СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОПАДАНИЯ ВОДЫ ИЛИ ГРАДА В ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2015 года по МПК F02C9/28 G01M15/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к области авиации. В частности, изобретение относится к обнаружению всасывания воды или града газовой турбиной авиационного двигателя.

Газовая турбина авиационного двигателя обычно содержит камеру сгорания с газообразными продуктами сгорания из камеры сгорания, приводящими в действие турбину высокого давления (ВД) и турбину низкого давления (НД). Турбина ВД соединена посредством вала с компрессором высокого давления (ВД), снабжающим камеру сгорания сжатым воздухом, в то время как турбина низкого давления соединена посредством другого вала с вентилятором на входе в двигатель.

Вентилятор и компрессор поглощают воздух, необходимый для надлежащей работы двигателя, но в зависимости от атмосферных условий они могут также всасывать воду или град, например, когда летательный аппарат встречает ливень или проходит через облачную гряду. Вода и град, будучи таким образом поглощенными, могут нарушать работу двигателя.

При работе на полном газе компрессор обычно может достаточным образом повышать температуру воздуха, чтобы испарялась вода, которая засасывается, и температура поднималась до значения, которое является достаточно высоким, чтобы избежать срыва пламени в камере сгорания. И наоборот, если двигатель работает на малом газе, например, во время траектории снижения, при заходе на посадку, при посадке, вода может достигать камеры сгорания, приводя к срыву пламени одной или более горелок или даже к полному срыву пламени в камере сгорания и к остановке двигателя.

Поэтому желательно обнаружить всасывание воды или града и соответствующим образом адаптировать работу двигателя.

С этой целью в документе FR 2681377 предложен способ обнаружения всасывания воды в зависимости от разницы между температурой Т2 воздуха на входе в компрессор и Т3 на выходе из компрессора. Кроме того, такое обнаружение может быть подтверждено путем оценки эффективности сгорания.

Недостаток такого решения заключается в том, что оно требует, чтобы характеристики двигателя были определены эмпирическим путем. Кроме того, в зависимости от обстоятельств существует возможность того, что всасывание воды происходит необнаруженным. Вычисленная разница температур не подходит для обнаружения всасывания воды при всех обстоятельствах.

В документе US 5471831 также предложен способ обнаружения всасывания воды на основе температуры воздуха на входе и выходе из компрессора, а также на основе давления в камере сгорания. В этом документе фактически и, в зависимости от обстоятельств, существует возможность того, что всасывание воды произойдет необнаруженным. Изменения давления в камере сгорания являются достаточно маленькими, чтобы на основе их сделать ясное заключение.

Таким образом, существует необходимость в обнаружении всасывания воды или града надежным, эффективным и быстрым путем.

Цель и сущность изобретения

Цель изобретения - предложить способ обнаружения всасывания воды или града, который устраняет, по меньшей мере, некоторые из вышеупомянутых недостатков. В частности, цель изобретения - обеспечить, чтобы обнаружение осуществлялось при различных обстоятельствах.

С этой целью в изобретении предложен способ обнаружения всасывания воды или града в газотурбинном двигателе, причем упомянутый двигатель имеет, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину, при этом способ отличается тем, что он содержит:

- этап оценки значения первого показателя, представляющего всасывание воды или града;

- этап оценки значения второго показателя, представляющего всасывание воды или града; причем упомянутый второй показатель отличается от первого показателя; и

- этап вычисления значения общего показателя путем суммирования, по меньшей мере, упомянутого первого показателя и упомянутого второго показателя.

Другими словами, общий показатель соответствует сумме, по меньшей мере, двух различных показателей. Поскольку показатели являются разными, то они могут привести к заключениям, которые являются разными. Таким образом, в зависимости от обстоятельств при всасывании воды или града могут быть рассмотрены три ситуации:

- оба показателя имеют значение, указывающее на всасывание;

- первый показатель имеет значение, указывающее на всасывание, при этом второй показатель имеет значение, указывающее, что всасывание не происходит; и

- первый показатель имеет значение, указывающее, что всасывания нет, при этом второй показатель имеет значение, указывающее на всасывание.

Поскольку общий показатель соответствует сумме, по меньшей мере, первого показателя и второго показателя, его значение будет указывать на всасывание во всех трех из вышеназванных ситуаций. Таким образом, способ обнаружения по изобретению позволяет обнаруживать всасывание воды или града при различных обстоятельствах.

Способ обнаружения может дополнительно содержать:

-этап измерения температуры Т3 на входе в камеру сгорания и

-этап оценки температуры Т3М, моделирующей температуру Т3,

в котором значение первого показателя оценивают в зависимости от разницы между падением температуры Т3 и падением температуры Т3М, при этом значение второго показателя оценивают в зависимости от разницы между температурой Т3 и температурой Т3М.

В одном варианте осуществления значение первого показателя оценивают, учитывая функцию нормализации, которая минимизирует важность малых падений температуры Т3.

Способ обнаружения может дополнительно содержать:

- этап измерения частоты вращения N2 компрессора и турбины,

в котором значение второго показателя оценивают, учитывая функцию нормализации, которая зависит от изменения во времени упомянутой частоты вращения N2.

Способ обнаружения может также содержать:

-этап фильтрации измеренной температуры Т3,

в котором значение второго показателя оценивают в зависимости от разницы между температурой Т3 после фильтрации и температурой Т3М.

Способ обнаружения может фактически содержать:

- этап измерения расхода Wf32 топлива и

- этап оценки значения третьего показателя, представляющего всасывание воды или града в зависимости, по меньшей мере, от упомянутого расхода Wf32 топлива,

в котором значение упомянутого общего показателя вычисляют путем суммирования упомянутого первого показателя, упомянутого второго показателя и упомянутого третьего показателя.

Способ обнаружения может дополнительно содержать:

- этап измерения частоты вращения N2 компрессора и турбины, в котором значение упомянутого третьего показателя оценивают в зависимости от падения частоты вращения N2.

В изобретении предложен также способ управления газотурбинным двигателем, содержащим, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину, причем способ содержит:

- этап определения заданного значения расхода топлива в пределах диапазона, ограниченного верхним пределом;

- этап обнаружения всасывания воды или града, осуществляемый в соответствии с вышеописанным способом обнаружения; и

- в ответ на обнаружение всасывания воды или града этап определения заданного значения расхода топлива в диапазоне, который превышает упомянутый верхний предел.

В изобретении также предложен способ управления газотурбинным двигателем, содержащим, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину, причем способ содержит:

- этап обнаружения всасывания воды или града, осуществляемый в соответствии со способом обнаружения вышеописанного изобретения и

- в ответ на обнаружение всасывания воды или града, которое привело к срыву пламени, этап выбора расхода топлива для повторного воспламенения выше, чем номинальный расход топлива для повторного воспламенения.

В одном варианте способ управления включает в себя этап определения заданного значения режима малого газа в зависимости от упомянутого общего показателя.

Соответствующим образом в изобретении предложена компьютерная программа, содержащая инструкции для выполнения способа обнаружения, когда программа выполняется компьютером, при этом в изобретении также предложен электронный блок для управления газотурбинным двигателем, причем упомянутый электронный блок имеет память, содержащую компьютерную программу по изобретению. В изобретении также предложен авиационный двигатель, который включает в себя газотурбинный двигатель и электронный блок по изобретению.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть лучше понято при изучении нижеследующего описания, выполненного с помощью не носящего ограничительного характера пояснения и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой упрощенный вид в перспективе газотурбинного двигателя, выполненного с возможностью осуществления способа обнаружения при осуществлении изобретения; и

Фиг. 2-5 представляют собой диаграммы, на которых показаны средства для определения показателей всасывания воды и града.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее изобретение описано главным образом в контексте его применения в газотурбинном двигателе для приведения в движение самолета, например такого вида, как показанный сильно упрощенным образом на фиг. 1.

Тем не менее, изобретение применимо к другому газотурбинному двигателю, в частности, к двигателям вертолетов, к промышленным газовым турбинами или к вспомогательным силовым установкам (ВСУ).

Показанный на фиг. 1 двигатель включает в себя камеру сгорания 1 с отработанным газом из камеры сгорания 1, приводящим в действие турбину 2 высокого давления (ВД) и турбину 3 низкого давления (НД). Турбина 2 высокого давления соединена посредством вала с компрессором высокого давления 4, снабжающим воздухом под давлением камеру сгорания 1, при этом турбина 3 низкого давления соединена посредством другого вала с вентилятором 5 на входе в двигатель.

Работа двигателя управляется электронным блоком управления, который образует основной контур регулирования для сервоуправления частотой вращения двигателя до заданного значения частоты вращения, которая зависит от требуемой тяги, путем воздействия на частоту вращения, с которой топливо доставляется к камере сгорания 1. В качестве примера, величиной, которая регулируется, может быть частота вращения N1 вентилятора 5 и турбины 3 низкого давления, или же она может быть степенью повышения давления в компрессоре двигателя (EPR).

С этой целью электронный блок управления получает сигналы, представляющие различные измеренные рабочие параметры и, в частности:

- температуру Т25 на входе в компрессор 4 высокого давления;

- температуру Т3 на входе в камеру сгорания 1;

- расход Wf32, например, измеренный на основе положения топливомера; и

- частота вращения N2 турбины 2 высокого давления и компрессора 4 высокого давления.

Электронный блок управления может также оценивать значения некоторых параметров, используя модели. Например, температура Т25 может быть оценена с помощью температуры Т25М модели, при этом температура Т3 может быть оценена с помощью температуры Т3М модели. Модели, используемые для моделирования температур Т25М и Т3М, известны специалистам в данной области техники, и нет необходимости давать их подробное описание.

Как было пояснено выше, всасывание воды или града может нарушать работу двигателя. Таким образом, электронный блок управления осуществляет способ обнаружения всасывания воды или града и адаптирует работу двигателя при обнаружении всасывания.

Далее следует описание способа обнаружения всасывания воды или града.

Для того чтобы обнаружить всасывание, электронный блок управления вычисляет значение общего показателя IG путем суммирования трех различных показателей I1,I2 и I34:

IG=I1+I2+I34.

Когда вода или град всасывается, измеренная температура Т3 отличается от температуры Т3М модели. Эта разница характеризуется неизменностью значения температуры Т3М, в то время когда температура Т3 падает, например, на несколько десятков градусов. Для того чтобы наблюдать эту разницу, температура Т3М модели может быть получена из температуры Т25М вместо температуры Т25, для того чтобы избежать какого-либо нарушения температуры Т25 льдом.

Показатель I1 стремится характеризовать динамическую разницу между температурой Т3 и температурой Т3М. Фиг. 2 представляет собой диаграмму, на которой показано средство для оценки показателя I1, это средство может быть выполнено, например, в виде модуля программного обеспечения, осуществляемого электронным блоком управления.

На фиг. 2 показан модуль 20 детектора, выполненный с возможностью обнаружения падения температуры Т3. Например, модуль 20 вычисляет производную времени dT3/dt от температуры Т3, и когда он обнаруживает падение, характеризующееся условием dT3/dt<0, он вырабатывает сигнал сохранения для модулей 21 и 22 хранения.

Когда модули 21 и 22 программного обеспечения получают сигнал сохранения от модуля 20 обнаружения, они сохраняют текущие значения температур Т3 и Т3М соответственно.

Таким образом, модуль 23 вычитателя получает в первую очередь текущее значение температуры Т3 и во вторую очередь значение температуры Т3, как сохраненное модулем 21 хранения. Таким образом, модуль 23 вычитателя передает разницу ΔТ3, представляющую размер падения в температуре Т3 с момента обнаружения модулем 20 обнаружения.

Соответствующим образом модуль 24 вычитателя получает в первую очередь текущее значение температуры Т3М и во вторую очередь значение температуры Т3М, как сохраненное модулем 22 хранения. Таким образом, модуль 24 вычитателя передает разницу ΔТ3М, представляющую размер падения в температуре Т3М, начиная с момента обнаружения модулем 20 обнаружения.

Модуль 25 вычитателя вычисляет разницу Δ1 между ΔТ3 и ΔТ3М.

Модуль 26 сравнивает частота вращения N2 с пороговым значением S. Известно, что температура Т3М модели является применимой только выше достаточной частоты вращения N2.

Если частота вращения N2 находится ниже порогового значения S, это означает, что температура Т3М модели не применима. Таким образом, модуль 26 посылает сигнал о переключении на переключатель 27, для того чтобы выбрать значение 0. Другими словами, если частота вращения N2 больше, чем пороговое значение S, это означает что температура Т3М модели является применимой. Таким образом, модуль 26 посылает сигнал о переключении на переключатель 27, для того чтобы выбрать разницу Δ1.

Таким образом, разница Δ1 или значение 0 направляется переключателем 27 на модуль 28 нормализации. Модуль 28 нормализации выдает значение показателя I1.

В качестве примера, модуль 28 нормализации выдает значение, лежащее в диапазоне от 0 до 1, путем применения возрастающей функции F к значению, полученному от переключателя 27 и взятому в качестве абсолютного значения. Функция F может минимизировать важность малых температурных падений, для того чтобы избежать ошибочного обнаружения, обусловленного динамической неточностью модели.

Таким образом, если частота вращения N2 является недостаточной, показатель I1 имеет значение 0. Если частота вращения N2 является достаточной, показатель I1 подходит значительно ближе к 1 с увеличением размера разницы Δ1 (в абсолютном значении). Таким образом, высокое значение для показателя I1 показывает большую разницу между падением температуры Т3 и падением температуры Т3М, что является характеристикой всасывания.

Другими словами, если значение показателя I1 равно или близко к 1, это указывает на то, что всасывание имеет место, тогда как значение, равное или близкое к 0, указывает на отсутствие всасывания.

Показатель I1 дает возможность обнаружить всасывание таким образом, что это является очень эффективным в случае изменения состояния, поскольку оно измеряет относительную разницу между падением температуры Т3 и ее теоретическим значением. Поэтому оно не подвержено влиянию статической погрешности в температуре Т3М модели, но подвержено влиянию динамической ошибки.

Показатель I2 стремится характеризовать абсолютную разницу между температурой Т3 и температурой Т3М. Фиг. 3 представляет собой диаграмму, на которой показано средство для оценки показателя I2, это средство может быть исполнено, например, в виде модуля программного обеспечения, выполненного с помощью электронного блока управления.

Температура Т3 фильтруется с помощью фильтра 30, который выдает отфильтрованную температуру T3F. В качестве примера, фильтр 30 является фильтром нижних частот первого порядка, служащим для устранения измерительного шума, для того чтобы избежать ошибочного обнаружения.

Вычитатель 31 вычисляет разницу Δ2 между температурой T3F и температурой Т3М.

Как пояснено выше, в случае всасывания температура Т3 падает, тогда как температура Т3М модели остается неизменной. Таким образом, модуль 33 обеспечивает меньшее из 0 и Δ2, с тем чтобы избежать учета ситуаций, при которых Т3 больше, чем Т3М.

Разница Δ2 нормализуется путем деления в делителе 34 на коэффициент С, представляющий собой коэффициент минимальной температуры всасывания. Коэффициент С определяют с помощью модуля 32 нормализации, который имеет в качестве входа временную производную dN2/dt частоты вращения N2. Точность температуры Т3М модели зависит от изменений в частоте вращения (стадия стабилизации, стадия ускорения, стадия торможения, ….). В частности, температура модели является более точной при стабильных условиях, чем во время переходного режима. Таким образом, во время переходного режима коэффициент С выше (в абсолютном значении), так что требование в отношении разницы между Т3 и Т3М для обнаружения всасывания является менее ограничивающим.

Модули 35 и 36 служат, чтобы ограничивать показатель I2 диапазоном от 0 до 1.

Таким образом, если температура Т3 больше, чем температура Т3М, значение показателя I2 равно 0. Если температура Т3 меньше, чем температура Т3М, значение показателя I2 подходит в значительной степени близко к 1 с увеличивающейся разницей Δ2 (в абсолютном значении).

Другими словами, значение показателя I2, которое равно или близко к 1, указывает на всасывание, тогда как значение, которое равно или близко к 0, указывает на отсутствие всасывания.

Показатель I2 является дополнительным к показателю I1, поскольку он позволяет осуществлять обнаружения без изменения состояния. Это является особенно предпочтительным при запуске или после повторной инициализации электронного блока управления, поскольку показатель I1 не позволяет осуществить обнаружение при подобных обстоятельствах.

Показатель I34 вычисляют в зависимости от показателя I3 и показателя I4.

Как пояснено выше, электронный блок управления создает основной контур управления для регулирования частоты вращения двигателя до заданного значения частоты вращения путем воздействия на скорость, при которой топливо подается к камере сгорания 1. Таким образом, электронный блок управления определяет заданное значение расхода топлива в рамках диапазона, определенного верхним пределом, называемым C/P предел, с целью защиты двигателя от помпажа.

Всасывание воды или града имеет тенденцию вызывать падение частоты вращения двигателя. Таким образом, в случае всасывания электронный блок управления будет стремиться повысить заданное значение расхода топлива. Это повышение может приводить к работе на C/P пределе.

Показатель I3 стремится характеризовать такое повышение в расходе топлива или работу на пределе. Фиг. 4 представляет собой диаграмму, на которой показано средство для оценки показателя I3, это средство может быть осуществлено, например, в виде модуля программного обеспечения, выполняемого с помощью электронного блока управления.

На фиг. 4 показан модуль 40 для определения, существует ли условие для сохранения значения в памяти. Когда показатель I1 больше, чем заданный порог, и если электронный блок управления не требует какого-либо снижения частоты вращения, тогда модуль 40 посылает сигнал сохранения на модуль 41 хранения. Модуль 41 хранения затем сохраняет текущее значение Wf32 расхода.

Вычитатель 42 определяет разницу Δ3 между текущим значением Wf32 расхода и расходом, сохраненным модулем 41. Модуль 43 выбирает большее из разницы Δ3 и значения 0 для того, чтобы учитывать только увеличения в расходе. Выходной сигнал для модуля 43 выдается к модулю нормализации 44, который служит для ограничения влияния малых колебаний в расходе и чтобы подчеркнуть большие колебания. Таким образом, выходной сигнал из модуля 44 нормализации представляет собой увеличения в расходе Wf32 и доставляется к модулю 45.

Вычитатель 46 определяет запас предела, то есть разницу между расходом Wf32 и максимальным расходом при работе на уровне C/P предела. Модуль нормализации 47 служит для преобразования малого запаса в большое значение выходного сигнала и большого запаса в малое значение выходного сигнала. Выходной сигнал из модуля 47 нормализации выдается к селектору 48, который снабжает модуль 45 либо значением, выдаваемым модулем 48 нормализации, или еще значением 0, в зависимости от сигнала обнаружения, выдаваемого модулем 49 для определения, существует ли условие выбора. Модуль 49 выдает сигнал для выбора значения, выдаваемого модулем нормализации 48, когда показатель I1 больше, чем заданный порог.

Таким образом, если показатель I1 является маленьким, модули 40 и 49 не запускают вычисление показателя I3, таким образом его значение равно 0.

Однако, если показатель I1 больше, чем заданный порог, тогда элементы 40-44 определяют первый сигнал, представляющий увеличение в расходе, при этом элементы 46-49 определяют второй сигнал, представляющий запас предела.

Если запас большой, тогда увеличение расхода не ограничено. Таким образом, в случае всасывания первый сигнал имеет большое значение, при этом второй сигнал имеет низкое значение. И наоборот, если запас маленький, тогда увеличение в расходе ограничено. Таким образом, в случае всасывания, первый сигнал имеет маленькое значение, при этом второй сигнал имеет большое значение, поскольку он обратно пропорционален запасу.

Модуль 45 выбирает больший из вышеупомянутых первого и второго сигналов, для того чтобы выдать показатель I3. Таким образом, в обеих вышеупомянутых ситуациях, в случае всасывания, показатель I3 имеет высокое значение.

В качестве примера, модули 44 и 47 нормализации предназначены выдавать значение, лежащее в диапазоне от 0 до 1. Таким образом, значение показателя I3, которое равно или близко к 1, указывает на всасывание, тогда как значение, которое равно или близко к 0, указывает, что всасывания нет.

Помимо этого, всасывание может дать место падению или неизменности частоты вращения двигателя. Более точно, если контур регулирования, выполненный электронным блоком управления, стремится сохранить частоту вращения N2 постоянной, частота вращения N2 остается неизменной в случае всасывания. Однако при работе на пределе или если регулируемым параметром является не частота вращения N2 (например, если регулируемым параметром является степень сжатия двигателя), тогда всасывание может приводить к падению в частоте вращения N2.

Показатель I4 таким образом стремится характеризовать падение частоты вращения N2. Фиг. 5 представляет собой диаграмму средства для оценки показателя I4, это средство может быть, например, осуществлено в виде модуля программного обеспечения, выполняемого электронным блоком управления.

На фиг. 5 показан модуль 50 определения, существует ли условие сохранения. Если показатель I1 больше, чем заданный порог, модуль 50 посылает сигнал сохранения на модуль 51 хранения. Модуль 51 хранения затем сохраняет текущее значение частоты вращения N2.

Вычитатель 52 определяет разницу Δ5 между текущим значением частоты вращения N2 и значением частоты вращения, сохраненной модулем 51 хранения. Модуль 53 затем выбирает наименьшее из разницы Δ5 и значения 0, с тем, чтобы учитывать только уменьшения в частоте вращения. Выходной сигнал из модуля 53 выдается на модуль 54 нормализации, что делает возможным ограничить влияние малых падений частоты вращения и подчеркнуть большие падения частоты вращения. Выходной сигнал из модуля 54 нормализации выдает показатель I4.

В качестве примера, модуль 54 нормализации предназначен обеспечивать значение, лежащее в диапазоне от 0 до 1. Таким образом, значение для показателя I4, которое равно или близко к 1, является указывающим на всасывание, тогда как значение, равное или близкое 0, является указывающим на отсутствие всасывания.

Показатель I34 определяют путем выполнения взвешенной суммы показателей I3 и I4. Использование весовых коэффициентов служит для выбора относительной важности показателей I3 и I4, а также может служить для ограничения значения показателя I34 до диапазона от 0 до 1.

Как пояснено выше, общий показатель IG представляет собой сумму показателей I1, I2 и I34. Кроме того, как пояснено выше, значение, близкое к 0 для любого из показателей I1, I2 и I34, указывает на отсутствие всасывания, при этом значение, близкое к 1 для любого из показателей I1, I2 и I34, указывает на всасывание.

Таким образом, общий показатель IG имеет значение, лежащее в диапазоне от 0 до 3, со значением, близким к 0, указывающим на отсутствие всасывания, и значением, близким к 3, указывающим, что имеется всасывание.

Если общий показатель IG больше, чем заданный порог S_ingest, тогда электронный блок управления делает вывод, что имеется всасывание воды или града. Электронный блок управления считает, что всасывание продолжается так долго, пока значение общего показателя IG не упало ниже порога S_{ingest_over,} например, равного половине порога S_ingest.

Как пояснено выше, если обнаруживают всасывание, электронный блок управления адаптирует работу двигателя.

Например, при нормальной работе электронный блок управления определяет заданное значение расхода топлива, которое лежит в диапазоне, который ограничен верхним пределом, называемым как C/P предел. Если обнаружено всасывание, электронный блок управления может отвергнуть предел и таким образом обеспечить заданное значение расхода топлива, которое больше, чем предел. Это делает возможным увеличить обогащенность смеси в камере сгорания 1 и таким образом поддерживать частоту вращения двигателя.

При нормальной работе, в случае срыва пламени в камере сгорания, электронный блок управления использует заданный расход топлива для повторного воспламенения . В случае всасывания воды, приводящего к срыву пламени в двигателе, может быть использовано более высокое заданное значение расхода топлива для повторного воспламенения. Это облегчает достижение повторного воспламенения.

На режиме малого газа риск всасывания воды или града, приводящий к срыву пламени, увеличивается. В летательных аппаратах по предшествующему уровню техники повышенный режим малого газа используется для ограничения этого риска, в последующем, в частности, для ограничения вертикальной скорости снижения. При осуществлении изобретения электронный блок определяет заданное значение режима малого газа, которое является медленным в зависимости от общего показателя IG. Более точно, если общий показатель IG равен 0 или мал, это означает, что всасывания нет, и есть возможность использовать низкий режим малого газа без какого-либо риска возникновения срыва пламени камеры сгорания. Наоборот, если общий показатель является высоким, это означает всасывание, и при этом устанавливается повышенный режим малого газа, с тем чтобы избежать срыва пламени в камере сгорания.

Приведенное выше описание относится к общему показателю, который определяется суммой трех показателей. Естественно, изобретение предусматривает и вычисление общего показателя путем суммирования некоторого произвольного числа различных показателей.

Каждый из трех выше описанных показателей имеет значение, лежащее в диапазоне от 0 до 1. Естественно, как вариант показатели могут иметь значения, лежащие в различных диапазонах. Это может служить, например, для придания одному показателю большей важности, чем другому.

Изобретение относится к способу обнаружения попадания воды или града в газотурбинный двигатель, причем упомянутый двигатель имеет, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Способ содержит следующие этапы, состоящие из:

- оценки значения первого показателя, символизирующего всасывание воды или града;

- оценки значения второго показателя, представляющего всасывание воды или града, причем упомянутый второй показатель отличается от первого показателя; и

- вычисления значения общего показателя путем сложения вместе, по меньшей мере, упомянутого первого и второго показателей. Технический результат изобретения - повышение эффективности и быстродействия данного способа. 6 н. и 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ обнаружения всасывания воды или града в газотурбинный двигатель, причем упомянутый двигатель имеет, по меньшей мере, компрессор (4), камеру сгорания (1) и турбину (2), при этом способ отличается тем, что он содержит:
- этап оценки значения первого показателя (I1), представляющего всасывание воды или града;
- этап оценки значения второго показателя (I2), представляющего всасывание воды или града; причем упомянутый второй показатель отличается от первого показателя; и
- этап вычисления значения общего показателя путем суммирования, по меньшей мере, упомянутого первого показателя и упомянутого второго показателя.

2. Способ обнаружения по п.1, дополнительно содержащий:
- этап измерения температуры Т3 на входе в камеру сгорания; и
- этап оценки температуры Т3М, моделирующей температуру Т3;
в котором значение первого показателя оценивают в зависимости от разницы (Δ1) между падением температуры Т3 и падением температуры Т3М, при этом значение второго показателя оценивают в зависимости от разницы (Δ2) между температурой Т3 и температурой Т3М.

3. Способ обнаружения по п.2, в котором значение первого показателя оценивают, учитывая функцию нормализации, которая минимизирует важность малых падений в температуре Т3.

4. Способ обнаружения по п.2 или 3, дополнительно содержащий:
- этап измерения частоты вращения N2 компрессора и турбины;
в котором значение второго показателя оценивают, учитывая функцию нормализации, которая зависит от изменения во времени упомянутой частоты вращения N2.

5. Способ обнаружения по п. 2, дополнительно содержащий:
- этап фильтрации измеренной температуры Т34,
в котором значение второго показателя оценивают в зависимости от разницы (Δ2) между температурой Т3 после фильтрации (T3F) и температурой Т3М.

6. Способ обнаружения по п. 2, дополнительно содержащий:
- этап измерения расхода Wf32 топлива, и
- этап оценки значения третьего показателя (I34),
представляющего всасывание воды или града в зависимости, по меньшей мере, от упомянутого расхода Wf32 топлива;
в котором значение упомянутого общего показателя вычисляют путем суммирования упомянутого первого показателя, упомянутого второго показателя и упомянутого третьего показателя.

7. Способ обнаружения по п.6, дополнительно содержащий:
- этап измерения частоты вращения N2 компрессора и турбины;
в котором значение упомянутого третьего показателя оценивают в зависимости от падения частоты вращения N2.

8. Способ управления газотурбинным двигателем, содержащим, по меньшей мере, компрессор (4), камеру сгорания (1) и турбину (2), причем способ содержит:
- этап определения заданного значения расхода топлива в пределах диапазона, ограниченного верхним пределом;
- этап обнаружения всасывания воды или града, осуществляемый в соответствии со способом обнаружения по п.1; и
- в ответ на обнаружение всасывания воды или града этап определения заданного значения расхода топлива в диапазоне, который превышает упомянутый верхний предел.

9. Способ управления газотурбинным двигателем, содержащим, по меньшей мере, компрессор (4), камеру сгорания (1) и турбину (2), причем способ содержит:
- этап обнаружения всасывания воды или града, осуществляемый в соответствии со способом обнаружения по п.1, и
- в ответ на обнаружение всасывания воды или града, которое привело к срыву пламени, этап выбора расхода топлива для повторного воспламенения выше, чем номинальный расход топлива для повторного воспламенения.

10. Способ управления газотурбинным двигателем, содержащим, по меньшей мере, компрессор (4), камеру сгорания (1) и турбину (2), причем способ содержит:
- этап обнаружения всасывания воды или града, осуществляемый в соответствии со способом обнаружения по п.1, и
- этап определения заданного значения режима малого газа в зависимости от упомянутого общего показателя.

11. Электронный блок для управления газотурбинным двигателем, причем упомянутый электронный блок имеет память, содержащую компьютерную программу, содержащую инструкции для осуществления способа по п.1, когда программа выполняется компьютером.

12. Авиационный двигатель, содержащий газотурбинный двигатель и электронный блок по п.11.