ОПТИМИЗАЦИЯ ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ РЕВЕРСОРА ТЯГИ Российский патент 2018 года по МПК F02K1/76 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к общей области газотурбинных двигателей, в частности к реверсорам тяги авиационных турбореактивных или турбовинтовых двигателей. В частности, оно относится к способу управления реверсором тяги.

Многие самолеты, оборудованные такими двигателями, были вынуждены оставаться на земле по причине неисправностей, связанных с сообщением об ошибке, поступившим в кабину экипажа самолета, в частности сообщением об ошибке, называемым “RevFault”, которое оповещает пилота о проблеме в реверсоре тяги, что влечет за собой значительное ограничение готовности к работе самолетов.

Действительно, такое сообщение об ошибке в реальности соответствует более чем десятку сообщений об элементарных неисправностях реверсора тяги, и достаточно только одного из этих сообщений об элементарных неисправностях, чтобы активировать единственное сообщение об ошибке. Вместе с тем, большинство этих сообщений об элементарных неисправностях позволяет проверить, что устройство правильно открыто/закрыто/перемещено. Но, поскольку не вводится никакого различия между медленно срабатывающим устройством и реально заблокированным устройством, поэтому, если по истечении времени Т рассматриваемое устройство так и не достигло необходимого положения, созданное сообщение об элементарной неисправности активирует сообщение об ошибке в кабине экипажа, запрещающее открывание реверсора тяги, если сообщение появляется перед подачей команды на открывание или просто на восстановление обратной тяги, даже если бы этот реверсор тяги, в конечном итоге, открылся и, следовательно, мог бы быть использован для продолжения выполнения своей задачи. Известное в данной области техники техническое решение описано, например, в заявке US 2010242434A1.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение призвано устранить эти недостатки и предложить новый способ управления реверсорами тяги газотурбинного двигателя, обеспечивающий развертывание и использование реверсора тяги даже после появления первого сообщения об ошибке, связанного с нарушением работы этого реверсора тяги.

В связи с этим объектом изобретения является способ управления реверсором тяги, содержащим множество устройств, в котором при обнаружении отсутствия активации одного из упомянутых устройств по истечении заранее определенного срока активации генерируют сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, отличающийся тем, что несмотря на генерирование упомянутого сообщения об ошибке продолжают активацию упомянутого устройства и, если упомянутое устройство, в конечном итоге, активировано до заранее определенного максимального срока развертывания упомянутого реверсора тяги, продолжают развертывание упомянутого реверсора тяги и снимают упомянутое сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги.

Таким образом, несмотря на медленное срабатывание одного из своих устройств, реверсор тяги все же может быть полностью развернут и обратная тяга использована, что было невозможно в известных решениях, в которых медленное срабатывание только одного из этих устройств приводило к необратимой ошибке, запрещающей любое использование реверсора тяги.

Предпочтительно, при превышении упомянутого заранее определенного максимального срока снова генерируют упомянутое сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, и запрещают любую обратную тягу.

Предпочтительно, параллельно с генерированием упомянутого сообщения об ошибке, связанного с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, сохраняют в памяти связанное с упомянутым устройством сообщение об элементарной неисправности, повлекшей это генерирование.

Упомянутый заранее определенный срок активации устройства адаптирован для каждого устройства в зависимости от его собственной динамики, и упомянутое устройство является любым из следующих устройств реверсора тяги: первичным замком, третичным замком, силовым цилиндром створки, вентилем DSV, вентилем TLSV, вентилем ISV, блоком DCV или блоком ICU.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания не ограничительного примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схема различных устройств реверсора тяги газотурбинного двигателя, позволяющих применять способ управления в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - последовательная схема, иллюстрирующая работу реверсора тяги, показанного на фиг.1.

Фиг.3 - различные этапы способа управления реверсором тяги в соответствии с изобретением.

Фиг.4 - пример хронограммы последовательных операций, инициируемых согласно способу в соответствии с изобретением во время попытки развертывания реверсора тяги.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 представлена схема различных устройств, обеспечивающих выполнение функции реверсирования тяги газотурбинного двигателя.

Эта функция сосредоточена вокруг силового цилиндра 10 привода створки реверсора тяги, направлением перемещения которого управляет распределительный блок 14. Створка удерживается на месте при помощи первичных замков 16 и третичных замков 18, получающих питание через соответствующие гидравлические вентили (DSV 20 и TLSV 22) опосредованно через распределительный блок (DCV 14) или напрямую от изолирующего блока управления (ICU 24), соединенного с источником 26 гидравлического питания. Изолирующий вентиль (ISV 28), связанный с блоком 24 управления, позволяет изолировать или подавать давление в гидравлические контуры. Центральный блок управления газотурбинным двигателем, например вычислительное устройство FADEC 30, обеспечивает управление состояниями этих устройств в зависимости от действий пилота на уровне кабины 32 экипажа на рычаги 34 управления. На уровне этой кабины экипажа световые или звуковые индикаторы 36 обеспечивают индикацию сообщений об ошибках, поступающих от этих устройств и предназначенных для пилота.

На фиг.2 в виде последовательной схемы или Grafcet показана работа реверсора тяги с различными состояниями, в которые переходят устройства, показанные на фиг.1, во время развертывания или закрывания такого реверсора тяги.

Реверсором тяги управляет автомат, который находится на уровне центрального блока 30 управления и который имеет следующие последовательные состояния:

- исходное состояние (INIT 100), являющееся положением покоя, в котором изолирующий вентиль (ISV) гидравлического давления, а также вентиль (DSV) направления не приводятся в действие (не приведение в действие вентиля DSV соответствует подаче гидравлической мощности, если она присутствует в контуре, в направлении закрывания распределительного блока DCV). Вентиль (TLSV) третичных замков тоже не получает питания.

- развертывание реверсора включает в себя два последовательных состояния: закрывания (OVERSTOW 102) и развертывания (DEPLOYING 104). Сначала повышают давление в контуре, открывая изолирующий вентиль ISV, и одновременно самолет обеспечивает питание вентиля TLSV, что приводит к открыванию третичных замков и к началу перемещения силового цилиндра в его положения закрывания. Затем вентиль DSV меняет направление, что приводит сначала к открыванию первичных замков, а затем к развертыванию створки при помощи ее силового цилиндра.

- состояние открывания реверсора (DEPLOYED 106), в котором створка открыта и которое обеспечивает обратную тягу. При этом перекрывают давление контура, закрывая изолирующий вентиль, что приводит к закрыванию третичных замков.

- состояние закрывания реверсора, которое охватывает три последовательных состояния: выжидание (WAIT 108), убирание (STOWING 110) и конец убирания (END STOWING 112). Сначала вентиль DSV переводят в направление закрывания (WAIT), затем повышают давление в контуре, открыв изолирующий вентиль, что приводит к открыванию третичных замков и к приведению в действие силового цилиндра створки в направлении закрывания створки. Створка защелкивается на первичных замках, и третичные замки снова закрываются, когда самолет прекращает питание (STOWING) вентиля TLSV. При этом давление тоже перекрывают (END STOWED), закрывая изолирующий вентиль, и реверсор тяги возвращается в свое исходное состояние (INIT).

Между каждым состоянием должны происходить различные события в строго определенном порядке. Так, например, во время последовательности развертывания происходят следующие события:

- подача давления в гидравлический контур,

- питание самолетом вентиля TLSV,

- открывание третичных замков и т.д.

Каждый этап контролируется, и если истекшее время на этом этапе является слишком большим, поступает сообщение об элементарной неисправности. Это сообщение об элементарной неисправности, которое сохраняется в памяти, например на уровне полностью автономного вычислительного устройства самолета или FADEC, будет использовано, в частности, бригадами технического обслуживания при ремонте неисправного оборудования.

Однако, согласно изобретению, реверсор тяги все же можно полностью развернуть и использовать, что ранее было невозможно, поскольку задержка в реализации хотя бы одного из этих этапов приводила к запрещению использования реверсора тяги. Для этого способ в соответствии с изобретением позволяет сначала обнаружить, что устройство просто медленно достигает своего конечного положения, а не заблокировано, и, если это так, развертывание реверсора тяги продолжают и, в конечном итоге, обеспечивают обратную тягу.

Контроль за каждым этапом открывания/закрывания устройств реверсора тяги осуществляют, используя логику обнаружения неисправности, характерной для каждого устройства, и максимальное время активации, адаптированное к каждому устройству в зависимости от его собственной динамики.

Принцип способа в соответствии с изобретением с применением для какого-либо устройства, например третичных замков (TL), представлен в виде блок-схемы на фиг.3.

Во время развертывания реверсора тяги на первом этапе 200 необходимо последовательно управлять различными устройствами, то есть в представленном примере открыть третичные замки (этап 202). Время открывания каждого из этих замков, то есть время активации устройства, контролируют, и, как только устройство оказывается в требуемом состоянии, то есть как только замок открывается, если условия для активации устройства соблюдены, то есть если обнаружено гидравлическое давление и открывание вентиля TLSV, можно запустить счетчик, который останавливается, как только устройство оказывается в конечном положении активации, то есть сразу после открывания замка.

Если устройство по-прежнему не активировано, то есть если замок по-прежнему не открылся по истечении максимального времени, предусмотренного для этого замка (этап 204), выдается сообщение об элементарной неисправности, характерное для данной проблемы («замок TL закрыт и заблокирован» в данном примере), которое сохраняется в памяти на этапе 206, чтобы на этом замке можно было осуществить обслуживание, и параллельно (этап 208) в кабину экипажа направляется сообщение об ошибке “RevFault”, указывающее пилоту, что в реверсоре тяги возникла проблема по причине неисправности рассматриваемого устройства и что он может не развернуться. Вместе с тем, система продолжает пытаться активировать устройство, то есть пытаться открыть этот замок.

Если на следующем этапе 210 устройство все же активируется, то есть третичный замок открылся, направленное ранее пилоту сообщение “RevFault” устраняется (этап 212), хотя сообщение об элементарной неисправности остается в памяти для дальнейшего использования при техническом обслуживании, чтобы выявить причины этой активации с несоблюдением нормального срока. Таким образом, пилот будет в курсе, что его реверсор все же открылся и что он будет располагать необходимой обратной тягой, поскольку, в конечном итоге, замок открылся, он просто сработал с задержкой и не заблокирован в закрытом положении. Следовательно, можно продолжить номинальный цикл (этап 214), что было невозможно в известных системах, так как не было возможно установить различие между медленным срабатыванием замка и блокировкой замка в закрытом положении, то есть между устройством, активированным в срок или с задержкой, и в этих условиях никакая обратная тяга не была возможной, так как реверсор тяги не мог быть развернут.

Поскольку при задержке срабатывания устройства цикл открывания реверсора больше не блокируется, на этапе 216 запускается счетчик общего максимального времени развертывания, чтобы не откладывать получение обратной тяги «на слишком поздний срок» после запроса со стороны пилота, что могло бы создать проблему в некоторых конфигурациях полета. В этом случае, несмотря на успешную активацию некоторых устройств, появление в кабине экипажа сообщения об ошибке “RevFault” информирует пилота об этой невозможности на конечном этапе 218.

Разумеется, общий принцип работы изобретения, изложенный выше для третичных замков, можно применять аналогично (естественно, с адаптацией соответствующего максимального времени активации) для любого другого устройства реверсора тяги, такого как первичные замки, силовой цилиндр створки или створок, вентиль DCV, вентиль TLSV или изолирующий блок управления (ICU), как при открывании, так и при закрывании этих различных устройств.

Например, на блок-схеме на фиг.4 показано применение способа в соответствии с изобретением, когда элементарные неисправности последовательно возникают в двух устройствах реверсора тяги, а именно в левом третичном замке (TLL), а затем в верхних первичных замках (PLU).

Когда пилот в кабине экипажа подает команду на реверсирование тяги (обозначение 1 на блок-схеме), правый третичный замок (TLR) открывается нормально (переходит на нижний уровень - обозначение 2), но левый замок (TLL) остается заблокированным в закрытом положении (остается на верхнем уровне). По истечении заранее определенного времени, которое считается ненормальным для такого устройства, появляется сообщение об элементарной неисправности («блокировка левого третичного замка в закрытом положении» (TTL failed locked) (переход на верхний уровень - обозначение 3), и пилот получает сообщение об ошибке “RevFault” (переход на верхний уровень - обозначение 4).

Несмотря на это, попытка открывания замка продолжается, и, в конечном итоге, левый замок тоже открывается нормально (переход на нижний уровень - обозначение 5), что свидетельствует о простой задержке в срабатывании этого замка, а не о его блокировке. Неисправность и соответствующее сообщение на левом замке исчезает (возвращение на нижний уровень сигнала TTL failed locked - обозначение 6), так же как и сообщение пилоту (возвращение на нижний уровень сигнала “RevFault” - обозначение 7).

Развертывание реверсора продолжается, и нижние первичные замки (PLL) открываются нормально (переход на нижний уровень), но верхние замки (PLU) остаются заблокированными в закрытом положении (сохранение на верхнем уровне - обозначение 8). По истечении заранее определенного времени, которое считается ненормальным для такого устройства, появляется сообщение об элементарной неисправности «блокировка верхних первичных замков в закрытом положении» (PLU failed locked) (обозначение 9), и пилот снова получает сообщение об ошибке “RevFault” (обозначение 7а).

Несмотря на это попытка открывания замка продолжается, и, в конечном итоге, верхние замки открываются нормально (переход на нижний уровень - обозначение 11), что свидетельствует о простой задержке в срабатывании верхнего замка, а не о его блокировке. Сообщение об элементарной неисправности на верхнем замке исчезает (возвращение на нижний уровень сигнала PLU failed locked - обозначение 9а), так же как и сообщение об ошибке пилоту (возвращение на нижний уровень сигнала “RevFault” - обозначение 13).

Однако, если общее время, затраченное на открывание створок, превышает заранее определенный максимальный предел (установленный в зависимости от реакции пилота и от скорости самолета), появляется сообщение об элементарной неисправности “Deploy failed”, чтобы, с одной стороны, запретить создание обратной тяги (которая появляется слишком поздно) и, с другой стороны, чтобы информировать пилота, что он не сможет использовать эту обратную тягу при новом сообщении об ошибке “RevFault” (обозначение 15).

Способ управления реверсором тяги, содержащим множество устройств, в котором при обнаружении отсутствия активации одного из упомянутых устройств по истечении заранее определенного срока активации генерируют сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, при этом несмотря на генерирование упомянутого сообщения об ошибке продолжают активацию упомянутого устройства и, если упомянутое устройство, в конечном итоге, оказывается активированным до истечения заранее определенного максимального срока развертывания упомянутого реверсора тяги, продолжают развертывание упомянутого реверсора тяги и снимают упомянутое сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ управления реверсором тяги, содержащим множество устройств (10, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28), в котором при обнаружении отсутствия активации одного из упомянутых устройств по истечении заранее определенного срока активации генерируют сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, отличающийся тем, что несмотря на генерирование упомянутого сообщения об ошибке продолжают активацию упомянутого устройства и, если упомянутое устройство, в конечном итоге, активировано до заранее определенного максимального срока развертывания упомянутого реверсора тяги, продолжают развертывание упомянутого реверсора тяги и снимают упомянутое сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при превышении упомянутого заранее определенного максимального срока развертывания упомянутого реверсора тяги снова генерируют упомянутое сообщение об ошибке, связанное с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, и запрещают любую обратную тягу.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый заранее определенный срок активации устройства адаптирован для каждого устройства в зависимости от его собственной динамики.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что параллельно с генерированием упомянутого сообщения об ошибке, связанного с нарушением работы упомянутого реверсора тяги, сохраняют в памяти связанное с упомянутым устройством сообщение об элементарной неисправности, повлекшей это генерирование.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое устройство является любым из следующих устройств реверсора тяги: первичным замком (16), третичным замком (18), силовым цилиндром (10) створки, вентилем DSV (20), вентилем TLSV (22), вентилем ISV (28), блоком DCV (14) или блоком ICU (24).

6. Применение реверсора тяги для осуществления способа управления по пп. 1-5.