Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя

(57) Устройств ты гаэотурбинн тение относитс газотурбинньм к устройствам щения ротора г используемым д пуска газотурб мя полета при о контроля режимов ра ого двигателя. Иэобре я к технике испытаний двигателей, в частнос индикации частоты вра турбинного двигателавтоматического за нного двигателя во вр помпаже" или случайно и 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОЬРЕТЕНИЙМ И ОТКРЫТИЯМ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1304552, кл. С 01 М 15/00, 1985.(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ РТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ снижении оборотов ниже заданного значения. Сигналы с датчика Зр оборотовротора двигателя через формирователь2, дифференцируюшее звено 3 и триггер4 поступают на счетчик 5, в которомформируется код оборотов ротора двигателя. Когда обороты ротора двигателя достигают заданного в дешифраторе 6 значения, выдается логическийсигнал, фиксируемый в блоке 7 памяти.Счетчик 5 заполняется частотой с выхода элемента ИЛИ 18, на котором формируется сигнал стабильной частоты,задаваемой кварцевыми генераторами 1или 12, Предусмотрена защита от уходачастоты или отказа кварцевьм генераторов 1 или 12. Такое выполнение устройства цозволяет повысить надежностьего работы, 2 ил.Изобрс тс ппе относится к техникеиспытаний газотурбинных двигателей,в частности, к устройствам индикациичастоты вращения ротора газотчрбинно 5го двигателя, используемых для автоматического запуска газотурбинногодвигателя во время полета при "помпаже" или случайном снижении оборотовротора двигателя ниже заданного значения,Пель изобретения - повышение надежности работы устройства.На Фиг, 1 представлена структурная схема предложенного устройства; 15на Фиг, 2 - циклограмма работы управляемого Формирователя.Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя содержитпервый кварцевый генератор 1, последовательно соединенные Формирователь2, дифференцирующее звено 3, первыйтриггер 4, первый счетчик 5, дешифратор 6 и блок 7 памяти, сигнализатор 8, второй триггер 9, управляюший Формирователь 10, первый преобразователь 11, второй кварцевый гене-.ратор 12, второй и третий счетчики13 и 14, третий триггер 15, последовательно соединенные четвертый триггер 16, первый элемент И 17 и первыйэлемент ИЛИ 18, пятый триггер 19, последовательно соединенные шестой триггер 20, второй элемент И 21 и третийэлемент И 22, выход которого подключен к второму входу первого элементаИЛИ 18, выход которого подключен квторому входу первого счетчика 5, второй выход Формирователя 2 подключенк входу сигнализатора 8, выход которого подключен к первому входу второго триггера 9, второму входу блока 7памяти и третьему входу первого счетчика 5, .второй выход первого триггера 4 подключен к второму входу второго триггера 9, третий вход которогоподключен к выходу первого элементаИЛИ 18, а выход - к третьему входублока 7 памяти и входу управляющегоформирователя 10, выход которого под 50ключен к четвертому входу первогосчетчика 5 и второму входу первоготриггера 4,Кроме того, устройство содержитпоследовательно соединенные четвертыйэлемент И 23 и второй элемент ИЛИ 24,последовательно соединенные второйпреобразователь 25, пятый элементИ 26 и третий элемент ИЛИ 27, первый и второй управляемь 1 е формирователи 28 и 29, выход первого кварцевого генератора 1 подключен к вторым входам пятого элемента И 26 и второго элемента ИЛИ 24 и входу первого преобразователя 11, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И 23, выход второго кварцевого генератора 12 подключен к входу второго преобразователя 25 и вторым входам четвертого элемента И 23 и третьего элемента ИЛИ 27, выход последнего подключен к второму входу второго элемента И 21 и первым входам третьего счетчика 14 и пятого триггера 19, второй вход последнего подключен к первому выходу второго управляемого Формирователя 29, а выход - к входу второго управляемого Формирователя 29 и второму входу третьего счетчика 14, выход которого подключен к первому входу шестого триггера 20, второй вход которого подключен к второму выходу второго управляемого Формирователя 29, выход второго элемента ИЛИ 24 подключен к второму входу первого элемента И 17 и первым входам второго счетчика 13 и третьего триггера 15, выход последнего подключен к второму входу второго счетчика 13 и входу первого управляемого Формирователя 28, первый выход которого подключен к второму входу третьего триггера 15, а второй - к первому входу четвертого триггера 16, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика 13, а второй выход - к второму входу третьего элемента И 22,.На Фиг, 2 также показан датчик 30 оборотов ротора двигателя.Устройство работает следующим образом.Сигнал от датчика 30 оборотов в виде переменного напряжения, период следования которого пропорционален числу оборотов ротора двигателя,преобразуется в прямоугольные импульсы Формирователем ".С формирователя 2 прямоугольные импульсы поступают на дифференцирующее звено Зи сигнализатор 8.При наличии импульсов сигнализатор 8 разрешает Функционирование триггера 9, блока 7 памяти и оконечного триггера счетчика 5, Сигнализатор 8 предназначен для контроля работоспособности цепи датчик 30 - выход Формирователя 2. При обрыве указанной контроли16руемой цепи или отказе Формирователя2 на выходе сигнализатора 8 сигналисчезает, что влечет за собой запрещение функционирования триггера 9,блока 7 памяти и оконечного триггерасчетчика 5,. вследствие чего они устнавливаются в исходное состояние иудермиваются в нем до появления разрешающего сигнала с выхода сигнализатора 8, Счетчик 5 устанавливаетсяв состояние переполнения, в результате чего в первом цикле измеренияисключается ломная выдача сигналов.С приходом очередного импульса сдифференцирующего звена 3, характеризующего окончание предыдущего (измеренного периода и начало следующего периода, триггер 4 устанавливается в состояние, при котором с первого его вькода на первый (управляющий) вход счетчика 5 поступает сигнал, запрещающий его Функционирование под действием иМпульсов, поступающих с вькода элемента ИЛИ 18,Код, зафиксированный в счетчике 5 иявляющийся результатом измерения предыдущего периода, поступает на дешифратор 6, Если код соответствует коду заданного уровня оборотов илименьше его, то с вькода дешифратора6 на блок 7 памяти поступает сигнал,например, в виде " 1", а при кодебольшем кода заданного уровня оборотов - сигнал в виде "О", С второговыхода триггера 4 поступает сигнална второй (управляющий) вход триггера 9, разрешающий его функционирование под действием импульсов,поступающих с выхода элемента.ИЛИ 18..Триггер 9 с поступлением первогоимпульса на его третий (счетный)вход переходит из состояния Я в состояние О, а сигнал, например, в виде1 111 поступает на третий вход блока 7памяти ,При наличии сигналов в виде " 1 "на соответствующих выходах д ешифратора 6, что свидетельствует о достим е нии опр еделенных уровней . оборотов,соответствующие запоминающие ячейкиблока 7 памяти переходят из состоянияО в состояние О, что свидетельствуето дос тимении заданных уровней об ор ото в, Если с одного из выходов дешифратора 6 поступает сигнал в виде1111О , а с второго триггера 9 поступает сигнал в виде " 1 ", то соотве тствующа я ячейка блока 7 памяти пере 458 71 6ходит из состояния О в состояниеЭто свидетельствует о том, что обороты двигателя стали ниме соответст 5вующего заданного уровня.Второй импульс с выхода элементаа- ИЛИ 18 после прекращения функционирования счетчика 5 переводит триггер9 из состояния О в состояние О приэтом управляющий формирователь 10формирует импульс, который в счетчике 5 устанавливает код, соответствующий числу 2 (число равно количеству импульсов, поступающих на триггер 9), Этот ме импульс переводиттриггер 4 в состояние, при которомс его выходов поступает на счетчик5 сигнал разрешающий, а на триггер9 - запрещающий их Функционирование,2 О Запрещающий сигнал, поступающий стриггера 4 на управляющий вход триггера 9, исключает его переход всостояние О из состояния Р под действием импульсов, поступающих с вы 25 хода элемента ИЛИ 18.Первый счетчик 5 начинает накапливать импульсы до прихода следующего очередного импульса с дифференцирующего звена 3, характеризующего окончание предыдущего периодавходного сигнала и начало следующегопериода.Под действием очередного импульсас дифференцирующего звена 3 триггер4 меняет свое состояние на противо 35поломное, и цикл работы устройстваповторяется. частота импульсов, поступающи с выхода первого элементаИЛИ 18 на триггер 9 и счетчик 5,соответствует номинальной частотекварцевых генераторов 1 и 12 дамепрн отказе или переходе одного изних на генерацию импульсов другой1 гармоники ("выбег" частоты),45 Контроль за срывом или выбегом частоты кварцевых генераторов осуществляется следующим образом,При исправных кварцевых генераторах 1 и 12 камдый из них работает50 на свою нагрузку, т.е. на вьмодыэлемента И 17 и элемента И 21 соответственно. В нормальном состоянииимпульсы кварцевого генератора 1 поступают на преобразователь 11, преобразующий импульсы в постоянное напряжение логического уровня, вследствиечего на его выходе присутствует сигнал, поступающий на элемент И 23 изапрещающий прохомдение через него7 164нд элемент 11 ЛИ 24 импульсов квдрцевого генердторд 12, Импульсы кварцевогогенератора 1 через элемент ИЛИ 24 иэлемент И 17, нд втором входе которого присутствует разрешающий сигналс первого (О) выхода триггера 16,поступают нд вход элемента ИЛИ 18,С второго (О) выхода триггера 16 поступает здпрещающиу сигнал на элементИ 22, чем запрещается прохождениеимпульсов с выхода элемента И 21 напервый элемент ИЛИ 18С выхода элемента ИЛИ 24 импульсы также поступаютна вход счетчика 13 и триггера 15.От первого же поступившего импульсатриггер 15 срабатывает, т.е, переходит в другое устойчивое состояние истановится нд самоблокировку, нереагирует при этом на импульсы, поступающие на его вход, После изменения состояния триггера 15 на еговыходе появляется сигнал, например,.в виде "1", разрешающий функционирование счетчика 13 под действием импульсов с выхода элемента ИЛИ 24 изапускающий управляемый Формирователь28,После поступления сигнала с тригге 6ра 15, разрешающего Функционированиесчетчика 13, послецний накапливаетпоступающие на его вход импульсы сэлемента ИЛИ 24, С интервалом времени 11 (Фиг, 2) от момента поступления сигнала с уровнем "1" с выходатретьего триггера 15 с второго выхода первого управляемого Формирователя 28 на счетныу вход триггера 16поступает импульс, например, с уровнем " 1", Если до поступления импульсас второго выхода управляемого Формирователя 28 (фиг, 2) счетчик 13не переполнился и не стал на самоблокировку, а следовательно, с еговыхода сигнал не поступает на управляющиУ вход триггера 16, то поддействием импульса он не изменит своего состояния и импульсы кварцевогогенератора 1 будут поступать на своюнагрузку - на вход элемента ИЛИ 18,С интервалом времени г от моментаокончания импульса на втором выходеуправляемого формирователя 28 наего первом выходе появляется импульс,например, в виде "О" (Фиг, 2), которыу устанавливает третий триггер 15в исходное состояние При этом наего выходе появляется сигнал с уровнем "О", устанавливающиу счетчик 135871 10 15 20 25 30 40 45 50 55 в исходное соетоянп, т е, он обнуляется и етдновится нечувствительнымк поступдюггим нд его ечетныу вход импульсам,Первый же импульс нд входе триггера 15 после установления его в исходное состояние переводит его в другое устойчивое состояние, при котором на вход счетчика 13 поступаетсигнал, разрешающий его Функционирование под действием импульсов с элемента ИЛИ 24 и запускающий управляемый Формирователь 28 Пикп контроля"выбега" частоты кварцевого генератора 1 повторяется.Если в момент Т (Фиг, 2) произошел "выбег" частоты квдрцевого генератора 1 (увеличилдсь частота кварцевого генератора ), тогда зд интервал г произойдет переполнение второго счетчика 13, который при этомстановится на сдмоблокировку. Припоступлении очередного импульсд ндсчетный вход триггера 16 с второговыхода управляемого ормировдтеля28 триггер 16 перейдет из состоянияО в состояние О. Тогда нд втором(О) выходе триггера 16 сигнал исчезает (фиг, 2) и запрещает прохождение через элемент И 17 импульсовкварцевого генератора 1, а на первом (О) выходе появляется сигнал,рдзрешающиу прохождение через элемент И 22 импульсов второго кварцевого генератора 12, поступающих сэлемента И 21 и далее через элементИЛИ 18 на счетчик 5 и триггер 9.В результате контроля "выбега"частоты кварцевого генератора 1 навыходе элемента ИЛИ 18 поддерживаетсяноминальная частота, обусловленнаянормальным Функционированием кварцевого генератора 12,Если на кварцевом генераторе 1произошел срыв частоты (отказ кварцевого генератора 1), на выходе преобразователя 11 запрещающиУ сигналисчезает и импульсы кварцевого генератора 12 через элемент И 23 и далеечерез элемент ИЛИ 24 поступают навходы счетчика 13, триггера 15 и элемента И 17. Аналогично работает тракткварцевого генератора 12,Входящие в его состав преобразова-,тель 25, элемент И 26,элемент ИЛИ 27;триггер 19, счетчик 14, управляемыйформирователь 29, триггер 20 и элементИ 21 Функционируют аналогично соответ 1645871 10ствоим им преобразователю 11,элементу И 23, элементу ИЛИ 24, счетчику 13, триггерам 15 и 16, управляемому Формирователю 28 и элементу И 17.511 ри переходе любого из триггеров 16 или 20 (при "выбегах" частоты соответствующего кварцевого генератора 1 или 12) из состоянияв состояние О с одного из выходов триггеров 16 или 0 20 (не показан), а также снятии сигнала с выхода любого преобразователя 11 или 25 (при срывах частоты соответствующего кварцевого генератора 1 или 12) с их вькодов (на чертеже не показаны), выдается сигнал на устройство сигнализации понижения надежности работы трактов кварцевых генераторов 1 и 12,Таким образом, предложенное Устрой ство за счет обеспечения независимого покаскадного контроля срыва и "выбега" частоты кварцевьпс гЕнераторов позволяет повысить надежность устройства, повысить достоверность выдачи 25 управляющих команд, исключить выдачу устройством ложных команд, не соответствующих фактическому режиму работы газотурбинного двигателя.30Формула изобретенияУстройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя, содержащее первый кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь,35 дифференцируюшее звено, первый триггер, первый счетчик, дешифратор и блок памяти, сигнализатор, второй триггер, управляющий формирователь, первый преобразователь, второй кварцевый генератор, второй и третийсчетчики, третий триггер, последовате;.ьно соединенные четвертый триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, пятый триггер, последовательно соединенные шестой триггер, второй элемент И и третий элемент И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу гервого счетчика, второй выход формирователя подключен к входу сигнализатора, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второму входублока памяти и третьему входу перпогсчетчика, второй выход первого триггера подключен к второму входу второготриггера, третий вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, авыход - к третьему входу блока памяти и входу управляющего Формирователя, выход которого подключен к четвертому входу первого счетчика и второмувходу первого триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, оно дополнительно содержит последовательно соединенные четвертый элемент И и второй элемент ИЛИ, последовательно соединенныевторой преобразователь, пятый элементИ и третий элемент ИЛИ, первый и второй управляемые преобразователи, выходпервого кварцевого генератора подключен к вторым входам пятого элемента Ии второго элемента ИЛИ и входу первого преобразователя, выход которогоподключен к первому входу четвертогоэлемента И, выход второго кварцевогогенератора подключен к входу второгопреобразователя и вторым входам четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ, выход последнего подключен квторому входу второго элемента Р ипервым входам третьего счетчика и пятого триггера, второй вход последнегоподключен к первому выходу второгоуправляемого формирователя, а выход -к входу второго управляемого формирователя и второму входу третьего счетчика, выход которого подключен к первому входу шестого триггера, второйвход которого подключен к второму выходу второго управляемого формирователя, вьпсод второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И и первым входам второго счетчика и третьего триггера, выход последнего подключен к второму входу второго счетчика и входу первого управляемого формирователя, первый выходкоторого подключен к второму входутретьего триггера, а второй - к первому входу четвертого триггера, второй вход которого подключен к вькоду второго счетчика, а второй вьмод -к второму входу третьего элемента И,1645871 В.) есЪ Эьъ Ф4 с ВЦ щ Составитель В. КолясниковТехРед М.Дидык Редактор Р, Келемеш Корректор Т. Палий Заказ 1347 Тираж 358 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул. Гагарина, 101