СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2022 года по МПК F01D19/00 F02C7/264 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу определения зажигания газотурбинного двигателя.

Более конкретно, изобретение относится к способу определения зажигания камеры сгорания газотурбинного двигателя на основании значения температуры выхлопного газа. В частности, изобретение относится к определению в режиме реального времени состояния зажигания камеры сгорания, соответствующего успешной или неудачной попытке зажигания.

Уровень техники

Известный газотурбинный двигатель, такой как турбореактивный двигатель летательного аппарата, обычно содержит компрессор, камеру сгорания и турбину, расположенные в указанном порядке от входа к выходу относительно направления прохождения воздушного потока в газотурбинном двигателе. В камеру сгорания поступает предварительно сжатый компрессором воздух, затем в камеру сгорания впрыскивают топливо и поджигают полученную смесь, которая при прохождении через турбину расширяется и отбрасывается, например, для создания тяги, необходимой для движения самолета. Часть энергии, получаемой в камере сгорания, дополнительно отбирает турбина, чтобы приводить во вращение компрессор.

Определение зажигания в камере сгорания является существенным критерием. Фактически оно обусловливает действия, предпринимаемые с целью успешного запуска или повторного запуска турбореактивного двигателя в полете.

После начала горения в камере сгорания по газотурбинному двигателю проходит поток горячего воздуха, называемый "выхлопными газами", что вызывает быстрое повышение температуры за камерой сгорания, особенно на турбине и ее корпусе. Поэтому, в этом месте размещают один или несколько датчиков температуры для измерения изменения температуры (EGT) выхлопного газа.

Известный способ определения зажигания в камере сгорания состоит в отслеживании измерений EGT, передаваемых этими датчиками. Кроме того, может быть выполнено несколько параллельных логических схем управления, например, с помощью компьютера газотурбинного двигателя.

Независимо от известных в настоящее время логических схем управления газотурбинный двигатель будет считаться "зажженным", если EGT увеличилась до определенного уровня с момента начала впрыска топлива. Для этого значение EGT сначала сохраняют, например, после инициализации последовательности запуска. После впрыска топлива и разряда свечи зажигания (т.е. после достижения скорости зажигания) последующие измеренные значения EGT сравнивают с сохраненным значением. Если достигнут предварительно заданный порог, то определяют, что в камере сгорания происходит горение. В этом случае законы управления зажиганием меняются в пользу законов управления, относящихся к ускорению или оборотам газотурбинного двигателя, до тех пор, пока не будет достигнута частота вращения холостого хода. С другой стороны, если значения EGT не превышают этот порог после предварительно заданного промежутка времени, то пилоту подают аварийный сигнал, указывающий на то, что горение в камере сгорания не происходит.

Однако возможно, что значение EGT уже увеличилось до запуска. Это явление возникает, например, когда была предпринята первая попытка осуществления зажигания, а затем она была прервана, или после вращающегося срыва, связанного с аэродинамической нестабильностью компрессора. В этом случае, когда произошло зажигание камеры сгорания, значения EGT уже слишком высоки и меняются не так, как в номинальном случае. Таким образом, не было возможности вовремя достигнуть ожидаемого порога увеличения EGT, и запуск был некорректно прерван, когда двигатель в действительности зажегся.

Следовательно, имеет место необходимость в совершенствовании способа определения зажигания в камере сгорания, в частности в случае, когда температура выхлопного газа выше, чем обычно в момент впрыска топлива и разрядки свечи зажигания.

Кроме того, известен документ FR3044703A1, в котором описан способ определения момента, когда происходит зажигание в камере сгорания газотурбинного двигателя во время успешной попытки зажигания. Таким образом, способ позволяет определить длительность зажигания, которую можно использовать в качестве индикатора ухудшения характеристик всей системы запуска газотурбинного двигателя в случае, в частности, подтвержденного отклонения относительно эталонной продолжительности. Логику способа применяют к данным, записанным во время полета, и которые обычно обрабатывают после полета, чтобы можно было контролировать состояние исправности ("состояние работоспособности") газотурбинного двигателя. Применение способа в реальном времени остается возможным, но требует, в частности, значительных вычислительных ресурсов.

Раскрытие сущности изобретения

Одна из задач изобретения состоит в том, чтобы обнаружить зажигание камеры сгорания газотурбинного двигателя в случае повторного запуска газотурбинного двигателя на земле или в полете.

Другая задача изобретения состоит в том, чтобы обнаружить зажигание камеры сгорания газотурбинного двигателя после вращающегося срыва воздуха на выходе компрессора.

Еще одна задача изобретения состоит в том, чтобы обнаружить зажигание камеры сгорания газотурбинного двигателя в случае неисправности датчика температуры выхлопного газа.

Другая задача изобретения состоит в том, чтобы обнаружить зажигание камеры камере сгорания газотурбинного двигателя в случае преждевременного прекращения подачи топлива.

Другая задача изобретения состоит в том, чтобы обнаружить зажигание камеры сгорания газотурбинного двигателя в случае повторной инициализации одного или нескольких каналов компьютера во время запуска или в полете.

В изобретении, в частности, предложен способ определения зажигания камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий следующие этапы, на которых:

- получают первое измерение температуры выхлопного газа за камерой сгорания перед попыткой зажечь упомянутую камеру сгорания,

- получают порог температуры,

- получают вторичный критерий определения,

- обновляют полученный порог температуры в зависимости от полученного вторичного критерия определения,

- получают второе измерения температуры выхлопного газа после попытки зажечь камеру сгорания,

- сравнивают обновленный порог температуры и разницу между первым и вторым измерениями температуры выхлопного газа, и

- определяют состояние зажигания камеры сгорания, соответствующее успешной или неудачной попытке зажигания, в зависимости от результата этапа сравнения.

В способе этого типа этап обновления порога определения температуры преимущественно позволяет учитывать рабочее состояние газотурбинного двигателя, которое влияет на запуск камеры сгорания. Таким образом, изменение температуры выхлопного газа не является абсолютным критерием определения, а становится зависимым от общего состояния газотурбинного двигателя. В зависимости от вторичных критериев, имеющих отношение к элементам, которые окружают камеру сгорания, таким как, например, частота вращения двигателя или давление на выходе из компрессора, изменение температуры выхлопных газов отличается от номинального ее изменения, даже если состояние зажигания одно и то же. Благодаря такому способу аварийный сигнал, учитывающий зажигание, который подают пилоту, больше не является искаженным, что уменьшает количество ошибочных идентификаций отказа зажигания или повторного зажигания на земле или в полете.

Способ в соответствии с изобретением также может содержать следующие признаки, взятые по-отдельности или в комбинации:

- этап получения первого измерения температуры выхлопного газа осуществляют в конце фазы инициирования последовательности запуска газотурбинного двигателя, когда температура выхлопного газа является минимальной,

- обновление порога температуры состоит в уменьшении значения упомянутого порога, если выполнен вторичный критерий, и в сохранении значения упомянутого порога в противном случае,

- вторичный критерий представляет собой информацию, относящуюся к изменению давления на выходе из компрессора высокого давления газотурбинного двигателя, причем вторичный критерий выполнен, если выявлено резкое повышение упомянутого давления,

- вторичный критерий представляет собой информацию, относящуюся к частоте вращения газотурбинного двигателя, причем вторичный критерий выполнен, если частота вращения двигателя находится в определенном интервале в течение предварительно заданного промежутка времени,

- он также содержит следующие этапы:

○ получают первый порог частоты вращения двигателя,

○ получают измерение частоты вращения двигателя,

○ сравнивают измерение с первым порогом частоты вращения двигателя, и

○ определяют состояние зажигания камеры сгорания в зависимости от результата этапа сравнения,

- он также содержит следующие этапы, на которых:

○ получают порог ускорения частоты вращения двигателя,

○ получают интервал времени измерения,

○ принимают множество последовательных измерений ускорения частоты вращения двигателя в течение интервала времени измерения, полученного на предыдущем этапе, и

○ сравнивают множество последовательных измерений с полученным порогом ускорения, и

○ определяют состояние зажигания камеры сгорания в зависимости от результата этапа сравнения, и

- он также содержит следующие этапы, на которых:

○ получают второй порог частоты вращения двигателя,

○ получают информацию, относящуюся к состоянию управления газотурбинным двигателем,

○ получают измерение частоты вращения двигателя,

○ сравнивают измерение со вторым порогом частоты вращения двигателя, и

○ определяют состояние зажигания камеры сгорания в зависимости от результата этапа сравнения и информации, относящейся к состоянию управления.

Изобретение также относится к системе определения зажигания камеры сгорания газотурбинного двигателя, причем система содержит датчик температуры выхлопного газа, при этом система также содержит компьютер, выполненный с возможностью реализации описанного выше способа.

Наконец, изобретение применимо к газотурбинному двигателю, содержащему описанную выше систему.

Краткое описание чертежей

Другие признаки, задачи и преимущества данного изобретения будут понятны после прочтения нижеследующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, приведенные в качестве неограничивающих примеров, и на которых:

на фиг. 1 схематично представлен известный газотурбинный двигатель, содержащий систему определения согласно варианту осуществления изобретения,

на фиг. 2a-2d схематично показаны различные варианты осуществления способа определения в соответствии с изобретением, и

на фиг. 3 показаны примеры изменения частоты вращения двигателя, температуры выхлопных газов и давления на выходе из компрессора высокого давления во время запуска газотурбинного двигателя.

Осуществление изобретения

Далее будет описан пример осуществления способа в соответствии с изобретением со ссылкой на чертежи.

Со ссылкой на фиг. 1, известный газотурбинный двигатель 1, например турбореактивный двигатель самолета, содержит камеру 3 сгорания, горение в которой необходимо для запуска или повторного запуска газотурбинного двигателя 1 на земле или в полете. Камера сгорания 3 расположена между каскадом компрессора 2, называемого компрессором высокого давления, и каскадом турбины 4, называемой турбиной высокого давления, соединенными друг с другом вращающимся валом 5, называемым валом каскада высокого давления. Каждый из каскадов компрессора 2 и турбины 4 может также известным образом содержать несколько ступеней высокого давления, соответственно 21, 23 и 41, 43, соединенных друг с другом одним и тем же вращающимся валом 5 для образования корпуса высокого давления двухвального газотурбинного двигателя. При работе воздух сжимается в секции 2 компрессора, затем он проходит в камеру 3 сгорания, в которую впрыскивают топливо через форсунки 31, выполненные для этой цели. Затем, топливно-воздушную смесь поджигают посредством свечей зажигания 33. Продукты этого сгорания, называемые выхлопными газами, затем расширяются при прохождении через секцию турбины 4. В дальнейшем воздух, проходящий через секцию турбины 4 после камеры сгорания, будем обозначать как "выхлопной газ", независимо от того, был ли этот воздух предварительно воспламенен в камере сгорания 3 (номинальная работа) или нет (начало последовательности запуска). Поэтому температура выхлопных газов напрямую связана с температурой каскада 4 турбины и указывает на состояние зажигания камеры 3 сгорания.

Как правило, последовательность запуска газотурбинного двигателя 1 содержит первую фазу, в течение которой частота вращения вращающегося вала 5 увеличивается в течение промежутка времени, составляющего период между получением команды на запуск газотурбинного двигателя 1, например, исходящей от пилота, и моментом, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания 3 газотурбинного двигателя 1. Во время этой первой фазы приведение в действие вращающегося вала 5 осуществляют независимо от работы секции турбины 4, например, с помощью стартера (не показан). Эту первую фазу можно квалифицировать как фазу перед впрыском.

Кроме того, последовательность запуска содержит вторую фазу, следующую за первой фазой, которая заканчивается, когда вращающийся вал больше не приводят в движение независимо от работы каскада 4 турбины, например, путем расцепления муфты стартера. Эта вторая фаза начинается с воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания 3 и может быть квалифицирована как фаза после зажигания.

В дальнейшем фаза инициирования последовательности запуска предпочтительно соответствует первой фазе, описанной выше, называемой фазой перед впрыском, которая продолжается до момента, когда начинается воспламенение топливовоздушной смеси.

При запуске на земле газотурбинный двигатель 1 сначала приводят в действие стартером (не показан), чтобы сжать достаточно воздуха для обеспечения успешного зажигания камеры сгорания 3. Во время повторного запуска в полете, если частота вращения газотурбинного двигателя достаточно высока (явление, называемое "авторотацией"), может непосредственно осуществляться зажигание камеры 3 сгорания. В противном случае необходимо воспользоваться стартером, как при пуске на земле. Во время запуска, как и во время повторного запуска, зажигание камеры сгорания 3 осуществляют путем впрыска топлива и разряда свечей 33 зажигания.

В первом варианте осуществления, со ссылкой на фиг. 2a, способ E определения содержит первый этап E11, на котором получают первое измерение MT1 температуры выхлопного газа, называемое начальным измерением, перед попыткой зажечь камеру 3 сгорания. Это начальное измерение MT1 служит эталоном для управления зажиганием камеры 3 сгорания. По этой причине начальное измерение MT1, в общем, сохраняют для целей последующего сравнения, как будет описано более подробно.

Преимущественно этап получения E11 начального измерения MT1 реализуют в конце фазы инициирования последовательности запуска газотурбинного двигателя 1. На самом деле важно сохранять минимальное значение температуры выхлопного газа, достигнутой после начала последовательности запуска или повторного запуска газотурбинного двигателя 1. Таким образом, если упомянутая последовательность инициирована, то приведение в действие вращающегося вала 5 стартером или авторотация генерирует циркуляцию воздуха в газотурбинном двигателе 1, который, таким образом, вентилируют и постепенно охлаждают, как показано на фиг. 3. Следовательно, температура выхлопного газа падает во время начальной последовательности запуска газотурбинного двигателя 1, так что, когда выполняют зажигание камеры 3 сгорания, температура выхлопного газа минимальна. Это позволяет использовать начальное эталонное измерение, которое представляет собой точную картину температуры камеры 3 сгорания в момент ее зажигания.

Во время второго этапа E12 принимают порог ST температуры и также, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его. Этот порог ST температуры дает точку отсчета для увеличения температуры выхлопного газа, при которой считают, что камера 3 сгорания зажжена. Этот порог ST температуры зависит от газотурбинного двигателя 1, от состояния его износа, а также от его рабочих условий. Преимущественно этот порог ST температуры составляет 35 K.

Во время третьего этапа E13 принимают вторичный критерий CS определения и также, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его. Вторичный критерий CS определения позволяет определить состояние газотурбинного двигателя 1, которое оказывает влияние на температуру выхлопного газа. В зависимости от выполнения критерия вторичный критерий CS определения позволяет корректировать значение порога ST температуры, полученное на предыдущем этапе E12, чтобы улучшить определение зажигания камеры 3 сгорания на основе изменения температуры выхлопного газа.

Во время четвертого этапа E14 порог ST температуры обновляют в зависимости от вторичного критерия CS определения, полученного на предыдущем этапе E13. Преимущественно обновление состоит в уменьшении значения упомянутого порога ST, если вторичный критерий CS выполнен, и сохранения значения упомянутого порога ST в противном случае. В действительности, если вторичный критерий CS выполнен, то газотурбинный двигатель 1 потенциально находится в рабочем состоянии, так что изменение температуры выхлопного газа не соответствует номинальному изменению, например, она уже поднялась независимо от зажигания камеры 3 сгорания. Это могло произойти из-за первого отмененного запуска или из-за явления срыва, возникшего за секцией компрессора 2. Таким образом, уменьшение значения порога ST позволяет быстрее обнаруживать зажигание камеры 3 сгорания или даже гарантировать, что зажигание камеры 3 определено. Аналогично, обновление значения порога ST температуры зависит от газотурбинного двигателя 1, от состояния его износа, а также от его рабочих условий. Преимущественно, если вторичный критерий CS выполнен, то значение обновленного порога ST температуры составляет 15 K.

Во время пятого этапа E15 получают второе измерение MT2 температуры выхлопных газов после попытки зажигания камеры 3 сгорания и, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его. Преимущественно, последовательно получают несколько вторых измерений MT2 температуры выхлопных газов.

Во время шестого этапа E16 обновленный порог ST температуры сравнивают с разностью между вторым MT2 и первым MT1 измерениями температуры выхлопного газа, полученными на предыдущих этапах. Преимущественно шестой этап E16 последовательно повторяют для множества вторых измерений MT2.

На последнем этапе E17 определяют состояние зажигания камеры сгорания в зависимости от результата предыдущего этапа E16 сравнения. Более конкретно, если разница между вторым MT2 и первым MT1 измерениями температуры выхлопных газов больше, чем обновленный порог ST температуры, то считают, что камера 3 сгорания зажжена. В противном случае считают, что зажигания не произошло. Следовательно, этап E17 позволяет сделать заключение об успешной или не успешной попытке зажигания камеры 3 сгорания газотурбинного двигателя 1. При необходимости пилоту может быть подан сигнал тревоги, если определено состояние неудавшегося зажигания после нескольких попыток зажигания.

Этапы первого варианта осуществления способа E определения могут быть реализованы в порядке, отличном от описанного выше. В частности, этап E12 получения порога ST температуры может быть выполнен независимо от этапов E11 и E15 выполнения первого MT1 и второго MT2 измерений температуры. Таким образом, порог ST температуры может быть сохранен только один раз во время первого запуска газотурбинного двигателя 1, а затем его можно систематически использовать при каждой реализации способа E определения. Аналогично, получение E13 и обновление E14 вторичного критерия CS определения могут быть выполнены перед получением E11 первого измерения MT1 температуры.

В способе E определения зажигания могут быть использованы различные вторичные критерии CS определения.

Первый вторичный критерий CS1 определения представляет собой информацию, касающуюся изменения давления на выходе ступени 23 высокого давления дальше всего от секции компрессора 2 газотурбинного двигателя 1 относительно направления циркуляции воздуха. На самом деле, как показано на фиг. 3, во время зажигания камеры 3 сгорания возникает резкое увеличение давления, также называемое скачком давления. Таким образом, этот первый вторичный критерий CS1 будет выполнен, если определен упомянутый скачок давления. Для этого получают последовательные измерения давления на выходе ступени 23 высокого давления компрессора 2. Преимущественно эти измерения разделяют приблизительно сто миллисекунд, например, 200 мс. Если отклонение между последовательными измеренными значениями больше, чем определенный предварительно заданный порог давления, то детектируют скачок давления и подтверждают выполнение полученного вторичного критерия CS1. Преимущественно порог скачка давления получают во время испытаний двигателя, и он составляет, например, до 4% от значения начального измерения давления. Во всех случаях первый вторичный критерий CS1 используют только тогда, когда идет запуск газотурбинного двигателя 1, чтобы ограничить его воздействие.

Второй вторичный критерий CS2 представляет собой информацию, относящуюся к частоте вращения газотурбинного двигателя 1, т.е. к частоте вращения вращающегося вала 5, например, вала 5 высокого давления.

Этот второй критерий CS2 преимущественно используют в случае, когда частота вращения газотурбинного двигателя 1 стагнирует на уровне ниже, чем порог SR холостого хода, но выше, чем порог SMV максимальной вентиляции. В действительности, когда частота вращения двигателя пересекает порог SMV максимальной вентиляции, например, 7000 оборотов в минуту, то считают, что произошло зажигание камеры 3 сгорания. В действительности, этот порог SMV определяют как максимальный порог, который можно пересечь с крутящим моментом, обеспечиваемым только стартером. Без крутящего момента, создаваемого воспламенением, этот порог SMV нельзя пересечь, и поэтому его пересечение указывает на то, что произошло зажигание камеры 3 сгорания. Этот порог SMV можно определить экспериментально посредством испытаний движения воздушного потока, проводимых на газотурбинном двигателе 1.

Чтобы выполнить этот второй критерий CS2, сначала подтверждают рабочее состояние газотурбинного двигателя 1, соответствующее стагнации частоты вращения двигателя. Для этого отслеживают изменение частоты вращения двигателя в течение предварительно заданной продолжительности T1 времени, обычно в течение 20 секунд. Эта продолжительность T1 соответствует максимальному порогу времени, в течение которого частоту вращения двигателя можно поддерживать на уровне выше порога SMV максимальной вентиляции без запуска. Эта продолжительность T1 также зависит от типа газотурбинного двигателя 1 и от степени его износа. Поэтому, второй вторичный критерий CS2 является выполненным, если частота вращения двигателя находится в интервале между порогом SMV максимальной вентиляции и порогом SR холостого хода в течение времени, соответствующего максимальному порогу T1 времени, описанному выше.

Преимущественно, второй вторичный критерий CS2 считают выполненным, если, в дополнение, выполнены следующие условия в течение времени, соответствующего максимальному порогу T1 времени, описанному выше:

- клапан подачи топлива в камере 3 сгорания открыт, и

- стартер выключен.

Условие, относящееся к открытию клапана подачи, позволяет без риска обнаруживать ложное зажигание, когда топливо не подают в камеру 3 сгорания. Это дополнительное условие проверки позволяет не обновлять порог ST температуры в случае, когда клапан подачи был закрыт, т.е. когда запуск был отменен или полет был закончен. Таким образом, логику способа определения сбрасывают на ноль для следующего повторного зажигания и/или повторного запуска.

Во втором варианте осуществления со ссылкой на фиг. 2b способ E определения содержит первый этап E21, на котором получают первый порог SRM1 частоты вращения двигателя, например, порог SMV максимальной вентиляции, описанный выше, равный 7000 оборотов в минуту.

Во время второго этапа E22 получают измерение скорости MRM вращения двигателя и, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его.

Во время третьего этапа E23 полученное измерение MRM сравнивают с первым порогом SRM1 частоты вращения двигателя.

Во время четвертого этапа E24 определяют условия горения камеры 3 сгорания в зависимости от результата этапа E23 сравнения. В этом конкретном случае, если принятое измерение MRM больше, чем первый порог SMR1 частоты вращения двигателя, то считают, что воспламенение камеры 3 сгорания выполнено. В действительности, как было упомянуто ранее, первый порог SMR1 частоты вращения двигателя преимущественно выбирают так, чтобы он указывал границы, за пределами которых газотурбинный двигатель 1 не может работать без энергии, получаемой в зажженной камере 3 сгорания. Если полученное измерение MRM меньше, чем первый порог SMR1 частоты вращения двигателя, то считают, что камера 3 сгорания погасла. При необходимости пилоту может быть подан сигнал тревоги, если определено состояние неудавшегося зажигания после нескольких попыток зажигания.

Этапы второго варианта осуществления способа E определения могут быть реализованы в порядке, отличном от описанного выше. В частности, этап E21 получения первого порога SRM1 порога частоты вращения двигателя может быть реализован независимо от этапа E22 получения измерения MRM частоты вращения двигателя. Таким образом, первый порог частоты вращения двигателя может быть сохранен только один раз во время первого запуска газотурбинного двигателя 1, а затем его можно систематически использовать при каждом осуществлении способа E определения.

Со ссылкой на фиг. 2c в третьем варианте осуществления способа E определения, дополняющего второй ранее описанный вариант осуществления, выполняют этап E31 получения порога SA, соответствующего ускорению частоты вращения двигателя. Порог SA ускорения соответствует увеличению частоты вращения двигателя, таким образом, что двигатель необходимо приводить в действие посредством горения, осуществляемого в камере 3 сгорания. Этот порог SA ускорения зависит от типа газотурбинного двигателя 1 и от уровня его износа и соответствует, например, ускорению частоты вращения двигателя на 50 оборотов в минуту за каждую секунду.

Тогда, также получают E32 интервал IT времени измерения и, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют. Этот интервал IT времени составляет, например, одну секунду.

После этого, получают E33 несколько последовательных измерений ускорения MA частоты вращения двигателя в течение интервала IT времени, полученного на предыдущем этапе E32, затем сравнивают с порогом SA ускорения, полученным на первом этапе E31.

Наконец, определяют E34 состояние зажигания камеры 3 сгорания в зависимости от результатов этапа E33 сравнения. В этом случае, если все измерения MA ускорения больше или равны принятому порогу SA, то считают, что выполнено зажигание камеры 3 сгорания. В противном случае считают, что камера 3 сгорания погашена, и пилоту может быть подан сигнал тревоги, если определено погашенное состояние после нескольких попыток зажигания.

Этот вариант осуществления способа E определения преимущественно реализуют для того, чтобы обнаружить повторное зажигание камеры 3 сгорания, когда газотурбинный двигатель 1 работает со скоростью выше порога SMV максимальной вентиляции и ниже порога SR холостого хода.

Этапы третьего варианта осуществления способа определения могут быть реализованы в порядке, отличном от описанного выше. В частности, этап E31, E32 получения порога SA ускорения и интервала IT времени могут быть выполнены независимо от этапа E33 получения множества измерений MA ускорения частоты вращения двигателя. Таким образом, пороги ускорения SA и интервала времени IT могут быть сохранены только один раз во время первого запуска газотурбинного двигателя 1, а затем их можно систематически использовать при каждой реализации способа E определения.

Со ссылкой на фиг. 1, турбореактивный двигатель 1 содержит один (или несколько) компьютер(ов) 7, выполненный(х) с возможностью управлять работой турбореактивного двигателя 1. Компьютер 7 такого типа обычно содержит два канала, реализующих параллельно одни и те же операции на основе одних и тех же полученных данных. В общем, один из двух каналов подчинен другому. Используют выражения активный канал и пассивный канал. Каналы компьютера 7 получают измерения, поступающие от одного (или нескольких) датчика(ов) 6 температуры выхлопного газа, расположенных за камерой 3 сгорания. Таким образом, датчик 6 или зонд этого типа измеряет температуру выхлопного газа. Поэтому, система 8 определения зажигания газотурбинного двигателя преимущественно содержит датчик 6 температуры и компьютер 7 этого типа.

Более того, компьютер 7 выполнен с возможностью осуществлять способ E определения зажигания в соответствии с одним или несколькими ранее описанными вариантами осуществления. Для этого компьютер 7 также принимает другие измерения, получаемые от других датчиков, такие, например, как измерения, относящиеся к частоте вращения двигателя или к давлению после ступени 2 компрессора, например, ступени 23 высокого давления.

В случае неисправности пассивного канала компьютер 7 автоматически может быть повторно инициализирован и, следовательно, потеряет все выполняемые в этот момент вычисления. В результате, система 8 должна быть способна повторно инициализировать саму себя в состояние зажигания камеры 3 сгорания. Для этого пассивный канал может сначала восстановить состояние зажигания посредством связи с активным каналом.

В качестве альтернативы, со ссылкой на фиг. 2d четвертый вариант осуществления способа E определения зажигания камеры 3 сгорания выполняют посредством пассивного канала компьютера 7.

Во время первого этапа E41 принимают второй порог SRM2 частоты вращения двигателя и, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его. Этот второй порог SRM2 частоты вращения двигателя соответствует, например, порогу SR холостого хода, описанному ранее.

Во время второго этапа E42 также получают информацию, касающуюся состояния управления газотурбинным двигателем, например, команды пилота, относящиеся к требованию мощности.

Во время третьего этапа E43 принимают измерение частоты MRM вращения двигателя и, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления, сохраняют его.

Во время четвертого этапа E44 принятое на предыдущем этапе измерение MRM сравнивают со вторым порогом SRM2 частоты вращения двигателя.

Во время пятого этапа E45 определяют условия горения камеры 3 сгорания в зависимости от результата этапа E44 сравнения и информации, относящейся к состоянию управления. В этом конкретном случае, если частота вращения двигателя больше или равна его частоте SR холостого хода (т.е. газотурбинный двигатель 1 находится в стабильном режиме работы на частоте выше холостого хода), и имеются соответствующие команды пилота, то пассивный канал приходит к выводу, что камера сгорания 3 зажжена, и управляет ею активный канал.

Этапы четвертого варианта осуществления способа E определения могут быть реализованы в порядке, отличном от описанного выше. В частности, на этапе E21 получения второй порог SRM2 частоты вращения двигателя может быть сохранен только один раз во время первого запуска газотурбинного двигателя 1, а затем его можно систематически использовать при каждой реализации способа E определения. Аналогично, этапы E42, E43 получения информации, касающейся состояния управления, и измерение MRM частоты вращения двигателя можно поменять местами.

Преимущественно различные описанные выше варианты осуществления реализуют параллельно посредством каналов компьютера 7 независимо друг от друга. Таким образом, первая логическая схема управления, которая обнаруживает зажигание камеры 3 сгорания, может отправлять соответствующую информацию пилоту.

Таким образом, если газотурбинный двигатель 1 запускают, когда датчик 6 температуры выхлопного газа неисправен, то логическая схема, соответствующая второму варианту осуществления способа E определения, все еще позволит обнаружить зажигание камеры 3 сгорания.

Аналогично, если происходит несвоевременная повторная инициализация одного из каналов компьютера 7, то соответствующая логическая схема четвертого варианта осуществления способа E определения все еще позволит обнаружить зажигание камеры 3 сгорания.

Аналогично, если частота вращения двигателя стагнирует после прекращения подачи топлива во время запуска газотурбинного двигателя 1, то реализованная логическая схема определения будет зависеть от уровня частоты стагнации (запуск на земле или повторный запуск в полете).

Если частота вращения двигателя меньше, чем порог SMV максимальной вентиляции, то первый вариант осуществления способа E определения позволит обнаружить зажигание камеры 3 сгорания посредством первого вторичного критерия CS1, представляющего собой скачок давления.

Если частота вращения двигателя является переходной, то второй вариант осуществления способа E определения позволит обнаружить зажигание камеры 3 сгорания, используя порог SMV максимальной вентиляции в качестве первого порога SRM1 частоты вращения двигателя.

Если частота вращения двигателя больше, чем порог SMV максимальной вентиляции, то первый вариант осуществления способа E определения позволит обнаружить зажигание камеры 3 сгорания посредством второго вторичного критерия CS2, представляющего собой частоту вращения двигателя.

Изобретение относится к камере сгорания газотурбинного двигателя. Способ определения зажигания камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащий этапы, на которых: получают (E11) первое измерение (MT1) температуры выхлопного газа за камерой (3) сгорания перед попыткой зажечь упомянутую камеру (3) сгорания, получают (E12) порог (ST) температуры, получают (E13) вторичный критерий (CS) определения, обновляют (E14) полученный порог (ST) температуры в зависимости от полученного вторичного критерия (CS) определения, получают (E15) второе измерение (MT2) температуры выхлопного газа после попытки зажечь камеру (3) сгорания, сравнивают (E16) обновленный (ST) порог температуры и разницу между первым (MT1) и вторым (MT2) измерениями температуры выхлопного газа и определяют (E17) состояние зажигания камеры (3) сгорания, соответствующее успешной или неудачной попытке зажигания, в зависимости от результата этапа (E16) сравнения. Изобретение позволяет обнаружить зажигание камеры сгорания газотурбинного двигателя в случае повторного запуска газотурбинного двигателя на земле или в полете. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ (E) определения зажигания камеры (3) сгорания газотурбинного двигателя (1), содержащий этапы, на которых:

получают (E11) первое измерение (MT1) температуры выхлопного газа за камерой (3) сгорания перед попыткой зажечь упомянутую камеру (3) сгорания,

получают (E12) порог (ST) температуры,

получают (E13) вторичный критерий (CS) определения,

обновляют (E14) полученный порог (ST) температуры в зависимости от полученного вторичного критерия (CS) определения,

получают (E15) второе измерение (MT2) температуры выхлопного газа после попытки зажечь камеру (3) сгорания,

сравнивают (E16) обновленный (ST) порог температуры и разницу между первым (MT1) и вторым (MT2) измерениями температуры выхлопного газа и

определяют (E17) состояние зажигания камеры (3) сгорания, соответствующее успешной или неудачной попытке зажигания, в зависимости от результата этапа (E16) сравнения.

2. Способ (E) по п. 1, в котором этап (E11) получения первого измерения (MT1) температуры выхлопного газа осуществляют в конце фазы инициирования последовательности запуска газотурбинного двигателя (1), когда температура выхлопного газа является минимальной.

3. Способ (E) по одному из пп. 1 или 2, в котором обновление (E14) порога (ST) температуры состоит в уменьшении значения упомянутого порога (ST), если выполнен вторичный критерий (CS), и сохранении значения упомянутого порога (ST) в противном случае.

4. Способ (E) по п. 3, в котором вторичный критерий (CS) представляет собой информацию, относящуюся к изменению давления на выходе из компрессора (23) высокого давления газотурбинного двигателя (1), причем вторичный критерий (CS) выполнен, если выявлено резкое повышение упомянутого давления.

5. Способ (E) по п. 3, в котором вторичный критерий (CS) представляет собой информацию, относящуюся к частоте вращения двигателя газотурбинного двигателя (1), причем вторичный критерий (CS) выполнен, если частота вращения двигателя находится в определенном интервале в течение предварительно заданного промежутка (T1) времени.

6. Способ (E) по одному из пп. 1-5, дополнительно содержащий следующие этапы, на которых:

получают (E21) первый порог (SRM1) частоты вращения двигателя,

получают (E22) измерение (MRM) частоты вращения двигателя,

сравнивают (E23) измерение (MRM) с первым порогом (SRM1) частоты вращения двигателя и

определяют (E24) состояние зажигания камеры (3) сгорания в зависимости от результата этапа (E23) сравнения.

7. Способ (E) по п. 6, дополнительно содержащий следующие этапы, на которых:

получают (E31) порог (SA) ускорения частоты вращения двигателя,

получают (E32) интервал (IT) времени измерения,

принимают (E33) множество последовательных измерений (MA) ускорения частоты вращения двигателя в течение интервала (IT) времени измерения, полученного на предыдущем этапе (E32),

сравнивают (E34) множество последовательных измерений (MA) с полученным порогом (SA) ускорения и

определяют (E35) состояние зажигания камеры сгорания в зависимости от результата этапа (E34) сравнения.

8. Способ (E) по одному из пп. 1-7, дополнительно содержащий следующие этапы, на которых:

- получают (E41) второй порог (SRM2) частоты вращения двигателя,

-получают (E42) информацию, относящуюся к состоянию управления газотурбинным двигателем (1),

- получают (E43) измерение (MRM) частоты вращения двигателя,

- сравнивают (E44) измерение (MRM) со вторым порогом (SRM2) частоты вращения двигателя и

- определяют (E45) состояние зажигания камеры (3) сгорания в зависимости от результата этапа (E44) сравнения и информации, относящейся к состоянию управления.

9. Система (8) определения зажигания камеры (3) сгорания газотурбинного двигателя (1), содержащая датчик (6) температуры выхлопного газа и компьютер (7), выполненный с возможностью осуществления способа (E) по одному из пп. 1-8.

10. Газотурбинный двигатель, содержащий систему по п. 9.