Устройство управления воздушно-реактивным двигателем

Устройство управления воздушно-реактивным двигателем

Реферат

 

Изобретение относится к авиадвигателестроению и позволяет повысить управляемость, приемистость, улучшить тяговые характеристики и упростить процесс запуска двигателя. Связанный с рычагом 5 управления задатчик 7 частоты вращения, выполненный в виде генератора 7 электрических колебаний, обеспечивает независимо от нагрузки стабильность частоты вращения ротора 2 компрессора 1. При этом на золотниковых механизмах 15 и 16 силовых цилиндров 13 и 14 формируются сдвинутые по фазе синусоидальные сигналы, что обеспечивает при воздействии на преобразователь 23 возвратно-поступательного движения во вращательное силовых цилиндров 13 и 14 равномерное круговое вращение ротора 2 компрессора 1. Аналогично управляется второй ротор 12 компрессора 1. Такое выполнение устройства позволяет повысить надежности его работы. 1 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к воздушно-реактивным двигателям с электронным управлением. Цель изобретения повышение надежности работы устройства. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство управления возвратно-реактивным двигателем, имеющим компрессор 1 с ротором 2 компрессора, камеру 3 сгорания и топливный бак 4, содержит рычаг 5 управления, связанный с задатчиком 6 расхода топлива и задатчиком 7 частоты вращения, первый и второй исполнительные механизмы 8 и 9, первый и второй сумматоры 10 и 11. Воздушно-реактивный двигатель имеет также второй ротор 12 компрессора, в устройстве задатчик 7 частоты вращения выполнен в виде генератора электрических колебаний, первый и второй исполнительные механизмы 8 и 9 выполнены в виде первого и второго силовых цилиндров 13 и 14 с золотниковыми механизмами 15 и 16. Устройство также содержит третий и четвертый исполнительные механизмы 17 и 18, выполненные в виде третьего и четвертого силовых цилиндров 19 и 20 с золотниковыми механизмами 21 и 22, преобразователи 23 и 24 возвратно-поступательного движения во вращательное первого и второго роторов 2 и 12 компрессора 1, третий и четвертый сумматоры 25 и 26, первый и второй блоки 27 и 28 фазового сдвига, первый, второй, третий и четвертый инверторы 29-32, первый, второй, третий и четвертый датчики 33-36 положения выходного звена соответственно первого, второго, третьего и четвертого силовых цилиндров 13, 14, 19 и 20, второй генератор 37 электрических колебаний, пятый инвертор 38, переключатель 39 и ключ 40. При этом выходы первого и второго силовых цилиндров 13 и 14 связаны с преобразователем 23 возвратно-поступательного движения во вращательное первого ротора 2 компрессора 1, выходы третьего и четвертого силовых цилиндров 19 и 20 связаны с преобразователем 24 возвратно-поступательного движения во вращательное второго ротора 12 компрессора 1. Выход первого генератора электрических колебаний через ключ 40 подключен к первым входам первого сумматора 10 и первого блока 27 фазового сдвига, выход последнего через второй сумматор 11 подключен к золотниковому механизму 16 второго силового цилиндра 14. Выход первого сумматора 10 подключен к золотниковому механизму 15 первого силового цилиндра 13, рычаг 5 управления подключен к входу второго генератора 37 электрических колебаний, выход которого подключен к входу переключателя 39, выход которого подключен к входу пятого инвертора 38, выход которого и второй выход переключателя 39 подключены к первым входам третьего сумматора 25 и второго блока 28 фазового сдвига. Выход последнего через четвертый сумматор 26 подключен к входу золотникового механизма 22 четвертого силового цилиндра 20, выход третьего сумматора 25 подключен к входу золотникового механизма 21 третьего силового цилиндра 19, первый, второй, третий и четвертый датчики 38-36 положения выходного звена первого, второго, третьего и четвертого силовых цилиндров 13, 14, 21 и 22 соответственно через первый, второй, третий и четвертый инверторы 29-32 подключены к вторым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого сумматоров 10, 11, 25 и 26. Корпус 41 двигателя и трубопровод 42 соединяют топливный бак 4, камеру 3 сгорания и трубопроводы 43 и 44 силовых цилиндров 13, 14 и 19, 20 соответственно. Устройство работает следующим образом. Запускается топливный насос и подключается стартер к ротору 2 компрессора 1, им обеспечивается его раскрутка. Поворотом рычага 5 задаются начальные требуемый расход топлива и частота вращения ротора 2 соответственно через задатчики 6 и 7. Раскручивание компрессора 1 обеспечивает подачу воздуха в камеру 3, где происходят его смешивание с топливом и воспламенение горячей смеси. Горячие отработанные газы через проточную часть и сопло двигателя выходят наружу, создавая реактивную тягу. Часть газов из проточной части через трубопроводы 43 отводится к силовым цилиндрам 13 и 14. Когда ротор 2 разгоняется до установленной рычагом 5 частоты, замыкается ключ 40 и подключается задатчик 7 к цепи управления силовыми цилиндрами 13 и 14. Задатчик 7 формирует сигнал управления в виде синусоидального электрического напряжения заданной частоты и амплитуды, который через сумматор 10 поступает на цилиндр 13, где преобразуется в механическое синусоидальное перемещение золотникового механизма 15. Посредством перераспределения давления горячих газов, поступающих из проточной части, в полостях цилиндра 13 перемещение механизма 15 преобразуется в возвратно-поступательное синусоидальное движение выходного звена цилиндра 13, которое в, свою очередь, через преобразователь 23 преобразуется в угловые колебательные движения по закону синуса ротора 2 компрессора 1. Одновременно сигнал с генератора, сдвинутый по фазе на 90^о блоком 27, через второй сумматор поступает на второй силовой цилиндр, где этот сигнал преобразуется в механическое косинусоидальное перемещение механизма 16. Посредством перераспределения давления рабочих газов в полостях цилиндра 14 перемещение механизма 16 преобразуется в возвратно-поступательное косинусоидальное движение выходного звена цилиндра 14, которое в свою очередь через преобразователь 23 преобразуют в угловые колебательные движения по закону косинуса ротора 2 компрессора 1. В результате суммирования синусоидального и косинусоидального колебательных движений ротор приводится в равномерное круговое вращение. При этом скорость его вращения строго соответствует частоте колебаний сигнала управления с задатчика 7, т.е. при частоте 1 Гц осуществляется 1 об/с, при частоте 2 Гц 2 об/мин и т.д. При изменении нагрузки скорость остается постоянной, однако для равномерного вращения необходимо, чтобы при изменении нагрузки амплитуда колебаний штоков оставалась также постоянной. Это достигается введением отрицательных обратных связей по положению выходного звена цилиндров 13 и 14, сформированных датчиками 33 и 34 положения и инверторами 29 и 30. Аналогично двигатель работает с подключением второго ротора 12 компрессора 1. Инвертор 38 обеспечивает при необходимости вращение второго ротора 12 в сторону, противоположную вращению первого ротора 2, что позволяет уменьшить завихрения воздушного потока в компрессоре 1. Изобретение позволяет обеспечить более высокую управляемость, тяговые характеристики, значительно упростить процесс запуска двигателя.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ имеющим компрессор с ротором компрессора, камеру сгорания и топливный бак, содержащее рычаг управления, связанный с задатчиком расхода топлива и задатчиком частоты вращения, первый и второй исполнительные механизмы, первый и второй сумматоры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства управления воздушно реактивным двигателем, имеющим второй ротор компрессора, задатчик частоты вращения выполнен в виде генератора электрических колебаний, первый и второй исполнительные механизмы выполнены в виде первого и второго силовых цилиндров с механизмами газораспределения, а устройство дополнительно содержит третий и четвертый исполнительные механизмы, выполненные в виде третьего и четвертого силовых цилиндров с механизмами газораспределения, преобразователи возвратно поступательного движения во вращательное первого и второго роторов компрессора, третий и четвертый сумматоры, первый и второй блоки фазового сдвига, первый, второй, третий и четвертый инверторы, первый, второй, третий и четвертый датчики положения выходного звена соответственно первого, второго, третьего и четвертого силовых цилиндров, второй генератор электрических колебаний, пятый инвертор, переключатель и ключ, выходы первого и второго силовых цилиндров связаны с преобразователем возвратно поступательного движения во вращательное первого ротора компрессора, выходы третьего и четвертого силовых цилиндров связаны с преобразователем возвратно поступательного движения во вращательное второго ротора компрессора, выход первого генератора электрических колебаний через ключ подключен к первым входам первого сумматора и первого блока фазового сдвига, выход последнего через второй сумматор подключен к механизму газораспределения второго силового цилиндра, выход первого сумматора подключен к механизму газораспределения первого силового цилиндра, рычаг управления подключен к входу второго генератора электрических колебаний, выход которого подключен к входу переключателя, выход которого подключен к входу пятого инвертора, выход которого и второй выход переключателя подключены к первым входам третьего сумматора и второго блока фазового сдвига, выход последнего через четвертый инвертор подклчен к входу механизма газораспределения четвертого силового цилиндра, выход третьего сумматора подключен к входу механизма газораспределения третьего силового цилиндра, первый, второй, третий и четвертый датчики положения выходного звена первого, второго, третьего и четвертого силовых цилиндров соответственно через первый, второй, третий и четвертый инверторы подключены к вторым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого сумматоров.

РИСУНКИ

Рисунок 1