Применение бортовой математической модели для управления газотурбинным двигателем с дополнительной камерой сгорания

DOI: 10.34759/vst-2019-4-90-97

Авторы

Гольберг Ф. Д.^*, Гуревич О. С.^**, Зуев С. А.^***, Петухов А. А.^****

Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: fdgolberg@ciam.ru
**e-mail: gurevich_os@ciam.ru
***e-mail: zuevsa@ciam.ru
****e-mail: aapetukhov@ciam.ru

Аннотация

Рассмотрены принципы управления расходом топлива в дополнительную камеру сгорания (ДКС) и площа­дью критического сечения сопла многорежимного авиационного двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя (ГТД), основанные на применении в программном обеспечении цифровой системы автоматического управления (САУ) двигателя его бортовой математической модели. Разработаны структура и алгоритмы управ­ления для такого регулятора. Приведены результаты оценки эффективности рассмотренных методов управления.

Ключевые слова:

система автоматического управления, газотурбинный двигатель, «виртуальный двигатель», площадь критического сечения сопла, расход топлива, дополнительная камера сгорания

Библиографический список

1. Kreiner A., Lietzau K. The use of onboard real-time models for jet engine control. MTU Aero Engines, Germany, 2004. URL: http://docshare01.docshare.tips/files/5150/51504922.pdf

2. Intelligent Propulsion System Foundation Technology. – Summary of Research. The Ohio State University Research Foundation. National Aeronautics and Space Administration Glenn Research Center (NASA/CR) – 2008-215226. June 2008.

3. Litt J.S, Simon D.L., Garg S. et al. A Survey of Intelligent Control and Health Management Technologies for Aircraft Propulsion Systems. – NASA/ TM-2005-213622.

4. Гольберг Ф.Д, Гуревич O.C., Петухов A.A. Матема­тическая модель двигателя в САУ ГТД для повы­шения надежности и качества управления // Тру­ды МАИ. 2012. № 58. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=33278

5. Golberg F.D, Gurevich O.S., Petukhov A.A. Improving control reliability and quality of aircraft engines by means the software «virtual engine» // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS, St. Petersburg, Russia, 07-12 September 2014).

6. Гуревич O.C., Гольберг Ф.Д., Зуев C.A., Бусурин В.И. Управление органами механизации компрессора газотурбинного двигателя с использованием его математической модели" // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID =80286

7. Гуревич O. C, Гольберг Ф.Д., Петухов A.A., Зуев C.A. Применение программного обеспечения «Виртуальный двигатель» в системах охлаждения узлов газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 3. С. 83-94.

8. Гуревич O.C. (ред.) Системы автоматического уп­равления авиационными газотурбинными двигате­лями // Труды ЦИАМ. № 1346. М.: Торус Пресс, 2010. – 264 с.

9. Garg S., Kumar A., Mathews H.K., Rosenfeld T., RybarikP., Viassolo Daniel E. Intelligent control and health monitoring // More Intelligent Gas Turbine Engines, 2009, RTO-TR-AVT-128, chapter 3, 178 p.

10. Litt J.S., Simon D.L., Garg S. et al. A Survey of Intelligent Control and Health Management Technologies for Aircraft Propulsion Systems // Journal of Aerospace Computing, Information, and Communication. 2005. Vol. 1. No. 12, pp. 543-563. DOI: 10.2514/1.13048

11. Нечаев Ю.Н. Законы управления и характеристики авиационных силовых установок. – М.: Машино­строение, 1995. – 400 с.

12. Гуревич O.C., Гольберг Ф.Д., Cеливанов ОД. Интег­рированное управление силовой установкой мно­горежимного самолета / Под общ. ред. О.С. Гуре­вича. – М.: Машиностроение, 1994. – 304 с.

13. Костюков В.М, Капырин Н.И. Модель газотурбин­ного двигателя и его системы управления для осо­бых значений углов атаки и метеорологических условий // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=28075

14. Нечаев Ю.Н., Федоров Р.М,Котовский B.H., Полев A. C. Теория авиационных двигателей: Учебник для ву­зов ВВС: В 2 ч. – М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2005. – Ч. 1. – 366 с.

15. Нечаев Ю.Н, Федоров P.M., Котовский B.H., Полев A. C. Теория авиационных двигателей: Учебник для ву­зов ВВС: В 2 ч. – М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2005. – Ч. 2. – 335 с.

16. Скибин B.A., Солонин B.H., Палкин B.A. Работы ве­дущих авиадвигателестроительных компаний в обеспечение создания перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор). – М.: ЦИАМ, 2010. – 672 с.

17. Котельников B.P., Хробыстова O.B., Зрелов B.A., Пономарев B.A. Двигатели боевых самолетов России. – Рыбинск: Медиарост, 2017. – 616 с.

18. Kurzke J. and Riegler C. A Mixed Flow Turbofan Afterburner for the Definition of Reheat Fuel Control Laws. – May 1998, Design Principles and Methods for Aircraft Gas Turbine Engines, RTO-MP-8, February 1999.

19. Orme J., Schkolnik G. Flight Assessment of the Onboard Propulsion System Model for the Performance Seeking Control Algorithm on an F-15 Aircraft. – NASA Technical Memorandum 4705 (NASA TM-4705), AIAA-1995-2361. DOI: 10.2514/6.1995-2361

20. Desai N.C., Crainic C. Adaptive Thermodynamic Engine Model for the Next Generation Control System for Helicopter Engines. – American Helicopter Society 58th Annual Forum (Montreal, Canada, 11-12 June 2002)

Скачать статью