[发明专利]用于监测涡轮发动机的健康的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及用于监测涡轮发动机的健康(health)的系统和方法。本发明还涉及航空衍生品的基于模型的健康监测、对传感器故障的稳定性和成型。

背量技术

当燃气涡轮发动机操作时，发动机效率和性能可随着时间恶化。这种性能的退化可起因于诸如发动机磨损或者发动机构件损坏的多种因素。这种性能退化的测量可用于确定应在涡轮发动机上执行哪种类型的维护以使发动机恢复到其初始的操作效率。然而，错误的涡轮性能的读数可由涡轮性能测量装置的故障产生。这些涡轮性能测量装置的故障可导致产生错误的涡轮性能数据，其可导致对涡轮的不必要的维护。此外，用于测量发动机性能的现有技术对设置和执行来说是令人厌烦的，并且仅仅提供有限的数据。因此，需要减少错误的效率读数以及产生更多可靠的效率读数的改进的诊断系统和方法。

发明内容

在一个实施例中，提供用于计划发动机修理的方法。该方法包括监测具有多个发动机模块的涡轮发动机和基于多个发动机参数确定一个或更多个发动机模块的一个或更多个发动机模块健康估计，其中一个或更多个健康估计包括趋势数据。该方法还包括基于健康估计确定发动机模块的故障类型和修正具体的故障类型。

在另一个实施例中，提供用于监测发动机的系统。该系统包括发动机健康估计器，其构造成基于多个发动机参数确定一个或更多个发动机模块的一个或更多个健康估计，其中一个或更多个健康估计包括趋势数据。该系统还包括涡轮分析器，其构造成分析一个或更多个健康估计以确定发动机模块的故障类型。

此外，提供涡轮系统。该涡轮系统包括适合于产生旋转运动的一个或更多个发动机模块。该涡轮系统还包括适合于测量一个或更多个发动机模块的发动机参数的一个或更多个传感器。此外，该涡轮系统包括发动机健康估计器，其构造成基于测量的发动机参数确定一个或更多个发动机模块的一个或更多个健康估计，其中一个或更多个健康估计包括趋势数据。最后，该涡轮系统包括涡轮分析器，其构造成分析一个或更多个健康估计以确定发动机模块的故障类型。

附图说明

当参考附图阅读下列详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更易理解，在整个附图中相同的符号表示相同的部件，其中：

图1是根据本技术的实施例的涡轮系统的框图；

图2是用于监测图1涡轮系统的健康的健康分析构件的框图；以及

图3是示出图1涡轮系统的健康监测的流程图。

具体实施方式

下面论述涡轮发动机的健康监测。对应于涡轮发动机的模块的发动机参数可被监测和测量。然后，这些测量值可合并成各个发动机模块的趋势。该趋势可与可包括表示各个模块的正确操作水平的模型数值的发动机模型比较。基于测量的与模型数值的数值偏差，专家工具可预测可导致该偏差的问题类型。该专家工具还可产生可被传送到工作站的建议，该工作站可允许经由特定修理对导致该偏差的问题进行有效校正。通过这种方式，以低于可接受的性能水平操作的涡轮发动机可通过修正根源问题的方式修理。

现在转到附图并首先参考图1，示出了涡轮系统10的实施例的框图。涡轮系统10可例如由Ohio，Evendale的General Electric Company以标识LM6000制造。如图所示，涡轮系统10可包括燃烧器12。燃烧器12可接收已与空气混合的燃料，用于在燃烧器12内的腔室中燃烧。这种燃烧产生热的增压的排出气体。燃烧器12引导排出气体通过高压(HP)涡轮14和低压(LP)涡轮16朝向排气口18。HP涡轮14可以是HP转子的一部分。类似地，LP涡轮16可以是LP转子的一部分。当排出气体通过HP涡轮14和LP涡轮16时，气体迫使涡轮叶片沿着涡轮系统10的轴线旋转驱动轴20。如图所示，驱动轴20连接到涡轮系统10的多个构件，包括HP压缩机22和LP压缩机24。