شبيه سازي عملكرد كنترل مكانيكي سوخت يك موتور توربوجت

Simulation of Fuel Mechanical Control Unit for a Turbojet Engine

در اين مقاله، به طراحي و شبيه سازي واحد كنترل سوخت مكانيكي يك موتور توربوجت تك محوره به همراه شبيه سازي موتور پرداخته مي شود. بدين منظور، پس از بيان اهميت سيستم كنترل و معرفي و دسته بندي مودهاي كنترلي يك موتور توربوجت سبك، ابتدا الگوريتم شبيه سازي حالت پايا و سپس گذراي موتور ارائه مي شود. به كمك اين استراتژي ها، عملكرد موتور در حالت پايا و گذرا شبيه سازي شده و با نتايج تست عملي ارزشيابي مي گردد كه تطابق خوب نتايج شبيه سازي و نتايج تست عملي بيانگر روند انجام صحيح شبيه سازي هاي موتور است. در مرحله بعد، به معرفي استراتژي كنترل سوخت مكانيكي اين موتور پرداخته شده و نحوه ي عملكرد واحد كنترل سوخت (FCU) براي اين موتور توضيح داده مي شود. سپس به مدل سازي رياضي و شبيه سازي عملكرد FCU در نرم افزار SimHydraulic پرداخته مي شود و نتايج عملكرد FCU استخراج و توضيح داده مي شود. در نهايت، پس از اطمينان از عملكرد صحيح هر دو واحد موتور و FCU دو شبيه سازي انجام گرفته با يكديگر تركيب شده و عملكرد موتور در حضور FCU تحليل مي گردد. نتايج مقاله، نشان دهنده روند صحيح در مدل سازي و شبيه سازي موتور مورد مطالعه و همچنين طراحي صحيح استراتژي واحد FCU مي باشد.

In this paper, design and simulation of fuel control unit (FCU) for a widespread turbojet engine is presented. For this purpose, a brief review on importance of control strategy and engine control modes is firstly presented. Next, the steady state and transient modeling flowchart for the engine is explained and a dynamic model for prediction of engine behavior is developed based on the described flowchart. Then, In order to confirm the ability and effectiveness of the used approaches, the engine simulation results are compared with the experimental results and the good agreement between them illustrates the effectiveness of the steady state and transient modeling. After that, the designed strategy for the engine fuel control unit is described in details and the mathematical equations of FCU parts are presented. Moreover, the mathematical modeling is used for development of a simulation model in SimHydraulic software and the FCU behavior is studied using the developed model. Finally, integration between engine and FCU simulation is done and the simulation results are presented in order to confirm the design and simulation process. The proposed design in this paper can be used for other similar case studies as a regular approach.