[发明专利]用于通过监测高压体的速度来监测涡轮机起动序列的方法、系统和计算机程序

说明书

本发明涉及一种监测涡轮机的起动序列的方法，该涡轮机包括设置有转子的压气机、能够驱动转子的起动器，和燃烧室。起动序列包括第一阶段和在第一阶段之后的第二阶段，在该第一阶段期间，起动器增大转子的旋转速度直至燃料被喷注到涡轮机燃烧室中的时刻，该第二阶段在起动器停止驱动转子时终止。该方法包括：‑对代表转子在起动序列期间的旋转速度的信号进行采集(ACQ)；‑对所述信号相对于时间的演变的断点的时刻进行检测(DRP1，DRP2，INT)，由此检测到的断点的时刻被视作空气‑燃料混合物在燃烧室中被点火的时刻。

技术领域

本发明的领域是对涡轮机的健康状况进行监测的领域，该涡轮机尤其为航空器涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。

本发明的目的尤其在于检测系统的劣化，该劣化可能影响涡轮机起动序列的顺利进行。

背景技术

涡轮机发动机的不良起动序列通常是发动机中的空气-燃料混合物进行不良点火的征兆。点火不足可能有数个原因，包括燃料不充足或甚至缺乏燃料(这可能是由于燃料泵、计量阀、喷注器损坏造成的)或者是能量供应不充足或甚至缺乏能量供应(这可能是由于火花塞或火花产生系统劣化造成的)。

在涡轮机起动序列期间发生的系统劣化可通过空气-燃料混合物点火时长而被监测到，该时长被定义为燃料被喷注到发动机燃烧室中所处的时刻与该混合物点火所处的时刻之间的时长。

因此，对于给定的涡轮机，点火时长可被用作用于起动涡轮机的系统的劣化的指标。因此，可通过在每次起动时进行测量来随时间监测该指标，并且如果测量到的点火时长与参考时长相比存在确认的偏差，则发出警报。于是可以预知起动系统的失效并且可以实施程序化的预防性维护操作，以限制由待起动的发动机的失效导致的损失。

燃料计量阀的位置是用于确定燃料被喷注到燃烧室中所处的时刻的一种可靠的措施。该位置可准确地辨识出燃料供应阀打开通入到燃烧室中的开始时间。

为了得到所监测的指标，即燃料点火时长，于是空气-燃料混合物发生点燃所处的时刻必须被检测。

已知这种检测是使用涡轮机EEC(电子发动机计算机(Electronic EngineComputer))实时进行的，以调整在起动时的计量规则以及检测未点燃的情况。该实时的点火检测必须满足若干要求。

首先，该点火检测必须稳健，因为EEC计算机软件随后调整被喷注到燃烧室中的燃料的量。有效但未检测到的点火对起动发动机的可能性可能是不利的。

该点火检测必须是实时进行的，不带有延迟，以适应飞行涡轮机控制规则。

没有严格的精度要求，可以容许点火时刻的检测发生几秒钟的延迟。

以可用的测量的高采集频率(传统地，每15ms刷新一次)进行该检测，这导致要处理大量的数据。然而，EEC计算机计算能力有限，这限制了能够使用的检测算法的类型。

健康状况监测算法不满足与EEC计算机使用的检测点火时刻的算法相同的需求，并因此不满足相同的性能要求。

首先，实施这种健康状况监测指示装置通常分为两个部分，其中的一个部分为航空器机载的计算机，另一个部分为非航空器机载的在地面上的工作站。

在这种情况下，该健康状况监测指示装置的稳健性不是特别关键。在几十次或甚至数百次的飞行历史记录之后，根据整体飞行趋势来监测健康指标。因此，偶尔未被检测到的点火对健康状况监测算法的总体性能只有很小的影响。

也不存在任何的实时计算限制。计算可以进行后验，因为要检测的劣化是缓慢的(分布于数次飞行)。

另一方面，必须尽可能准确地检测点火时刻。这种准确性控制了健康状况监测算法的总体检测性能。