Устройство для контроля ресурса газогенератора турбореактивного двигателя Советский патент 1989 года по МПК G07C3/00 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано ,в системах эксплуатационного контроля состояния двухзальных одноконтурных турбореактивных двигателей (ТРД).

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг. 1,2 изображена блок-схема устройства для контроля ресурса газогенератора двухзального одноконтурного ТРД; на фиг.3-6 - графические зависимости, реализуемые нелинейными преобразователями напряжения и зависимости базовых значений измеряемьгх параметров от частоты вращения.

Устройство содержит с первого по четвертый каналы контроля 1-4, которые состоят из датчиков 5,-5 параметра газогенератора, ключей 6.,-6 , первых сумматоров 7,-7, делителей , нелинейных преобразователей напряжения, вторых сумматоров 10,-104, задатчкков 11,-11 напряжения; задатчик 12 напряжения, компаратор. 13, датчик 14 параметра газогенератора, в частности, частоты вращения ротора высокого давления rij,

с первого по шестой блоки 15-20 мае-- штабных усилителей, с первого по шестой вычислительные каналы 21-26, которые состоят из первых и вторых нелинейных преобразователей и , напряжения, вторых и третьих умножителей и , первых сумматоров 31 ,-31(, первых умножителей 32 ,-32, вторых сумматоров , дифференциаторов 34,сд

о о

JS3 СП

05

1М

34 , делителей 35.-35, первых и вторых задатчиков 36,-36, 37,-37 напряжения, вычислительные каналы с третьего по шестой 23-26 содержат также третьи нелинейные преобразователи 383-38 напря.-кения и. четвертые умножители , Устройство содержит также блок 40 сравнения и блок 41 индикации. .

Устройство работает следующим образом

Информация о действительных значениях частоты вращения ротора низкого давления л., степени повьшения давления в компрессоре низкого давления П1 , степени понижения давления в турбине низкого давления П. и расхода топлива поступает соответственно с датчиков 5,-5, параметра на ключи 6,-6. Ключи пропускают информацию с датчиков 5,-5 при нулевом сигнале с выхода компаратора 13 Компаратор 13 формирует сигнал на своем выходе в зависимости от величин сиг- налов с выходов датчика 14 и задатчи- ка 12 напряжения. Если п не равно 130А сигнал на выходе компаратора больше или меньше нуля. Если частота вращения п соответствует заданному значению п определяемому задатчиком 12, что соответствует установившемуся режиму работыр то сигнал на выходе компаратора равен нулю и сигнал с выходов ключей 0,,-6 по- ступают на первые входы первых сумматоров . Сигнал с выхода датчика 14 поступает на входы преобразователей всех каналов контроля ,. Преобразователи 9,-9 формируют графически заданные функции п ,OM

п

1 меж

(п.), n:;.H,.jn,);n;,

Т7ном 7 Гном Ст„„„(П1) (фИГ.6).В

зависимости от частоты вращения. Сигналы с выходов преобразователей 9,-9 поступают на входы соответственно вторых сумматоров . всех каналов контроля. На другие входы вторых сумматоров поступают сигналы соответственно с выходов з.адатчиков

1Ц-114 напряжения о номинальных значениях частоты вращения ротора низкого давления п , степени повышения давления в компрессоре низкого давления П.

, степени понижения давления в турбине низкого давления и расхода топлива G „ на выбранном установившемся режиме работы двигателя в началу его эксплуатации. На

выходах сумматоров реализуются сигналы номинальных значений измеряемых параметров газогенератора на заданном установившемся режиме

1 нем ч ном Пк1 НОИ , Г1 кано«И танолГ г 2 Пт „ож тнвж -G т г

Сигналы С ВЫХОДОВ вторых сумматоров всех каналов контроля поступают соответственно на вторые входы первого сумматора и делителя 7,7, всех каналов контроля На выходе сумматоров 7 -7 реализуются соответственно сигналы (п,);

(Пк1-Пк,нс«); (тГПт,но«).. (Ст-Сг„о«). Эти сигналы поступают на первый вход делителя 8-,-84 каждого канала контроля. На выходах делителей 8,-8 реализуются сигналы, пропорциональные относительным величинам измеряемых параметров:

з 0 5 0 с о

с

0

5

т,

f НОМ

п ном

П

Пк1 -П

ki

К1НО«

п - тг-Пт1и 1«. ;;

К1 КО т но/и

та н I кол С выходов делителей 8 ,-8 эти сигналы поступают на входы первого - шестого блоков 13-20 масштабных уси- литлей. Сигнал с выхода делителя 8 поступает на входы третьего - пятого блоков 17-19 масштабных усилителей. Сигнал с выхода делителя 8 поступает на входы третьего - шестого блоков 17-20 масштабных усилителей. На выходе первого блока масштабных усилителей формируются сигналы и а П , пропорциональные величинам входных сигналов и величинам коэффициентов а и а. На выходе второго блока 16

, масштабных усилителей формируются сигналы и , пропорциональ,ные величины входных сигналов и величинам коэффициентов е, и е.

, На выходах третьего блока 17 масштаб-: ных усилителей формируются сигналы ,; bjf.; , пропорциональные величинам входных сигналов и величинам коэффициентов. Ь ,- Ъ. На выходах четвертого блока 18 касштабгг. ных усилителей формируются сигналы, пропорциональные величинам входных сигналов и величинам коэффициентов

fi, f bj, 4- f,H,,

цП. Ha выходах пятого блока мас- штабньгх усилителей формируются сигна- пь1 g, п ; . пропорциональные величинам входных сигна- лов и величинам коэффициентов g,; g ,;

5I

§3 и л выходах шестого блока масштабных усилителей формируются сигналы с ,11,; с П ; , пропорциональные величинам входных сигналов и величинам коэффициентов , Сигнал с ключа 6 первого канала контроля поступает на входы первых преобразователей всех вычислительных каналов 27,- 27, На выходах преобразователей 27,- 27 формируются сигна лы, пропорциональные графически задан ным функциям а, (п ,); 1 ,(п,); b, (п ); f l () ; ,) ; c (n) (фиг.З), кото рые поступают соответственно на первые входы вторых умножителей 29 - 29j,, Сигнал с выхода ключа второго канала контроля поступает на входы вторых функциональных г преобразователей всех вычислительных каналов 21 - 26, На выходах вторых преобразователей 28 - 28 формируются сигналы, пропорциональные графически задан ным функциям ,); ,);

ь(Пк,); ,), g;(nj; с(п,)

|(фиг,4), которые поступают соотват™ :ственно на первые входы третьих умно- жителей 30 всех вычислитель- ных каналов. Сигнал с ключа 6 четвертого канала контроля поступает на входы третьих функциональных преобразователей ЗВд- 38 третьего - шестого вычислительных .каналов 23 - 26, На выходах преобразователей 38 j- 38. формируются сигналы, пропорциональ- ные графически заданным функциям b 4(G); f;(G); g;(G); с(О) (фиГоЗ), которые поступают соответственно на первые входы четвертых умножителей 39j- 39 третьего - шестого вычислительных каналов. На вторые входы вторых умножителей 29,- 29 поступают сигналы с выхода дели теля 8. первого канала контроля. На вторые входы третьих умножителей 30 ,- 30J поступают сигналы от делителя 8 второго канала контроля. На вторые входы четвертых умножителей 39.J- 39J поступают сигналы с выхода делителя 8 четвертого канала контроля. На входы первых сумматоров всех вьнислительных каналов поступают сигналы с вторых и третьих умножителей 29,- 29,, 301- 30 и соответственно от блоков 15-20 масштабных усилителей. Кроме того, на входы первых сумматоров третьего - шестого вычис- .(1дительньгх каналов поступают сигналы соответственно от четвертых умножите-

5082566

лей 39, На выходе суммауора 31 реализуется сигнал, пропорциональный относительной ве.1:ичине КПД компрессоранизкого давления:

bi а.п, а , ,+ ,.,

На выходе сз матора 31, реализуется сигнал, пропорциональный относи- J тельной величине КПД компрессора высокого давления:

10

%1 1,А,+ + l. IV Пк,.

15 На выходе сумматора реализуется сигнал, пропорциональный относительной величине КПД турбины высокого давления:

20иг Ь, Ь ,п, -1- Ь, ь; П«,+

+ Ьз + ,..

На выходе сумматора 31 реализует25

ся сигнал, пропорциональный относительной величине К1Щ турбины низкого давления:

К1 ,

г1 fi,- Ъ;п - Ь, П,+ Ъ П 30 - БЗ ,с;+ ,.

На выходе сумматора 31j. реализуется сигнал, пропорциональный относи-

:тельной величине площади проходного .J- сечения соплового аппарата турбины низкого давления:

f cAl glfi,+ §7 П gin,40 - - g;G.

Ha выходе сумматора 31 реализуется сигнал, пропорциональный относительной величине площади проходного сечеп 45 ния соплового аппарата турбины высокого давления:

САп с; П,-ь

F.. с, 5С CjG, c jG.

Сигна.т1Ы с выходов сумматоров 31,- 31 поступают на первые входы соотвественно первых умножителей 32,- 32,

6,,

gg на вторые входы которых поступают сигналы соответственно с первых за- датчиков 36 напряжения номинальных значениях КПД компрессоров низкого и высокого давления П, „, ,

ном ВД турбин ВЫСОКОГО и низкого давления ; Л гг ном площадей проходных сечений турбин низкого и высокого давлениКя На выходах умножителей 32 - 32 реализуются соответственно сигналы пропорциональные величинам:

(T-K-IHO-,-IKI); (1каком 1к4);

(% ном 1т1 ) (tri ) 5

СА1иом САг

); (F,

СД1 ном

РСД f)

Сигналы с выходов делителей 35 всех вычислительных каналов поступают на входы блока 40 сравнения, на вьгходе которого реализуется сигнал наименьшего значения остаточного ресурса Тосг Т „ Этот сигнал реЭти сигналы поступают на первые входы ,5 гистрируется блоком 41 индикации,

Формула изобретения

вторых сумматоров соответствующих вы-: числительных каналов. На вторые входы этшс сумматоров с выходов соответствующих задатчиков.37 поступают сиг-Устройство ,цля контроля ресурса налы о допустимых в эксплуатации от- 20 турбореактивного дви- клонениях КПД компрессора низкого давления %1нс«) компрессо ра высокого давления ( Ч. « i АОП

SIK-JKOM) турбины высокого давления ( In АОП Т-пном), турбины низкого давления (1тг иол) площадей проходных сечений сопловых аппаратов трубины низкого и высокого давления (CAlA6rt сдгмом) (С/ЧАОП СЛт м«м )в

гателя по авт.св. № 1410079, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности устройства, в него введен датчик параметра газогенерато- 25 ра, каждый канал контроля.снабжен вторым сумматором и нелинейным пре образователен напряжения, каждый первый и второй вычислительные каналы снабжены первым и вторым нелинейными

На выходах вторых сумматоров 33 30 преобразователями напряжения, вторым

реализуются соответственно сигналы, пропорциональные величинам запасов работоспособности газогенератора по каждом-у из внутренних параметров:

Ikl доп- lici .t.KlAon лоЛт

31тг 1тглвп 1т 1 СА доп

САг i СА1 FCAI о

Сигналы с выходов сумматоров 33,i- 33 поступают соответственно на вход дифференциатора 34, на выходе которых реализуются сигналы5 пропорциональные производным;

f™(Mki)j г ( 1ка);

35

40

dt

dt

и третьим ,умножителями5 каждый вычислительный канал с третьего по шестой снабжен первым вторым и третьим не- линей1а ми преобра-зователями напряжения и вторым, третьим и четвертым умножителями, в каждом канале контроля выходы нелинейного преобразователя напряжения и задатчика напряжения через второй сумматор соединены с вторыми входами первого сумматора и делителя-, в устройстве выход датчика параметра газогенератора подклю- - чен к входу нелинейного преобразова-, теля напряжения каждого канала контроля, в каждом первом и втором вычист лительных каналах выходы первого и второго нелинейных преобразователей соединены соответственно с первыми входами второго и третьего умножителей, выходу. которых подключены соответственна, к третьему и четвертому входам первого сумматора, в каждом вычислительном канале с третьего по шестой выхо.цы первого, втор ого и третьего нелинейных преобразователей напряжения соединены соответственно с первыми входами второго, третьего и четвертого умножителей, выхода которых соединены соответственно с ( ); 5Г )

Сигналы с выходов дифференциаторов 34 и вторых сумматоров 33,, 33 / поступают соответственно на первые и вторые входы делителей 35,- 35. На выходе делителей 35, вычислительных каналов 21.- 26 . реализуются сигналы, пропорциональные

величинам остаточного ресурса по каждому из внутренних параметров (Xj);

ост 1

UXj Jd(.uXll

dt

Сигналы с выходов делителей 35 всех вычислительных каналов поступают на входы блока 40 сравнения, на вьгходе которого реализуется сигнал наименьшего значения остаточного ресурса Тосг Т „ Этот сигнал регистрируется блоком 41 индикации,

Устройство ,цля контроля ресурса турбореактивного дви-

гателя по авт.св. № 1410079, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности устройства, в него введен датчик параметра газогенерато- ра, каждый канал контроля.снабжен вторым сумматором и нелинейным пре образователен напряжения, каждый первый и второй вычислительные каналы снабжены первым и вторым нелинейными

0 преобразователями напряжения, вторым

5

0

0

5

и третьим ,умножителями5 каждый вычислительный канал с третьего по шестой снабжен первым вторым и третьим не- линей1а ми преобра-зователями напряжения и вторым, третьим и четвертым умножителями, в каждом канале контроля выходы нелинейного преобразователя напряжения и задатчика напряжения через второй сумматор соединены с вторыми входами первого сумматора и делителя-, в устройстве выход датчика параметра газогенератора подклю- - чен к входу нелинейного преобразова-, теля напряжения каждого канала контроля, в каждом первом и втором вычист лительных каналах выходы первого и второго нелинейных преобразователей соединены соответственно с первыми входами второго и третьего умножителей, выходу. которых подключены соответственна, к третьему и четвертому входам первого сумматора, в каждом вычислительном канале с третьего по шестой выхо.цы первого, втор ого и третьего нелинейных преобразователей напряжения соединены соответственно с первыми входами второго, третьего и четвертого умножителей, выхода которых соединены соответственно с пятым, шестым и седьмым входами первого сумматора, выход ключа первого канала контроля подключен к входу первого нелинейного преобразователя каждого вычислительного канала, выход делителя, первого канала контроля подключен к второму входу второго умно- жителя каждого вычислительного канала, выход делителя второго канала контроля соединен с вторым входом

третьего умножителя каждого вычислительного канала, выход ключа четвертого канала контроля подключен к входу третьего нелинейного преобразователя каждого вычислительного канала с третьего по шестой, выход делителя четвертого канала контроля соединен с вторым входом четвертого умножителя каждого вычислительного канала с третьего по шестой.

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах эксплуатационного контроля состояния двухвального одноконтурного турбореактивного двигателя. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит каналы контроля, каждый из которых состоит из датчика параметра газогенератора, ключей, сумматоров, делителя, нелинейного преобразователя напряжения, задатчика напряжения, задатчик напряжения, компаратор, датчик параметра газогенератора, блоки масштабных усилителей и вычислительные каналы, каждый из которых состоит из нелинейных преобразователей напряжения, умножителей, сумматоров, дифференциатора, делителя, задатчиков напряжения, блок сравнения и блок индикации. 6 ил.

щ

фиг. г

a ,;e ,-/o- i I l

C ,-IO- )

o,s

ЙГ 0.1 К W И 0.2 O.t

0,30

o ,,i ,-№.

-OA -c t io,g , Ji-to-0.3- . -0.1- -0.1 0,0

1:0 I

mi

-1.6 -(.«

-},г

-1,0 -O.I -0.6 -и

- лг

л, Hai f4

fi fl

Sf i

1,0IB

. S

л Grffof

PtHOr

.ff

.O-tOO

3,U .e

-O.SS

.e.iO

t2

.o,ss

f

l . A

fi Sr

2,0

f.5

J rtMatI

efffff