СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КЛАПАНОМ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2013 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 электромагнитным реле в автоматической панели пуска ГТД, Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М., «Транспорт», 1976 г., с.183.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность при использовании на переходных режимах работы двигателя.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления двухобмоточным электромагнитным клапаном авиационного ГТД, заключающийся в том, что для выработки управляющего сигнала в топливной системе ГТД подключают обе обмотки электромагнита к источнику тока постоянного напряжения, Брускин Д.Э. «Основы электрооборудования летательных аппаратов», часть II, М., «Высшая школа», 1978 г., с.142-144.

Недостатком этого устройства является следующее. В современных САУ ГТД двухобмоточные электромагнитные клапаны (ДЭМК) используются для выполнения различных функций. Например, в электронно-гидромеханической САУ двигателя ПС-90А2 разработки ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, ДЭМК селектора «электроника-гидромеханика» используется для управления золотником селектора. По команде электронного регулятора РЭД-90А2М разработки и производства ОАО «СТАР», г.Пермь, входящего в состав САУ двигателя ПС-90А2, на обмотки ДЭМК селектора подается постоянное напряжение 27 В. При этом в агрегате НР-90А2 разработки и производства ОАО «СТАР», г.Пермь, входящем в состав САУ двигателя ПС-90А2, формируется гидравлическая команда на перекладку золотника в положение «электроника». Для обеспечения управления двигателем от агрегата РЭД-90А2М в течение всего полета (для самолета Ил-96-300 с двигателями ПС-90А при перелете из Москвы в Нью-Йорк это время может составлять 11 часов) ДЭМК необходимо держать под напряжением.

С учетом того, что в состав САУ каждого двигателя ПС-90А входит более десятка исполнительных элементов, подобных ДЭМК, а электрогенераторы, обеспечивающие в том числе электропитание САУ, приводятся от коробки приводов двигателя, это приводит к дополнительному расходу топлива и, как следствие, снижению экономичности двигателя и уменьшению дальности полета самолета.

Кроме того, длительное нахождение ДЭМК под напряжением приводит к нагреву всего узла, куда входит ДЭМК, что может привести к снижению надежности работы САУ и, как следствие, снижению надежности работы двигателя и безопасности самолета.

Целью изобретения является повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности работы двигателя и безопасности самолета.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления двухобмоточным электромагнитным клапаном (ДЭМК) авиационного ГТД, заключающимся в том, что для выработки управляющего сигнала в топливной системе ГТД подключают обе обмотки электромагнита к источнику тока постоянного напряжения, дополнительно измеряют величину напряжения на выходе источника тока постоянного напряжения, по измеренной величине напряжения по наперед заданной зависимости определяют величину скважности переменного напряжения, которое сможет обеспечить поддержание управляющего сигнала в топливной системе ГТД, устанавливают выбранное значение скважности на выходе источника импульсного питания и через наперед заданное время, необходимое для срабатывания электромагнитного клапана, переключают питание обеих обмоток ДЭМК с питания от источника тока постоянного напряжения на питание от источника импульсного питания.

На фигуре представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные первый блок 1 датчиков (БД), электронный регулятор 2 (ЭР), селектор 3 «электроника - гидромеханика», блок 4 исполнительных элементов (ИЭ), последовательно соединенные второй блок 5 датчиков, гидромеханический регулятор 6 (ГМР), выход ГМР 6 подключен к селектору 3, блок 7 встроенного контроля (БВК), конструктивно интегрированный в ЭР 2, выход БВК 7 подключен к селектору 3 через ДЭМК 8.

Устройство работает следующим образом. ЭР 2 по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, Шляхтенко С.М. «Теория авиационных ВРД», М., «Машиностроение», 1974 г., с.276-278, с.346-347) формирует управляющее воздействие на ИЭ 4, которые осуществляют требуемые изменения расхода топлива в камеру сгорания двигателя, положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора и клапанов (КПВ) перепуска воздуха.

Работоспособность ЭР 2 оценивается БВК 7 по известным принципам (см., например, Васильев В.И. «Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов», М., «Машиностроение», 1989 г., с.122-134).

При исправном ЭР 2 на вход ДЭМК 8 подается напряжение от источников питания ЭР 2 (на фигуре не показаны). При этом селектор 3 находится в положении «электроника» и пропускает в блок 4 ИЭ управляющие команды ЭР 2.

Управление напряжением питания ДЭМК 8 осуществляется следующим образом.

Для выработки управляющего сигнала в топливной системе ГТД (в данном случае - гидравлического сигнала для управления положением золотника селектора 3) подключают обе обмотки ДЭМК 8 к источнику тока постоянного напряжения ЭР 2 (на фигуре не показан). Одновременно с этим с помощью аппаратных средств ЭР 2 (на фигуре не показаны) измеряют величину напряжения на выходе источника тока постоянного напряжения, по измеренной величине напряжения по наперед заданной зависимости определяют величину скважности переменного напряжения, которое сможет обеспечить поддержание управляющего сигнала в топливной системе ГТД (нахождение золотника селектора 3 в положении «электроника»).

Пример такой зависимости приведен в книге Дьякова В.И. «Типовые расчеты по электрооборудованию. Практическое пособие». М., «Высшая школа», 1991 г., с.95.

После этого устанавливают выбранное значение скважности на выходе источника импульсного питания ЭР 2 (на фигуре не показан) и через наперед заданное время, необходимое для срабатывания электромагнитного клапана (например, для МКТ-2302 или МКТ-6302, входящих в состав гидромеханических агрегатов производства ОАО «СТАР», это время составляет 0,05 с), переключают питание обеих обмоток ДЭМК 8 с питания от источника тока постоянного напряжения на питание от источника импульсного питания.

Это позволяет снизить электрическую мощность, потребляемую ДЭМК 8, и тепловыделение.

Таким образом, обеспечивается повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности работы двигателя и безопасности самолета.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно измеряют величину напряжения на выходе источника тока постоянного напряжения, по измеренной величине напряжения по наперед заданной зависимости определяют величину скважности переменного напряжения, которое сможет обеспечить поддержание управляющего сигнала в топливной системе ГТД, устанавливают выбранное значение скважности на выходе источника импульсного питания и через наперед заданное время, необходимое для срабатывания электромагнитного клапана, переключают питание обеих обмоток ДЭМК с питания от источника тока постоянного напряжения на питание от источника импульсного питания. Технический результат от использования изобретения заключается в том, что обеспечивается повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности работы двигателя и безопасности самолета. 1 ил.

Способ управления двухобмоточным электромагнитным клапаном (ДЭМК) авиационного газотурбинного двигателя (ГТД), заключающийся в том, что для выработки управляющего сигнала в топливной системе ГТД подключают обе обмотки ДЭМК к источнику тока постоянного напряжения, отличающийся тем, что дополнительно измеряют величину напряжения на выходе источника тока постоянного напряжения, по измеренной величине напряжения по наперед заданной зависимости определяют величину скважности переменного напряжения, которое сможет обеспечить поддержание управляющего сигнала в топливной системе ГТД, устанавливают выбранное значение скважности на выходе источника импульсного питания и через наперед заданное время, необходимое для срабатывания электромагнитного клапана, переключают питание обеих обмоток ДЭМК с питания от источника тока постоянного напряжения на питание от источника импульсного питания.