СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
METHOD TO CONTROL GAS TURBINE ENGINE FUEL SYSTEM

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).
Известен способ контроля топливной системы ГТД, заключающийся в том, что после каждого полета и перед каждым вылетом контролируют отсутствие подтекания топлива и масла [1].
Недостатком известного способа является его низкая эффективность с точки зрения обнаружения зарождающихся дефектов в топливной системе ГТД.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ контроля топливной системы ГТД, заключающийся в том, что измеряют давление топлива в коллекторе камеры сгорания (КС) ГТД, сравнивают его с наперед заданной величиной и, если давление ниже этой величины, формируют сигнал «Неисправность топливной системы» [2].
Недостатком этого способа является следующее.
Сигнал «Неисправность топливной системы» является интегральным, т.е. без локализации неисправности до конкретного отказавшего узла или агрегата топливной системы. Это затрудняет и удлиняет процедуру устранения неисправности и, как следствие, снижает экономическую эффективность работы ГТД.
Кроме того, такой способ контроля в системе топливопитания с резервированием (например, в топливной системе двигателя ТВ7-117, входящего в силовую установку самолетов Ил-114, и содержащей последовательно соединенные первый топливный насос, топливный фильтр, устройство переключения насосов, дозатор топлива, причем ко второму входу устройства переключения насосов подключен второй топливный насос) не позволяет обнаружить отказ резервированных узлов. Это не позволяет своевременно восстановить резерв системы и, как следствие, снижает надежность работы ГТД.
Целью изобретения является повышение полноты контроля топливной системы ГТД и, как следствие, повышение надежности и эффективности работы ГТД и безопасности ЛА.
Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля топливной системы ГТД с двумя топливными насосами, заключающемся в том, что измеряют давление топлива в коллекторе КС ГТД, дополнительно измеряют частоту вращения ротора двигателя, фактический расход топлива в КС, давление газа в КС и давление топлива на входе в топливный фильтр, сравнивают давление топлива в коллекторе КС ГТД с давлением газа в КС, если перепад не укладывается в заданный наперед диапазон, определяемый для каждого типа двигателей расчетно-экспериментальным методом, формируют сигнал «Неисправность топливной системы», по частоте вращения ротора двигателя по известной зависимости определяют расчетное давление топлива перед топливным фильтром, если измеренное давление топлива на входе в топливный фильтр больше расчетного на заданную наперед величину, формируют сигнал «Отказ топливного фильтра», если измеренное давление топлива на входе в топливный фильтр меньше расчетного на заданную наперед величину, формируют сигнал «Отказ первого топливного насоса», на режиме выбега ротора ГТД устанавливают дозатор топлива в положение, обеспечивающее максимальный расход топлива, если измеренное давление топлива на входе в топливный фильтр меньше расчетного на заданную наперед величину, формируют сигнал «Отказ второго топливного насоса».
На чертеже представлена схема устройства, реализующего заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), первый блок 2 нелинейности (БН), сумматор 3, второй вход которого подключен к выходу БД 1, а выход через второй БН 4 - к табло 5 «Неисправность топливного фильтра», через третий БН 6 - к табло 7 «Неисправность первого насоса», через четвертый БН и нормально разомкнутый ключ 9 - к табло 10 «Неисправность второго насоса», управляемый вход ключа 9 подключен к выходу БД 1 через логический элемент И 11 и пятый 12 и шестой БН 13, последовательно соединенные второй сумматор 14, оба входа которого подключены к выходу БД 1, седьмой БН 15, табло 16 «Неисправность топливной системы».
Устройство работает следующим образом.
Неисправность топливной системы определяется следующим образом.
2
2
В сумматоре 14 вычисляется перепад топлива на форсунках КС ГТД: сравниваются величины давления топлива в коллекторе и давления газа в КС ГТД, поступающие из БД 1. Величина перепада подается в БН 15. Если перепад не укладывается в наперед заданный диапазон, определяемый расчетным путем и уточняемый по результатам стендовых и летных испытаний двигателя (для двигателя ТВ7-117 это диапазон составляет от 1,4 кг/см до 3,4 кг/см), на выходе БН 15 формируется сигнал на табло 16 «Неисправность топливной системы».
Локализация отказавшего элемента топливной системы производится следующим образом.
топ.расч.
топ.расч.
топ.изм.
топ.
По величине частоты вращения ротора двигателя, получаемой из БД 1, в БН 2 формируется расчетное значение давления Р топлива. В сумматоре 3 Р сравнивается с измеренным (из БД 1) значением давления топлива Р. На выходе сумматора 3 формируется величина рассогласования ΔР между измеренным и расчетным давлениями топлива
топ.
топ.
2
Для обеспечения контроля работоспособности топливного фильтра величина ΔР в БН 4 сравнивается с наперед заданной константой (для двигателя ТВ7-117 эта константа равна 5 кг/см). Наиболее часто встречающийся отказ топливного фильтра, приводящий к существенному изменению подачи топлива в КС ГТД, - это засорение фильтра. При засорении фильтра давление топлива перед фильтром растет: величина ΔР становится больше константы, на выходе БН 4 формируется сигнал, подаваемый на табло 5 «Отказ топливного фильтра».
топ.
топ.
2
Для обеспечения контроля работоспособности первого топливного насоса величина ΔР в БН 6 сравнивается с наперед заданной константой (для двигателя ТВ7-117 эта константа равна 24 кг/см). При отказе первого топливного насоса давление топлива перед фильтром существенно падает: величина ΔР становится меньше константы, на выходе БН 6 формируется сигнал, подаваемый на табло 7 «Отказ первого топливного насоса».
топ.
2
Для обеспечения контроля работоспособности второго топливного насоса величина ΔР в БН 8 сравнивается с наперед заданной константой (для двигателя ТВ7-117 эта константа равна 8 кг/см). Контроль второго топливного насоса проводится на режиме выбега после перевода дозатора топлива в положение, обеспечивающее максимальный расход топлива:
- при снижении частоты вращения ротора двигателя, подаваемого из БД 1 в БН 13, ниже определенной величины (для двигателя ТВ7-117 эта величина составляет 35%) на выходе БН 13 формируется сигнал, подаваемый на вход элемента И 11.
- при увеличении расхода топлива, подаваемого из БД 1 в БН 12, выше определенной величины (для двигателя ТВ7-117 эта величина составляет 450 кг/ч), на выходе БН 12 формируется сигнал, подаваемый на вход элемента И 11.
При этом на выходе элемента И 11 формируется сигнал, замыкающий нормально разомкнутый ключ 9.
топ.
При отказе второго топливного насоса на режиме выбега производительности одного первого насоса для обеспечения максимального расхода топлива не хватает. При этом давление топлива перед фильтром падает: величина ΔР становится меньше константы, на выходе БН 8 формируется сигнал, подаваемый через замкнутый ключ 9 на табло 10 «Отказ второго топливного насоса».
Таким образом, обеспечивается повышение полноты контроля топливной системы ГТД и, как следствие, повышение надежности и эффективности работы ГТД и безопасности ЛА.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. И.В.Кеба «Летная эксплуатация вертолетных ГТД». - М.: Транспорт, 1976 г.
2. И.В.Кеба «Диагностика авиационных ГТД». - М.: Транспорт, 1980 г.