[发明专利]控制面积可变的风扇喷嘴的次级系统和方法

说明书

本发明涉及控制面积可变的风扇喷嘴的次级系统和方法。公开了一种用于面积可变的风扇喷嘴(VAFN)的控制系统。所述VAFN具有多个瓣并且可适用于燃气涡轮发动机。所述控制系统可包括：初级系统，所述初级系统被构造成获取指示所述VAFN的运行状态的初级数据；次级系统，所述次级系统被构造成获取指示所述燃气涡轮发动机的当前运行状态的次级数据；以及与所述初级系统和所述次级系统操作性通信的控制模块。所述控制模块可被构造成：至少部分地基于所述初级数据来确定所述VAFN的喷嘴面积，基于所述次级数据来调整被确定的喷嘴面积，以及根据调整的喷嘴面积来定位所述多个瓣。

技术领域

本公开大致涉及面积可变的风扇喷嘴，更具体地涉及控制面积可变的风扇喷嘴的喷嘴面积。

背景技术

旁路涡扇发动机产生两个排气流：核心发动机流和风扇流。核心发动机流在穿过核心发动机之后从核心流喷嘴排出。风扇流穿过由围绕核心发动机和风扇导管的机舱形成的环形通道。这两个流穿过的横截面面积可针对特定运行状态(诸如起飞、爬升、巡航，等)进行优化。包括可移动瓣的面积可变的风扇喷嘴用于扩大或减小风扇流的喷嘴面积，从而分别降低或增加排气速度。

发明内容

根据一个方面，公开了一种用于面积可变的风扇喷嘴(VAFN)的控制系统。所述VAFN可具有多个瓣并且可适用于燃气涡轮发动机。所述控制系统可包括：初级系统，所述初级系统被构造成获取指示所述VAFN的运行状态的初级数据；次级系统，所述次级系统被构造成获取指示所述燃气涡轮发动机的当前运行状态的次级数据；以及与所述初级系统和所述次级系统操作性通信的控制模块。所述控制模块可被构造成：至少部分地基于所述初级数据来确定所述VAFN的喷嘴面积，基于所述次级数据来调整被确定的喷嘴面积，以及根据被调整的喷嘴面积来定位所述多个瓣。

在一个改进中，所述次级数据可包括指示所述燃气涡轮发动机的背压的数据。

在另一改进中，所述次级系统可包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的所述背压。

在另一改进中，所述至少一个压力传感器可被布置在所述燃气涡轮发动机的核心发动机机舱的后端附近。

在另一改进中，所述次级数据可包括指示所述燃气涡轮发动机的风扇叶片应变的数据。

在另一改进中，所述次级系统可包括至少一个应变传感器，所述至少一个应变传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的所述风扇叶片应变。

在另一改进中，所述至少一个应变传感器可包括光纤应变传感器，所述光纤应变传感器被布置在所述燃气涡轮发动机的风扇叶片上。

在另一改进中，所述控制模块可被进一步构造成基于所述次级数据来确定所述燃气涡轮发动机的运行瞬态。

在另一改进中，所述控制模块可被进一步构造成发送信号以向飞行器机组成员警告所述运行瞬态。

在另一改进中，所述控制模块可被进一步构造成当所述次级数据指示所述运行瞬态时将所述多个瓣移动到故障安全位置。

根据另一方面，公开了一种飞行器。所述飞行器可包括：燃气涡轮发动机；安装到所述燃气涡轮发动机的下游端的面积可变的风扇喷嘴(VAFN)，所述VAFN包括多个瓣和构造成移动所述多个瓣的至少一个致动器；以及与所述燃气涡轮发动机和所述VAFN操作性通信的控制系统。所述控制系统可包括：至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的背压；至少一个应变传感器，所述至少一个应变传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的风扇叶片应变；和控制模块，所述控制模块与所述至少一个压力传感器、所述至少一个应变传感器以及构造成获取指示所述VAFN的运行状态的初级数据的初级系统操作性通信。