Владельцы патента RU 2392498:
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно счетно-решающее устройство выполнено в виде пространственного кулачка, первый вход которого соединен с датчиком давления воздуха на входе в компрессор, второй — с гидроцилиндром привода лопаток ВНА, а выход — с устройством сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика давления воздуха за компрессором. Технический результат изобретения заключается в том, что повышается качество работы устройства управления и за счет этого повышается надежность работы ГТД и безопасность ЛА. 1 ил.
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).
Известно устройство для управления положением лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, содержащее задатчик положения лопаток ВНА, подключенный к датчикам частоты вращения турбокомпрессора (n тк) и температуры наружного воздуха (Тн) и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу измерителя положения лопаток ВНА, выход сумматора подключен к сервоклапану, выход которого управляет сервоприводом положения лопаток ВНА, Шевяков А.А. Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1976 г., с.123-124.
Однако известное устройство не позволяет без существенного усложнения процесса регулирования и ужесточения требований к точности датчиков внутридвигательных параметров обеспечить необходимое качество регулирования.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство для управления механизацией компрессора ГТД, содержащее датчик давления воздуха на входе в компрессор, датчик давления воздуха на выходе из компрессора, счетно-решающее устройство, устройство сравнения, выход которого соединен с золотником управления гидроцилиндром привода лопаток ВНА. Датчики давления подключены к счетно-решающему устройству. Счетно-решающее устройство подключено к первому входу устройства сравнения. Ко второму входу устройства сравнения кинематически подключен гидроцилиндр привода лопаток ВНА. Счетно-решающее устройство выполнено в виде сильфона с рычажной системой, патент Франции №2236106, кл. F15С 3/04, F02С 9/14, 1973 г.
Недостатком этого устройства является следующее.
1. Относительно низкая надежность сильфона в эксплуатации.
2. Рычажно-множительный механизм, использованный в устройстве, подвержен резонансным явлениям в рабочем диапазоне частот работающего двигателя.
3. Отсутствие возможности учета в характеристике α вна = f (π к) расслоения π к по высоте полета летательного аппарата (ЛА).
Все это снижает надежность работы двигателя и, как следствие, безопасность ЛА.
Целью изобретения является повышение надежности работы ГТД и безопасности ЛА за счет повышения качества работы устройства управления.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления механизацией компрессора ГТД, содержащем датчик давления воздуха на входе в компрессор, датчик давления воздуха на выходе из компрессора, счетно-решающее устройство, устройство сравнения, выход которого соединен с золотником управления гидроцилиндром привода лопаток ВНА, дополнительно счетно-решающее устройство выполнено в виде пространственного кулачка, первый вход которого соединен с датчиком давления воздуха на входе в компрессор, второй — с гидроцилиндром привода лопаток ВНА, а выход — с устройством сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика давления воздуха за компрессором.
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 давления (Рвх.) воздуха на входе в компрессор, пространственный кулачок 2, устройство 3 сравнения, золотник 4 управления, гидроцилиндр 5 привода лопаток ВНА, второй вход пространственного кулачка 2 соединен с гидроцилиндром 5, второй вход устройства 3 сравнения соединен с выходом датчика 6 давления (Рк) воздуха за компрессором.
Устройство работает следующим образом.
По величине Рвх. с датчика 1 на кулачке 2 формируется заданное расчетное значение давления Рк расч. воздуха за компрессором для существующего в данный момент положения лопаток ВНА (учет положения ВНА осуществляется за счет связи кулачка 2 с гидроцилиндром 5). Примеры выполнения таких кулачков приведены в техническом обзоре ЦИАМ «Структурные схемы систем и законы регулирования подачи топлива при запуске и разгоне ГТД», №23, 1975 г., с.9, 20, 21.
В сумматоре 3 величина Рк расч. сравнивается с измеренным с помощью датчика 6 давлением Рк. Величина рассогласования поступает в виде управляющего воздействия на золотник управления 4, который обеспечивает поддержание требуемого положения лопаток ВНА с помощью гидроцилиндра 5.
Использование в устройстве пространственного кулачка 2 устраняет недостатки прототипа, обусловленные использованием в качестве счетно-решающего устройства сильфонно-рычажного механизма. Прямое использование величины Рвх. при управлении ВНА позволяет учесть расслоение характеристики π к по высоте полета, что необходимо делать при управлении ВНА по π к в системах управления силовыми установками современных самолетов Ан-140, Ту-204, Ту-214, Ил-96-300, Ил-96-400.
Читайте также: Компрессор автомобильный golden snail металлический 30л
Таким образом, повышается качество работы устройства управления и за счет этого повышается надежность работы ГТД и безопасность ЛА.
Устройство для управления механизацией компрессора ГТД, содержащее датчик давления воздуха на входе в компрессор, датчик давления воздуха на выходе из компрессора, счетно-решающее устройство, устройство сравнения, выход которого соединен с золотником управления гидроцилиндром привода лопаток ВНА, отличающееся тем, что дополнительно счетно-решающее устройство выполнено в виде пространственного кулачка, первый вход которого соединен с датчиком давления воздуха на входе в компрессор, второй — с гидроцилиндром привода лопаток ВНА, а выход — с устройством сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика давления воздуха за компрессором.
Видео:Поршневой компрессорСкачать
механизация компрессора
Русско-английский авиационный словарь . 2013 .
Смотреть что такое «механизация компрессора» в других словарях:
Аэродинамика самолёта Боинг 737 — Bóeing 737 (русск. Боинг 737) самый популярный в мире узкофюзеляжный реактивный пассажирский самолёт. Boeing 737 является самым массовo производимым реактивным пассажирским самолётом за всю историю пассажирского авиастроения (6160 машин заказано… … Википедия
Aérospatiale-BAC Concorde — Concorde Concorde в аэропор … Википедия
Конкорд (самолет) — Concorde Concorde в аэропорту Хитроу. Тип сверхзвуковой пассажирский самолёт Производитель Aérospatiale ( Первый полёт 2 марта 1969 Начало эксплуатации … Википедия
Конкорд (самолёт) — Concorde Concorde в аэропорту Хитроу. Тип сверхзвуковой пассажирский самолёт Производитель Aérospatiale ( Первый полёт 2 марта 1969 Начало эксплуатации … Википедия
ступень — 3.16 ступень: Простейшее средство доступа, состоящее из ровной плоской поверхности. Источник: ГОСТ Р 53487 2009: Безопасность аттракционов. Оборудование надувное игровое. Требования безопасности. Методы испытаний … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Управление пограничным слоем — (УПС) воздействие на пограничный слой (ПС) с целью ослабления или предотвращения срыва потока на обтекаемой поверхности, охранения ламинарного течения в ПС и уменьшения теплопередачи при больших сверхзвуковых скоростях потока. УПС осуществляется… … Энциклопедия техники
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МиГ — марка самолётов, созданных в ОКБ под руководством А. И. Микояна и М. И. Гуревича (см. Московский машиностроительный заводимени А. И. Микояна). Самолёты, созданные под руководством их преемника Р. А. Белякова, имеют также марку МиГ. Основные… … Энциклопедия техники
Ту-160 — Ту 160, 2011 год. Тип … Википедия
МиГ — Рис. 1. Эмблема самолётов марки МиГ. МиГ марка самолётов, созданных в ОКБ под руководством А. И. Микояна и М. И. Гуревича (см. Московский машиностроительный завод имени А. И. Микояна). Самолёты, созданные под руководством их преемника Р. А … Энциклопедия «Авиация»
МиГ — Рис. 1. Эмблема самолётов марки МиГ. МиГ марка самолётов, созданных в ОКБ под руководством А. И. Микояна и М. И. Гуревича (см. Московский машиностроительный завод имени А. И. Микояна). Самолёты, созданные под руководством их преемника Р. А … Энциклопедия «Авиация»
Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Что такое механизация компрессора
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических и гидромеханических системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД).
Наиболее известными способами управления механизацией компрессора ГТД являются управление по степени сжатия воздуха (πк) в компрессоре двигателя: αрна; положение КПВ=f(πк) и по приведенной частоте вращения (Nтк пр) турбокомпрессора (ТК): αрна; положение КПВ=f(Nтк пр), где
πк — степень повышения давления воздуха в компрессоре двигателя, равная: πк=(Рк/Рвх);
Рк — давление воздуха за компрессором двигателя;
Рвх — давление воздуха на входе в двигатель;
αрна — угол установки регулируемых направляющих аппаратов (РНА) компрессора двигателя;
КПВ — клапан перепуска воздуха компрессора двигателя;
Nтк пр — приведенная частота вращения ТК двигателя, равная: Nтк пр=Nтк×√То/Твх;
Nтк — физическая (измеренная) частота вращения ТК двигателя;
То — температура приведения, равная температуре стандартной атмосферы на уровне моря (То=288,15 K);
Твх — температура воздуха на входе в двигатель.
Способ управления механизацией компрессора ГТД по степени сжатия воздуха в компрессоре заключается в том, что измеряют давление воздуха на входе в двигатель Рвх и на выходе из компрессора Рк, вычисляют степень сжатия πк как отношение давления Рк к Рвх, по величине πк формируют заданные положения РНА и КПВ, сравнивают их с фактическими, по величине рассогласования формируют управляющие воздействия и подают их на приводы РНА и КПВ до тех пор, пока фактические положения РНА и КПВ не станут равны заданным.
Читайте также: Tire inflator компрессор автомобильный
Этот способ описан в изобретении к патенту №2392498 С2 (RU). «Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя» 2008 г. Примером реализации этого способа управления механизацией компрессора является насос-регулятор НР-2000 двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1, «Турбовинтовой двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1. Руководство по технической эксплуатации 3170000000РЭ», ЗМКБ «Прогресс» им. А.Г. Ивченко, 1999 г.
Недостатком этого способа является сложность его реализации в устройствах гидромеханических САУ ГТД, а также в резервных регуляторах электронно-гидромеханических САУ из-за необходимости измерения 2-х давлений и деления 2-х величин, пропорциональных Рк и Рвх. Недостатком способа является также нелинейность характеристики αрна=f(πк) и необходимость вводить изменения в эту характеристику в зависимости от величины давления Рвх из-за расслоения πк по высоте полета.
Наиболее близким к заявляемому способу по назначению, физической сущности, техническому решению и достигаемому результату при использовании является способ управления механизацией компрессора по приведенной частоте вращения ТК двигателя, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения ротора ТК и температуру воздуха на входе в двигатель, по частоте вращения ТК и величине температуры воздуха рассчитывают приведенную частоту вращения ротора ТК, по приведенной частоте вращения формируют заданные положения РНА и КПВ компрессора, сравнивают их с фактическими, по величине рассогласования формируют управляющие воздействия и подают их на приводы РНА и КПВ до тех пор, пока фактические положения РНА и КПВ не станут равны заданным.
Этот способ описан в изобретении к патенту №2514463 C1 (RU) «Способ механизации компрессора газотурбинного двигателя» 2012 г. Примером реализации этого способа управления механизацией компрессора является насос-регулятор НР-3 двигателей ТВ3-117 всех модификаций, «Руководство по технической эксплуатации турбовального двигателя ТВ3-117», ЛНПО им. В.Я. Климова, Ленинград 1986 г.
Недостатком этого способа является сложность реализации его в гидромеханических САУ, а также в резервных гидромеханических регуляторах электронно-гидромеханических САУ вследствие необходимости измерения гидромеханическими устройствами температуры воздуха во входном устройстве двигателя. Особенно это касается малоразмерных ГТД, у которых установка достаточно объемного гидромеханического датчика температуры в проточной части двигателя вызывает затенение потока воздуха и способствует возникновению срывных явлений на лопатках компрессора (помпажа). Поэтому на таких двигателях датчик температуры входящего в двигатель воздуха размещается, как правило, на устройстве, управляющем механизацией компрессора, а воздух из входного устройства двигателя подводят к датчику специальным воздуховодом, что требует дополнительных материальных затрат и приводит к изменению температуры воздуха вследствие нагрева его от двигателя.
Целью заявленного технического решения в качестве изобретения является упрощение реализации описанного способа управления механизацией компрессора ГТД путем определения приведенной частоты вращения ротора ТК двигателя по внутридвигательным параметрам без измерения температуры воздуха на входе в двигатель.
Одной из основных характеристик ГТД является приведенная дроссельная характеристика, показывающая зависимость приведенной частоты вращения ротора ТК от приведенного расхода топлива в камеру сгорания (КС) двигателя (Gт пр=Gт×Ро/Рвх×√То/Твх), где
Gт пр — приведенный расход топлива в КС двигателя;
Gт — фактический (измеренный) расход топлива в КС двигателя;
Ро — давление приведения, равное стандартной атмосфере на уровне моря Ро=0,1013 МПа.
По приведенной дроссельной характеристике двигателя, зная величину приведенного расхода топлива в КС, можно определить величину приведенной частоты вращения ротора ТК двигателя. В случае, когда расход топлива приведен только по давлению воздуха на входе в двигатель без приведения его по температуре воздуха на входе в двигатель, найденная по приведенной дроссельной характеристике частота вращения ТК будет совпадать с приведенной частотой вращения ТК только при температуре воздуха на входе в двигатель, равной температуре приведения То=288,15 К. При отклонении температуры воздуха от температуры приведения частота, найденная по приведенной дроссельной характеристике в случае отсутствия приведения расхода топлива по температуре воздуха будет равна частоте, которая имела бы место при температуре воздуха на входе в двигатель равной То=288,15 K (Nтк 288 ), т.е. будет отличаться от приведенной, где
Nтк 288 — частота вращения ТК, найденная по приведенной дроссельной характеристике двигателя в случае приведения расхода топлива в КС только по давлению воздуха на входе в двигатель.
Проведенные расчеты показывают, что при неизменных физических (измеренных) расходах топлива в КС двигателя при изменении температуры воздуха на входе в двигатель изменяются как Nтк пр, так и Nтк. Так в таблице №1 в качестве примера приведены расчетные данные по изменению Nтк пр и Nтк семейства двигателей ТВ3-117 при неизменных расходах топлива в КС двигателя на режимах с закрытыми КПВ в диапазоне температур воздуха на входе в двигатель от минус 60 до плюс 60°С. Из таблицы видно, что при изменении температуры воздуха на входе в двигатель имеется зависимость между изменениями Nтк пр и Nтк, причем при температуре приведения То=288,15 K Nтк пр и Nтк равны между собой и в случае отсутствия приведения расхода топлива по температуре воздуха совпадают с частотой, найденной по приведенной дроссельной характеристике. Таким образом, отклонение измеренной частоты Nтк от найденной по приведенной дроссельной характеристике свидетельствует об отклонении температуры воздуха на входе в двигатель от температуры приведения (То=288,15 K). При этом отклонение приведенной частоты вращения ТК (ΔNтк пр) от найденной по приведенной дроссельной характеристике пропорционально отклонению от нее измеренной частоты вращения ТК (ΔNтк).
Читайте также: Холодильник концевой для компрессора 4вм10 100 8
Таким образом при описанном способе приведенная частота вращения ТК двигателя
,
Ai — коэффициент коррекции, зависящий от характера приведенной дроссельной характеристики и режима работы двигателя.
Как видно из формулы, заявленный способ управления механизацией компрессора ГТД позволяет получать приведенную частоту вращения ТК двигателя, в зависимости от которой управляются элементы механизации компрессора ГТД, по внутридвигательным параметрам без непосредственного измерения температуры воздуха на входе в двигатель.
МП — максимально-продолжительный режим работы двигателя.
Заявленный способ заключается в том, что измеряют частоту вращения ТК, расход топлива в КС двигателя и давление воздуха на входе в двигатель, приводят расход топлива к стандартной атмосфере на уровне моря, по известной приведенной дроссельной характеристике двигателя, используя расход топлива в КС, приведенный по давлению воздуха на входе в двигатель, находят частоту вращения ТК двигателя, сравнивают ее с измеренной частотой вращения ТК двигателя, по величине рассогласования рассчитывают величину коррекции найденной частоты, суммируют величину коррекции с частотой, найденной по приведенной дроссельной характеристике двигателя, получают приведенную частоту вращения ТК двигателя, по приведенной частоте по заданным законам определяют заданные положения РНА и КПВ, измеряют фактические положения РНА и КПВ, сравнивают заданные и фактические положения РНА и КПВ, по величине рассогласования формируют управляющие воздействия на приводы РНА и КПВ до тех пор, пока фактические положения РНА и КПВ не станут равны заданным.
На рис. 1 представлена одна из возможных схем устройства, реализующего описанный способ управления механизацией компрессора.
Устройство содержит блок датчиков входной информации 1, соединенный с регулятором расхода 2, блоком 3 и корректором 5, регулятор расхода 2 соединен с исполнительным механизмом 7 подачи топлива в КС двигателя и блоком 3, получающим информацию от блока 1 о давлении воздуха на входе в двигатель, приводящим расход топлива к давлению стандартной атмосферы на уровне моря и соединенным с устройством 4, содержащим приведенную дроссельную характеристику двигателя, формирующим по приведенной дроссельной характеристике частоту вращения ТК и соединенным с корректором 5, получающим информацию о измеренной частоте вращения ТК двигателя от блока 1 и о частоте, найденной по приведенной дроссельной характеристике от устройства 4. Корректор 5 по формуле 1 вычисляет приведенную частоту вращения ТК и передает ее блоку 6, который по заданным законам формирует заданные положения РНА и КПВ, сравнивает их с фактическими положениями РНА и КПВ, получаемыми от исполнительных механизмов 8, по величине рассогласования вырабатывает управляющие команды и передает их исполнительным механизмам 8 РНА и КПВ, реализующим эти команды.
Способ управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя, заключающийся в том, что определяют приведенную частоту вращения турбокомпрессора (ТК) двигателя, по приведенной частоте вращения ТК двигателя по заданным законам управления положением регулируемых направляющих аппаратов (РНА) и клапанов перепуска воздуха (КПВ) компрессора рассчитывают заданные положения РНА и КПВ, измеряют фактические положения РНА и КПВ, сравнивают заданные и фактические положения РНА и КПВ, по величине рассогласования формируют управляющие воздействия на приводы РНА и КПВ до тех пор, пока фактические положения РНА и КПВ не станут равны заданным, отличающийся тем, что определяют частоту вращения ТК по приведенной дроссельной характеристике двигателя, используя величину расхода топлива в камеру сгорания двигателя, приведенную только по давлению воздуха на входе в двигатель, сравнивают ее с измеренной частотой вращения ТК, по величине рассогласования с учетом режима работы двигателя рассчитывают величину коррекции найденной частоты, суммируют величину коррекции с частотой, найденной по приведенной дроссельной характеристике двигателя, получают приведенную частоту вращения ТК и используют ее для расчета заданных положений элементов механизации компрессора двигателя.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💥 Видео
Промышленные винтовые компрессоры приводят в действие станки и механизмыСкачать
Какой компрессор лучше: безмасляный, ременный или коаксиальныйСкачать
Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать
движок со стиралки на воздушный компрессор,Скачать
аксиальный механизм компрессора автоСкачать
Работа компрессора Remeza ВК 7ТСкачать
Ременная передача. Урок №3Скачать
Отличия компрессора и турбины?Скачать
Производство современного компрессора для холодильникаСкачать
Подробно о автоматике для компрессора \ Автоматика \ Пресостат \ ВклычательСкачать
Компрессор (Павлов) классификация/ступени/конструкция роторовСкачать
Производство современного компрессора для холодильникаСкачать
Что случилось с винтовым компрессором #компрессор #воздушныйкомпрессор #производство #техника #тоСкачать
Ремонт автомобильного компрессораСкачать
Дизельный компрессор kaeser m 50Скачать
Подготовка воздуха для покраски авто. Пневмолиния - компрессор, влагоотделитель, шланг и герметик.Скачать
Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?Скачать
Турбины. Часть 1. Принципы работы компрессора, турбины, геометрии.Скачать
