JP2001193564A - Control method and control device for ramjet engine - Google Patents
Control method and control device for ramjet engineInfo
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- JP2001193564A JP2001193564A JP2000007625A JP2000007625A JP2001193564A JP 2001193564 A JP2001193564 A JP 2001193564A JP 2000007625 A JP2000007625 A JP 2000007625A JP 2000007625 A JP2000007625 A JP 2000007625A JP 2001193564 A JP2001193564 A JP 2001193564A
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- shock wave
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はラムジェットエンジ
ンの制御方法および制御装置に関する。さらに詳しく
は、インテークにおける衝撃波の位置をエンジン内部の
状態量の変動状態に応じた所定位置に制御するラムジェ
ットエンジンの制御方法および制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、ラムジェットエンジンの制御
方法あるいは制御装置として、エンジン内外で発生する
外乱に拘らずインテークに発生する衝撃波の位置、ある
いはエンジン内圧が一定となるように制御するようにし
たものが知られている(例えば、特開平10−3112
45号公報、特開平10−311773号公報および特
開平9−203348号公報参照)。 【0003】すなわち、ラムジェットエンジンは飛翔体
の速度がマッハ2を超える速度領域において高効率を示
す。しかしながら、作動安定性は必ずしも良好とはいえ
ず、機体またはエンジンの急激な操作を行った場合など
エンジン内外の作動状態が変化した場合には、エンジン
のインテーク(空気取り入れ口)に発生する衝撃波が瞬
時に外部に吐き出される不始動(unstart)が発生す
る。この不始動が発生すると、ほとんどの場合エンジン
が失火し、またエンジン推力が大きく変化するために飛
行状態が不安定になる。 【0004】そこで、不始動を起こさないために、エン
ジン内外で何らかの外乱が発生してもインテーク内で発
生する衝撃波を一定の位置に保持するよう制御する手法
が種々提案されている(前記各従来技術参照)。 【0005】ところが最近の研究によると、エンジン内
圧はエンジン内の燃焼状態によって激しく変動し、結果
としてインテークに発生する衝撃波の位置も高周波で激
しく変動する現象が確認されている(例えば、Experime
ntal Approach to the HYPRMarch 5 Ramjet Propulsion
System, 34th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Conference
& Exhibit参照)。この点に関し、前記従来の衝撃波位
置制御手法は、平均的な衝撃波位置を一定に保つよう制
御するものであって、アクチュエータの応答性の制約な
どにより衝撃波位置の高周波振動を完全に抑制すること
はできない。したがって、前記各従来技術においてはい
ずれもこの高周波振動の振幅が大きくなって、不始動を
起こす可能性が高くなっても、その状況を回避すること
が困難であるという問題がある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、作動状態が不安
定になったときに不始動を起こさないよう制御すること
ができるラムジェットエンジンの制御方法および制御装
置を提供することを目的としている。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明のラムジェットエ
ンジンの制御方法は、インテークにおける衝撃波を所定
位置に制御するラムジェットエンジンの制御方法であっ
て、所定位置を衝撃波位置の変動状態に応じて移動させ
ることを特徴とする。 【0008】また、本発明のラムジェットエンジンの制
御方法は、インテークにおける衝撃波を所定位置に制御
するラムジェットエンジンの制御方法であって、所定位
置を衝撃波位置の変動状態に応じて不始動の起り難い方
向に移動させるのが好ましい。 【0009】より具体的には、本発明のラムジェットエ
ンジンの制御方法は、インテークにおける衝撃波の位置
を算出する手順と、算出された衝撃波の位置の所定位置
からのずれを算出する手順と、前記ずれを解消するよう
に可変排気ノズルの角度を調整する手順とを含むラムジ
ェットエンジンの制御方法であって、前記算出された衝
撃波の位置の変動量が所定範囲を超えたときに前記所定
位置を不始動の起り難い方向に移動させることを特徴と
する。 【0010】ここで、衝撃波の位置は、例えばインテー
ク内部の圧力分布に基づいて算出される。 【0011】一方、本発明のラムジェットエンジンの制
御装置は、衝撃波位置算出手段と、排気ノズル制御手段
とを備え、前記衝撃波位置算出手段がインテークの衝撃
波位置を算出し、前記排気ノズル制御手段が、算出され
た衝撃波位置の所定位置からのずれを算出してそのずれ
を解消するように可変排気ノズルの角度を調整するラム
ジェットエンジンの制御装置であって、前記算出された
衝撃波位置の変動量が所定範囲を超えたときに前記所定
位置を不始動の起り難い方向に移動させることを特徴と
する。 【0012】ここで、衝撃波位置算出手段は、インテー
ク内部の圧力分布に基づいて衝撃波の位置を算出する。 【0013】 【作用】本発明のラムジェットエンジンの制御方法およ
び制御装置によれば、機体またはエンジンの急激な操作
などによりエンジン内外の作動状態が変化し、インテー
ク内における衝撃波位置の変動が激しくなった場合に、
衝撃波の目標位置をインテーク下流側などに移動させる
ことによって不始動を起り難くすることができる。その
ため、ラムジェットエンジンの作動状態を安定化させる
ことができる。 【0014】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。 【0015】本発明のラムジェットエンジンJの制御方
法に用いられる制御装置Cのブロック図を図1に示し、
この制御装置Cは圧力測定部10と、制御装置本体20
と、可変排気ノズルNのノズルフラップFを駆動するノ
ズルフラップ駆動装置30とを主要構成要素として備え
てなるものとされる。なお、図1中、符号11は圧力セ
ンサ、符号Iはインテーク、符号ITはインテークスロ
ート、符号Rはラム燃焼器、符号Sは衝撃波をそれぞれ
示す。 【0016】圧力測定部10は、図2にも示すように、
所要数の圧力センサ11をインテークI側壁に所定間隔
で配置してなるものとされる。 【0017】制御装置本体20は、前記圧力測定部10
により検出されたインテークI内の圧力分布に基づいて
衝撃波Sの位置を推定する衝撃波位置推定部21と、こ
の推定された衝撃波位置の目標位置からのずれに応じ
て、可変排気ノズルNの操作角を算出し、この算出値を
ノズルフラップ駆動装置30に指示する衝撃波位置制御
部22と、前記推定された衝撃波位置の変動量fを演算
する衝撃波位置変動演算部23と、この演算された変動
量fが所定範囲を超えたときに、衝撃波目標位置を変更
する衝撃波位置変動制御部24とを有するものとされ
る。 【0018】例えば、衝撃波Sの位置がラム燃焼器R側
にずれた場合、衝撃波位置制御部22はずれを正の値と
して検出し、可変排気ノズルNをずれから算出した角度
だけ閉じる指令を出してラム燃焼器R内の圧力を上昇さ
せる。その逆にインテークスロートIT側にずれた場
合、衝撃波位置制御部22はずれを負の値として検出
し、可変排気ノズルNをずれから算出した角度だけ開く
指令を出してラム燃焼器R内の圧力を下降させてずれを
ゼロにしようとする。また、衝撃波Sの位置の変動量σ
が所定範囲を超えれば、衝撃波位置変動制御部24は、
インテークI内の衝撃波Sの目標位置をラム燃焼器R側
に所定量移動させるように衝撃波位置制御部22に指示
する。なお、この衝撃波Sの位置の制御は、インテーク
Iにバイパス流路を設けてそのバイパス量を調整するよ
うにして行ってもよい。 【0019】しかして、この制御装置本体20は、具体
的にはコンピュータに前記機能を実行するためのプログ
ラムが格納されたものとされる。なお、この制御装置本
体20には、ラムジェットエンジンJを稼動させるため
の燃料流量制御プログラムなどのプログラムも必要に応
じて格納されている。 【0020】ノズルフラップ駆動装置30は、例えばア
クチュエータとこのアクチュエータに駆動されるリンク
機構とされ、制御装置本体20から指示された角度に応
じてアクチュエータがリンク機構を動作させることによ
り、可変排気ノズルNの角度(より具体的にはノズルフ
ラップFの角度)を所定値に調整するものである。 【0021】次に、圧力測定部10の検出圧力に基づい
て衝撃波Sの位置を算出する方法の一例について説明す
る。 【0022】この衝撃波Sの位置算出方法は、インテー
クIにおいては衝撃波Sの前まで圧力が降下する一方、
衝撃波Sの後では圧力が上昇するという現象を利用する
もので、圧力測定部10からの測定値に基づいて制御装
置本体20において、圧力測定部10の最低圧力を検出
したセンサ11Lの前後のセンサ11B、11Aの圧力と
最低圧力との各差圧により、そのセンサ11Lの前後の
1/2間を比例配分して衝撃波Sの位置を算出するもの
である。 【0023】例えば、インテークI側壁に配置されたセ
ンサ群により、図3に示すような圧力測定結果が得られ
たとすると、制御装置本体20は、衝撃波Sの位置は最
低圧力(図示例ではP3)が測定されたセンサ(図示例
ではK3)位置(図示例ではX 3)の前後近傍にあると仮
定する。つまり、衝撃波の位置はセンサ間隔をX0とす
ると、X3±X0/2の範囲にあると推定する。そして、
この±X0/2の範囲を最低圧力が検出されたセンサ1
1Lの前後のセンサ(図示例ではK2、K4)の測定圧力
(図示例ではP2、P4)とセンサK3の測定圧力P3との
差圧を用いて比例配分して衝撃波Sの位置Xを算出す
る。これを式で示せば下記式(1)となる。 【0024】 X=X3−X0/2+X0*A/(A+B) (1) ここに、 A=P2−P3 B=P4−P3 【 0025 】 また、本発明の他の実施形態としては、衝撃波
Sの位置の変動レベルを評価する手法として、分散、実
効値、peak-to-peakなどの手法を用いることも可能であ
る。また、エンジン圧力を用いて衝撃波の位置制御を行
うシステムでは、圧力変動量に応じて衝撃波Sの目標位
置を変更するようにしてもよい。 【0026】 【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 【0027】実施例および比較例図4に示す試験装置T
において、燃料供給量を変化させた場合に、前述した方
法をより具体的に示す図5の制御ロジックにしたがって
可変排気ノズルNの角度を調節したときの衝撃波Sの位
置Yおよび変動量fを測定し、その結果を図6および図
7に示す。なお、図4中、符号IDはダミーインテーク
を示す。 【0028】すなわち、図5の制御ロジック50では、
衝撃波位置検出ロジック51によりインテークI内の衝
撃波位置Yが所定周期で検出され、この衝撃波位置Y
と、エンジンの設計点として予め設定された衝撃波目標
位置Xとの差分値ΔXが衝撃波位置制御コントローラ5
2に入力される。衝撃波位置制御コントローラ52は、
差分値ΔXが0となるように可変排気ノズルNのノズル
角を操作する。これによって、インテークI内圧が変化
し、インテークIにおける衝撃波Sの位置が移動する。 【0029】また、標準偏差算出ロジック53は、衝撃
波位置検出ロジック51により検出された衝撃波位置Y
の標準偏差σを算出する。この算出された標準偏差σと
予め設定された標準偏差しきい値σSとの差分値Δσが
衝撃波変動幅制御コントローラ54に入力される。ここ
で、差分値Δσが所定値以上である場合には、衝撃波目
標位置Xを修正する修正信号が出力され、この信号によ
り衝撃波目標位置Xが修正される。 【0030】したがって、ラム燃焼器55に対して燃料
変化Qが加わり、その結果衝撃波位置Yが高周波で大き
く変動し始めた場合などには、衝撃波変動幅制御コント
ローラ54の制御により衝撃波目標位置Xが修正され
る。 【0031】図6は、図5の制御ロジックにおいて標準
偏差しきい値σSを大きな値(図示例では8以上の値)
に設定した場合、すなわち衝撃波位置Yの変動量σの増
大に拘らず衝撃波目標位置Xを修正しない場合の実験結
果を示すグラフである(比較例)。 【0032】すなわち、試験装置Tにはメイン1および
メイン2の二系統の燃料供給路を介して燃料が供給され
る。時刻t0から時刻t1までは、メイン1からのみ一定
量の燃料が供給される。時刻t1からはメイン2を介す
る燃料供給が開始される。この燃料変化Qにより、衝撃
波位置Yは激しく変動し始める。このときノズル角は衝
撃波位置Yの平均値が衝撃波目標位置X(図示例では、
インテーク開口部から10mm前後の位置)と一致する
ような角度に操作される。 【0033】したがって、図6の例では、燃料変化発生
後、衝撃波位置Yの平均値は衝撃波目標位置Xと一致す
るように保たれる一方、衝撃波位置の標準偏差σは増大
したまま放置される。したがって、この状態では衝撃波
Sがエンジン外部に吐き出されて、不始動が発生する可
能性が高くなる。 【0034】図7は標準偏差しきい値σSを不始動を起
り難くする適当な値(図示例では、3程度の値)に設定
した場合を示す(実施例)。すなわち、燃料変化Qによ
り衝撃波位置Yの変動が激しくなって、時刻tSに衝撃
波位置Yの標準偏差σが3を超えると、目標衝撃波位置
Xが修正され、この修正された目標衝撃波位置Xに衝撃
波位置Yが一致するようにノズル角が調節される。この
結果、衝撃波位置Yは不始動が起り難くなる位置(図示
例では、インテーク開口部から30mm前後の位置)に
移動するとともに、標準偏差σも小さくなる。なお、こ
の状態では衝撃波位置は設計点からはずれるが、衝撃波
位置YがインテークI開口部から下流側に移動するとと
もに、衝撃波位置Yの変動幅も小さくなるので、不始動
が起り難くなる。 【0035】このように、この実施例では衝撃波位置Y
の変動が激しくなったときに衝撃波Sの目標位置Xがイ
ンテークI下流側に移動され、この結果、不始動が発生
し難くなるので、燃料供給量が変化してもラムジェット
エンジンJにおいて安定した動作が確保される。 【0036】また、標準偏差しきい値σの設定値を大き
な値に設定するだけで、衝撃波位置Yの変動に拘らず目
標位置Xを設計点で保持する従来制御へ復帰させること
も可能である。 【0037】以上、本発明を実施形態および実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および
実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能であ
る。例えば、衝撃波の位置の算出は前述した方法に限定
されるものではなく、他の方法とすることもできる。例
えば、最低圧力が検出された前後の近傍における圧力測
定値によりその部分を近似する下降直線と上昇直線とを
作成し、両直線の交点を衝撃波の位置として算出するよ
うにしてもよい。また、飛行速度、飛行高度、飛行姿勢
などの飛行条件の変化がある場合にはインテークを可変
インテークとし、そして本発明をその可変インテークと
組み合わせてもよい。 【0038】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
インテークにおける衝撃波を所定位置に制御する場合
に、所定位置を衝撃波位置の変動状態に応じて移動させ
るので、不始動の発生しやすいラムジェットエンジンの
運転状態において、不始動の発生を回避して、ラムジェ
ットエンジンの作動状態を容易に安定化させることがで
きる。これによって、超音速航空機などにラムジェット
エンジンを搭載した場合の安定性を確保することができ
るという優れた効果が得られる。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ramjet engine.
And a control device for controlling Learn more
Indicates the position of the shock wave at the intake inside the engine.
Ramje to control to a predetermined position according to the state of fluctuation of state quantity
The present invention relates to a control method and a control device for a cut engine. [0002] Conventionally, a ramjet engine has been controlled.
Occurs inside and outside the engine as a method or control device
The position of the shock wave generated in the intake regardless of disturbance
Or control the engine pressure to be constant.
Are known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-3112).
No. 45, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-311773 and
See JP-A-9-203348). That is, a ramjet engine is a flying object
High efficiency in the speed range where Mach speed exceeds Mach 2
You. However, although operating stability is not always good,
Suddenly operating the aircraft or engine
If the operating conditions inside and outside the engine change,
Shock wave generated at the air intake
Sometimes unstarted, which is discharged to the outside
You. When this unstart occurs, most of the time the engine
Is misfired and the engine thrust changes greatly,
The line state becomes unstable. [0004] Therefore, in order not to cause un-start,
Even if some disturbance occurs inside or outside the gin, it will start inside the intake
A method to control the generated shock wave to be kept at a fixed position
Have been proposed (see the above-mentioned prior arts). However, according to recent studies, it has been found that the engine
The pressure fluctuates drastically depending on the combustion state in the engine, and as a result
The position of the shock wave generated in the intake is also intense at high frequencies
Fluctuating phenomenon has been confirmed (for example, Experime
ntal Approach to the HYPRMarch 5 Ramjet Propulsion
System, 34th AIAA / ASME / SAE / ASEE Joint Conference
& Exhibit). In this regard, the conventional shock wave level
The position control method is controlled to keep the average shock wave position constant.
Control of the actuator.
Complete suppression of high frequency vibration at the shock wave position
Can not. Therefore, in each of the above prior arts,
The deviation also increases the amplitude of this high-frequency vibration,
Avoid the situation when it is more likely to happen
There is a problem that is difficult. [0006] The present invention relates to such a conventional technique.
The operation state is uneasy due to the problem of surgery
Control to prevent un-starting when it becomes constant
Ramjet engine control method and control device
The purpose is to provide a device. SUMMARY OF THE INVENTION A ramjet device according to the present invention is provided.
The engine control method determines the shock wave at the intake
A ramjet engine control method that controls the position
Move the predetermined position according to the fluctuation of the shock wave position.
It is characterized by that. [0008] The control of the ramjet engine of the present invention.
The control method is to control the shock wave at the intake to a predetermined position
Ramjet engine control method,
It is difficult for non-start to occur depending on the fluctuation state of the shock wave position
It is preferable to move in the direction. More specifically, the ramjet jet of the present invention
The engine control method depends on the position of the shock wave in the intake.
And the predetermined position of the calculated shock wave position
A procedure for calculating the deviation from
Adjusting the angle of the variable exhaust nozzle
A control method of the jet engine, wherein the calculated impact
When the fluctuation amount of the position of the strike wave exceeds a predetermined range, the predetermined
The feature is to move the position in the direction in which unstarting is unlikely to occur.
I do. Here, the position of the shock wave is, for example,
It is calculated based on the pressure distribution inside the block. On the other hand, the control of the ramjet engine of the present invention
The control device includes a shock wave position calculation unit and an exhaust nozzle control unit.
Wherein the shock wave position calculating means includes an impact of the intake.
Calculating the wave position, the exhaust nozzle control means calculates
Of the shock wave position from the specified position
Ram to adjust the angle of the variable exhaust nozzle to eliminate
A control device for a jet engine, wherein the calculated value is
When the fluctuation amount of the shock wave position exceeds a predetermined range, the predetermined
The feature is to move the position in the direction in which unstarting is unlikely to occur.
I do. Here, the shock wave position calculating means includes an intake
The position of the shock wave is calculated based on the pressure distribution inside the shock. The control method of the ramjet engine of the present invention and
According to the control and control equipment, sudden operation of the aircraft or engine
The operating state inside and outside the engine changes due to
When the shock wave position fluctuates greatly within the
Move the target position of the shock wave to the downstream side of the intake
This makes it difficult to cause a start-up. That
To stabilize the operating state of the ramjet engine
be able to. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
The present invention will be described based on an embodiment, but the present invention
It is not limited only to the embodiment. Control method of ramjet engine J of the present invention
FIG. 1 shows a block diagram of a control device C used in the method,
The control device C includes a pressure measurement unit 10 and a control device main body 20.
To drive the nozzle flap F of the variable exhaust nozzle N
And a slip flap driving device 30 as a main component.
It is assumed to be. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a pressure cell.
Sensor, symbol I is intake, symbol ITIs an intake slot
R, ram combustor, and S, shock wave
Show. As shown in FIG. 2, the pressure measuring unit 10
The required number of pressure sensors 11 are placed at a predetermined distance on the side wall of intake I.
It is assumed to be arranged in. The control device main body 20 includes the pressure measuring unit 10.
Based on the pressure distribution in intake I detected by
A shock wave position estimating unit 21 for estimating the position of the shock wave S;
Of the estimated shock wave position from the target position
Then, the operation angle of the variable exhaust nozzle N is calculated, and this calculated value is
Shock wave position control instructed to the nozzle flap drive device 30
Calculating the fluctuation amount f of the estimated shock wave position
Shock wave position fluctuation calculating unit 23 and the calculated fluctuation
Change the shock wave target position when the amount f exceeds the specified range
And a shock wave position fluctuation control unit 24
You. For example, the position of the shock wave S is on the ram combustor R side.
, The shock wave position controller 22 sets the deviation to a positive value.
And the angle calculated from the deviation of the variable exhaust nozzle N
Command to close the ram combustor R to increase the pressure.
Let Conversely, intake throat ITA place shifted to the side
The shock wave position control unit 22 detects the deviation as a negative value
Then, the variable exhaust nozzle N is opened by an angle calculated from the deviation.
Command to lower the pressure in the ram combustor R
Try to zero. Further, the variation amount σ of the position of the shock wave S
If exceeds the predetermined range, the shock wave position variation control unit 24
The target position of the shock wave S in the intake I is set to the ram combustor R side.
To the shock wave position control unit 22 to move the
I do. The position of the shock wave S is controlled by the intake
I will provide a bypass flow path and adjust the bypass amount
It may be done like this. Thus, the control device body 20 is
In general, a program for executing the above functions on a computer.
The ram is stored. In addition, this control device book
In order to run the ramjet engine J on the body 20,
Programs such as fuel flow control programs
Stored. The nozzle flap driving device 30 is, for example,
Actuator and link driven by this actuator
Mechanism, and responds to the angle specified by the control device body 20.
The link mechanism is operated by the actuator
The angle of the variable exhaust nozzle N (more specifically, the nozzle exhaust
The angle of the lap F) is adjusted to a predetermined value. Next, based on the pressure detected by the pressure measuring unit 10,
An example of a method for calculating the position of the shock wave S by using
You. The method of calculating the position of the shock wave S
In ku I, the pressure drops before the shock wave S,
Utilizing the phenomenon that the pressure increases after the shock wave S
And a control device based on the measurement value from the pressure measurement unit 10.
Detects the minimum pressure of the pressure measuring unit 10 in the main body 20
Sensor 11LSensor 11 before and afterB, 11APressure and
By each differential pressure with the minimum pressure, the sensor 11LBefore and after
Calculating the position of the shock wave S by proportionally distributing between 1/2
It is. For example, a cell arranged on the side wall of intake I
The pressure measurement results shown in Fig. 3 are obtained by the sensor group.
If this is the case, the control device body 20 determines that the position of the shock wave S is
Low pressure (P in the example shown)Three) Sensor (example shown)
Then KThree) Position (in the example shown, X Three)
Set. In other words, the position of the shock wave is determined by X0Toss
Then, XThree± X0/ 2 range. And
This ± X0Sensor 1 in which the minimum pressure is detected in the range of / 2
1LBefore and after (K in the example shown)Two, KFour) Measuring pressure
(In the example shown, PTwo, PFour) And sensor KThreeMeasurement pressure PThreeWith
Calculate the position X of the shock wave S by proportional distribution using the differential pressure
You. This can be expressed by the following equation (1). X = XThree-X0/ 2 + X0* A / (A + B) (1) where A = PTwo−PThree B = PFour−PThree [ 0025 ] In another embodiment of the present invention, a shock wave
Techniques for evaluating the variation level of the position of S include variance and actual
It is also possible to use methods such as effective value, peak-to-peak, etc.
You. In addition, the position of the shock wave is controlled using the engine pressure.
In the system, the target position of the shock wave S depends on the amount of pressure fluctuation.
The position may be changed. Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.
You. Example and Comparative Example A test apparatus T shown in FIG.
In the case where the fuel supply amount is changed in
According to the control logic of FIG. 5 which shows the method more specifically
The position of the shock wave S when the angle of the variable exhaust nozzle N is adjusted
6 and FIG.
FIG. Note that in FIG.DIs a dummy intake
Is shown. That is, in the control logic 50 of FIG.
The shock wave position detection logic 51 uses the shock wave
The strike wave position Y is detected at a predetermined cycle, and the shock wave position Y is detected.
And a shock wave target preset as an engine design point
The difference value ΔX from the position X is determined by the shock wave position controller 5
2 is input. The shock wave position controller 52 includes:
The nozzle of the variable exhaust nozzle N so that the difference value ΔX becomes 0
Manipulate the corner. As a result, the internal pressure of intake I changes
Then, the position of the shock wave S in the intake I moves. Further, the standard deviation calculation logic 53 detects the impact
Shock wave position Y detected by wave position detection logic 51
Is calculated. The calculated standard deviation σ and
Preset standard deviation threshold σSIs the difference value Δσ
It is input to the shock wave fluctuation width controller 54. here
If the difference value Δσ is equal to or greater than a predetermined value,
A correction signal for correcting the target position X is output.
The shock wave target position X is corrected. Therefore, the fuel is supplied to the ram combustor 55.
The change Q is added, and as a result, the shock wave position Y becomes large at a high frequency.
When it starts to fluctuate, the shock wave fluctuation width control
The shock wave target position X is corrected by the control of the roller 54.
You. FIG. 6 shows a standard in the control logic of FIG.
Deviation threshold σSIs a large value (8 or more in the example shown)
, That is, an increase in the fluctuation amount σ of the shock wave position Y
Experimental results when the shock wave target position X is not corrected regardless of the size
It is a graph which shows a result (comparative example). That is, the test apparatus T includes the main 1 and
Fuel is supplied via two main fuel supply paths of main 2
You. Time t0From time t1Until, constant only from main 1
A quantity of fuel is supplied. Time t1From the main 2
Fuel supply is started. This fuel change Q causes an impact
The wave position Y starts to fluctuate violently. At this time, the nozzle angle
The average value of the strike wave position Y is the shock wave target position X (in the illustrated example,
(Position about 10 mm from the intake opening)
It is operated at such an angle. Therefore, in the example of FIG.
Thereafter, the average value of the shock wave position Y matches the shock wave target position X.
While the standard deviation σ of the shock wave position increases
Left unattended. Therefore, in this state the shock wave
S may be discharged to the outside of the engine, causing unstart.
Performance is improved. FIG. 7 shows the standard deviation threshold value σ.SCause a non-start
Set to an appropriate value (about 3 in the example shown)
An example is shown (Example). That is, the fuel change Q
And the shock wave position Y fluctuates greatly at time tSShock
If the standard deviation σ of the wave position Y exceeds 3, the target shock wave position
X is corrected, and a shock is applied to the corrected target shock wave position X.
The nozzle angle is adjusted so that the wave position Y matches. this
As a result, the shock wave position Y is a position where unstarting is unlikely to occur (illustrated in FIG.
In the example, a position about 30 mm from the intake opening)
As it moves, the standard deviation σ also decreases. In addition, this
In the state of, the shock wave position deviates from the design point,
When the position Y moves downstream from the opening of the intake I,
In addition, since the fluctuation width of the shock wave position Y becomes small,
Is less likely to occur. As described above, in this embodiment, the shock wave position Y
The target position X of the shock wave S is
To the downstream side of intake I, resulting in non-start
Ram jets even if the fuel supply changes
A stable operation is ensured in the engine J. Further, the set value of the standard deviation threshold value σ is increased.
Just set it to an appropriate value, regardless of the fluctuation of the shock wave position Y.
To return to the conventional control that keeps the target position X at the design point
Is also possible. The present invention has been described based on the embodiments and examples.
The present invention has been described with reference to such an embodiment and
The present invention is not limited to the embodiments, and various modifications are possible.
You. For example, calculation of shock wave position is limited to the method described above.
However, other methods can be used. An example
For example, pressure measurements around the minimum pressure
A descending straight line and an ascending straight line approximating that part with a constant value
Create and calculate the intersection of both straight lines as the position of the shock wave.
You may do it. In addition, flight speed, flight altitude, flight attitude
Variable intake when there are changes in flight conditions such as
Intake, and the invention with its variable intake
They may be combined. As described in detail above, according to the present invention,
When controlling the shock wave at the intake at a predetermined position
Then, the predetermined position is moved according to the fluctuation state of the shock wave position.
Therefore, a ramjet engine
In the operating state, avoid the occurrence of
The operating state of the cut engine can be easily stabilized.
Wear. This allows ramjets to be used in supersonic aircraft, etc.
Stability when the engine is installed
An excellent effect is obtained.
【図1】本発明のラムジェットエンジンの制御方法に適
用される制御装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a control device applied to a control method of a ramjet engine of the present invention.
【図2】同制御装置に用いられる圧力測定部の概略図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram of a pressure measurement unit used in the control device.
【図3】同圧力測定部の圧力センサにより検出されたイ
ンテーク内部の圧力分布の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a pressure distribution inside an intake detected by a pressure sensor of the pressure measuring unit.
【図4】実施例および比較例に用いられた試験装置の概
略図である。FIG. 4 is a schematic view of a test apparatus used in Examples and Comparative Examples.
【図5】本発明のラムジェットエンジンの制御方法を示
す制御ブロック図である。FIG. 5 is a control block diagram illustrating a control method of a ramjet engine according to the present invention.
【図6】比較例における測定結果のグラフである。FIG. 6 is a graph of a measurement result in a comparative example.
【図7】実施例における測定結果のグラフである。FIG. 7 is a graph of a measurement result in the example.
10 圧力測定部 11 圧力センサ 20 制御装置本体 21 衝撃波位置推定部 22 衝撃波位置制御部 23 衝撃波位置変動演算部 24 衝撃波位置変動制御部 30 ノズルフラップ駆動装置 50 制御ロジック C 制御装置 J ラムジェットエンジン I インテーク ID ダミーインテーク IT インテークスロート R ラム燃焼器 N 可変排気ノズル F ノズルフラップ T 試験装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pressure measurement part 11 Pressure sensor 20 Control device main body 21 Shock wave position estimation part 22 Shock wave position control part 23 Shock wave position fluctuation calculation part 24 Shock wave position fluctuation control part 30 Nozzle flap drive device 50 Control logic C control device J Ramjet engine I Intake I D dummy intake I T intake throat R ram combustor N variable exhaust nozzle F nozzle flaps T test device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 勝啓 明石市川崎町1番1号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 大嶋 孝夫 明石市川崎町1番1号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 唄野 真 明石市川崎町1番1号 川重テクノサービ ス株式会社明石事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Katsuhiro Kobe 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside the Akashi Plant (72) Inventor Takao Oshima 1-1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside the Akashi Factory (72) Inventor Makoto Utano 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi Kawashige Techno Services Co., Ltd. Akashi Works
Claims (9)
制御するラムジェットエンジンの制御方法であって、前
記所定位置を衝撃波位置の変動状態に応じて移動させる
ことを特徴とするラムジェットエンジンの制御方法。1. A method for controlling a ramjet engine for controlling a shock wave in an intake to a predetermined position, wherein the predetermined position is moved according to a fluctuation state of the shock wave position.
制御するラムジェットエンジンの制御方法であって、前
記所定位置を衝撃波位置の変動状態に応じて不始動の起
り難い方向に移動させることを特徴とするラムジェット
エンジンの制御方法。2. A method for controlling a ramjet engine for controlling a shock wave at an intake to a predetermined position, wherein the predetermined position is moved in a direction in which unstarting is unlikely to occur in accordance with a fluctuation state of the shock wave position. Ramjet engine control method.
する手順と、算出された衝撃波の位置の所定位置からの
ずれを算出する手順と、前記ずれを解消するように可変
排気ノズルの角度を調整する手順とを含むラムジェット
エンジンの制御方法であって、 前記算出された衝撃波の位置の変動量が、所定範囲を超
えたときに前記所定位置を不始動の起り難い方向に移動
させることを特徴とするラムジェットエンジンの制御方
法。3. A step of calculating a position of a shock wave in an intake, a step of calculating a deviation of a calculated position of the shock wave from a predetermined position, and a step of adjusting an angle of a variable exhaust nozzle so as to eliminate the deviation. A control method for a ramjet engine, comprising: moving the predetermined position in a direction in which non-starting is unlikely to occur when the calculated amount of change in the position of the shock wave exceeds a predetermined range. Ramjet engine control method.
圧力分布に基づいて算出されることを特徴とする請求項
3記載のラムジェットエンジンの制御方法。4. The ramjet engine control method according to claim 3, wherein the position of the shock wave is calculated based on a pressure distribution inside the intake.
手段とを備え、前記衝撃波位置算出手段がインテークの
衝撃波位置を算出し、前記排気ノズル制御手段が、算出
された衝撃波位置の所定位置からのずれを算出してその
ずれを解消するように可変排気ノズルの角度を調整する
ラムジェットエンジンの制御装置であって、 前記算出された衝撃波位置の変動量が所定範囲を超えた
ときに、前記所定位置を不始動の起り難い方向に移動さ
せることを特徴とするラムジェットエンジンの制御装
置。5. A shock wave position calculating means, and an exhaust nozzle control means, wherein the shock wave position calculating means calculates a shock wave position of an intake, and the exhaust nozzle control means calculates a position of the calculated shock wave position from a predetermined position. A ramjet engine control device that calculates a shift and adjusts the angle of a variable exhaust nozzle to eliminate the shift, wherein the calculated shock wave position variation exceeds a predetermined range, A ramjet engine control device for moving a position in a direction in which non-starting is unlikely to occur.
内部の圧力分布に基づいて衝撃波の位置を算出すること
を特徴とする請求項5記載のラムジェットエンジンの制
御装置。6. The control device for a ramjet engine according to claim 5, wherein said shock wave position calculating means calculates a position of the shock wave based on a pressure distribution inside the intake.
ンジンの制御装置を備えていることを特徴とするラムジ
ェットエンジン。7. A ramjet engine comprising the ramjet engine control device according to claim 5.
備えていることを特徴とする飛翔体。8. A flying object comprising the ramjet engine according to claim 7.
ンジンの制御装置を備えていることを特徴とする試験
体。9. A test body comprising the control device for a ramjet engine according to claim 5 or 6.
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2012144984A (en) * | 2011-01-06 | 2012-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fuel injection control device of scramjet engine |
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-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000007625A patent/JP2001193564A/en not_active Withdrawn
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