервации, заключающемся в том, что открывают пожарный стоп-кран двигателя, включают стартер, измеряют частоту вращения ротора двигателя, при достижении наперед заданной частоты отключают стартер, а после окончания выбега ротора закрывают пожарный стоп-кран двигателя, дополнительно в процессе раскрутки ротора двигателя измеряют давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя, при превышении давления топлива за насосом наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы САУ двигателем начинают штатно функционировать, формируют технологические команды управления на многократную перекладку дозаторов и гидроцилиндров с упора на упор до тех пор, пока в процессе выбега ротора давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя не снизится до наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы САУ двигателем прекращают штатно функционировать.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков, электронный регулятор 2 режимов работы двигателя, блок 3 электрогидропреобразователей, к которому подключены дозатор 4 топлива в ОКС, дозатор 5 топлива в ФКС, золотник 6 управления гидроцилиндрами ВНА, золотник 7 управления гидроцилиндрами КПВ, золотник 8 управления гидроцилиндрами заслонок подачи охлаждающего воздуха к рабочим лопаткам турбины, золотник 9 управления гидроцилиндрами створок смесителя потоков между контурами двигателя, золотники 10 и 11 управления гидроцилиндрами створок реактивного сопла, электромеханизм 12 привода воздушной заслонки стартера (ВЗС), электромеханизм 13 привода стоп-крана 13 двигателя, дозаторы 4 и 5, золотники 6, 7, 8, 9, 10, 11, стоп-кран 13 гидравлически связаны с топливным насосом 14.

Устройство работает следующим образом.

По команде «Консервация двигателя», поступающей из блока 1, куда кроме датчиков аналоговых параметров входят и датчики-сигнализаторы дискретного типа, электронный регулятор 2 формирует команды в блок 3 электрогидропреобразователей. По этим командам из блока 3 подаются сигналы

- на электромеханизм 12, который обеспечивает открытие ВЗС и включение стартера (не показан);

- на электромеханизм 13 привода стоп-крана 13 двигателя.

Начинается раскрутка ротора двигателя. Т.к. стоп-кран 13 открыт, топливо поступает к насосу 14, работающему от коробки приводов двигателя (не показана). Давление за насосом 14 измеряется с помощью датчика из блока 1. Информация о величине давления из блока 1 поступает в электронный регулятор 2. При превышении давления топлива за насосом наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы САУ двигателем начинают штатно функционировать (для агрегатов НР-90А2 и АИК-90А2, входящих в состав САУ двигателя ПС-90А2, эта величина составляет 20 кгс/см²), электронный регулятор 2 формирует технологические команды управления в блок 3. По этим командам из блока 3 подаются сигналы

- на многократную перекладку дозаторов 4 и 5 с упора на упор,

- на золотник 7, который обеспечивает многократную перекладку с упора на упор гидроцилиндров ВНА,

- на золотник 8, который обеспечивает многократную перекладку с упора на упор гидроцилиндров КПВ,

- на золотник 9, который обеспечивает многократную перекладку с упора на упор гидроцилиндров створок смесителя потоков между контурами двигателя,

- на золотник 10, который обеспечивает многократную перекладку с упора на упор гидроцилиндров створок критического сечения реактивного сопла,

- на золотник 11, который обеспечивает многократную перекладку с упора на упор гидроцилиндров внешних створок отклоняемого вектора тяги.

За счет этого обеспечивается ускоренная и качественная консервация элементов исполнительной части системы топливопитания и управления двигателем.

При достижении ротором двигателя частоты отключения стартера (для двигателя ПС-90А2 эта величина составляет 20% по частоте вращения турбокомпрессора) электронный регулятор 2 с помощью блока 3 и электромеханизма 12 обеспечивает закрытие ВЗС и отключение стартера. Начинается выбег ротора двигателя. При падении давления за насосом 14 ниже заданного уровня, при котором гидромеханические элементы САУ двигателем прекращают штатно функционировать (для агрегата НР-2000, входящего в состав САУ двигателя ТВ3-117 ВМА-СБМ1, эта величина составляет 10 кгс/см²), электронный регулятор 2 прекращает формирование технологических команд управления в блок 3.

Т.о. обеспечивается повышение качества работы САУ на режиме консервации двигателя. Это обеспечивает повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в процессе раскрутки ротора двигателя измеряют давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя, при превышении давления топлива за насосом наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы САУ двигателем начинают штатно функционировать, формируют технологические команды управления на многократную перекладку дозаторов и гидроцилиндров с упора на упор до тех пор, пока в процессе выбега ротора давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя не снизится до наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы САУ двигателем прекращают штатно функционировать. Технический результат изобретения - повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности ГТД и безопасности ЛА за счет ускоренной и качественной консервации элементов исполнительной части системы топливопитания и управления двигателем. 1 ил.

Способ управления газотурбинным двигателем на режиме консервации, заключающийся в том, что открывают пожарный стоп-кран двигателя, включают стартер, измеряют частоту вращения ротора двигателя, при достижении наперед заданной частоты отключают стартер, а после окончания выбега ротора закрывают пожарный стоп-кран двигателя, отличающийся тем, что дополнительно в процессе раскрутки ротора двигателя измеряют давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя, при превышении давления топлива за насосом наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы системы автоматического управления двигателем начинают штатно функционировать, формируют технологические команды управления на многократную перекладку дозаторов и гидроцилиндров с упора на упор до тех пор, пока в процессе выбега ротора давление топлива за насосом системы топливопитания двигателя не снизится до наперед заданной величины, при которой гидромеханические элементы системы автоматического управления двигателем прекращают штатно функционировать.