close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10276

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10276
(13) C1
(19)
F 02C 9/00
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ
ПАРАМЕТРОВ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
(21) Номер заявки: a 20050338
(22) 2005.04.05
(31) 20041008478 (32) 2004.10.19 (33) UA
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Безсчастный Василий
Алексеевич (UA)
(72) Автор: Безсчастный Василий Алексеевич (UA)
(73) Патентообладатель: Безсчастный Василий Алексеевич (UA)
(56) UA 60077 A, 2003.
UA 38854 C2, 2003.
UA 30648 C2, 2002.
JP 60195333 A, 1985.
BY 10276 C1 2008.02.28
(57)
Система управления, контроля и регистрации параметров газотурбинного двигателя,
содержащая блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня перенастройки, блоком формирования отказа, блоком запуска, блоком сигналов разрешения и блоком
n-входовых элементов "И", выход которого через блок связи с исполнительными элементами и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, и коммутатор, соединенный входами с выходом блока сигнализаторов, а также с блоком анализа
через блок цифроаналогового преобразователя, а выходом - через аналого-цифровой преобразователь с операционным блоком, выходы которого соединены с коммутатором и
блоком управления выдачей команд, причем выход блока сигнализаторов через блок
Фиг. 1
BY 10276 C1 2008.02.28
контроля соединен со входом блока сигнализаторов, первым блоком элементов "И", операционным блоком и элементом "ИЛИ", выход которого соединен со счетчиком и элементом "И", второй вход которого соединен с выходом счетчика, второй и третий входы
которого непосредственно и через элемент "НЕ" соединены с программным блоком, выходы которого соединены с блоком сигнализаторов через блок изменения уровня перенастройки, выход которого соединен с первым блоком элементов "И", последний вход
которого соединен с выходом элемента "НЕ" и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход первого блока элементов "И" через блок формирования отказа соединен с блоком n-входовых элементов "И", блоком анализа и элементом "ИЛИ",
остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика и блока отказа
оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов "И", первый вход системы соединен со входом блока сигнализаторов, второй вход системы соединен со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого
соединены с блоком отказа оборотов, вторым блоком элементов "И", операционным блоком, блоком управления выдачей команд и программным блоком, выход которого через
задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы
которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы
которого соединены с блоком n-входовых элементов "И", блоком формирования отказа,
блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения и блоком связи с исполнительными
элементами, выход которого является выходом системы, а вход соединен с выходом второго блока элементов "И", выход блока управления выдачей команд соединен с блоком
связи с исполнительными элементами, вход-выход операционного блока соединен со входом-выходом эксплуатационного накопителя, выход блока сигналов разрешения через
блок запуска соединен со входом программного блока, второй выход блока сигналов
разрешения соединен со входом блока n-входовых элементов "И", выходы блока связи с
исполнительными элементами соединены с блоком контроля команд управления, соединенным также со входами-выходами операционного блока, который также соединен с
блоком контроля датчика, выход элемента "И" соединен со входом блока связи с исполнительными элементами, а оставшийся вход блока анализа соединен с выходом блока отказа
оборотов, отличающаяся тем, что содержит второй блок цифроаналогового преобразователя, второй коммутатор, второй аналого-цифровой преобразователь, нормализатор напряжения и второй операционный блок, выходы которого соединены со вторым блоком
цифроаналогового преобразователя и вторым коммутатором, выход которого через второй
аналого-цифровой преобразователь соединен со входом второго операционного блока,
выход нормализатора напряжения соединен с первым и вторым коммутаторами, последний вход второго коммутатора соединен с выходом блока сигнализаторов, третий вход
системы соединен с нормализатором напряжения, а четвертый и пятый входы системы
соединены со вторым операционным блоком.
Изобретение касается систем автоматического управления объектами, в частности
систем автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД) летательных аппаратов.
Известны системы:
"Система управления газотурбинным двигателем" (патент Украины 2101, МПК F 02C 9/28),
которая содержит блок сигнализаторов, блок управления перенастройкой, блок формирования отказов, блок n-входовых элементов "И", блок связи с исполнительными элементами, блок формирователей установки, блок сигналов разрешения, блок контроля, блок
элементов "И", элемент "ИЛИ", счетчик, элемент "НЕ", программный блок, блок изменения min уровня настройки, блок изменения max уровня настройки, блок элементов "ИЛИ",
блок контроля датчика, блок отказа оборотов, блок измерения оборотов, задатчик контрольной частоты, элемент "И";
2
BY 10276 C1 2008.02.28
"Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя" (патент Украины 22952, МПК F 02C 9/28), которая содержит блок сигнализаторов, блок управления
перенастройкой, блок формирования отказа, блок n-входовых элементов "И", блок связи с
исполнительными элементами, блок формирователей установки, два блока сигналов разрешения, блок контроля, два блока элементов "И", элемент "ИЛИ", счетчик, элемент "НЕ",
программный блок, блок изменения минимального уровня настройки, блок изменения
максимального уровня настройки, блок элементов "ИЛИ", блок контроля датчика, блок
отказа оборотов, блок измерения оборотов, задатчик контрольной частоты, элемент "И",
коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, операционный блок, блок памяти, блок
запуска.
"Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя" (патент Украины 38854, МПК F 02C 9/28), которая содержит блок сигнализаторов, блок управления
перенастройкой, блок формирования отказа, блок n-входовых элементов "И", блок связи с
исполнительными элементами, блок формирователей установки, блок сигналов разрешения, блок контроля, первый блок элементов "И", элемент "ИЛИ", счетчик, элемент "И",
элемент "НЕ", программный блок, блок изменения минимального уровня настройки, блок
изменения максимального уровня настройки, блок элементов "ИЛИ", блок контроля датчика,
блок отказа оборотов, второй блок элементов "И", блок измерения оборотов, задатчик
контрольной частоты, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, операционный
блок, блок памяти, блок запуска, второй блок сигналов разрешения, блок управления выдачей команд и блок контроля команд управления.
Вышеупомянутые системы не обеспечивают формирование и выдачу сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, в систему аварийной регистрации и достоверность выдачи команд управления системами.
Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту по отношению к данному техническому решению является известная "Система управления и контроля параметров газотурбинного двигателя" (патент Украины 60077, МПК F 02C 9/28), содержащая
блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня настройки (блок управления перенастройкой, блок элементов "ИЛИ", блок изменения максимального уровня настройки, блок изменения минимального уровня настройки), блоком формирования отказа,
блоком запуска, блоком сигналов разрешения, блоком n-входовых элементов "И", выход
которого через блок связи с исполнительными элементами и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, и коммутатор, соединенный входами с
выходом блока сигнализаторов, а также с блоком анализа через блок цифро-аналогового
преобразователя, а выходом - через аналого-цифровой преобразователь с операционным
блоком, выходы которого соединены с коммутатором и блоком управления выдачей команд,
причем выход блока сигнализаторов через блок контроля соединен со входом блока сигнализаторов, первым блоком элементов "И", операционным блоком и элементом "ИЛИ",
выход которого соединен со счетчиком и элементом "И", второй вход которого соединен с
выходом счетчика, второй и третий входы непосредственно и через элемент "НЕ" соединены с программным блоком, выходы которого соединены с блоком сигнализаторов через
блок изменения уровня перенастройки (блок управления перенастройкой, блок элементов
"ИЛИ", блок изменения максимального уровня настройки, блок изменения минимального
уровня настройки), выход которого соединен с первым блоком элементов "И", последний
вход которого соединен с выходом элемента "НЕ" и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход первого блока элементов "И" через блок формирования
отказа соединен с блоком n-входовых элементов "И", блоком анализа и элементом "ИЛИ",
остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика и блока отказа
оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов "И", первый вход системы соединен со входом блока сигнализаторов, второй вход системы соединен со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого
3
BY 10276 C1 2008.02.28
соединены с блоком отказа оборотов, вторым блоком элементов "И", операционным блоком, блоком управления выдачей команд и программным блоком, выход которого через
задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы
которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы
которого соединены с блоком n-входовых элементов "И", блоком формирования отказа,
блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения и блоком связи с исполнительными
элементами, выход которого является выходом системы, а вход соединен с выходом второго блока элементов "И", выход блока управления выдачей команд соединен с блоком связи с исполнительными элементами, вход-выход операционного блока соединен со входомвыходом эксплуатационного накопителя, выход блока сигналов разрешения через блок
запуска соединен со входом программного блока, второй выход блока сигналов разрешения соединен со входом блока n-входовых элементов "И", выходы блока связи с исполнительными элементами соединены с блоком контроля команд управления, соединенным
также со входами-выходами операционного блока, который также соединен с блоком контроля датчика, выход элемента "И" соединен со входом блока связи с исполнительными
элементами, а оставшийся вход блока анализа соединен с выходом блока отказа оборотов.
Датчики индукционного типа, которые измеряют давление, например, в системах воздушных, топливных, масляных, перепад давления на топливных фильтрах газотурбинного
двигателя, питаются переменным напряжением, которое имеет низкие характеристики по
стабильности.
Сигналы от индукционных датчиков, которые контролируют давление в масляной, топливной или воздушной системах газотурбинного двигателя при изменении напряжения
питания датчиков, например, под влиянием изменения температуры окружающей среды
или нарушении технических характеристик самого источника переменного тока, не отвечают фактическому значению соответствующего контролируемого параметра газотурбинного двигателя.
Кроме того, такое построение системы не позволяет обеспечить надежную и достоверную регистрацию информации о техническом состоянии параметров газотурбинного
двигателя и, как следствие, не обеспечивает надежную эксплуатацию газотурбинного двигателя по техническому состоянию.
Указанная система имеет следующие недостатки:
отсутствует формирование и выдача сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, в аварийную систему регистрации для обеспечения их сохранения при катастрофе летательного аппарата;
не обеспечивается высокая точность сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, которые регистрируются на эксплуатационном
накопителе;
ограниченные функциональные возможности и область применения системы вследствие вышеупомянутых недостатков.
Кроме того, такое построение системы не позволяет обеспечить надежную и достоверную регистрацию информации о техническом состоянии параметров газотурбинного
двигателя и, как следствие, не обеспечивает надежную эксплуатацию газотурбинного двигателя по техническому состоянию.
В случае усовершенствования системы расширяются ее функциональные возможности
и область применения, повышается коэффициент использования оборудования и повышаются эксплуатационные характеристики системы, повышается достоверность регистрации информации о состоянии параметров, которые контролируются индукционными
датчиками, и обеспечивается выдача достоверной информации о состоянии параметров
газотурбинного двигателя в систему аварийной регистрации. Кроме того, обеспечивается
эксплуатация самой системы и газотурбинного двигателя по техническому состоянию.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, области
применения системы и обеспечение надежной эксплуатации самой системы и газотурбин4
BY 10276 C1 2008.02.28
ного двигателя по техническому состоянию путем повышения достоверности регистрации
информации о состоянии параметров газотурбинного двигателя и самой системы на эксплуатационном накопителе и обеспечение выдачи достоверной информации в аварийную
систему регистрации.
Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую блок сигнализаторов, соединенный с блоком изменения уровня настройки (блок управления перенастройкой, блок элементов "ИЛИ", блок изменения максимального уровня настройки,
блок изменения минимального уровня настройки), блоком формирования отказа, блоком
запуска, блоком сигналов разрешения, блоком n-входовых элементов "И", выход которого
через блок связи с исполнительными элементами и блок формирователей установки соединен с блоком сигналов разрешения, и коммутатор, соединенный входами с выходом
блока сигнализаторов, а также с блоком анализа через блок цифроаналогового преобразователя, а выходом - через аналого-цифровой преобразователь с операционным блоком,
выходы которого соединены с коммутатором и блоком управления выдачей команд, причем выход блока сигнализаторов через блок контроля соединен со входом блока сигнализаторов, первым блоком элементов "И", операционным блоком и элементом "ИЛИ",
выход которого соединен со счетчиком и элементом "И", второй вход которого соединен с
выходом счетчика, второй и третий входы непосредственно и через элемент "НЕ" соединены с программным блоком, выходы которого соединены с блоком сигнализаторов через
блок изменения уровня перенастройки (блок управления перенастройкой, блок элементов
"ИЛИ", блок изменения максимального уровня настройки, блок изменения минимального
уровня настройки), выход которого соединен с первым блоком элементов "И", последний
вход которого соединен с выходом элемента "НЕ" и одним из входов блока связи с исполнительными элементами, выход первого блока элементов "И" через блок формирования
отказа соединен с блоком n-входовых элементов "И", блоком анализа и элементом "ИЛИ",
остальные входы которого соединены с выходами блока контроля датчика и блока отказа
оборотов, который по той же цепи соединен со входом второго блока элементов "И", первый вход системы соединен со входом блока сигнализаторов, второй вход системы соединен со входом блока контроля датчика и блока измерения оборотов, выходы которого
соединены с блоком отказа оборотов, вторым блоком элементов "И", операционным блоком, блоком управления выдачей команд и программным блоком, выход которого через
задатчик контрольной частоты соединен с блоком измерения оборотов, остальные входы
которого соединены с блоком контроля датчика и программным блоком, остальные выходы
которого соединены с блоком n-входовых элементов "И", блоком формирования отказа,
блоком отказа оборотов, блоком сигналов разрешения и блоком связи с исполнительными
элементами, выход которого является выходом системы, а вход соединен с выходом второго блока элементов "И", выход блока управления выдачей команд соединен с блоком
связи с исполнительными элементами, вход-выход операционного блока соединен со входом-выходом эксплуатационного накопителя, выход блока сигналов разрешения через
блок запуска соединен со входом программного блока, второй выход блока сигналов разрешения соединен со входом блока n-входовых элементов "И", выходы блока связи с
исполнительными элементами соединены с блоком контроля команд управления, соединенным также со входами-выходами операционного блока, который также соединен с
блоком контроля датчика, выход элемента "И" соединен со входом блока связи с исполнительными элементами, а оставшийся вход блока анализа соединен с выходом блока отказа
оборотов, дополнительно введены второй блок цифроаналогового преобразователя, второй коммутатор, второй аналого-цифровой преобразователь, нормализатор напряжения и
второй операционный блок, выходы которого соединены со вторым блоком цифроаналогового преобразователя и вторым коммутатором, выход которого через второй аналого-цифровой преобразователь соединен со входом второго операционного блока, выход
нормализатора напряжения соединен с первым и вторым коммутаторами, последний вход
второго коммутатора соединен с выходом блока сигнализаторов, третий вход системы со5
BY 10276 C1 2008.02.28
единен с нормализатором напряжения, а четвертый и пятый входы системы соединены со
вторым операционным блоком.
Введение в систему дополнительных признаков, а именно нормализатора напряжения,
второго блока цифроаналогового преобразователя, второго коммутатора, второго аналогоцифрового преобразователя и второго операционного блока, позволяет обеспечить:
формирование и выдачу сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, в аварийную систему регистрации;
высокую достоверность сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, которые регистрируются как на эксплуатационном накопителе, так и в бортовой системе аварийной регистрации;
высокую достоверность выдачи сигналов блоком сигнализаторов, а соответственно и
команд управления системой и их регистрацию на эксплуатационном накопителе. Команды управления с выхода системы свидетельствуют о выходе параметров газотурбинного
двигателя за допустимые пределы;
расширение функциональных возможностей и области применения системы вследствие вышеупомянутых расширенных возможностей.
Кроме того, такое построение системы позволяет обеспечить надежную выдачу сигналов
управления и достоверную регистрацию информации о техническом состоянии параметров
газотурбинного двигателя и, как следствие, обеспечивает надежную эксплуатацию газотурбинного двигателя и самой системы по техническому состоянию.
Как видно с вышеуказанного, предложенное техническое решение имеет существенные признаки, которые позволяют расширить функциональные возможности, область
применения системы и обеспечить надежную эксплуатацию самой системы и газотурбинного двигателя по техническому состоянию путем повышения достоверности выдачи и
регистрации команд управления, регистрации достоверной информации о состоянии параметров газотурбинного двигателя и самой системы на эксплуатационном накопителе и
выдачу информации в аварийную систему регистрации.
Принцип работы системы объясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная
схема системы; на фиг. 2 - пример конкретного исполнения блока контроля команд управления; на фиг. 3 - пример конкретного исполнения блока управления выдачей команд; на
фиг. 4 - пример конкретного исполнения блока изменения уровня перенастройки.
Система содержит блок 1 сигнализаторов, блок 2 изменения уровня перенастройки,
блок 3 формирования отказа, блок 4 n-входовых элементов "И", блок 5 связи с исполнительными элементами, блок 6 формирователей установки, блок 7 анализа, блок 8 контроля,
первый блок 9 элементов "И", элемент 10 "ИЛИ", счетчик 11, элемент 12 "И", элемент 13 "НЕ",
программный блок 14, второй коммутатор 15, второй аналого-цифровой преобразователь 16,
второй операционный блок 17, блок 18 контроля датчика, блок 19 отказа оборотов, второй
блок 20 элементов "И", блок 21 измерения оборотов, задатчик 22 контрольной частоты,
блок 23 контроля команд управления, коммутатор 24, аналого-цифровой преобразователь 25,
операционный блок 26, блок 27 цифроаналогового преобразователя, эксплуатационный
накопитель 28, блок 29 запуска, блок 30 сигналов разрешения, блок 31 управления выдачей
команд, второй блок 32 цифроаналогового преобразователя и нормализатор 33 напряжения.
Блок 1 сигнализаторов содержит блок 34 нормализаторов и блок 35 предельных ограничений.
Блок 23 контроля команд управления содержит параллельно-последовательный регистр 36 и блок 37 гальванической развязки.
Блок 31 управления выдачей команд содержит последовательно-параллельный регистр 38 и блок 39 ключей.
Блок 2 изменения уровня перенастройки содержит блок 40 изменения минимального
уровня настройки, блок 41 элементов "ИЛИ", блок 42 управления перенастройкой и блок 43
изменения максимального уровня настройки.
6
BY 10276 C1 2008.02.28
Блок 1 сигнализаторов первым выходом соединен с блоком 2 изменения уровня перенастройки, блоком 3 формирования отказа, блоком 29 запуска, блоком 30 сигналов разрешения и блоком 4 n-входовых элементов "И", выход которого через блок 5 связи с
исполнительными элементами и блок 6 формирователей установки соединен с блоком 30
сигналов разрешения, выход блока 1 сигнализаторов через блок 8 контроля соединен с
блоком 1 сигнализаторов, блоком 9 элементов "И", операционным блоком 26 и элементом
10 "ИЛИ", выход которого соединен со счетчиком 11 и элементом 12 "И", второй вход которого соединен с выходом счетчика 11, второй и третий входы счетчика 11 непосредственно и через элемент 13 "НЕ" соединены с программным блоком 14, выходы которого
через блок 2 изменения уровня перенастройки соединены с блоком 1 сигнализаторов и
блоком 9 элементов "И", последний вход которого соединен с выходом элемента 13 "НЕ"
и со входом блока 5 связи с исполнительными элементами, выход блока 9 элементов "И"
через блок 3 формирования отказа соединен с блоком 4 n-входовых элементов "И", блоком 27 цифроаналогового преобразователя через блок 7 анализа и элементом 10 "ИЛИ",
остальные входы которого соединены с выходами блока 18 контроля датчика и блока 19
отказа оборотов, которые по той же цепи соединены со входом второго блока 20 элементов "И", входная цепь системы, от датчика оборотов, соединена со входом блока 18 контроля датчика и блока 21 измерения оборотов, выходы которого соединены с блоком 19
отказа оборотов, блоком 20 элементов "И" и с программным блоком 14, выход которого
через задатчик 22 контрольной частоты соединен с блоком 21 измерения оборотов, остальные входы которого соединены с блоком 18 контроля датчика и программным блоком 14,
остальные выходы которого соединены с блоком 4 n-входовых элементов "И", блоком 3
формирования отказа, вторым блоком 20 элементов "И", блоком 19 отказа оборотов, блоком 30 сигналов разрешения и блоком 5 связи с исполнительными элементами, последние
входы которого соединены с выходом элемента 12 "И" и второго блока 20 элементов "И",
второй выход блока 5 связи с исполнительными элементами является выходом системы, а
третий вход блока 1 сигнализаторов является вторым входом системы, вход коммутатора 24
соединен с выходами блока 1 сигнализаторов, нормализатора 33 напряжения и блока 27
цифроаналогового преобразователя, а выход - с аналого-цифровым преобразователем 25,
третий вход коммутатора 24 соединен с выходом операционного блока 26, вход которого
соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 25, эксплуатационный накопитель 28 соединен со входом-выходом операционного блока 26, блок 30 сигналов разрешения
через блок 29 запуска соединен с последним входом программного блока 14, последний
выход блока 30 сигналов разрешения соединен с последним входом блока 4 n-входовых
элементов "И", входы блока 31 управления выдачей команд соединены с выходами блока
21 измерения оборотов и операционного блока 26, а выход - с блоком 5 связи с исполнительными элементами, блок 23 контроля команд управления соединен с выходом блока 5
связи с исполнительными элементами, связанным с исполнительными элементами и входом-выходом операционного блока 26, блок 7 анализа по входу соединен также с блоком
19 отказа оборотов, последние входы операционного блока 26 соединены с блоком 8 контроля, блоком 18 контроля датчика и блоком 21 измерения оборотов, выходы второго
операционного блока 17 соединены со вторым блоком 32 цифроаналогового преобразователя и вторым коммутатором 15, выход которого через второй аналого-цифровой преобразователь 16 соединен со входом второго операционного блока 17, выход нормализатора 33
напряжения соединен с первым 24 и вторым 15 коммутатором, последний вход которого
соединен с выходом блока 1 сигнализаторов, третий вход системы соединен с нормализатором 33 напряжения, а четвертый и пятый входы системы соединены со вторым операционным блоком 17.
Блок 1 сигнализаторов содержит блок 34 нормализаторов, вход которого соединен со
вторым входом системы (от датчиков), а его выход - с первым входом блока 35 предельных ограничений блока 1, второй и третий входы блока 35 соответственно соединены с
7
BY 10276 C1 2008.02.28
выходами блока 8 и 41 блока 2, выход блока 35 соединен с блоками 2, 3, 4, 29 и 30. Последние выходы блока 34 соединены с блоком 8 и коммутаторами 15 и 24.
Блок 21 измерения оборотов может быть выполнен на стандартном однокристальном
микропроцессоре.
Блок 23 контроля команд управления содержит параллельно-последовательный регистр 36, соединенный с входами-выходами операционного блока 26, последние входы
регистра 36 через блок 37 гальванической развязки соединены с выходом блока 5, соединенным с исполнительными элементами.
Блок 31 управления выдачей команд включает последовательно-параллельный регистр 38, соединенный с выходом операционного блока 26, а выход регистра 38 через
блок 39 ключей соединен с блоком 5 связи с исполнительными элементами, кроме того,
второй вход регистра 38 соединен с блоком 21 измерения оборотов.
Блок 2 изменения уровня перенастройки содержит блок 41 элементов "ИЛИ", входы
которого через блок 43 максимального и блок 40 минимального уровня перенастройки соединены с программным блоком 14, а выход блока 41 соединен со входом блока 35 блока
1 сигнализаторов, выходы блока 42 управления перенастройкой соединены с блоками 43 и
40 максимального и минимального уровня настройки и блоком 9 элементов "И", вход блока 42 соединен с программным блоком 14 и блоком 35 блока 1 сигнализаторов.
Задатчик 22 контрольной частоты может быть выполнен на базе генераторов синусоидальных колебаний. Блок 29 запуска может быть выполнен как набор элементов "И" и генератора тактовых импульсов или формирователями импульсов, которые реализуются на
микросхеме одновибратора. Блок 30 сигналов разрешения может быть представлен, например, как набор счетных триггеров. Блок 6 формирователей установки может быть выполнен на базе микросхем формирователей и одновибраторов. Блок 19 отказа оборотов
может быть выполнен, например, на базе счетного триггера. Количество элементов "И" в
блоке 20 отвечает количеству измеренных уровней оборотов газотурбинного двигателя, а
количество формирователей в блоке 6 отвечает количеству контролируемых параметров
блоком 1 сигнализаторов. Блок 7 анализа может быть выполнен на стандартном однокристальном микропроцессоре. Коммутатор 15 и 24, аналого-цифровой преобразователь 16 и
25, блок 27 и 32 цифроаналогового преобразователя могут быть выполнены на стандартных микросхемах. Эксплуатационный накопитель 28 может быть выполнен на стандартных микросхемах флэш-памяти.
Операционный блок 17 и 26 может быть выполнен на базе стандартного многофункционального процессора, который может использовать как внутреннюю, так и внешнюю
память (на чертеже не показана), который также имеет, кроме вычислительных функций,
функцию измерения временных интервалов, а также функцию приема и выдачи кодовых и
одиночных сигналов.
Программный блок 14 может работать автоматически как по сигналам запуска с блоков 29 запуска и 21 измерения оборотов при работающем двигателе, так и по командам
запроса автоматизированной системы контроля (АСК) объекта или пульта бортинженера.
Система работает следующим образом.
При включении напряжения питания система устанавливается в начальное состояние,
после чего блоки 1, 17, 21 и 26 начинают функционировать по заданному алгоритму. Сигналы
с программного блока 14 не выдаются, за исключением сигналов, разрешающих прохождение команд блока 1 через блок 4, и сигнала, который поступает на элемент 13 "НЕ". На
выходе элемента 13 "НЕ" появляется сигнал, который запрещает функционирование блока 3
через элементы "И" блока 9, элементов памяти блока 5 связи с исполнительными элементами и счетчика 11.
Блок 30 сигналов разрешения выдает сигналы на блок 29 запуска, которые разрешают
запуск программного блока 14 при появлении на выходе блока 1 сигналов, которые свидетельствуют о достижении параметрами двигателя предельных значений, и сигналы на
блок 4 n-входовых элементов "И", которые запрещают его работу.
8
BY 10276 C1 2008.02.28
При работающем двигателе сигналы от датчиков (вход 1) поступают на блок 34 нормализаторов блока 1 сигнализаторов, где преобразуются в заданный уровень постоянного
напряжения, удобный как для аналого-цифрового преобразования, так и для использования блоком 35 предельных ограничений блока 1 и блока 8 контроля, функционирующими
по заданным алгоритмам. Ограничители блока 35 блока 1 настраиваются на предельные
значения параметров (как минимальные, так и максимальные) и выдают команды как при
достижении аварийных режимов работы газотурбинного двигателя, так и при достижении
заданных (неаварийных) режимов работы для включения автоматики двигателя.
В процессе функционирования системы производится как последовательная проверка
технического состояния блока 21, а затем блока 1 по запросам АСК или бортинженера, так
и автоматическая при достижении параметрами газотурбинного двигателя предельного
(заданного) значения при его работе.
От датчика оборотов (вход 2) частотный сигнал, пропорциональный частоте оборотов
двигателя, поступает в блок 21, который обрабатывает его по заданным алгоритмам. При
нарушении цепи датчика оборотов на выходе блока 18 появляется сигнал, который запрещает
выдачу с блока 21 сигналов заданных уровней оборотов и поступает через элемент 10
"ИЛИ" на вход счетчика 11, где регистрируется при работе программного блока 14.
При достижении заданного уровня оборотов, при отсутствии нарушения цепи датчика,
блок 21 выдает сигнал на запуск программного блока 14. После получения сигнала запуска
с блока 21 программный блок 14 по цепи 14-1 снимает сигнал с элемента 13 "НЕ", вследствие чего на выходе последнего появляется сигнал, который разрешает функционирование
элементов памяти - триггеров блока 5 связи с исполнительными элементами, а также блока 9
элементов "И" и счетчика 11. Далее программный блок 14 выдает по цепи 14-2 сигнал на
блок 5 и фиксирует с помощью триггеров состояние выходов блока 21 измерения оборотов. Если сигнал о достижении заданного уровня оборотов выдает блок 21 через блок 20
элементов "И", он фиксируется блоком 5 на время прохождения самоконтроля. Этим
обеспечивается непрерывность выдачи команд на исполнительные элементы на время
проведения самоконтроля блока 21.
Далее с заданным интервалом времени "Т" после выдачи сигнала на блок 5 программный блок 14 выдает по цепи 14-3 сигнал на блок 21 измерения оборотов, который запрещает прохождение сигнала датчика (не показан) оборотов и разрешает прохождение
импульсов задатчика 22 контрольной частоты по тракту блока 21. Сигнал, который выдается программным блоком 14 на блок 21 по цепи 14-3, снимает также сигнал запрета, который поступает с блока 18 в случае нарушения цепи датчика и запрещает выдачу команд
с блока 21 при проведении самоконтроля. Контрольная частота с задатчика 22 обеспечивает фиксацию всех измеренных уровней оборотов блоком 21. Если блок 21 измерения
оборотов исправный, то он не выдает сигнал на блок 19 отказа оборотов. При наличии неисправностей в тракте блока 21 он выдает на блок 19 отказа оборотов сигнал, который
обеспечит фиксацию отказа при поступлении сигналов с блока 14.
С интервалом времени, определяемым быстродействием тракта измерения оборотов
блока 21, на вход блока 19 по цепи 14-4 выдается сигнал. Если нарушение в функционировании тракта измерения оборотов отсутствует, то в блоке 19 отказ не фиксируется. Если
есть нарушение в функционировании тракта измерения оборотов, то в блоке 19 фиксируется отказ. Сигнал отказа с блока 19 поступает в блок 20 элементов "И" и запрещает прохождение через них сигналов с блока 21 по окончании самоконтроля. Кроме того, сигнал
отказа с блока 19 поступает на блок 7 анализа.
С интервалом времени "Т" от момента окончания сигнала 14-4 на блок 19 с блока 14
на задатчик 22 контрольной частоты по цепи 14-5 поступает сигнал, который изменяет
режим его работы, при котором на вход блока 21 поступает частотный сигнал, который
снимает фиксацию всех измеренных уровней оборотов.
9
BY 10276 C1 2008.02.28
Под действием сигнала с задатчика 22 измерительный тракт блока 21 обрабатывает
контрольный сигнал и снимает фиксацию всех измеренных уровней оборотов, что свидетельствует об исправности измерительного тракта блока 21.
Если блок 21 измерения оборотов исправный, то он не выдает сигнал на блок 19 отказа
оборотов. При наличии неисправностей в тракте блока 21 он выдает на блок 19 отказа оборотов сигнал, который обеспечит фиксацию отказа при поступлении сигналов с блока 14.
С интервалом времени, определенным быстродействием тракта измерения оборотов
блока 21, на вход блока 19 по цепи 14-6 выдается сигнал. Если нарушение в функционировании тракта измерения оборотов отсутствует, то в блоке 19 отказ не фиксируется. Если
есть нарушение в функционировании тракта измерения оборотов, то в блоке 19 фиксируется отказ. Сигнал отказа с блока 19 поступает в блок 20 элементов "И" и запрещает прохождение через них сигналов с блока 21 по окончании самоконтроля. Кроме того, сигнал
отказа с блока 19 поступает на блок 7 анализа.
После этого снимаются сигналы, которые поступали по цепям 14-3 и 14-5 с выхода
блока 14 к блоку 21 и задатчик 22. При этом прекращается поступление в измерительный
тракт блока 21 сигнала от задатчика 22 контрольной частоты, который переходит в начальное состояние, а в измерительный тракт блока 21 поступает сигнал от датчика оборотов
газотурбинного двигателя. Кроме того, с блока 21 сигнал в виде прямоугольных импульсов, период следования которых пропорционален количеству оборотов газотурбинного
двигателя, поступает в операционный блок 26.
При изменении режима работы газотурбинного двигателя обороты достигают следующего более высокого уровня, на выходе блока 21 появляется сигнал, который запускает программный блок 14. При этом цикл проведения самоконтроля блока 21, описанный
выше, повторяется.
Таким образом, на исполнительные элементы сигналы о достижении заданных уровней оборотов поступают только после прохождения самоконтроля, отсутствия отказов в
тракте измерения уровней оборотов блока 21 и только при повторном подтверждении достижения заданного уровня оборотов. После завершения проверки технического состояния
блока 21 измерения оборотов может начаться проверка технического состояния блока 1
сигнализаторов.
После завершения проверки технического состояния блока 21 измерения оборотов (в
случае последовательной проверки) начинается проверка технического состояния блока 1
сигнализаторов.
Проверка технического состояния блока 1 сигнализаторов заключается в следующем.
Программный блок 14 по цепи 14-7 выдает сигнал на вход блока 5 и фиксирует в нем,
с помощью триггеров, состояние выходов блока 1 сигнализаторов, если присутствует разрешающий сигнал с блока 30 сигналов разрешения на входе соответствующего элемента
"И" блока 4.
Если сигнал о достижении соответствующим параметром заданного значения выдается блоком 35 блока 1 через блок 4 элементов "И" и поступает разрешающий сигнал с блока 30 на вход соответствующего элемента "И" блока 4, то он фиксируется блоком 5 на
время прохождения самоконтроля.
Одновременно с выдачей по цепи 14-7 сигнала на блок 5 программный блок 14 по цепи 14-8 выдает сигнал на блок 42 управления перенастройкой блока 2, который фиксирует
исходное состояние блока 36 предельных ограничений блока 1 для обеспечения его перенастройки на выдачу или снятие сигналов с выходов блока 1 и для управления работой
блока 3 формирования отказа через блок 9 элементов "И".
Затем с программного блока 14 по цепи 14-9 выдается сигнал на блок 4 и запрещает
прохождение команд с блока 1 сигнализаторов на блок 5 связи с исполнительными элементами. Следующая команда, которая поступает по цепи 14-10 соответственно на блоки 43
и 40 изменения максимального и минимального уровня настройки, при наличии соответ10
BY 10276 C1 2008.02.28
ствующих сигналов с блока 42 управления перенастройкой перестраивает блок 35 блока 1
на выдачу сигналов (если сигналы до этого времени не выдавались) или на их снятие (если
сигналы до этого времени выдавались). При этом сигналы через блок 4 n-входовых элементов "И" не проходят вследствие наличия на его входе запрещающего сигнала с программного блока 14.
Если перенастройка блока 35 блока 1 проводится согласно алгоритму самоконтроля,
который определяется сигналами с выхода блока 1, которые поступают непосредственно,
и сигналами, которые поступают с выхода блока 42 управления перенастройкой блока 2
через блок 9 элементов "И" на блок 3 формирования отказа, то отказ в блоке 3, при поступлении следующей команды по цепи 14-11 с программного блока 14, не фиксируется.
Блок 9 элементов "И" предназначен для управления работой блока 3 с целью повышения
его помехоустойчивости. Если перенастройка одного из каналов блока 35 предельных ограничений блока 1 вследствие нарушения цепи ее датчика происходит не согласно алгоритму
контроля, то вследствие действия запрещающего сигнала с блока 8 на вход соответствующего элемента "И" блока 9 в блоке 3 также не фиксируется отказ по данному каналу.
Если хотя бы один из каналов блока 1 не выдает сигнал (вследствие перенастройки, а
он должен был его выдать) или не снимает сигнал, хотя он должен был снять его с выхода
(при отсутствии нарушения цепи датчика), то при поступлении сигнала с программного
блока 14 в блоке 3 фиксируется отказ. Сигнал отказа поступает на вход элемента "И" блока 4 соответственно отказавшего канала. Этим исключается ошибочная выдача сигналов
на исполнительные элементы после прохождения самоконтроля. Кроме того, сигнал отказа через элемент 10 "ИЛИ" поступает на вход счетчика 11 и фиксируется в нем при поступлении сигнала по цепи 14-12 с программного блока 14. При поступлении сигнала по
цепи 14-12 в счетчике 11 фиксируется также отказ блока 21 измерения оборотов и нарушения цепи датчика как сигнализаторов, так и оборотов. Одновременно с выдачей программным блоком 14 сигнала на счетчик 11 он снимает по цепи 14-10 команду перенастройки с
блоков 43 и 40 изменения максимального и минимального уровня настройки и каналы
блока 35 блока 1 перенастраиваются на предельные (рабочие) уровни ограничения.
Так как сигналы от датчиков контролируемых параметров будут соответствовать заданным уровням ограничения, то на выходе блока 1 сигнализаторов будут выдаваться
сигналы, которые поступают на входы блока 29 запуска, блока 30 сигналов разрешения
и блока 4 n-входовых элементов "И". С интервалом времени после снятия сигнала по
цепи 14-10 с блока 14 по цепи 14-13 выдается сигнал, под действием которого триггеры
блока 30, на управляющих входах которых присутствуют сигналы достижения параметрами предельных значений, изменяют свое начальное состояние. При этом на соответствующие входы блока 29 запуска будут поступать сигналы, которые запрещают запуск
блока 14, а на соответствующие элементы "И" блока 4 будут поступать сигналы, которые
соответствуют заданным уровням ограничения параметров, разрешая прохождение через
них к блоку 5 и дальше на исполнительные элементы.
После этого снимается запрещающий сигнал, который поступал по цепи 14-9 блока 14, и
выдается сигнал, разрешающий прохождение сигналов заданных уровней ограничения
параметров через блок 4 n-входовых элементов "И" и далее через блок 5 на исполнительные элементы.
Из вышеизложенного видим, что блок 30 сигналов разрешения обеспечивает выдачу
команд заданных уровней ограничения параметров на исполнительные элементы при
достижении заданных уровней ограничения только после проведения контроля функционирования блока 1 сигнализаторов. Этим исключается ошибочная выдача сигналов на
исполнительные элементы.
Если при изменении режима работы газотурбинного двигателя значение параметра
стало ниже уровня ограничения, то сигнал на входе блока 5 снимается. Снятие сигнала
заданного уровня ограничения с выхода блока 5 приводит к появлению на выходе соответствующего формирователя блока 6 сигнала, который устанавливает соответствующий
11
BY 10276 C1 2008.02.28
триггер в блоке 30 сигналов разрешения в начальное состояние, при котором на соответствующий элемент блока 4 будет поступать сигнал, запрещающий прохождение на исполнительный элемент команд соответствующих уровней ограничения параметров, а к блоку 29 сигнал, разрешающий запуск программного блока 14 при повторном достижении ранее
снятого сигнала заданного уровня ограничения параметра.
Таким образом, на исполнительные элементы сигналы о достижении предельных
уровней ограничения параметров поступают только после прохождения самоконтроля,
отсутствия отказов в тракте блока 1 сигнализаторов и только при повторном подтверждении достижения параметром своего предельного значения. Последним снимается сигнал,
который поступает с программного блока 14 на вход элемента 13 "НЕ" по цепи 14-1, и
программный блок 14 устанавливается в начальное состояние.
При нарушении цепи датчика одного из каналов блока 35 блока 1 или отказа одного из
нормализаторов блока 34 блока 1, что приводит к исчезновению сигнала на его выходе,
что равносильно аварийному состоянию газотурбинного двигателя, например, из-за минимального давления масла в маслосистеме двигателя, или к увеличению сигнала на входе соответствующего канала блока 35 блока 1, что равносильно также аварийному
состоянию двигателя, например, максимальной температуры масла в маслосистеме двигателя, на выходе блока 8 появится сигнал, который, влияя на соответствующий канал блока
35, в цепи датчика которого или нормализатора блока 34 возникло нарушение, запрещает
выдачу им команды на исполнительный элемент.
Сигнал о нарушении цепи датчика при отказе нормализатора блока 34 блока 1 с выхода блока 8 поступает также на соответствующий элемент "И" блока 9 и, таким образом,
запрещает формирование сигнала отказа по соответствующему каналу в блоке 3 при прохождении самоконтроля, так как изменяется режим работы сигнализатора при отказах в
цепи датчика. Отказ соответствующего нормализатора блока 34 блока 1 будет выявлен по
результатам дешифровки полетных данных, зарегистрированных в эксплуатационном накопителе 28 после каждого полета летательного аппарата. Кроме того, сигнал о нарушении цепи датчика или отказа нормализатора блока 34 блока 1 через элемент 10 "ИЛИ"
поступает на вход счетчика 11 и фиксируется в нем при прохождении самоконтроля.
Если кратковременное нарушение цепи датчика возникло в период отсутствия самоконтроля на время, большее постоянной времени нормализаторов блока 34 блока 1, то будет только запрещена выдача ошибочной команды с выхода соответствующего канала
блока 35 блока 1. Если выдача команды возникает вследствие отказа одного из каналов
блока 35 блока 1, то при проведении самоконтроля фиксируется отказ соответствующего
канала, а команда в этом случае на исполнительный элемент не выдается. Если при прохождении нескольких циклов контроля, например трех, на выходе блока 3 сохраняется
сигнал отказа хотя бы одного канала блока 35 блока 1, при нарушении хотя бы одного из
контролируемых цепей датчиков или отказа хотя бы одного из каналов блока 34 блока 1, а
также при появлении сигнала отказа на выходе блока 19 на выходе счетчика 11 выдается
сигнал устойчивого отказа или нарушения цепи датчика. При наличии сигнала с выхода
счетчика 11 и элемента 10 "ИЛИ" на выходе элемента 12 "И" появляется сигнал, который
через блок 5 поступает в бортовую систему отображения и через блоки 23 и 26 регистрируется в блоке 28.
При кратковременном случайном нарушении цепи датчика во время действия вибрационных погрузок или получении сигнала отказа сигнализатора блока 35 блока 1 или блока 21 измерения оборотов от случайного сбоя при функционировании или проведении
самоконтроля следующий цикл контроля не дает подтверждения указанных отказов,
вследствие чего счетчик 11 обнуляется, т.е. возвращается в начальное состояние.
Автоматический режим контроля функционирования тракта блока 1 по сигналу запуска с блока 29 заключается в следующем. При достижении одним из параметров своего
предельного значения блок 1 выдает сигнал на блок 29 запуска, который в связи с наличием на втором его входе разрешающих сигналов с блока 30 сигналов разрешения выдает
12
BY 10276 C1 2008.02.28
сигнал на запуск программного блока 14. После получения сигнала с блока 29 программный блок 14 по цепи 14-1 снимает сигнал с элемента 13 "НЕ", вследствие чего на его выходе появляется сигнал, который разрешает функционирование элементов памяти блока 5
связи с исполнительными элементами, блока 9 элементов "И" и счетчика 11.
Далее программный блок 14 выдает по цепи 14-7 сигнал на блок 5 и фиксирует с помощью триггеров состояние выходов блока 1, если имеется разрешающий сигнал на входе
блока 4 n-входовых элементов "И", который поступает с блока 30 сигналов разрешения.
Если сигнал, который свидетельствует о достижении параметром своего предельного
значения, выдается блоком 1 через блок 4 элементов "И", при наличии на его входе
разрешающего сигнала с блока 30, то он фиксируется блоком 5 на период проведения
самоконтроля. Этим обеспечивается непрерывность выдачи команд на исполнительные
элементы на период проведения самоконтроля блока 1.
Одновременно с выдачей по цепи 14-7 сигнала на блок 5 программный блок 14 по цепи 14-8 выдает сигнал на блок 42 управления перенастройкой блока 2 и цикл контроля
функционирования блока 1 выполняется по вышеупомянутому алгоритму.
Сигналы отказа каналов блока 1 и блока 21 с выходов блока 3 формирования отказа и
блока 19 отказа оборотов поступают на входы блока 7 анализа. Каждому сигналу отказа
на выходе блока 7 отвечает заданное значение двоичного кода, который поступает на вход
блока 27 цифроаналогового преобразователя. Каждому значению двоичного кода на входе
блока 27 будет соответствовать значение постоянного напряжения на его выходе, которое
поступает на вход коммутатора 24. Следовательно, соответствующими уровнями постоянного напряжения с выхода блока 27 кодируется отказ соответствующего канала блока 1 и 21.
Регистрация текущих значений параметров газотурбинного двигателя от его запуска
до останова, значение переменного напряжения питания индукционных датчиков, отказ каналов блока 1 и 21, а также состояние цепей датчиков выполняется в следующем порядке.
Сигнал от источника переменного напряжения (вход 3), которым запитываются индукционные датчики, поступает в нормализатор 33 напряжения.
Операционный блок 26 выдает сигналы, например, в виде двоичного кода на коммутатор 24 для поочередного подключения сигналов с выхода блока 34 нормализаторов блока 1,
значения которых характеризуют физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, нормализатора 33 напряжения, значение которого характеризует параметры переменного напряжения, которым запитываются индукционные датчики, и сигналов с выхода
блока 27, значения которых характеризуют наличие отказов в каналах блоков 1 и 21.
Вследствие чего сигналы с выхода блока 34 блока 1, сигнал с выхода нормализатора 33
напряжения и сигнал с выхода блока 27 через коммутатор 24 поступает в аналогоцифровой преобразователь 25, где преобразуется в двоичный код. С интервалом времени,
определяемым быстродействием преобразователя 25, после подачи на его вход сигнала с
выхода коммутатора 24, операционный блок 26 регистрирует в своей памяти двоичный
код с выхода аналого-цифрового преобразователя 25.
По окончании преобразования всех аналоговых сигналов с выхода блока 34 блока 1,
нормализатора 33 напряжения и блока 27, а также записи результатов преобразования в
память блока 26 последний прекращает выдачу сигналов на коммутатор 24 и начинает
анализировать характеристики переменного напряжения, которым питаются индукционные датчики. Если характеристики переменного напряжения отличаются от номинальных
(базовых), то операционный блок 26 начинает корректировать значения, зарегистрированные в памяти, тех параметров, которые контролируются индукционными датчиками. Этим
обеспечивается высокая достоверность регистрации параметров газотурбинного двигателя.
Как указано выше, с выхода блока 21 измерения оборотов на вход операционного блока 26 поступает последовательность прямоугольных импульсов, период следования которых пропорционален числу оборотов газотурбинного двигателя. Кроме того, сигналы,
которые свидетельствуют о нарушении в цепях аналоговых и частотных датчиков, с выхода блоков 8 и 18 поступают на вход операционного блока 26.
13
BY 10276 C1 2008.02.28
Вследствие дальнейшего функционирования операционного блока 26 импульсная последовательность, которая поступает с выхода блока 21, преобразуется в двоичный код.
Сигналы, которые свидетельствуют о нарушении в цепях аналоговых и частотных датчиков, с выхода блоков 8 и 18 и двоичный код, пропорциональный оборотам двигателя, фиксируются в памяти операционного блока 26.
Операционным блоком 26 из записанной в его памяти информации формируется кадр,
который им же переписывается в соответствующие адреса эксплуатационного накопителя 28.
Этим и завершается цикл записи параметров газотурбинного двигателя, состояние цепей датчиков и отказов в измерительных каналах системы и параметры переменного напряжения, питающее индукционные датчики, в эксплуатационный накопитель 28, после
чего операционный блок 26 выдает сигналы на коммутатор 24 и цикл регистрации информации, которая характеризует физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, цепей датчиков и отказов в измерительных каналах системы, повторяется согласно
описанному выше алгоритму.
При работающем двигателе выходные команды, например, в виде бортового напряжения, величина которого может быть, например, плюс 27 вольт, с блока 5 поступают на
вход блока 37 гальванической развязки блока 23 контроля команд управления. Блок 37
блока 23 предназначен для гальванической развязки бортсети летательного аппарата и напряжения питания блоков и элементов системы управления, контроля и регистрации параметров газотурбинного двигателя для обеспечения его помехоустойчивости. При
поступлении на входы блока 37 блока 23 напряжения бортсети на соответствующих его
выходах получим сигналы, например, в виде логической "1", которые поступают на входы
параллельно-последовательного регистра 36 блока 23 и регистрируются в нем по сигналу
с операционного блока 26. Затем с выхода операционного блока 26 на тактовый вход регистра 36 блока 23 поступают тактовые импульсы, под влиянием которых зарегистрированные в регистре 36 блока 23 сигналы с выхода блока 36 блока 23, например, в виде
однополярного последовательного двоичного кода поступают на вход блока 26 и фиксируются в его памяти. Операционным блоком 26 из записанной к его памяти информации,
которая характеризует состояние выходных команд системы, формируется кадр, который
им же переписывается в соответствующие адреса эксплуатационного накопителя 28. Этим
и завершается цикл записи выходных команд системы, которые поступают на исполнительные элементы газотурбинного двигателя и летательного аппарата, в накопитель 28.
Формирование и выдача сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, в аварийную систему регистрации (для сохранения информации при катастрофе летательного аппарата) проводится в следующем порядке.
Операционный блок 17 выдает сигналы, например, в виде двоичного кода на коммутатор 15 для поочередного подключения сигналов с выхода блока 34 нормализаторов блока 1,
значения которых характеризуют физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, нормализатора 33 напряжения, значение которого характеризует состояние переменного напряжения, которым запитываются индукционные датчики. Вследствие чего сигнал с
выхода блока 34 блока 1 и сигнал с выхода нормализатора 33 напряжения через коммутатор 15 поступают на аналого-цифровой преобразователь 16, где преобразуются в двоичный код. С интервалом времени, определяемым быстродействием преобразователя 16,
после выдачи на его вход сигнала с выхода коммутатора 15, операционный блок 17 регистрирует в своей памяти двоичный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 16.
По окончании преобразования всех аналоговых сигналов с выхода блока 34 блока 1,
нормализатора 33 напряжения, а также записи результатов преобразования в память
блока 17 последний прекращает выдачу сигналов на коммутатор 15 и начинает анализировать характеристики переменного напряжения, которым запитываются индукционные
датчики. Если характеристики переменного напряжения отличаются от номинальных (базовых), то операционный блок 17 начинает корректировать значения, зарегистрированные
в памяти, тех параметров, которые контролируются индукционными датчиками. Этим
14
BY 10276 C1 2008.02.28
обеспечивается высокая достоверность информации, которая поступает в аварийную систему регистрации параметров газотурбинного двигателя.
От бортовой системы аварийной регистрации (вход 4) к операционному блоку 17
поступает сигнал, который является признаком для формирования кадра с информации,
зарегистрированной в памяти блока 17, которая характеризует физическое состояние
параметров газотурбинного двигателя.
Затем от системы аварийной регистрации (вход 5) к операционному блоку 17 поступает
последовательность импульсов, которая определяет соответствующие адреса аварийной
системы регистрации, в которых будут регистрироваться соответствующие параметры
газотурбинного двигателя.
Под влиянием импульсной последовательности операционный блок 17 начинает формировать на входе блока 32 цифроаналогового преобразователя двоичные кодовые посылки из зарегистрированной в его памяти информации, которые характеризуют физическое
состояние параметров газотурбинного двигателя.
Блок 32 цифроаналогового преобразователя двоичные кодовые посылки преобразует в
пропорциональное значение постоянного напряжения, которое поступает в аварийную
систему регистрации самолета. После окончания импульсной последовательности (вход 5),
поступающей к операционному блоку 17, снова поступает сигнал (вход 4) и алгоритм
функционирования блока 17 повторяется.
Этим и завершается цикл формирования и выдачи сигналов, характеризующих физическое состояние параметров газотурбинного двигателя, в аварийную систему регистрации
для сохранения информации при катастрофе летательного аппарата.
После завершения полетов летательного аппарата или наземных гонок двигателей к
системе (не показано) подключается считывающая аппаратура, которая на вход операционного блока 26 по цепи связи выдает информацию, например, в виде двоичного кода,
под влиянием которого блок 26 переходит в режим считывания накопленной информации эксплуатационным накопителем 28. В этом режиме операционный блок 26 выдает в
накопитель 28 последовательные адресные кодовые значения для обеспечения последовательного считывания двоичного кода (накопленной информации) через операционный
блок 26.
Считанная информация направляется в центр дешифровки полетных данных, где анализируется состояние выходных команд системы, состояние параметров газотурбинного
двигателя, в том числе и цепей датчиков, а также наличие отказов в измерительных каналах системы и определяется или необходимость проведения разнообразных профилактических (ремонтных) мероприятий, или последующая его эксплуатация.
При неработающем двигателе, например, на этапе производства летательного аппарата или после его капитального ремонта, а также при проведении регламентных работ, поиска отказов в цепях исполнительных элементов, проверке функционирования самых
исполнительных элементов к системе подключается наземная аппаратура, которая на вход
операционного блока 26 по линии связи выдает информацию, например, в виде последовательного однополярного двоичного кода, под влиянием которого блок 26 переходит в
режим контроля состояния выходных цепей системы.
При неработающем газотурбинном двигателе команды в виде напряжения плюс 27
вольт на выходе блока 5 должны отсутствовать. Выдача команд блоком 5 свидетельствует
о его неисправности. Для определения исправности системы подключенная к блоку 26 наземная аппаратура выдает кодовые посылки и блок 26 переходит в режим контроля наличия выходных команд с блока 5. Далее система работает по описанному выше алгоритму
контроля команд управления при работающем двигателе. В случае выдачи блоком 5 ошибочных команд система бракуется и вместо нее устанавливается исправная система.
Для проверки выдачи команд блоком 5 системы при неработающих двигателях, а также для проверки работоспособности исполнительных элементов (различных агрегатов ле15
BY 10276 C1 2008.02.28
тательного аппарата и газотурбинного двигателя) и линий связи с ними, например, при
выполнении регламентных работ или проверке бортовых цепей и работоспособности агрегатов при производстве летательного аппарата или после капитального ремонта наземная аппаратура выдает кодовые посылки в блок 26, которые переводят его в режим работы
с блоком 31 управления выдачей команд. При этом режиме с выхода блока 26 на вход последовательно-параллельного регистра 38 блока 31 поступает последовательный однополярный двоичный код, который в регистре 38 блока 31 преобразуется в параллельный
двоичный код. Вследствие преобразования на выходах регистра 38 появляются сигналы,
например, в виде логической "1", которые поступают на входы блока 39 блока 31. Причем
количество каналов в блоке 39 блока 31 отвечает количеству выходов блока 5 системы.
При неработающем двигателе на последний вход последовательно-параллельного регистра 38 блока 31 с выхода блока 21 поступает сигнал, например, в виде логической "1", который разрешает прохождение сигналов с выхода регистра 38 блока 31 на вход блока 39
ключей блока 31, выходы которого связанны с входами блока 5 связи с исполнительными
элементами.
При поступлении сигнала, например, в виде логической "1" на соответствующий вход
блока 39 блока 31 соответствующий ключ блока 39 блока 31 открывается и, влияя на соответствующий выходной элемент блока 5, например на реле, вследствие чего реле срабатывает, замыкает свои контакты и на выходе блока 5, а соответственно и на выходе
системы появляется команда, например, в виде напряжения плюс 27 вольт. Наличие команды на выходе системы свидетельствует об исправности системы, а отсутствие команды свидетельствует об отказе системы. Выходная команда блока 5 при исправности цепей
и самых исполнительных элементов включает соответствующий исполнительный элемент
(агрегат) летательного аппарата или газотурбинного двигателя. Срабатывание исполнительного элемента свидетельствует об исправности его самого и линий связи с ним. В
случае несрабатывания исполнительного элемента выясняется причина отказа, которая
состоит в проверке наличия выходной команды блока 5 системы (проверяется по описанному выше алгоритму контроля выдачи команд при работающем двигателе), линии связи
и функционирование самого исполнительного элемента. Выявленные неисправности устраняются.
Для определения наличия выходной команды, а соответственно и исправности системы подключенная к блоку 26 наземная аппаратура выдает кодовые посылки и блок 26 переходит в режим контроля наличия выходных команд блока 5. Далее система работает по
описанному выше алгоритму контроля команд управления при работающем двигателе.
Этим и заканчивается проверка системы, исполнительных элементов и линий связи с ними.
Для предотвращения выдачи ошибочных команд управления блоком 31 при работающем
двигателе на его вход с блока 21 поступает сигнал, например, в виде логического "0", который блокирует работу блока 31. Этим и предотвращается несанкционированное влияние
блока 31 на работу блока 5 при работающем двигателе.
Изобретение позволяет исключить аварийные ситуации на борту летательного аппарата за счет исключения выдачи ошибочных команд с помощью проведения самоконтроля
блока сигнализаторов и блока измерения оборотов перед выдачей команд на исполнительные элементы и повысить таким образом безопасность полетов.
Техническое решение по предлагаемому изобретению также за счет обеспечения регистрации параметров и их корректировки в зависимости от характеристик переменного
напряжения, которым запитываются индукционные датчики, которые характеризуют состояние параметров газотурбинного двигателя и самой системы управления и контроля,
состояние цепей датчиков и состояние блока 5 системы, позволит обеспечить надежную
эксплуатацию газотурбинного двигателя по техническому состоянию, сократить время на
устранение отказов в оборудовании самой системы и двигателя летательного аппарата и
цепей датчиков и, как следствие, повысить надежность и снизить стоимость эксплуатации
газотурбинного двигателя, а также сократить бездействие авиационной техники.
16
BY 10276 C1 2008.02.28
Кроме того, обеспечивается формирование и выдача откорректированной информации, характеризующей состояние параметров двигателя, в аварийную систему регистрации для ее сохранения при катастрофах летательного аппарата.
Такое построение системы позволяет обеспечить надежную выдачу сигналов
управления и достоверную регистрацию информации о техническом состоянии параметров газотурбинного двигателя и, как следствие, обеспечить надежную эксплуатацию газотубинного двигателя и самой системы по техническому состоянию.
Проведение контроля выдачи ошибочных команд с выхода системы и выдачи команд
системой для проверки функционирования исполнительных элементов и их линий связи
при неработающем двигателе позволит определить, какой конкретно исполнительный
элемент в отказе, или определить отказ в соответствующей цепи исполнительного элемента газотурбинного двигателя или летательного аппарата и, как следствие сократить время
поиска отказов исполнительных элементов и их цепей, а также сократить бездействие
авиационной техники.
Кроме того, проведение идентификации и регистрации отказов измерительных каналов системы управления и контроля позволит определить, какой конкретно измерительный канал в отказе и, как следствие, сократить время на восстановление системы, а также
сократить бездействие авиационной техники.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
17
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
552 Кб
Теги
by10276, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа