[發明專利]控制面積可變的風扇噴嘴的次級系統和方法

有效

• 申請號: 201710133736.X
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN107448422B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: J·J·亞茨科夫斯基;K·E·卡爾諾夫斯基;D·W·福奇
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: F04D29/56
• 分類號: F04D29/56;F04D27/00;F02C9/20;F02K3/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

1.一種用于具有多個瓣(30)的面積可變的風扇噴嘴(24)的控制系統(60)，所述面積可變的風扇噴嘴適用于燃氣渦輪發動機(20)，所述控制系統包括：

初級系統(62)，所述初級系統被構造成獲取指示所述面積可變的風扇噴嘴的運行狀態的初級數據；

次級系統(64)，所述次級系統被構造成獲取指示所述燃氣渦輪發動機的當前運行狀態的次級數據；以及

與所述初級系統和所述次級系統操作性通信的控制模塊(66)，所述控制模塊被構造成：

至少部分地基于所述初級數據來確定所述面積可變的風扇噴嘴的噴嘴面積；

基于所述次級數據來調整被確定的噴嘴面積；以及

根據調整的噴嘴面積來定位所述多個瓣，

其中，所述控制模塊(66)被進一步構造成基于所述次級數據來確定所述燃氣渦輪發動機(20)的運行瞬態。

2.根據權利要求1所述的控制系統(60)，其中，所述次級數據包括指示所述燃氣渦輪發動機(20)的背壓的數據。

3.根據權利要求1所述的控制系統(60)，其中，所述次級數據包括指示所述燃氣渦輪發動機(20)的風扇葉片應變的數據。

4.根據權利要求3所述的控制系統(60)，其中，所述至少一個風扇葉片應變傳感器(70)包括光纖應變傳感器，所述光纖應變傳感器被布置在所述燃氣渦輪發動機(20)的風扇葉片(74)上。

5.根據權利要求1所述的控制系統(60)，其中，所述控制模塊被進一步構造成當所述次級數據指示所述運行瞬態時將所述多個瓣(30)移動到故障安全位置。

6.根據權利要求2所述的控制系統(60)，其中，所述次級系統(64)包括至少一個壓力傳感器(68)，所述至少一個壓力傳感器被構造成確定所述燃氣渦輪發動機的所述背壓。

7.根據權利要求3所述的控制系統(60)，其中，所述次級系統(64)包括至少一個風扇葉片應變傳感器(70)，所述至少一個風扇葉片應變傳感器被構造成確定所述燃氣渦輪發動機的所述風扇葉片應變。

8.一種飛行器，所述飛行器包括：

燃氣渦輪發動機(20)；

安裝到所述燃氣渦輪發動機的下游端(26)的面積可變的風扇噴嘴(24)，所述面積可變的風扇噴嘴包括多個瓣(30)和構造成移動所述多個瓣的至少一個致動器(44，46)；以及

與所述燃氣渦輪發動機和所述面積可變的風扇噴嘴操作性通信的根據權利要求1至7中的任一項所述的控制系統(60)，其中：

所述次級系統(64)包括：至少一個壓力傳感器(68)，所述至少一個壓力傳感器被構造成確定所述燃氣渦輪發動機的背壓；和至少一個風扇葉片應變傳感器(70)，所述至少一個風扇葉片應變傳感器被構造成確定所述燃氣渦輪發動機的風扇葉片應變；和

控制模塊(66)，所述控制模塊被構造成：

至少部分地基于所述初級數據來計算所述面積可變的風扇噴嘴的實時噴嘴面積；

至少部分地基于所述實時噴嘴面積和預編程到所述控制模塊的存儲器中的噴嘴面積的預定表來生成致動器命令；

基于確定的背壓和確定的風扇葉片應變中的至少一者來修改所述致動器命令；以及

向所述面積可變的風扇噴嘴的所述至少一個致動器發送修改的致動器命令以定位所述多個瓣。

9.根據權利要求8所述的飛行器，其中，所述控制模塊(66)經由發動機電子控制裝置(92)和面積可變的風扇噴嘴控制單元(92)來實現。

10.根據權利要求9所述的飛行器，其中，所述控制模塊(66)包括基于模型的控制器(160)，所述基于模型的控制器被構造成當初級數據不可用時估計所述面積可變的風扇噴嘴(24)的噴嘴面積。

11.根據權利要求10所述的飛行器，其中，所述基于模型的控制器包括學習算法，所述學習算法基于進入所述發動機電子控制裝置(92)的輸入來估計所述噴嘴面積。