УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗАЦИЕЙ КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
CONTROL DEVICE OF MECHANISATION OF GAS TURBINE ENGINE COMPRESSOR

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.
Таким образом, повышается качество работы устройства управления и за счет этого повышается надежность работы ГТД и безопасность ЛА.