СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СОПЛОМ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВЕКТОРОМ ТЯГИ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к системам автоматического управления авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к системам управления соплом с регулируемым вектором тяги.

Известна система управления соплом с регулируемым вектором тяги авиационного газотурбинного двигателя, содержащая насос рабочей жидкости и регуляторы гидроприводов управляющего кольца сверхзвуковых створок с исполнительными механизмами, а также собственно гидроприводы, включающие гидроцилиндр с датчиком положения штока, электронный регулятор сопла, информационные входы которого являются входами для подключения к бортовым системам летательного аппарата и к системе управления двигателем. Другие входы электронного регулятора подключены к датчикам положения штоков гидроцилиндров, а управляющие выходы - к исполнительным механизмам регуляторов гидроприводов (Демонстрационное сопло с изменяемым вектором тяги фирмы ITP. ЦИАМ, Экспресс-информация по материалам иностранной печати, сер.: Авиационное двигателестроение, 1999 г., №44, октябрь, с.1-8).

Известная система управления имеет недостаточно высокую надежность, поскольку не имеет средств управления соплом при отказе электронного регулятора сопла.

Технический результат - повышение надежности системы путем введения средств обеспечения перевода сопла в осесимметричное положение при отказе электронного регулятора сопла.

Указанный технический результат достигается тем, что система управления соплом с регулируемым вектором тяги авиационного газотурбинного двигателя, содержащая насос рабочей жидкости и подключенные к нему регуляторы гидроприводов, гидроприводы управляющего кольца сверхзвуковых створок, каждый из которых включает гидроцилиндр с датчиком положения штока, электронный регулятор, одни информационные входы которого являются входами для подключения к бортовым системам летательного аппарата и к системе управления двигателем, а другие подключены к датчикам положения штоков гидроцилиндров, его управляющие выходы подключены к регуляторам гидроприводов, дополнительно содержит последовательно включенные электрогидравлический клапан и управляющий золотник, подключенные к насосу, а каждый из гидроприводов - регулятор нейтрального положения штока гидроцилиндра с силовым входом и сливным выходом, кинематически связанный с штоком гидроцилиндра, и селектор, первый и второй входы которого гидравлически связаны, соответственно, с регулятором гидропривода и регулятором нейтрального положения штока гидроцилиндра, а выход - с гидроцилиндром, причем первый управляющий вход селектора и силовой вход регулятора нейтрального положения штока гидроцилиндра гидравлически связаны с управляющим золотником, а второй управляющий вход селектора и сливной выход регулятора нейтрального положения штока гидроцилиндра - с входом насоса рабочей жидкости, причем электронный регулятор снабжен дополнительным управляющим выходом, подключенным к электрогидравлическому клапану.

На чертеже представлена структурная схема системы управления соплом с регулируемым вектором тяги газотурбинного двигателя.

Система управления соплом содержит насос 1 рабочей жидкости, регуляторы 2, 3 и 4 гидроприводов, подключенные входами к насосу 1 по гидравлической линии 5, а также собственно гидроприводы 6, 7 и 8 управляющего кольца сверхзвуковых створок сопла с регулируемым вектором тяги (кольцо и сверхзвуковые створки не показаны). При этом каждый из гидроприводов включает гидроцилиндр 9 с датчиком 10 положения штока гидроцилиндра. Система управления содержит также электронный регулятор 11, информационный вход 12 которого предназначен для подключения к бортовым системам летательного аппарата (не показаны), например, к системе управления летательного аппарата, формирующей потребные значения углов тангажа и рыскания, а информационный вход 13 - для подключения к системе управления двигателем (не показана), например, к ее выходу, наличие сигнала на котором свидетельствует о том, что двигатель запущен (работает). Информационные входы 14, 15 и 16 электронного регулятора 11 подключены к выходам датчиков 10 положения штоков гидроцилиндров 9. Управляющие выходы 17, 18 и 19 электронного регулятора 11 подключены к регуляторам 2, 3 и 4 соответствующих гидроприводов 6, 7 и 8. Кроме того, система управления содержит последовательно включенные электрогидравлический клапан 20 и управляющий золотник 21 (на практике они могут размещаться в одном из регуляторов 2, 3 или 4), подключенные к выходу насоса 1 рабочей жидкости. Каждый из гидроприводов содержит регулятор 22 нейтрального положения штока гидроцилиндра 9 с силовым входом 23 и сливным выходом 24. Регулятор 22 кинематической связью 25 (показана пунктиром) связан, как и датчик положения 10, со штоком гидроцилиндра 9. Каждый гидропривод содержит также селектор 26 с первым и вторым управляющими входами и первым, и вторым входами селектируемых сигналов (гидравлических команд регулирования). Селектор в описываемом примере конкретного выполнения системы представляет собой гидравлическое распределительное устройство золотникового типа с двумя торцевыми управляющими полостями и золотником. Первый вход селектора 26 гидравлически связан с соответствующим данному гидроприводу 6, 7 или 8 регулятором 2, 3 или 4, а второй вход селектора 26 - с регулятором 22 нейтрального положения штока гидроцилиндра. Выход селектора 26 связан с гидроцилиндром 9, причем первый управляющий вход каждого селектора 26 и силовой вход каждого регулятора 22 нейтрального положения гидравлически связаны с управляющим золотником 21, а второй управляющий вход селектора 26 и сливной выход регулятора 22 нейтрального положения - с входом насоса 1 рабочей жидкости. При этом электронный регулятор 11 снабжен дополнительным управляющим выходом 27, подключенным к электрогидравлическому клапану 20.

Блоки 2, 3 и 4 - однотипны. Блоки 6, 7 и 8 - однотипны.

Система работает следующим образом. Рабочая жидкость (топливо) по гидравлической линии 5 от насоса 1 поступает к регуляторам 2, 3 и 4 гидроприводов управляющего кольца сверхзвуковых створок сопла с регулируемым вектором тяги. Электронный регулятор 11 на основании информации, поступающей на входы 12 и 13, формирует в соответствии с заданными алгоритмами и программами заданные значения положения штоков гидроцилиндров 9 гидроприводов 6 (7, 8). Сравнивая заданные значения положения с текущими, полученными на входах 14 (15, 16) от датчиков 10, регулятор 11 формирует сигнал рассогласования, который с управляющего выхода 17 (18, 19) поступает на соответствующий регулятор 2 (3, 4) гидропривода.

При нормальной работе регулятора 11 сигнал на его выходе 27 присутствует и электрогидравлический клапан 20 перекрывает подвод рабочей жидкости от насоса 1 к управляющему золотнику 21, который в свою очередь отсекает подачу рабочей жидкости к силовому входу 23 регулятора 22 нейтрального положения штока гидроцилиндра 9 и первому управляющему входу селектора 26, сообщая их с сливной магистралью (не показана). В этом случае селектор 26 перепадом давлений между давлением рабочей жидкости с входа насоса 1 (здесь - давление за подкачивающим насосом, на чертеже не показан) и давлением в сливной магистрали удерживается в положении, обеспечивающем подвод рабочей жидкости с первого входа селектора в полости гидроцилиндра 9 от регулятора 2 (3, 4) гидропривода, а регулятор 22 нейтрального положения гидравлически отсечен от гидроцилиндра 9. Слив рабочей жидкости из регулятора 22 во всех случаях обеспечивается через сливной выход 24 на вход насоса 1.

При отказе электронного регулятора 11 сигнал на его выходе 27 снимается, электрогидравлический клапан 20 открывает подвод рабочей жидкости от насоса 1 к управляющему золотнику 21. Последний под действием этого давления перекладывается в положение, обеспечивающее подачу рабочего тела к силовому входу 23 регулятора 22 нейтрального положения штока гидроцилиндра 9 и первому управляющему входу селектора 26 (каждого из гидроприводов 6-8). В этом случае селектор 26 перепадом давлений между давлением рабочего тела за насосом 1 и давлением с его входа перекладывается в положение, обеспечивающее подвод рабочего тела со второго входа селектора в полости гидроцилиндра 9 от регулятора 22 нейтрального положения, а соответствующий регулятор 2 (3, 4) гидравлически отсечен от гидроцилиндра 9. Таким образом, регулятор 22, связанный кинематической связью 25 с штоком гидроцилиндра 9, вступает в работу и обеспечивает поддержание нейтрального положения каждого из указанных штоков гидроцилиндров. Указанному положению штоков соответствует осесимметричное положение сверхзвуковых створок сопла с регулируемым вектором тяги.