Пристрій управління протикриговою системою газотурбінного двигуна

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для защиты газотурбинного двигателя ГТД от обледенения, и позволяет повысить надежность работы противообледенктельной системы ГТД. По сигналам с датчиков 1,5 и 15 давления, температуры и оборотов в зависимости от ре 26-91 жима работы двигателя 20 формируется сигнал управления на исполнительный элемент 9, регулирующий подачу горячего воздуха по воздухопроводу 17 к вентилятору 19. Перед запуском при работе двигателя производится контроль цепей связи и самих датчиков 1,5 и 15, давления, температуры и оборотов с помощью сигнализаторов 4 и 13 обрыва цепи датчика 5 температуры, источников 21 и 24 постоянного напряжения и опорного напряжения, резистора 22, поступающего блока 23, блока 25 сравнения и блока 26 анализа, результаты контроля отображаются на блоке 11 регистрации. Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность его работы. 2 ил. Фиг.1 1663976 1 Устройство работает следующим образом. Сигнализатор 7 температуры настраивает на определенную температуру t, которая выше расчетной температуры обледенения t t ^ (причем при температуре t никогда не наступает обледенение). Этим достигается включение 0 работу устройства до начала наступления обледенения, что не допускает образования льда на стойках 18 вентилятора с обтекателем, а следовательно, и попадания его на вентилятор 19 газотурбинного двигателя 20. После включения напряжения питания устройства перед запуском газотурбинного двигателя 20 на второй вход элемента И 6 с сигнализатора 16 оборотов выдается сигнал в виде логий ческого уровня "0 ,(Запрещающий прохождение через него сигналов с логическим уровнем " 1 " с сигнализаторов 7,3 и 4 температуры, минимального давления и обрыва цепи датчика давления, далее через линию 10 задержки на блок 11 регистрации. Наличие сигналов с логическим уровнем " і " на выходах сигнализаторов 3 и 4 минимального давления и обрыва цепи датчика давления объясняется тем, что давление в воздухопроводе 17 равно нулю, а цепь датчика 1 давления исправна. Наличие сигнала с логическим уровнем " Г 1 на выходе сигнализатора 7 температуры определено температурой забортного воздуха, которая, как говорилось выше, ниже температуры t настройки сигнализатора 7 температуры. Вьщача запрещающего сигнала с выхода сигнализатора 16 оборотов на элемент И 6 при неработающем двигателе позволяет исключить ложную выдачу 45 команды на блок 11 регистрации. Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для защиты газотурбинного двигателя от обледенения . Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. На Лиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства» на фиг. 2 - структурная схема блока ана- 10 лиза. Устройство управления противообледенителыюй системой газотурбинного двигателя содержит датчик 1 давления, согласующий каскад 2, сигнализатор 3 15 минимального давления, сигнализатор 4 обрыва цепи датчика давления,'датчик 5 температуры, элемент И 6, сигнализатор 7 температуры, переключающий элемент 8, исполнительный элемент 9, 20 линию 10 задержки, блок 11 регистрации, согласующий каскад 12 датчика, температуры, сигнализатор 13 обрыва цепи датчика температуры, элемент И И 14, датчик 15 оборотов, сигналиЛ 25 затор 16 оборотов, воздухопровод 17, стойку 18 вентилятора с обтекателем, вентилятор 19 газотурбинного двигателя 20, источник 21 постоянного напряжения, резистор 22, согласующий блок 23, источник 24 опорного напря- 30 жения, блок 25 сравнения и блок 26 анализа, выход источника 21 постоянного напряжения подключен через р е зистор 22 к первому входу сигнализато-^ ра 16 оборотов, дополнительный выход датчика 15 оборотов подключен к второму входу сигнализатора 16 оборотов и входу согласующего блока 23, выход которого подключен к первому входу блока 25 сравнения, второй вход кото- 40 рого подключен к выходу источника 24 опорного напряжения, а выход - к входу блока 26 анализа, выход которого подключен к блоку 11 регистрации. Блок 26 анализа (см.фиг.2) содержит генератор 27 импульсов, последовательно соединенный с п IR-тритгерами 2 8 ^ . . . 2 8 п н RS-триггером 29 ,Q -выход которого соединен с 1-входом первого из п триггеров 28*...28 у, и с блоком 11 регистрации. Выход блока 30 начальной установки соединен с первым входом элемента И И 31 и S-входом RSЛ триггера 29, R-вход которого и второй .* вход элемента И И 31 соединены с выхоЛ дом блока 25 сравнения, выход элемента И И 31 соединен с R-входами Л IR-триггеров 2 б ( . . . 2 8 п * После включения напряжения питания устройства осуществляется непрерывный контроль цепи датчика 15 оборотов, а блок 30начальной установки блока 26 анализа устанавливает IRтриггеры 2 8 4 . . . 2 8 п и RS-триггер 29 в исходное состояние. При этом с г)-выхода RS-триггера 29 на I-вход первого IR-триггера 28. прещающии сигнал в виде логического уровня "0", и триггер не переключается по импульсам генератора 27 импульсов . 1663976 При исправном датчике 15 оборотов lR-трнггеров 2.8 ц. .. .}.8у. блока '16 анаи линии связи с сигнализатором 16 лиза разрешает счет импульсов генераоборотов ток источника 21 постоянного тора 2/ импульсов. Если до переполненапряжения обтекает цепь: резистор 22, ния блока 26 анализа, а следовательвход I сигнализатора 16 оборотов, но, и установки его на самоблокировку линия связи с датчиком 15 оборотов, произойдет нарушение цепи датчика 15, вход III сигнализатора 16 оборотов, то на выходе блока 25 сравнения пом с которого поступает высокий уровень явится сигнал в виде логического " 0 , напряжения на* вход согласующего бло10 воздействующий на установочные входы ка 23. Этот уровень передается на триггеров блока 26 анализа, вследствход блока 25 сравнения, и так как вие чего он обнулится и удержится в он превышает величину опорного натаком состоянии, пока на выходе блопряжения, то блок 26 анализа находитка 25 сравнения сигнал в виде логи~ ся в режиме самоблокировки. j^ ческого "О" не исчезнет. При наличии неисправности типа При этом продолжается выдача сигобрыв в цепи датчика 15 произойдет нала о нарушении цепи датчика 15. уменьшение напряжения на входе соглаЕсли в какой-либо момент времени сующего блока ^3, следовательно, нацепь датчика 15 восстанавливается, пряжение на его выходе станет меньше 20 то на выходе блока ^5 сравнения сигвеличины опорного напряжения, блок 25 нал с логическим уровнем "О11 исчезсравнения перейдет в состояние логинет и IR-триггеры 28^...28^ блока 26 анализа начинают накапливать импульческого "О" по выходу, что приведет сы генератора 27. Как только настук срабатыванию RS-триггера .19 в блоке 26 анализао Таким образом, с вы25 пает переполнение блока 26 анализа хода блока 26 анализа на блок 11 репутем изменения состояния RS-триггегистрации будет поступать сигнал о ра 29 и подачи с его Q-выхода сигнала логического уровня "О" на 1-вход нарушении цепи датчика 15 оборотов» первого триггера 28 f, он устанавливаПри наличии неисправности типа переменный контакт произойдет про30 ется на самоблокировку, т . е . первый падание напряжения на время нарушения IR-тритгер 28 не переключается по имцепи датчика 15. На выходе согласуюпульсам генератора 27 импульсов. щего блока 23 также произойдет пропаПри этом снимается сигнал о нару- , дание напряжения на время нарушения шении цепи датчика 15 оборотов. Время цепи датчика. от момента разрешения счета импульсов 35 генератора 27 импульсов до его переНапряжение на втором входе блока 25 сравнения, поступающее от источполнения выбирается из расчета макника 24 опорного напряжения, по велисимально возможного интервала между чине больше, чем напряжение, поступаюнарушениями цепи датчика 15, но не щее с согласующего блока 23 в период 4 менее 2-3 периодов частоты его вкодг; Q нарушения цепи датчика 15. Следованого сигнала. тельно, на выходе блока 25 сравнения Это необходимо для того, чтобы получают сигнал в виде логического после исчезновения нарушения цепи "О", снимающий блок 26 анализа с самодатчика 15 обеспечить надежную и усблокировки и удерживающей его в сос45 тойчивую работу сигнализатора 16 оботоянии обнуления. При этом RS-тригротов . гер 29 ввдает сигнал о нарушении цепи Непрерывный контроль цепи датчидатчика 15 оборотов. ка 15 оборотов, даже до запуска газоПри восстановлении цепи датчика 15 турбинного двигателя, позволяет иснапряжение на выходе согласующего бло 50 ключить выполнение полетного задания ка 23 восстанавливается до номинальс неисправной противообледенительного уровня, превышающего напряжение ной системой, что позволяет повысить с источника 24 опорного напряжения, безопасность полетов. в результате чего на выходе блока 25 При запуске газотурбинного двигасравнения сигнал в виде логического сс теля 20 сигнал с датчика 15 оборотов "О" исчезает и появляется сигнал в . в виде переменного напряжения, напривиде логической " Г 1 . Появление сигнамер синусоидального, период следовам ли ния которого пропорционален числу ла с логическим уровнем " 1 " через оборотов ротора газотурбинного двигаэлемент И И 31 на установочных входах Л 1663976 теля 20, поступает на сигнализатор 16 оборотов . При выходе газотурбинного двигателя- 20 на заданный режим работы, при котором создается требуемое с давление на входе исполнительного элемента 9, на выходе сигнализатора 16 оборотов вырабатывается сигнал в виде логической " 1 " , поступающий на элемент И 6 и разрешающей прохождение ю через него сигналов с логическим уровнем " 1 " . При снижении температуры забортного воздуха до температуры t настройки сигнализатора 7 температуры (или f5 ниже) последний выдает сигнал в виде логического уровня " і " на элемент И 6 и на переключающий элемент 8, который срабатывает и включает исполнительный элемент 9. 20 Последний представляет собой электромагнитный редукционный клапан, установленный в воздухопроводе 17 (как показано на фиг. 1) . При включении исполнительного элемента 9 горячий воздух с более низким давлением по воздухопроводу 17 поступает на стойки 18 вентилятора с обтекателем и обогревает нх. Сигнал с логическим уровнем " 1 " 30 с выхода сигнализатор'а 7 температуры поступает на элемент И 6, на трех других входах которого также присутствуют сигналы в виде логического уровня М 1 И . На выходе элемента И 6 35 также появляется сигнал с логическим уровнем "1", который поступает на линию 10 задержки. Время задержки последней больше времени восстановления давления в воздухопроводе 17, превы- 40 тающего минимальное значение после включения исполнительного элемента 9. После включения исполнительного элемента 9 в воздухопроводе 17 создается определенное рабочее давление,, 45 контролируемое датчиком 1 давления $ с выхода которого сигнал, пропорциональный давлению, поступает на согласующий каскад 2 датчика давления. При достижении в воздухопроводе 17 CQ давления, превышающего минимальное, с выхода сигнализатора 3 минимального давления снимается сигнал в виде логического уровня " і " и выдается сигнал в виде логического уровня "О". ,с При этом сигнал в виде логического уровня " 1 " с выхода элемента И 6 снимается и не регистрируется блоком 11 регистрации, так как время задержки З линии 10 задержки превышает время, необходимое для достижения давления в воздухопроводе I / больше минимального . Этим исключается ложная регистрация команды о нарушениях в противообледенительной системе при включении исполнительного элемента 9 на работающем газотурбинном двигателе 21). При понижении давления в воздухопроводе 11 ниже минимального, при котором обогрев стоек 18 вентилятора с обтекателем не эффективен, с выхода сигнализатора 3 минимального давления выдается сигнал в виде логического уровня " 1 " на элемент И 6. Наличие сигналов с логическим уровнем " 1 " на всех входах элемента И 6 приводит к появлению на его выходе также сиг-* нала с логическим уровнем " 1 м , который поступает на линию 10 задержки. Если сигнал, свидетельствующий о минимальном давлении, с сигнализатора 3 минимального давления не снимается, то через время ? определяемое линией 10 задержки, в блоке 11 регистрации фиксируется команда, например» "Противооблединительнач система не в норме", и оператор принимает соответствующее решение согласно инструкции. При обрыве цепи датчика 1 давления, что равносильно понижению давления в .воздухопроводе 17, на выходе сигнализатора 4 обрыва цепи датчика давления появляется сигнал в виде логического уровня " 0 й , запрещающего прохождение сигналов через элемент И 6 на блок М1 регистрации. Сигнал в виде логического уровня •"0" с сигнализатора 4 обрыва цепи датчика давления через элемент КПИ 14 поступает на блок 11 регистрации, в результате чего регистрируется команда о нарушении цепи датчика противообледенительной системы. При обрыве цепи датчика 5 темпе-; 'ратуры на выходе сигнализатора 13 обрыва цепи датчика температуры появляется сигнал } например, в виде логического уровня " 0 " , который через элемент ИЛИ 14 поступает на блок 11 регистрации, в результате регистрируется команда о нарушении цепи датчика температуры противообледенительной системы. Необходимость контроля цепи датчика 5 температуры вызвана тем, что необходимо вовремя сигнализировать о . I 1663976 наличии повреждения в цепи датчика, так как при этом сигнализатор 7 температуры не будет выдавать сигнал даже и тогда, когда температура воздуха ниже температуры обледенения, следовательно, газотурбинный двигатель 20 не будет защищен от обледенения, что может привести к выходу его из строя. 10 При обработке задач по останову одного из двух газотурбинных двигателей самолета при выполнении, например, полетного задания, обороты двигателя снижаются и, когда становятся ]$ ниже заданного значения, при котором не обеспечивается рабочее давление в воздухопроводе 17 и становится ниже минимального допустимого, на выходе сигнализатора 16 оборотов появля- 20 ется сигнал в виде логического уровня " 0 " , который запрещает прохождение сигнала через элемент И 6 на блоке 11 регистрации. Этим исключается ложная регистра- 25 ция команды "Противообледенительная система не в норме", и неблагоприятные ситуации для оператора, т.е. устройство обеспечивает непрерывный контроль цепей датчиков 1, 5 и 15 дав- ЗО ления, температуры и пяти оборотов как непосредственно перед запуском газотурбинного двигателя, так и при его работе. Устройство исключает работу газо35 турбинного двигателя без защиты от обледения, а следовательно, и исключает повреждение газотурбинного двигателя, так как перед каждым запуском, а следовательно, и выпетом, а также A во время полета, проверяется целостность цепей датчиков. Таким обазом, устройство управления противообледенительной системой газотурбинного двигателя позволяет • расширить функциональные возможности устройства и повысить надежность работы противообледенительной системы, что в свою очередь приводит к повышению надежности газотурбинного двигателя в целом и, следовательно, к повышению безопасности полетов летательного аппарата. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство управления противообледенительной системой газотурбинногс двигателя по авт. с в . № 1471682, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, датчик оборотов выполнен с дополнительным выходом, а устройство дополнительно содержит источник постоянного напряжения, резистор, согласующий блок, источник опорного напряжения, блок сравнения и блок анализа, выход источника постоянного напряжения подключен через резистор к первому входу сигнализатора оборотов, дополнительный выход датчика оборотов подключен к второму входу сигнализатора оборотов и входу согласующего блока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напр.яжения, а выход - к входу блока анализа, выход которого подключен к блоку регистрации. 1663976 е\5 Редактор В.Фельдман Составитель В.Колясников Текред М.Дидык Корректор А.Обручар Заказ 2676/ДСП Тираж 169 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101