FR 2092164 A1 19720121 FR 7119440 A 19710528 71 19M0 1 2092164 La présente invention concerne d'une manière générale un appareil de commande et de réglage destiné à un groupe propulseur comportant une turbine à gaz et elle concerne plus particulièrement un appareil destiné à être utilisé avec des tur-5 bines à gaz marines. Le réglage des divers paramètres d'une turbine à gaz de grande puissance est devenu une opération extrêmement complexe mais qui, du fait de l'accroissement de sa complication, a permis d'améliorer les caractéristiques de sortie et de prolonger 10 la durée de service utile de nombreux éléments, en particulier des éléments situés sur le trajet des gaz chauds. De tels dispositifs de réglage et de commande comprennent, d'habitude, des organes qui règlent le débit de carburant vers les chambres de combustion de la turbine en fonction de divers paramètres de 15 fonctionnement, tels que la température, la vitesse, la charge, et les dérivés par rapport au temps de ces quantités» Pour des raisons de sécurité, il est souhaitable que l'appareil comporte autant de dispositifs de commande de protection et de sécurité que cela est possible économiquement sans nuire à sa fiabilité. 20 En conséquence, il est souhaitable de disposer d'organes de commande séparés pour les divers paramètres de fonctionnement et, à un moment quelconque du fonctionnement, un organe de commande et de réglage particulier fonctionne de manière à limiter un paramètre particulier tandis que les autres organes 25 de commande, qui sont sensibles à des paramètres différents, fonctionnent comme organes de protection. Un exemple d'un tel appareil de commande et de réglage est connu et il est décrit dans le brevet français N° 69 07 335 » Dans le brevet précité, on décrit plusieurs circuits 30 de commande fonctionnant individuellement et dont chacun est sensible à un paramètre de fonctionnement séparé. Un dispositif de commande du carburant est sensible au signal de sortie d'une porte sélectionnant le signal ayant la plus faible valeur qui représente un signal de la boucle de commande appelant la quan-35 tité minimale de carburant, ie manière à maintenir la consommation spécifique de carburant à la valeur la plus avantageuse correspondant aux paramètres de fonctionnement. On a.trouvé que si l'on désire adapter l'appareil de commande décrit dans le brevet ci-dessus à des turbines à gaz ^ marines, l'addition d'un circuit de commande de la puissance 71 19440 2 2092164 permet une réduction importante des contraintes thermiques qui se produisent lorsque les turbines à gaz marines sont commandées par un seul organe de réglage de la vitesse. Dans le passé, on s'est occupé principalement, dans 5 la plupart des groupes propulseurs marins, de maintenir la vitesse de l'arbre à un point de réglage qui dépendait de la vitesse voulue pour le navire. Bien qu'en mer et pour divers états de la mer, la charge de la turbine à gaz varie considérablement (par exemple dans une grosse mer lorsque l'hélice sort partiel-10 lement ou en totalité de l'eau, la charge varie d'une manière considérable), et que l'arpareil de commande ne régie que la vitesse, la pompe de carburant modifie le débit de carburant afin d'essayer de maintenir la vitesse à la valeur voulue. Il en résulte souvent des variations importantes du débit du carburant dont les conséquences se manifestent par des contraintes thermiques élevées des éléments situés sur le trajet des gaz chauds. Le maintien de la puissance à un réglage constant, pendant le fonctionnement normal, permet de maintenir le débit de carburant vers les chambres de combustion à une valeur constante. Bien 2C' entendu, le débit de carburant correspond à la puissance de la turbine à gaz. Cependant, il est souhaitable qu'il existe une relation linéaire entre la position du levier commandant la propulsion et la vitesse du navire. On sait que la puissance qui est nécessaire à l'hélice est approximativement proportionnelle 25 au cube de la vitesse du navire et, en conséquence, il est possible de faire varier la position du levier commandant la propulsion, ou pour simplifier le levier de propulsion, (point de réglage de la puissance) de manière à donner au navire une vitesse qui corresponde directement à sa position. 30 Dans les applications marines, il est nécessaire de prévoir un dispositif qui permette au navire de se déplacer en arrière. Un tel dispositif est une hélice à pas réversible commandé, c'est-à-dire une hélice qui peut imprimer au navire un mouvement à pleine vitesse en arrière aussi bien qu'en avant. 35 Pou-r la manoeuvre de la commande de puissance pendant certaines phases du fonctionnement, il est souhaitable que le pas soit réglé à une valeur telle que l'arbre soit maintenu à une vitesse constante voulue. Par exemple, si une génératrice électrique est reliée à l'arbre de sortie, il faut maintenir la fréquence 40 à une valeur déterminée par le maintien de l'arbre à une vitesse 71 19440 3 2092164 raisonnablement stable. De plus, pendant certaines phases du fonctionnement, il est avantageux de faire varier le pas afin de régler la vitesse du navire. Il convient de se rendre compte que, dans la plupart 5 des applications marines, on utilise une turbine à gaz à deux arbres, c'est-à-dire une turbine dans laquelle, lorsque la puissance est réglée à une valeur constante, le débit du carburant vers les chambres de combustion est constant tandis que la vitesse de la turbine de charge varie en fonction du couple de l'hé-10 lice (charge). La maniabilité est une autre caractéristique de la turbine marine qui est imposée par divers règlements et qui satisfait le commandant du navire. Lorsqu'un bâtiment de haute mer entre dans un port, il est avantageux de ocnserver une certaine 15 puissance de sortie minimale sur l'arbre, pendant que la vitesse du navire est réglée par une variation du pas de son hélice. Il est également souhaitable de prévoir d'autres modes de fonctionnement qui adaptent la turbine à gaz aux nécessités particulières du navire. 20 En conséquence, la présente invention a pour but de réduire les variations brusques de débit du carburant vers les chambres de combustion par un réglage de la puissance à une valeur constante qui permet à son tour de réduire les contraintes thermiques dans les éléments situés sur le trajet des gaz chauds. 25 La présente invention concerne également un appareil perfectionné de commande ou de conduite d'une turbine à gaz marine qui intègre les fonctions de commande normales à une boucle de réglage et de cornnanle de la puissance, dans un ensemble de commande électronique et automatique à semi-conducteurs. 30 La présente invention concerne également un appareil de conduite comportant plusieurs boucles de commande dont l'une est toujours sensible à une condition du fonctionnement qui nécessite le débit de combustible le plus faible vers les chambres de combustion. 35 L'appareil selon l'invention donne également au navire des modes de fonctionnement différents qui lui assurent la maniabilité voulue, avec un mimimum de puissance de sortie. Enfin, la présente invention concerne un régulateur du pas de l'hélice qui maintient sensiblement 1a. vitesse de l'arbre 40 à une valeur réglée. 71 19440 4 2092164 En bref, la présente invention est mise en oeuvre par la transmission à un circuit de porte électrique de plusieurs signaux électriques de commande du carburant dont l'un représente une demande de débit qui dépend du réglage de la puissance vou-5 lue. La boucle de commande de la puissance est sensible à un signal électrique de réaction qui indique le débit de carburant réel. Le circuit de porte ne transmet que le signal dont la valeur est la plus faible, ,pour le réglage du débit du carburant vers les chambres de combustion. Un autre élément de l'invention 10 est le régulateur du pas qui est sensible à un signal de vitesse de l'arbre et qui maintient l'arbre à la vitesse voulue par une variation du pas de l'hélice. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'appareil selon 15 l'invention. Sur ce dessin , La figure 1 est un schéma simplifié d'un appareil de commande analogique en courant continu et d'une turbine à gaz à deux arbres selon l'invention ; 20 La figure 2 est un graphique qui représente la varia tion des divers paramètres en fonction des modifications de position du levier commandant la propulsion. La figure 1 représente, d'une manière simplifiée, une turbine à gaz à deux arbres, indiquée d'une manière générale en 25 1, et qui comprend un compresseur 2, une chambre de combustion 3, une turbine à haute pression 4 et une turbine de charge ou turbine à basse pression 5. On sait que dans certaines applications des turbines à gaz, il est souhaitable que la turbine comprenne à la fois une turbine à haute pression 4 qui entraîne 30 un compresseur 2 et une turbine de charge 5 montée sur un arbre séparé indiqué en 6 et qui entraîne une charge. Dans l'application représentée sur la figure 1, l'arbre 6 de la turbine de charge est relié par un réducteur à engrenage, représenté d'une manière symbolique en 7, à une hélice 8. L'hélice 8 est du type 35 à pas réversible commandé et elle sera décrite plus en détail ci-après. Les tuyères 9 à surface variable d'un second étage relient d'une manière aérodynamique la turbine à haute pression 4 à la turbine de charge 5. Les tuyères à surface variable sont 40 bien connues et un exemple d'entre elles ainsi que de son appa 71 19440 5 2092164 reil de commande, sont décrits dans le brevet U . 3 . A . N° 2 625 789. Les détails des tuyères 9 n'ont pas d'importance pour la présente invention et il suffit de dire que leur fonction principale est de faire varier la répartition de l'énergie en-5 tre les deux étages de la turbine. De plus, il est possible d'_ augmenter ou de diminuer à volonté la vitesse de l'arbre 10, sur lequel sont montés le compresseur et la turbine à haute pression, par une variation des tuyères 9 du second étage, tandis qu'on fait varier indépendamment la vitesse de l'arbre 6 de la 10 turbine de charge. L'air qui pénètre dans l'aspiration 11 du compresseur entretient la combustion du carburant injecté par une tuyère 12 dans la chambre de combustion 3. Les gaz d'échappement chauds, après avoir traversé la turbine à haute pression 4 et la turbine 15 de charge 5 sortent par l'échappement 13, en regard de détecteurs de température répartis qu'on voit en 14 et qui mesurent la température des gaz d'échappement. Une pompe de carburant 15, à débit variable, est montée sur l'arbre 10 du compresseur et de la turbine à haute pression et elle alimente la tuyère 12 en 20 carburant à un débit qui dépend à la fois de la vitesse de rotation de l'arbre 10 et de la course de la pompe qui est réglée par une commande asservie 16. Les détail^ de la commande asservie 16 du carburant n'ont pas d'importance pour la présente invention, car elle peut 25 comporter n'importe quel servo-mécanisme ou dispositif qu'on trouve sur le marché et qui est destiné à mettre l'organe de réglage de la course de la pompe dans une position qui correspond à un signal électrique de ncsitionnement. Du fait, également, que la turbine à gaz peut brûler un carburant gazeux et que 30 dans ce cas un distributeur réglerait le débit de carburant vers la chambre de combustion, le terme "signal de commande du carburant" indique le signal, quel que soit le type de carburant utilisé . Le signal de commande du carburant est un signal élec-35 trique de valeur simple qui apparaît sur une ligne 17 et qui est transmis à la commande de carburant 16 par une porte sélectionnant le signal de plus faible valeur et comprenant plusieurs diodes 18. Les.diodes 18 sont polarisées de la manière représentée par rapport à un conducteur omnibus commun 19 d'où part le 40 signal de commande du carburant de la ligne 17. Le fonctionnement 71 19440 6 2092164 de la porte à seuil supérieur de faible valeur est expliqué dans le brevet français précité, mais il peut être résumé brièvement de la manière suivante. La diode à l'entrée de laquelle est appliquée la tension positive la plus faible est la diode de com-5 mande, c'est-à-dire la diode qui détermine la tension de sortie du conducteur omnibus 19 et de la ligne 17 et qui, en conséquence, détermine le débit en carburant de la pompe 15. En conséquence, le signal de commande du carburant ne peut être plus élevé que le signal de commande le plus faible qui est appliqué 10 à la porte sélectionnant le signal de plus faible valeur. Chaque signal de .commande transmis à la porte à seuil supérieur de faible valeur provient d'un canal de commande séparé dont chacun est destiné à être commandé pendant une certaine phase du fonctionnement de la turbine. 15 Une partie de l'installation décrite ici fait partie du brevet français précité. En particulier, le dispositif 20 de commande de la température, le dispositif 21 de commande de la vitesse et de la charge, le dispositif 22 de commande de l'accélération et le dispositif de mise en marche en circuit ouvert,25, 20 ont été décrits dans le brevet précité ainsi que le fonctionnement de la porte sélectionnant le signal de plus faible valeur constituée par les diodes 18, dont chacune est sensible à un signal de commande différent. L'addition d'une boucle de commande de puissance, indiquée d'une manière générale en 24, constitue 25 le sujet de la présente invention qui sera décrit complètement ci-après. Le fonctionnement des quatre dispositifs de commande décrits dans le brevet français précité, est identique dans la présente invention. En bref, chaque dispositif de commande dé-30 tecte une condition de fonctionnement de la turbine à gaz et la compare à une référence voulue. La commande de démarrage en circuit ouvert, 23, émet un signal de commande programmé du carburant sur une ligne 25 conformément à des événements minutés qui se produisent dans la turbine à gaz, par exemple à une certaine 35 vitesse, la détection de la flamme dans la chambre de combustion, etc.. Il va de soi que tous les dispositifs de commande ne sont pas nécessaires pour la présente invention, bien que chacun d'eux soit décrit brièvement. Le dispositif 20 de commande de la température détecte 40 i'a température d'échappement à l'aide des divers détecteurs 14. 71 19440 7 2092164 Un dispositif 26 détermine la température moyenne et son signal est transmis au dispositif 20.Un signal d'erreur est émis lorsque le signal de sortie sur la ligne 27 et qui correspond à la température d'échappement réelle diffère de la température de 5 référence. Le dispositif 21 de commande de la vitesse et de la charge fonctionne essentiellement de la même manière. Un signal correspondant à la vitesse réelle est transmis par un capteur magnétique 28 monté sur l'arbre 6 de la turbine de charge. Le ^ signal correspondant à la vitesse réelle est comparé avec une vitesse de référence et le signal d'erreur, s'il existe une différence entre les signaux, apparaît comme le signal de sortie sur la ligne 29 et constitue un signal de commande du carburant. Le dispositif 22 de commande de l'accélération produit 15 sur une ligne 30 un signal de commande du carburant qui est conçu de manière à limiter l'accélération de la turbine pendant son démarrage ou en cas de perte de charge. Le signal de commande est produit par la différentiation du signal correspondant à la vitesse réelle transmis par le capteur magnétique 28 et par 20 sa comparaison avec une référence d'accélération. La boucle 24 de commande de la puissance, qui sera décrit en détail ci-après, émet de la mène manière un signal de commande du carburant qui apparaît sur une ligne 31 . Cor/ne indiqué précédemment, chaque signal de commande du carburant est 25 transmis à sa diode respective 18. Le signal de commande du carburant qui indique le débit le plus faible vers la chambre de combustion 3, apparaît sur le conducteur omnibus 19 et sur la ligne 17. Il convient de noter que bien qu'un seul signal de commande du carburant agisse sur la commande asservie 16, cha-30 cun des autres signaux de commande fonctionne comme protection de repli. Au cas où le signal de commande approprié cesse d'agir, le signal de commande du carburant qui produit le débit le plus faible suivant est transmis par la porte sélectionnant le signal de plus faible valeu» Il convient également de noter que la ligne en trait mixte, tracée entre la commande asservie 16 et la pompe de carburant 15, représente le signal qui modifie la course de la pompe et qui, en conséquence, modifie le débit du carburant envoyé par la canalisation 32 à la chambre de combustion 3. ^ L'ensemble de commande du carburant qui vient d'être 71 19440 8 2092164 décrit dans sa forme générale est intégré au dispositif de commande 33 des tuyères. C'est le débit du carburant vers la chambre de combustion 3 qui détermine l'énergie totale, tandis que la commande 33 des tuyères divise l'énergie entre la turbine de 5 charge 5 et la turbine à haute pression 4. La commande des tuyères est sensible à deux signaux d'entrée principaux. Un alternateur à fer tournant 33 a est monté sur l'arbre 10 du compresseur de manière à produire ùn signal de vitesse correspondant à la vitesse du compresseur *et en conséquence à la vitesse de 10 la turbine à haute pression. Le point de réglage de la vitesse du compresseur est la température d'échappement qui est indiquée par le dispositif 26 fournissant la température moyenne. Le signal de sortie qui apparaît sur la ligne en trait mixte commande l'orientation des tuyères 9 du second étage. Il convient de no-15 ter que la commande 33 des tuyères peut être soit électrique, soit électromécanique, comme d'crit dans le brevet U.S.A N° 2 625 789 précité. • La boucle 24 de commande de la puissance est sensible à un point de réglage de la puissance et à un signal de réac-20 tibn qui indique le débit de carburant réel. La boucle 24 est représentée sur la figure 1 sous la forme d'un schéma de commande simplifié destiné à maintenir la puissance à une valeur constante et, en conséquence, à maintenir constant le débit de carburant (l'énergie totale) vers la chambre de combustion de la 25 turbine à gaz. Il convient de noter que certaines fonctions, qui n'ont pas d'importance pour la description de la présente invention, ont été omises afin de simplifier sa description. De plus, des sources de référence à tension réglable ont été indiquées sous la forme de potentiomètres à prise variable, montés entre 30 une source de tension et la masse, tandis qu'en pratique, elles comportent des combinaisons apporpriées de dispositifs de commutation numériques assurant des connexions avec des niveaux de tension variés. De plus, les dispositifs de commutation sont représentés sous la forme de contacteurs de travail et de rupture 35 comportant des armatures de contact mécaniques, tandis qu'en pratique, ces dispositifs sont des éléments de commutation semiconducteurs, commandés en fonction d'un ensemble logique dont les détails n'ont pas d'importance pour la présente invention. On décrira ci-après en détail la boucle 24 de commande 40 de la puissance. Le point de réglage dé la puissance est déter 71 19440 9 2092164 miné soit par le levier de propulsion 34 de la passerelle, soit par le levier de propulsion 35 de la salle des m?chines qui, tous les deux, agissent respectivement chacun sur une source de tension variable, 36 et 37. Les polarités indiquées pour les 5 sources de tension 36, 37 résultent d'une convention choisie et peuvent être inversées à volonté. Un point de réglage de puissance de sens négatif indique une commande en marche avant. Un con-tacteur 38 fonctionne comme relais de transmission de la commande c'est-à-dire que le contacteur 38 ferme soit le circuit du levier 10 de propulsion de la passerelle, soit le circuit du levier de propulsion de la salle des machines, suivant que le mouvement du bâtiment est commandé depuis l'un ou l'autre emplacement. La tension du point de réglage de la puissance est modifiée dans un générateur de fonction cubique indiqué en 39. Du 15 fait qu'il est souhaitable que la vitesse du bâtiment soit approximativement proportionnelle à la position des leviers de propulsion 34, 35, la référence de tension (point de réglage de la puissance) doit être modifiée d'une façon correspondante. La puissance nécessaire à l'hélice 8 est approximati-20 vement proportionnelle au cube de la vitesse du navire et en conséquence la sortie du générateur de fonction cubique 39 représente le cube du point de réglage de la puissance d'entrée. Il convient de se rendre compte que la sortie du générateur de fonction 39 représente le signal correspondant à la puissance 25 voulue qui constitue l'entrée de l'amplificateur 40 de commande de la puissance. Le générateur de fonction est un dispositif connu qu'on peut trouver dans le commerce sous une forme appropriée. Son entrée peut être soit un signal positif, soit un signal négatif, mais il produit toujours une sortie négative 30 qui est le point de réglage modifié de la puissance. Du fait qu'il est souhaitable de maintenir le débit de carburant à une valeur raisonnablement constante, la puissance de sortie de la turbine de charge 5 est constante et elle est essentiellement indépendant? de sa vitesse. Le débit réel de 35 carburant est proportionnel au produit du signal de commande qui apparaît sur la ligne 17 et du signal qui représente la vitesse du compresseur. Le signal de puissance modifié ou débit de carburant voulu, est le point de réglage de l'amplificateur de commande de puissance 40, tandis que le signal de réaction 40 représente la puissance ou le débit réel de carburant. 71 19440 2092164 Le signal de réaction de l'amplificateur de puissance 40 apparaît sur une ligne 41 et il est constitué par le signal de sortie d'un multiplicateur à quadrant simple, 42, qu'on trouve sous une forme appropriée dans le commerce. Les entrées du 5 multiplicateur 42 sont le signal de vitesse de l'arbre du compresseur de la ligne 43 et le signal de commande du carburant qui exerxe alor la commande, qui apparaît sur le conducteur omnibus commun 19 et qui est -transmis par une ligne 44 au multiplicateur 42. La boucle 24 de commande de la puissance fonction-10 ne de la manière décrite précédemment. Si la sortie de l'amplificateur 40 sur la ligne est inférieure aux sorties des autres dispositifs de commande, elle constitue alors, et alors seulement, le signal de commande du carburant qui est transmis par sa diode 18 et qui apparaît sur la ligne 17. 15 On voit, sur la figure 1, que l'amplificateur 40 de commande de la puissance comporte des entrées supplémentaires. L'une de ces entrées est une polarisation de puissance minimale qui apparaît sur une ligne 45 et qui provient d'une source de tension variable, indiquée d'une manière générale en 46. La 20 polarisation de puissance minimale (ou débit de carburant minimal) est un signal de commande du carburant qui est nécessaire pour assurer à l'arbre du compresseur une vitesse suffisante pour permettre le maintien automatique de l'alimentation en carburant. Une autre entrée de l'amplificateur 40 est un signal 25 de réaction qui apparaît sur une ligne 47 et qui représente les variations transitoires du signal de commande de carburant du conducteur omnibus 19. Un condensateur 48 intègre les variations transitoires et il transmet le résultat de son intégration à l'amplificateur 40. Chaque entrée de l'amplificateur 40 est modi-30 fiée par une impédance de valeur appropriée, qui est indiquée sous la forme d'une résistance sur le dessin. Un sélecteur de mode, indiqué en 49, est relié à trois contacteurs indiqués par les lettres D, M et S. Le sélecteur de mode 49 fonctionne dans le circuit de commande de la puissan-35 ce de manière à modifier le niveau de la puissance minimale qui apparaît sur une ligne 45, le signal qui apparaît sur la ligne 44 et le gain du signal de puissance modifié voulu (débit de carburant) de l'amplificateur de commande de la puissance. L'appareil fonctionne suivant le mode D lorsqu'on désire faire entrer 40 le navire dans un bassin ou exécuter d'autres manoeuvres très 71 19440 n 2092164 lentes. Il convient de noter comme on le décrira en détail ci-après, que dans ce mode, c'est-à-dire, lorsque les contacts D sont fermés, aucun signal correspondant à un point de réglage de puissance n'est transmis à l'amplificateur 40. L'hélice à 5 pas variable constitue la commande principale. Un point de réglage de la puissance minimale est fourni par la source de tension 46 et une tension de référence constante, mais réglable, 50, est transmise au multiplicateur 42. Le signal de commande du débit de carburant varie dans la boucle de commande de puissance 10 pendant ce mode de fonctionnement, de manière à maintenir constante la vitesse du compresseur, à un certain pourcentage de la vitesse prévue. On divise ainsi le gain de puissance (et la vitesse du navire) du levier de propulsion par quatre environ. C'est-à-dire que dans le mode de fonctionnement D, lorsque le 15 levier de propulsion 34 ou 35 occupe la position "en avant toute" la vitesse du navire est égale à 25 pour cent de la vitesse totale . Dans les modes M et S qui indiquent respectivement des manoeuvres normales et la navigation en mer, les contacts indi-20 qués sont fermés de manière à fermer les circuits appropriés. Dans le mode M, le signal de puissance modifié du générateur de fonction 39 est encore modifié par une résistance d'entrée. Dans le mode S, la valeur de cette résistance est légèrement plus faible, de manière à compenser un niveau de puissance minimale 25 plus élevé de la source de tension 46. Pendant les modes M et S, le signal de commande du carburant transmis au multiplicateur 42 est, à nouveau, le signal qui exerce la commande du dispositif asservi 16. Comme indiqué plus haut, il est nécessaire de prévoir 30 le fonctionnement en marche arrière du navire et dans certains cas de maintenir la vitesse de sortie de l'arbre à une valeur sensiblement constante. Ces résultats sont obtenus en partie par la commande du pas de l'hélice, qui est indiquée, d'une manière générale, en 51. La sortie de la oommande 51 apparaît sur une 35 ligne 52 et elle constitue le signal d'entrée d'un amplificateur opérationnel 53 dont la sortie, à son tour, est connectée à un distributeur de commande asservi 54. Le distributeur asservi fonctionne de manière à faire varier le pas de l'hélice 8. Le pas réel de l'hélice est détecté par un transformateur différentiel 40 variable et linéaire 55 dont le signal est démodulé en 29 et 71 19440 2092164 constitue un signal de réaction proportionnel au pas réel. Il convient de noter que, normalement, le pas de l1hélice est nul pendant le démarrage de la turbine à gaz. Lorsqu'on désire augmenter la puissance, on met alors en fonctionnement la commande 5 de pas 51. Le dispositif de commande du pas fonctionne pour les modes M et D par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel 56. Le même signal de puissance provenant soit de.la source de tension 36, soit de la source 37 (non modifié par le générateur de fonction cubique 39) est transmis à l'amplificateur 56 pen-10 dant l'un ou l'autre mode M ou D. Dans ce cas, le signal de commande de puissance teikl à établir un pas voulu qui correspond à la vitesse voulue du bâtiment. Il est souhaitable d'amener le pas de l'hélice à sa valeur maximale très rapidement pendant le parcours du levier de 15 propulsion, de manière à ajouter son effet sur la vitesse du navire. Les résistances d'entrée 57, 58 de l'amplificateur 56 sont choisies de manière à maintenir une relation raisonnablement linéaire entre la position du levier de propulsion et la vitesse du navire. Comme on le voit sur la figure 2 du dessin , 20 pour les modes M et S, le pas atteint sa valeur maximale lorsque le levier de propulsion est disposé à 25 pour cent de sa course complète, tandis que pour le mode D, le pas complet est atteint pour sa course complète, car dans le mode D seule une puissance minimale est conservée tandis que le pas règle la vitesse du 25 navire. Dans les modes M et D, il existe un réglage maximal du pas en marche avant qui est indiqué d'une manière générale en 59, et qui permet une compensation des diverses conditions de charge et en conséquence un fonctionnement au pas optimal, en pleine mer. La diode 60 transmet le signal à la ligne 61 jusqu'à 30 ce qu'un certain niveau soit atteint, et à ce moment le pas peut être ajusté à la position appropriée sans dépasser la limite de blocage de la diode 60. Le pas maximal en marche arrière est déterminé par la tension de référence indiquée en 62, Lorsque le pas en marche arrière atteint sa valeur maximale, la diode 35 63 bloque toute autre variation du pas. Il convient de noter que le génarateur de fonction cubique 39 peut être modifié de manière à donner les deux tiers de la pleine vitesse en marche arrière lorsque le levier de propulsion 34 ou 35 est en position de pleine puissance. Dans cer-40 taines applications des turbines à gaz marines, cette caracté 71 19440 2092164 ristique est avantageuse. Dans le mode S, uns seconde boucle 64 de commande du pas entre en jeu. Le but de cette boucle est de constituer une seconde commande de vitesse de l'arbre de la turbine de charge, 5 par rapport et au-dessus du dispositif de commande'de vitesse, 21. La boucle 64 fonctionne conme un régulateur de vitesse de l'arbre pour les deux positions de marche avant et de marche arrière du levier de propulsion. Un signal de vitesse du capteur magnétique 28 qui indique la vitesse de la turbine de charge et 10 une tension de référence variable indiquée en 66, constituent les entrées d'un amplificateur opérationnel 65. Un réseau de réaction capacitif, 67, de l'amplificateur 65 a pour but d'intégrer tout signal d'erreur qui apparaît à la sortie de l'amplificateur. Dans la position de marche avant du levier de propulsion, ^ un contacteur 68 est en position basse, de manière à introduire un amplificateur opérationnel d'inversion de signe 69 dans le circuit 64. Si le levier de propulsion 34 ou 35 est amené à la position de marche arrière, l'amplificateur de comparaison 70, sa diode associée 71 et la bobine 72 n'attirent pas le contac-20 teur 68 vers sa position basse, mais lui permettent de rester en position haute de manière à shunter l'amplificateur d'inversion 69. Les signaux respectifs qui apparaissent sur les lignes 73 et 52 servent alors à faire varier le pas de l'hélice 8 de manière à maintenir la vitesse de l'arbre 6 de la turbine de 25 charge à une valeur constante, pour l'une et l'autre position de marche avant ou de marche arrière. Ce circuit de commande de vitesse isochrome peut être appelé le second circuit de commande du pas. Il convient de noter que lorsque le sélecteur de mode 30 49 est à la position S, le niveau de puissance minimale de l'amplificateur 40 est augmenté de & Bien que l'on ait décrit individuellement le fonctionnement des composante et des boucles, on décrira brièvement ci-35 après le fonctionnement de l'ensemble de l'appareil. La turbine à gaz est d'abord amenée à sa pleine vitesse sans aucune charge, à l'aide du dispositif de commande du démarrage, du dispositif de commande de la température, et du dispositif de commande de l'accélération. Cette opération est décrite 40 dans le brevet précité. A ce moment, la boucle de commande delà 71 19440 14 2092164 boucle de commande de la vitesse est réglée à une valeur correspondant à 102 55 de la vitesse nominale, et elle reste sur ce réglage comme régulateur de maximum isochrome, tandis que la turbine à gaz est commandée par le dispositif de réglage de la puis-5 sance. Chaque boucle de commande comporte une lampe indicatrice 74 qui indique à l'opérateur quelle est la boucle particulière qui exerce à tout instant la commande. La turbine à gaz est alors prête à fournir à l'arbre de sortie de la turbine de charge une puissance supérieure à la 10 puissance minimale correspondant à un pas nul. Si on suppose que le levier de propulsiofl de la passerelle exerce la commande et que le sélecteur de mode est à la position M, un déplacement du levier de propulsion vers la position de pleine vitesse en marche avant imprime au bâtiment une vitesse qui est directement 15 proportionnelle au point de réglage de la puissance (position du levier de puissance). Cette opération n'est effectuée que lorsque le point de réglage de la puissance est modifié dans le générateur de fonction cubique-et qu'il est comparé avec le signal de réaction de débit réel du carburant. La boucle de comman-20 de de la puissance exerce à ce moment la commande et émet le signal de commande du carburant qui appelle le débit minimal. Le point de réglage minimal de la puissance constitue une partie du signal de la puissance totale. A mesure que le levier de propulsion est déplacé v;ers la position de pleine vitesse en marche 25avant', le signal de puissance en marche avant voulu augmente suivant une relation cubique, de manière à maintenir la relation voulue entre la vitesse du navire et la position du levier de propulsion. Le signal de réaction de l'amplificateur de commande de la puissance est relativement constant, car le signal de vi-30 tesse correspond à la vitesse de l'arbre du compresseur. Comme tel, pour le niveau de puissance voulu, le signal de commande du carburant sur la ligne de sortie de l'amplificateur de commande de la puissance, est relativement constant, de manière à supprimer les contraintes thermiques sévères que subissent les •35 éléments situés dans le trajet des gaz chauds et qui sont produites par des variations brusques de débit du carburant. D'une manière correspondante, lorsque 1- levier de propulsion est déplacé dans la direction de la marche avant, le pas augmente depuis une valeur nulle jusqu'au pa.s complet pour une position 40 du levier qui correspond à 25 pour cent environ de sa course. 71 19440 15 2092164 La vitesse résultante du bâtiment est représentée comme augmentant linéairement en fonction du déplacement du levier de propulsion. La commande des tuyères fonctionne pendant cette phase du fonctionnement d'une manière essentiellement indépendante du 5 dispositif de commande du carburant. Pendant le mode de fonctionnement D, un niveau de puissance minimal assure un débit de carburant constant vers la chambre de combustion. Lorsque le levier de propulsion est déplacé vers la position de pleine vitesse en marche avant, le pas 10 de l'hélice augmente et imprime au navire la vitesse voulue. Le débit de carburant reste également relativement constant pendant ce mode de fonctionnement pour les diverses positions du levier de propulsion. La variation du pas de l'hélice suit linéairement dans ce mode de fonctionnement, la variation de vitesse du navire 15 et en conséquence, elle se superpose à la courbe de vitesse du navire en marche avant de la figure 2. Dans le mode S ou marche en pleine mer, la seconde boucle de commande du pas est mis en fonctionnement car elle constitue un point de réglage accru de la puissance minimale. 20 Cette commande du pas maintient la vitesse de l'arbre à la valeur réglée, par une, variation du pas de l'hélice. Dans le cas d'une inversion brutale d'urgence, c'est le dispositif de comparaison qui permet le maintien d'une vitesse presque constante. Le dispositif de comparaison détecte la 25 variation du signal et modifie presque instantanément la position du contacteur. Il convient d'indiquer à nouveau que, bien que la boucle de puissance commande le signal de commande du carburant,les autres dispositifs de commande fonctionnent comme éléments de 30protection. Bien qu'on ait décrit ci-dessus le mode de réalisation considéré comme le plus avantageux de l'invention, il va de soi que diverses autres modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son cadre. 71 19440 2092164 REVENDICATIONS 1 - Appareil de commande d'une turbine à gaz à deux arbres, destinée à des applications marines, par exemple dans un bâtiment comportant une hélice à pas réversible commandé fixé à un arbre 5 de charge relié à la turbine à gaz et qui doit fonctionner à une vitesse de l'arbre de charge voulue et comportant, de plus, un dispositif alimentant en carburant une chambre de combustion de la turbine à gaz suivant"un signal de commande du carburant, S caractérisé en ce qu'il comprend une commande ôe carburant com-10 portant des moyens de réglage de la puissance équipé d'un dispositif d'entrée à commande manuelle et comprenant un générateur de fonction émettant un premier signal de référence pour la commande du carburant, afin qu'il existe une relation sensiblement linéaire entre la position dudit dispositif d'entrée et la vites-15 se voulue du bâtiment, des moyens produisant un premier signal de réaction représentant le débit réel de carburant vers la chambre de combustion, des moyens comparant la première référence et les premiers signaux de réaction et réglant le débit de carburant de manière à réduire la différence entre les signaux à 20 une valeur nulle, une commande du pas comprenant un dispositif émettant un second signal de référence représentant une vitesse voulue de l'arbre de charge, des moyens comparant le second signal de référence et le second signal de réaction afin de régler le pas de l'hélice en fonction de la différence de ces signaux 25 de manière à maintenir la vitesse réelle de l'arbre de charge à une valeur sensiblement égale à la vitesse voulue, pour un niveau de puissance quelconque. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite commande comprend, de plus, des moyens réglant 30 la puissance en marche avant ou en marche arrière du bâtiment et comprenant des moyens de comparaison détectant la position du dispositif d'entrée afin de déterminer si la puissance désirée est destinée à la marche avant ou à la marche arrière, et un amplificateur d'inversion commandé par le dispositif de comparai-35 son et agencé de manière à modifier la polarité du signal de sortie de la commande du pas suivant le sens de propulsion voulu pour le navire.