Holdings: Steuerung und Regelung der Turboflugtriebwerke

Steuerung und Regelung der Turboflugtriebwerke:

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Bibliographic Details
Main Author:	Bauerfeind, Klaus (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Basel ; Boston ; Berlin Birkhäuser 1999
Series:	Technik der Turboflugtriebwerke
Subjects:	Digitale Regelung Turboluftstrahltriebwerk Steuerungssystem Regelungssystem Digitale Steuerung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Literaturverz. S. 304 - 310
Physical Description:	X, 313 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3764360216 9783034897488

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adam_text	KI AUS BAUER FEI ND STEUERUNG UND REGELUNG DER TU RBOF I UGTRIE BWERKE BI R K H AE U SE R VERLAG BASEL BOSTON VI INHALT 1 EINLEITUNG .............................................................................. ................................. 1 2 GRUNDSAETZLICHE AUFGABENSTELLUNGEN .................................................................... 5 3 DAS TURBOFLUGTRIEBWERK ALS REGELSTRECKE ........................................................... 9 3.1 ALLGEMEINES .................. .............................................................................. 9 9 3.2 TYPISCHE BAUFORMEN DER TURBOFLUGTRIEBWERKE ............................................... 3.2.1 GESTALTUNG ZUR OPTIMIERUNG DES VORTRIEBSWIRKUNGSGRADS .................. 9 LEISTUNGSDICHTE .............................................................................. ..... 14 3.3 STATIONAERES BETRIEBSVERHALTEN .......................................................................... 14 KONZEPT DER REDUZIERTEN LEISTUNGSPARAMETER .................................................. 3.5 INSTATIONAERES BETRIEBSVERHALTEN UND SIMULATIONSMODELLE ................................ 24 3.5.1 GRUNDSAETZLICHES ................................................................................... 24 3.2.2 GESTALTUNG ZUR OPTIMIERUNG DES INNEREN WIRKUNGSGRADS UND DER 3.4 18 3.5.2 EINEN INSTATIONAEREN VORGANG AUSLOESENDE TRIEBWERK- EINGANGSPARAMETER .............................................................................. 25 3.5.3 PHYSIKALISCHE VORGAENGE BEIM INSTATIONAEREN BETRIEB ........................... 26 3.5.4 MODELLIERMOEGLICHKEITEN DES INSTATIONAEREN BETRIEBSVERHALTENS ........... 34 3.6 WINDMILLING- UND STARTVERHALTEN ................... ............................................. 41 3.6.2 GRUNDLAGEN DES WINDMILLING-BETRIEBS ............................................... 43 3.6.2.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN .................. ............................. 43 IM WINDMILLING-BETRIEB ............. .................................... 45 3.6.2.3 SYNTHESERECHNUNG MIT KENNFELDERN ...................................... 51 EINWELLEN-EINSTROMTRIEBWERK ............................................... 51 3.6.3 GRUNDLAGEN DES STARTVERHALTENS .......................................................... 53 3.7 STELL-, STOER- UND REGELGROESSEN (TRIEBWERKPARAMETER) ...................................... 55 3.6.1 GRUNDSAETZLICHE ASPEKTE UND AUFGABE .............................. 41 3.6.2.2 ARBEITSWEISEN VON VERDICHTERN UND TURBINEN 3.6.2.4 DISKUSSION DES WINDMILLING-BETRIEBS BEISPIELHAFT FUER DAS 4 STEUER- UND REGELUNGSKONZEPTE DER TURBOFLUGTRIEBWERKE ............................... 59 4.1.1 ANFORDERUNGEN .................................................................................... 59 4.1.2 STEUERKONZEPTE .................................................................................... 60 4.1 SCHUBSTEUERUNG DURCH DEN LEISTUNGSHEBEL ..................................................... 59 4.1.3 VOLLAST-LEISTUNGSSTUFEN BEI MILITAERISCHEN TRIEBWERKEN ..................... 64 INHALT VII 4.2 STARTEN UND ABSCHALTEN ........... ................................... 64 4.2.1.1 STARTERMOTOR ... ................................... 65 4.2.1.2 BRENNKAMMER- ................................... 67 4.2.1.3 BRENNSTOFFZUME ................................... 67 4.2.2 ABSCHALTVORGANG .................................................. ......................... 68 4.2.1 STARTVORGANG .................... ................................................... 64 4.3 ROTORBESCHLEUNIGUNG/-VERZOEGERUNG . ................................................. 69 4.3.1 GRUNDSAETZLICHES ...... ................................................................ 69 7 1 4.4 GRENZWERTPARAMETER-BEGRENZER . ................................................... 74 4.5 WASSER-METHANOL-EINSPRITZUNG Z 4.6 NACHBRENNERBETRIEB ......................... 4.3.2 BEWAEHRTE UND MOEGLICHE KONZEPTE FUER DIE STEUERUNG UND REGELUNG DER ROTORBESCHLEUNIGUNG/-VERZOEGERUNG ............................. 4.6.1 GRUNDSAETZLICHES 4.6.2 KONZEPTE FUER EINE GEREGELTE NACHBRENNER-RUECKWIRKUNGSFREIHEIT ....... 79 4.6.3 KONZEPT DES GESTEUERTEN, WEITGEHEND RUECKWIRKUNGSFREIEN NACHBRENNERBETRIEBS ........................................................................... 84 4.6.4 NACHBRENNER-ZUENDVORRICHTUNGEN ..................... ............................ 88 4.7 OPTIMIERTE BETRIEBSARTENSTEUERUNG (MODE CONTROL) ...... ............................ 90 4.8 LUFTSCHRAUBENSTEUERUNG BEI TURBOPROP (PTL)-TRIEBWERKEN .......................... 93 4.8.2 STEUERUNGSKONZEPTE ....... ....................................................... 93 4.8.1 GRUNDSAETZLICHES .......................................................... 4.9 ROTORSTEUERUNG BEI HUBSCHRAUBERTRIEBWERKEN ..................................... 4.9.1 GRUNDSAETZLICHES ........................................................................ 4.9.1 STEUERUNGSKONZEPTE ............... ................................... 97 GASTURBINENTRIEBWERKE (SONDERBAUARTEN) ....................................................... 99 4.10 SPEZIELLE STEUERUNGSANFORDERUNGEN AN 4.10.1 BESONDERE STEUERUNGSANFORDERUNGEN FUER TRIEBWERKE 4.10.2 BESONDERE STEUERUNGSANFORDERUNGEN FUER MIT VARIABLER GEOMETRIE ...... .................................................. 100 HYPERSCHALLTRIEBWERKE ........................................................................ 102 4.10.3 STEUERSYSTEME FUER VERLUSTTRIEBWERKE .................................................. 103 4.10.4 STEUERSYSTEME FUER HILFSGASTURBINEN (APU*S) ............................. 4.10.5 STEUERUNGSANFORDERUNGEN FUER VTOL-TRIEBWERKE .............. 4.1 1 EINIGE ALLGEMEINE ENTWICKLUNGSSCHWERPUNKTE ............................................... 11 1 5 AUTARKE STEUERUNGSKONZEPTE WICHTIGER TRIEBWERKKOMPONENTEN .................... 1 15 5.1 GRUNDSAETZLICHES ............................................................................................... 1 15 5.2 LUFTEINLAUF ....................................................................................................... 115 5.3 VERDICHTER ........................................................................................................ 119 VIII INHALT 5.4 TURBINEN .............................................................................. ............................ 124 5.5 BRENNKAMMER UND NACHBRENNER ..................................................................... 124 5.6 SCHUBDUESE FUER UEBERSCHALLFLUG ......................................................................... 126 5.7 SCHUBUMKEHRER .............................................................................. ................. 127 6 SICHERHEITS- UND ZUVERLAESSIGKEITSANFORDERUNGEN ............................................... 128 7 BRENNSTOFFTYPEN UND IHRE PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN ................................... 133 7.1 GRUNDSAETZLICHES ............................................................................................... 133 7.2 7.3 EINTEILUNG DER BRENNSTOFFE FUER TURBOFLUGTRIEBWERKE ...................................... 135 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN UND KENNWERTE .................................................. 136 8 TYPISCHE KOMPONENTEN DER STEUER- UND REGELSYSTEME ..................................... 140 8.1 ALLGEMEINES ..................................................................................................... 140 8.2 SENSOREN .... .............................................................................. .............. 141 8.2.1 DREHZAHLMESSUNG .............................................................................. .. 143 8.2.2 TEMPERATURMESSUNG ....... .......................................................... 144 DRUCK- UND DRUCKVERHAELTNISMESSUNG ................................................. 148 8.2.4 BRENNSTOFF-DURCHFLUSSMESSUNG ....................... ............................. 153 8.2.5 DREHMOMENTMESSUNG ........... ................................................... 154 8.2.7 MOEGLICHE KUENFTIGE SENSOREN .......... ...................................... 155 STELLGLIEDER UND IHRE KOMPONENTEN ................................................................. 156 8.3.1 BRENNSTOFFPUMPEN .............................................................................. 156 8.3.3 BRENNSTOFFDUESEN .................................................................................. 168 8.3.4 PNEUMATISCHE STELLZYLINDER ................................................................. 174 8.3.5 LUFTMOTOREN ....................................................... .......................... 174 8.3.6 HYDRAULISCHE STELLZYLINDER ................................. .......................... 175 8.3.7 HYDRAULIKPUMPEN UND -MOTOREN ......................................................... 176 8.3.8 ELEKTROMOTOREN UND SPULENANTRIEBE . ............................................. 177 8.3.9 MECHANISCHE ANTRIEBE ........................................................................ 177 8.4 FUNKTIONSERZEUGER, RECHNER ............................................................................ 178 8.4.1 MECHANISCHE FUNKTIONSERZEUGUNG ...................................................... 179 8.4.2 PNEUMATISCHE FUNKTIONSERZEUGUNG ..................................................... 180 ELEKTRISCHE FUNKTIONSERZEUGUNG UND RECHNER .................................... 181 8.2.3 8.2.6 POSITIONSMESSUNG .............................................................................. .. 155 8.3 8.3.2 BRENNSTOFFZUMESSVENTILE ...................... .......................................... 164 8.4.3 9 DIGITALE ELEKTRONIK FUER DIE STEUERUNG. REGELUNG UND UEBERWACHUNG MODERNER TURBOFLUGTRIEBWERKE ............................................................................................. 189 9.1 RUECKBLICK UND ENTWICKLUNGSGESCHICHTE BIS ZUM FADEC .............................. 189 INHALT IX 9.2 9.4 WICHTIGE ENTWICKLUNGSSCHRITTE V 9.5 FADEC ALS KOMPLETTES BETRIEBSSYSTEM FUER TURBOFLUGTRIEBWERKE ............. 9.3 FADEC ALS UEBERWACHUNGSSYSTEM . ...................................................... 195 KONZIPIERUNG BIS ZUR ZULASSUNG . ........................................................ 196 HARDWARE DES DIGITALREGLERS ............................................................................ 199 9.5.1 ZUVERLAESSIGKEIT, SICHERHEIT UND REDUNDANZ ........................................ 199 9.5.2 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU .. ....................................................... 202 9.5.3 MIKROPROZESSOREN, SPEICH NDERE BAUELEMENTE ....................... 205 9.5.4 KOMMUNIKATION MIT SENSOREN, STELLGLIEDERN, COCKPIT, 9.5.5 ABSCHIRMUNG GEGEN EMC, BLITZ UND NUKLEARE EXPLOSIONEN .............. 207 9.5.6 SCHUTZMASSNAHMEN GEGEN UNZULAESSIGE TEMPERATUREN UND VIBRATIONEN .......................................................................... 208 9.5.7 STROMVERSORGUNG .......................................................................... 209 9.5.8 FRAGEN DER INTEGRATION MIT ZELLENSEITIGER ELEKTRONIK .......................... 2 10 9.6 SOFTWARE DES FADEC-SYSTEMS . ............................................................. 213 9.6.2 ANALYSE, TESTEN UND VALIDIEREN DER SOFTWARE ..... ....... 215 ALLGEMEINE ENTWICKLUNGSTENDENZEN ............................................................... 2 18 UEBERWACHUNGS- UND TESTGCRAETEN ......................................... 207 9.6.1 9.7 TESTEN UND VALIDIEREN DES GESAMTSYSTEMS ..................................................... 216 9.8 ERSTELLEN DER SOFTWARE ......................................................................... 213 10 BEISPIELE AUSGEFUEHRTER STEUER- UND REGELSYSTEME .............................................. 223 VON 1944 .......................................................................................................... 223 10.1 BETRIEBSSYSTEM DES JUNKERS-TRIEBWERKS JUMO 109-004B 10.1.1 ALLGEMEINES ........................ ................................. 223 10.1.2 BETRIEBSSYSTEM UND STEUEREL IM TORNADO-KAMPFFLUGZEUG ................................... 10.2.2 BETRIEBSSYSTEM UND STEUERELEMENTE .............................................. 10.2.2.1 BRENNSTOFFZUMESSSYSTEM FUER GRUNDTRIEBWERK .................. ................................. 225 10.2 BETRIEBSSYSTEM DES TURBO-UNION-TRIEBWERKS RB199 10.2. I ALLGEMEINES ................... ............................................................ 228 10.2.2.2 NACHBRENNERBRENNSTOFF-ZUMESSSYSTEM .................................. 238 10.2.2.3 SCHUBDUESENVERSTELLSYSTEM ..................................................... 243 10.2.2.4 SCHUBUMKEHRERBETAETIGUNGSSYSTEM ........................................ 248 10.2.2.5 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DES DIGITALREGLERS DECU ......... 253 10.3 BETRIEBSSYSTEM DES TRIEBWERKS V2500 DER IAE ................................... 10.3.1 ALLGEMEINES ................................................. ....................... 255 10.3.2 BETRIEBSSYSTEM MIT SEINEN WICHTIGSTEN STEUE N ................... 256 10.3.3 BRENNSTOFFZUMESSSYSTEM ........................................................... .. 259 X INHALT 10.4 BETRIEBSSYSTEM DES HUBSCHRAUBERTRIEBWERKS MTR390 .................................. 263 10.4.2 BETRIEBSSYSTEM MIT SEINEN WICHTIGSTEN STEUERFUNKTIONEN ................... 264 10.4.3 BRENNSTOFFZUMESSSYSTEM ...................................................................... 267 10.4.1 ALLGEMEINES .............................................................................. .......... 263 ANHANG: EINIGE DEFINITIONEN UND GRUNDLAGEN DER REGELUNGSTECHNIK ................... 269 BEGRIFFE DER STEUER- UND REGELUNGSTECHNIK .................................................... 269 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES VERHALTENS TYPISCHER SYSTEMELEMENTE ...... 276 AL A2 A2.1 MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN ................................................................ 276 A2.2 DYNAMISCHES VERHALTEN AUSGEWAEHLTER GRUNDELEMENTE ....................... 280 A2.3 DARSTELLUNG IN DER ZUSTANDSEBENE ................................................. ZEITVERHALTEN EINFACHER REGELSTRECKEN UND IHRE STABILITAET ......................... A3 A4 REGLERENTWURF MIT SPRUNGANTWORT ................................................................... 290 A4.1 ALLGEMEINE OPTIMIERUNGSKRITERIEN ..................................................... 290 A4.2 KOMPENSATION VON P-T-GLIEDERN IN DER REGELSTRECKE ........................ 292 A4.3 UNTERLAGERTE REGELKREISE ..................................................................... 293 A5 DIGITALE REGELUNGEN ................ ........................ 294 A5.1 FUNKTIONSEINHEITEN ...... ...................................... 294 A5.2 DIGITALISIERUNG ANALOGER REGLERFUNKTIONEN ......................................... 295 A5.3 VERSCHIEBUNGSOPERATOR UND Z-TRANSFORMATION ................................... 296 A5.4 A6 BESONDERHEITEN UND VORGEHENSWEISE BEIM ENTWURF WAHL DER ABTASTPERIODE ...................................................................... 297 VON STEUER- UND REGELSYSTEMEN VON TURBOFLUGTRIEBWERKEN ........................... 297 VERWENDETE SYMBOLE .............................................................................. .................... 301 LITERATURVERZEICHNIS .............................................................................. ..................... 304 SACHWORTVERZEICHNIS .............................................................................. ..................... 31 1
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