×
13.01.2017
217.015.8886

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНОЙ КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области автоматического регулирования газотурбинного двигателя (ГТД), основанного на программном изменении коэффициента избытка воэдуха в первичной зоне горения. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности управления рабочим процессом основной камеры сгорания за счет корректировки заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения, в зависимости от значения коэффициента полноты сгорания топлива. При этом измеряют индексы эмиссии монооксидов углерода (СО) и углеводородов (НС), вычисляют текущее значение коэффициента полноты сгорания топлива, сравнивают его с заданным значением коэффициента полноты сгорания топлива и корректируют коэффициент избытка воздуха в первичной зоне горения. 1ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования газотурбинного двигателя (ГТД) и может быть использовано при разработке управляемых ГТД за счет изменения геометрии основной камеры сгорания.

Известен способ управления основной камерой сгорания газотурбинного двигателя, основанный на программном изменении коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения без учета анализа продуктов сгорания (индексов эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС), характеризующих полноту сгорания топлива. См., например (Постников A.M. Снижение оксидов азота в выхлопных газах газотурбинных установок. Издательство Самарского научного центра РАН, 2002 г., с. 205-206).

Недостатком данного способа управления основной камерой сгорания является низкая эффективность управления рабочим процессом основной камеры сгорания обусловленная тем, что обеспечение ее оптимальных характеристик осуществляется путем программного изменения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения αПЗГ без учета индексов эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС, характеризующих полноту сгорания топлива.

Согласно [Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986, с. 86] значение коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения близко 1, в своей работе [Мингазов Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2006, с. 211] рекомендует его оптимальное значение 1,2, а [Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник для студентов вузов / В.В. Кулагин. - М.: Машиностроение, 2003, с. 161] считает, что оптимальное значение должно быть 1,3, т.е. при этих значениях коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения будет достигнуто максимальное значение коэффициента полноты сгорания топлива.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности управления рабочим процессом основной камеры сгорания за счет корректировки заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения, в зависимости от значения коэффициента полноты сгорания топлива.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе управления основной камерой сгорания газотурбинного двигателя измеряют индексы эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС, вычисляют текущий коэффициент полноты сгорания топлива, сравнивают с заданным значением коэффициента полноты сгорания топлива и корректируют коэффициент избытка воздуха в первичной зоне горения.

Сущность изобретения заключается в следующем. Известно [Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986, с. 190], что эффективность рабочего процесса основной камеры сгорания определяется коэффициентом полноты сгорания топлива, который зависит от уровня содержания индексов эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС. Эта зависимость приведена в книге Григорьев А.В., Митрофанов В.А., Рудаков О.А., Саливон Н.Д. Теория камеры сгорания / под ред. О.А. Рудакова. - СПб.: Наука, 2010, с. 135:

где ηГ - коэффициент полноты сгорания топлива, EIHC, EICO - индексы эмиссии НС и СО.

Поэтому согласно изобретению на выходе основной камеры сгорания измеряют индексы эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС и вычисляют текущее значение коэффициента полноты сгорания топлива, которое сравнивают с заданным, соответствующим высокой эффективности рабочего процесса ОКС. Заданное значение коэффициента полноты сгорания топлива находится в пределах от 0,98 до 0,995 см, например [Кулагин В.В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: Учебник для студентов вузов / В.В. Кулагин. - М.: Машиностроение, 2003, с. 161].

Если текущее значение коэффициента полноты сгорания топлива не соответствует заданному, то в программном блоке осуществляется корректировка заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Измерение индексов эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС может быть выполнено датчиками, например с помощью газового хроматографа, см. [http://www.chromatec.ru, дата обращения 16.07.2014 г.], который измеряет их массовую концентрацию и по массовому расходу топлива выдает сигнал значения индексов эмиссии монооксидов углерода СО и углеводородов НС.

Вычислитель коэффициента полноты сгорания топлива предназначен для определения коэффициента полноты сгорания по формуле 1 и может быть реализован, например, в виде вычислителя на базе микроконтроллера, см. [Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. - М.: ЭКОМ, 2002, с. 135].

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого приведена на чертеже, где обозначено: основная камера сгорания 1, подвижные элементы 2, привод подвижных элементов 3, поляризованный переключатель 4, первая схема сравнения 5, измеритель текущего значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения 6, программный блок заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения 7, на вход которого поступает сигнал от второй схемы сравнения 8, при этом первый ее вход соединен с выходом последовательно соединенного вычислителя коэффициента полноты сгорания топлива 9 с датчиками индексов эмиссии монооксидов углерода СО 10 и углеводородов НС 11, а на второй вход второй схемы сравнения подается заданное значение коэффициента полноты сгорания топлива.

Назначение первой и второй схем сравнения ясны из их названия и могут быть выполнены, например, в виде компараторов, см., например [Антипенский Р.В., Змий Б.В., Клочков Г.Л. Электроника и схемотехника. Воронеж: ВАИУ, 2009, с. 289].

Измеритель текущего значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения 6 может быть выполнен по схеме, приведенной в [«Система управления камерой сгорания изменяемой геометрии газотурбинного двигателя летательного аппарата» Авторское свидетельство №1462901, F02C 9/26, опубл. 02.06.1987 г.].

Программный блок 7 заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения, в отличие от известного, дополнительно обеспечивает формирование скорректированного сигнала заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения на величину ±Δα в области режимов работы двигателя от запуска до «Максимального».

Способ управления основной камерой сгорания функционирует аналогично прототипу. В отличие от прототипа датчики индексов эмиссии монооксидов углерода СО 10 и углеводородов НС 11 выдают сигнал значения индексов эмиссии EIHC и EICO на вход вычислителя коэффициента полноты сгорания топлива 9, где осуществляется его расчет по формуле 1.

Если расчетное значение коэффициента полноты сгорания топлива не соответствует заданному, то вторая схема сравнения 8 выдает сигнал в программный блок 7, который на основании этого сигнала выдает скорректированный сигнал заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения на фиксированную величину ±Δα, который в первой схеме сравнения сравнивается с текущим и поступает на вход поляризованного переключателя 4, который подает сигнал на привод 3, воздействуя на перемещение подвижных элементов 2 камеры сгорания 1, управляя при этом пропускной способностью первичной зоны горения.

Этим достигается указанный технический результат.

Способ управления основной камерой сгорания газотурбинного двигателя, основанный на программном изменении коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения, отличающийся тем, что измеряют индексы эмиссии монооксидов углерода (СО) и углеводородов (НС), вычисляют текущее значение коэффициента полноты сгорания топлива, сравнивают его с заданным значением коэффициента полноты сгорания топлива и корректируют коэффициент избытка воздуха в первичной зоне горения.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНОЙ КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 212 items.
10.06.2015
№216.013.53cd

Комбинированная ложная цель для имитации зенитно-артиллерийских средств

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники от средств разведки видимого, радиолокационного и инфракрасного диапазонов. Комбинированная ложная цель выполнена в виде полномасштабного надувного макета зенитно-артиллерийского средства, покрытого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552974
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.53d1

Устройство адаптивной маскировки объектов

Изобретение предназначено для маскировки стационарных или движущихся объектов с помощью адаптивных маскировочных устройств, работающих в оптическом диапазоне длин волн. Устройство адаптивной маскировки объектов содержит последовательно соединенные цифровую камеру с выносным объективом, ЭВМ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552978
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.555c

Способ извлечения новокаина из водного раствора

Изобретение относится к аналитической химии и фармацевтике и может быть использовано при анализе остаточного содержания новокаина в водных средах. Способ извлечения новокаина из водных растворов включает приготовление водно-солевого раствора новокаина путем его растворения в насыщенном растворе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553373
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.557e

Адаптивный способ защиты объекта от управляемой по лазерному лучу ракеты

Изобретение относится к военной технике. При адаптивном способе защиты объекта от управляемой по лазерному лучу ракеты обнаруживают лазерный сигнал ракеты. Определяют координаты источника этого излучения. Производят ориентацию помехового лазера по этим координатам. Обнаруживают лазерные сигналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553407
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.6013

Устройство автоматического выравнивания грузоподъемных механизмов

Изобретение относится к устройствам для выравнивания грузоподъемных механизмов. Устройство автоматического выравнивания грузоподъемных механизмов содержит передвижное шасси, опорную платформу, датчик выравнивания опорной платформы в горизонтальное положение, гидроприводы, датчик контакта штоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556136
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6951

Комплекс имитации сложных военных объектов

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения, военной техники и военных объектов (ВВТ и ВО) от средств оптико-электронной, радиолокационной, а также радио- и радиотехнической разведки. Комплекс имитации сложных военных объектов состоит из M средств имитации простых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558514
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.69f3

Устройство компенсации активных помех с коммутацией компенсационного канала

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех. Техническим результатом изобретения является уменьшение вероятности ложной тревоги за счет устранения кромок помех. Технический результат достигается тем, что в известное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558676
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.69fa

Способ определения координат и скорости источника радиоизлучения

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения местоположения и скорости априорно неизвестного источника радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - определение за один этап обработки одновременно координат и скорости ИРИ. Способ основан на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558683
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6e7a

Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559840
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f67

Способ пассивной радиолокации

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных системах пассивной радиолокации для определения местоположения и скорости движения радиоизлучающих объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение измерения скорости движения объекта при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560089
Дата охранного документа: 20.08.2015
Showing 21-30 of 241 items.
10.06.2015
№216.013.557e

Адаптивный способ защиты объекта от управляемой по лазерному лучу ракеты

Изобретение относится к военной технике. При адаптивном способе защиты объекта от управляемой по лазерному лучу ракеты обнаруживают лазерный сигнал ракеты. Определяют координаты источника этого излучения. Производят ориентацию помехового лазера по этим координатам. Обнаруживают лазерные сигналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553407
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.6013

Устройство автоматического выравнивания грузоподъемных механизмов

Изобретение относится к устройствам для выравнивания грузоподъемных механизмов. Устройство автоматического выравнивания грузоподъемных механизмов содержит передвижное шасси, опорную платформу, датчик выравнивания опорной платформы в горизонтальное положение, гидроприводы, датчик контакта штоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556136
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6951

Комплекс имитации сложных военных объектов

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения, военной техники и военных объектов (ВВТ и ВО) от средств оптико-электронной, радиолокационной, а также радио- и радиотехнической разведки. Комплекс имитации сложных военных объектов состоит из M средств имитации простых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558514
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.69f3

Устройство компенсации активных помех с коммутацией компенсационного канала

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех. Техническим результатом изобретения является уменьшение вероятности ложной тревоги за счет устранения кромок помех. Технический результат достигается тем, что в известное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558676
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.69fa

Способ определения координат и скорости источника радиоизлучения

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения местоположения и скорости априорно неизвестного источника радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - определение за один этап обработки одновременно координат и скорости ИРИ. Способ основан на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558683
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6e7a

Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559840
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f67

Способ пассивной радиолокации

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных системах пассивной радиолокации для определения местоположения и скорости движения радиоизлучающих объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение измерения скорости движения объекта при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560089
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f70

Способ радиоконтроля

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиоконтроле для определения пространственно-энергетических характеристик наземных объектов по их радиоизлучениям в диапазоне коротких волн. Достигаемый технический результат - определение мощности излучения, увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560098
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.76cb

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований. Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей для измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562000
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.796c

Способ повышения безопасности полета при отказе двигателя

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Способ повышения безопасности полета летательного аппарата при отказе двигателя, работающего в момент отказа на максимальном или форсажном режиме и расположенного на той плоскости крыла, на которую у летательного аппарата имеется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562673
Дата охранного документа: 10.09.2015
+ добавить свой РИД