RU2438031C2 - Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine - Google Patents
Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438031C2 RU2438031C2 RU2009107249/06A RU2009107249A RU2438031C2 RU 2438031 C2 RU2438031 C2 RU 2438031C2 RU 2009107249/06 A RU2009107249/06 A RU 2009107249/06A RU 2009107249 A RU2009107249 A RU 2009107249A RU 2438031 C2 RU2438031 C2 RU 2438031C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- afterburner
- fuel consumption
- fuel
- fuel flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ТРДФ) с форсажной камерой сгорания (ФКС).The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and can be used in electronic hydromechanical systems (ACS) for automatic control of gas turbine engines (TRDF) with afterburner combustion chamber (FCC).
Известен способ управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренному давлению воздуха за компрессором двигателя управляют расходом топлива в ФКС (форсажным топливом) (Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД», М., «Машиностроение», 1965).A known method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the measured air pressure behind the engine compressor controls the fuel consumption in the FCC (afterburner fuel) (Cherkasov BA "Automation and regulation of the WFD", M., "Engineering", 1965).
Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает сохранение неизменным режима работы газогенератора, т.к. влияние подачи форсажного топлива на перепад давлений на турбине не контролируется. Это может привести к значительному отклонению температуры газов перед турбиной от расчетного значения. Это, в свою очередь, снижает надежность работы двигателя и приводит к ускоренной выработке его ресурса.The disadvantage of this method is that it does not ensure that the operating mode of the gas generator is unchanged, because the effect of boost fuel supply on the pressure drop across the turbine is not controlled. This can lead to a significant deviation of the gas temperature in front of the turbine from the calculated value. This, in turn, reduces the reliability of the engine and leads to accelerated development of its resource.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающийся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором двигателя, давлению газа за турбиной двигателя, положению рычага управления двигателем (РУД) и расходу топлива в основную камеру (ОКС) сгорания (основной расход топлива) управляют расходом топлива в ФКС (Шляхтенко С.М. «Теория авиационных ВРД», М., «Машиностроение», 1974 г.).Closest to this invention in technical essence is a method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the measured air temperature at the engine inlet, air pressure behind the engine compressor, gas pressure behind the engine turbine, position of the engine control lever (ORE) and the fuel consumption in the main combustion chamber (ACS) (main fuel consumption) is controlled by the fuel consumption in the FCC (Shlyakhtenko S. M. “Theory of aviation WFD”, M., “Engineering”, 1974).
Недостатком этого способа является то, что он не учитывает существенное влияние конструкции топливной системы форсажного контура двигателя на динамику ФКС, а именно не учитывается влияние процесса заполнения топливных коллекторов на процесс изменения тяги двигателя в ходе форсажной приемистости. Это приводит к ступенчатому изменению эффективного расхода топлива и соответственно к ступенчатому изменению тяги двигателя в процессе приемистости. Для современных двигателей Ал-31Ф и Д30-Ф6, имеющих пять групп коллекторов в ФКС и жесткие требования по времени выхода двигателя на режим «полный форсаж» (1…2 с) без провалов по тяге, этот недостаток является существенным. Ступенчатое изменение эффективного расхода топлива может привести к недобору тяги двигателя в нужный момент. Это снижает надежность работы двигателя и безопасность ЛА.The disadvantage of this method is that it does not take into account the significant effect of the design of the fuel system of the afterburner circuit of the engine on the dynamics of the FCC, namely, it does not take into account the effect of the process of filling the fuel collectors on the process of changing the engine thrust during afterburner injectivity. This leads to a stepwise change in the effective fuel consumption and, accordingly, to a stepwise change in the engine thrust during the throttle response. For modern Al-31F and D30-F6 engines, which have five groups of collectors in the FCC and strict requirements for the time the engine takes to the “full boost” mode (1 ... 2 s) without draft failures, this drawback is significant. A stepwise change in the effective fuel consumption can lead to an undersupply of engine thrust at the right time. This reduces the reliability of the engine and the safety of the aircraft.
Целью изобретения является повышение надежности работы двигателя и безопасности ЛА за счет повышения качества работы САУ на форсажных режимах работы двигателя.The aim of the invention is to increase the reliability of the engine and the safety of the aircraft by improving the quality of the ACS in afterburning modes of the engine.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления расходом топлива в ФКС ТРДФ, заключающемся в том, что по измеренным температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором, давлению газа за турбиной двигателя, положению РУД и расходу топлива в ОКС сгорания управляют расходом топлива в ФКС, дополнительно в процессе форсажной приемистости при подключении очередного топливного коллектора ФКС на время его заполнения увеличивают расход форсажного топлива через «предыдущий» коллектор на величину объема очередного.The goal is achieved by the fact that in the method of controlling fuel consumption in the FCC turbofan engine, which consists in the fact that the flow rate is controlled by the measured air temperature at the engine inlet, air pressure behind the compressor, gas pressure behind the engine turbine, throttle position and fuel consumption fuel in the FCC, in addition, in the process of afterburning pickup, when connecting the next FKS fuel collector for the time of its filling, the afterburner fuel consumption through the “previous” collector is increased by the size of the queue th.
На фигуре представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.The figure shows a diagram of a device that implements the inventive method.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков параметров двигателя и воздуха на входе в двигатель, электронный регулятор 2 (ЭР) режимов работы двигателя, блок элекгрогидропреобразователей 3, к выходу блока 3 подключены дозаторы 4 форсажного топлива (по одному на каждый топливный коллектор ФКС), каждый дозатор 4 через свой запорный клапан (ЗК) 5 подключен к своему топливному коллектору ФКС, вход каждого ЗК 5 соединен с ЭР 2.The device contains a series-connected
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
По измеренным с помощью БД 1 температуре воздуха на входе в двигатель, давлению воздуха за компрессором двигателя, давлению газа за турбиной двигателя, положению РУД и расходу топлива в ОКС ЭР 2 формирует заданное значение расхода топлива в ФКСAccording to the measured at the engine inlet air
где Gт ф зад - заданный расход топлива в ФКС,where GT f ass - a given fuel consumption in the FCC,
α руд - угол установки РУДα ores - angle of ore installation
Твх - температура воздуха на входе в двигатель,TVh - air temperature at the engine inlet,
Рк - давление воздуха за компрессором двигателя,Pk - air pressure behind the engine compressor,
Рт - давление газа за турбиной двигателя,RT is the gas pressure behind the engine turbine,
Gт окс - измеренный расход топлива в ОКС.GT ox - measured fuel consumption in the ACS.
Примеры зависимости (1) приведены в книге Шляхтенко С.М. «Теория авиационных ВРД», М., «Машиностроение», 1974 г.Examples of dependence (1) are given in the book Shlyakhtenko S.M. "The theory of aviation WFD", M., "Engineering", 1974
В зависимости от величины заданного расхода форсажного топлива ЭР 2 формирует электрические управляющие воздействия, поступающие в блок 3, где они преобразуются в гидравлические управляющие воздействия на дозаторы 4. Количество дозаторов 4 зависит от количества коллекторов ФКС и определяется так: по одному дозатору на коллектор. В качестве примера в описании и на фигуре выбран вариант ФКС с пятью коллекторами.Depending on the value of the predetermined afterburner fuel consumption,
Запуск ФКС и вывод двигателя на режим минимального форсажа обеспечивается с помощью первого дозатора и первого (пускового) коллектора. При переводе пилотом РУД на площадку «минимальный форсаж» ЭР 2 обеспечивает:The start of the FCC and the conclusion of the engine to the minimum afterburner mode is provided by the first dispenser and the first (starting) collector. When the pilot transfers the ore to the “minimum afterburner” platform,
- расчет заданного расхода форсажного топлива для режима «минимальный форсаж»;- Calculation of the prescribed boost fuel consumption for the “minimum boost” mode;
- перевод первого дозатора 4 в положение, соответствующее заданному расходу форсажного топлива;- transfer of the
- открытие первого ЗК 5;- opening of the first ZK 5;
- включение агрегата «огневой дорожки» (не показан).- inclusion of the unit "firing track" (not shown).
После запуска ФКС и выхода двигателя на режим «минимальный форсаж» ЭР 2 формирует сигнал пилоту «Форсаж включен».After starting the FCC and the engine enters the “minimum boost” mode,
При переводе пилотом РУД в положение «максимальный форсаж» ЭР 2 обеспечивает:When the pilot transfers the ore to the “maximum afterburner” position,
- расчет заданного расхода форсажного топлива для режима «максимальный форсаж»;- Calculation of the prescribed fuel consumption of afterburning fuel for the "maximum boost" mode;
- распределение заданного расхода форсажного топлива между дозаторами в зависимости от пропускной способности соответствующего дозатору топливного коллектора ФКС;- distribution of a given consumption of afterburning fuel between the dispensers, depending on the throughput of the corresponding FCS fuel manifold dispenser;
- поочередное включение в работу оставшихся четырех дозаторов 4.- alternate inclusion in the work of the remaining four
При этом при включении в работу второго дозатора 4 ЭР 2 обеспечивает:Moreover, when you turn on the work of the
- перевод второго дозатора 4 в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива;- transfer of the
- расчет времени заполнения второго коллектора топливом (объемы коллекторов хранятся в запоминающем устройстве ЭР 2 - на фигуре не показано);- calculation of the time of filling the second collector with fuel (collector volumes are stored in the storage device ER 2 - not shown in the figure);
- открытие второго ЗК 5;- the opening of the second ZK 5;
- перевод первого дозатора 4 на время заполнения второго коллектора в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива, увеличенному на величину, соответствующую объему второго коллектора.- transfer of the
Перевод производится равномерно таким образом, чтобы к окончанию времени заполнения расход вырос на величину объема коллектора.The translation is carried out evenly so that by the end of the filling time the flow will increase by the value of the collector volume.
В момент окончания заполнения второго коллектора по команде ЭР 2 первый дозатор 4 за минимально возможное время возвращается в положение, соответствующее заданному для него расходу форсажного топлива.At the moment of completion of filling the second collector with the
Включение в работу остальных трех дозаторов производится аналогично.The inclusion of the remaining three dispensers is similar.
Т.о. обеспечивается плавное изменение эффективного расхода топлива и соответственно плавное изменение тяги двигателя в процессе приемистости, т.е. повышение качества работы САУ. Следствием этого является повышение надежности работы двигателя и безопасности ЛА.T.O. provides a smooth change in effective fuel consumption and, accordingly, a smooth change in engine thrust during the throttle response, i.e. improving the quality of work of self-propelled guns. The consequence of this is to increase engine reliability and aircraft safety.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009107249A RU2009107249A (en) | 2010-10-27 |
RU2438031C2 true RU2438031C2 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=44041810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009107249/06A RU2438031C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2438031C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555427C1 (en) * | 2014-07-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Filling method of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engine |
RU2568015C1 (en) * | 2014-09-26 | 2015-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Method of filling of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engines |
RU2592562C1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-07-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Aircraft turbojet engine control method |
RU2726966C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-07-20 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Method for controlling fuel flow into afterburner combustion chamber of by-pass engine |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699324C2 (en) * | 2017-12-18 | 2019-09-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Fuel supply system to afterburner combustion chamber |
CN113864067B (en) * | 2020-06-30 | 2022-08-02 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | Rolling optimization prediction closed-loop controller and system |
CN113532688B (en) * | 2021-06-23 | 2022-09-06 | 中国航发沈阳发动机研究所 | Real-time calculation method for outlet temperature of main combustion chamber of gas turbine engine |
-
2009
- 2009-02-27 RU RU2009107249/06A patent/RU2438031C2/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555427C1 (en) * | 2014-07-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Filling method of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engine |
RU2568015C1 (en) * | 2014-09-26 | 2015-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Method of filling of fuel manifolds of combustion chambers of gas-turbine engines |
RU2592562C1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-07-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Aircraft turbojet engine control method |
RU2726966C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-07-20 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Method for controlling fuel flow into afterburner combustion chamber of by-pass engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009107249A (en) | 2010-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2438031C2 (en) | Control method of fuel flow to afterburner of gas turbine engine | |
EP2472085B1 (en) | Gas turbine engine with bleed air system | |
RU2435972C1 (en) | Control method of fuel flow to multi-manifold combustion chamber of gas turbine engine | |
RU2435969C2 (en) | Control method of gas turbine engine with afterburner | |
RU2387857C2 (en) | Method control operation of aircraft gas turbine engine with afterburner | |
CN105317561A (en) | Two-shaft gas turbine | |
RU2555784C1 (en) | Control over gas turbine engine with afterburner combustion chamber | |
RU2442001C2 (en) | Control method gas-turbine engine with afterburner | |
CN102062026B (en) | Method and apparatus for controlling engine torque during intrusive testing | |
RU2435973C1 (en) | Method of fuel flow control at start of gas turbine engine | |
RU2432478C2 (en) | Control method of gas turbine engine with afterburner | |
RU2464437C1 (en) | Control method of jet turbine double-flow engine with afterburner | |
CN105164391A (en) | Ignition control system for internal combustion engine and ignition control method | |
CN115324742A (en) | Self-adaptively adjusted boosting oil supply control method and device for turbofan engine | |
EP2053231A2 (en) | Gas turbine engine reheat fuel system | |
RU2315883C1 (en) | Method to control fuel delivery into afterburner of gas-turbine engine | |
RU2592562C1 (en) | Aircraft turbojet engine control method | |
RU2386837C2 (en) | Method to control gas turbine engine with afterburner combustion chamber | |
RU148619U1 (en) | FILLING SYSTEM FOR FUEL COLLECTORS OF COMBUSTION CHAMBERS OF A GAS TURBINE ENGINE | |
RU2705500C1 (en) | Control method of gas turbine engine with afterburner combustion chamber | |
RU151397U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE CONTROL SYSTEM WITH FORCING COMBUSTION CHAMBER | |
RU2258149C1 (en) | Method to control fuel delivery into afterburner | |
RU2389890C2 (en) | Control method of gas turbine engine with afterburner | |
RU2730581C1 (en) | Method of controlling supply of fuel to gas turbine engine and system for its implementation | |
RU151396U1 (en) | DEVICE FOR FILLING FUEL COLLECTORS OF COMBUSTION CHAMBERS OF A GAS TURBINE ENGINE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |