[发明专利]燃气涡轮发动机健康状况确定

说明书

一种用于确定飞行器发动机的发动机健康状况的方法包括：由一个或多个控制装置确定飞行器发动机在切断放气条件下操作；当飞行器发动机在切断放气条件下操作时由一个或多个控制装置确定第一发动机健康状况修饰值，第一发动机健康状况修饰值包括压缩机泄漏流值；当飞行器发动机在接通放气条件下操作时由一个或多个控制装置确定第二多个发动机健康状况修饰值；以及使用当飞行器发动机在接通放气条件下操作时确定的第二多个发动机健康状况修饰值中的至少一个和当飞行器发动机在切断放气条件下操作时确定的压缩机泄漏流值来由一个或多个控制装置确定发动机健康状况参数。

联邦政府资助的研究

本发明在美国国防部的编号为W58RGZ-16-C-0047的合同下利用政府支持完成。政府可享有本发明的某些权利。

技术领域

本主题大体上涉及用于确定燃气涡轮发动机的健康状况的系统和方法，或者更具体而言，涉及用于确定燃气涡轮发动机的健康状况因数的方法。

背景技术

飞行器涡轮发动机大体上包括核心，该核心具有成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段，以及排气区段。可提供一个或多个轴，以将涡轮区段驱动地连接至压缩机区段，并且可选地，以将涡轮区段驱动地连接至负载。在此飞行器发动机结合到旋翼飞行器(如直升机)中时，飞行器发动机的一个或多个轴可机械地联接至旋翼飞行器的主转子，使得主转子可为旋翼飞行器提供升力。

考虑到空中行进的性质，大体上期望的是，确保飞行器发动机在飞行之前和/或在飞行期间正常地操作，并且在飞行器发动机劣化超过某个阈值之前维修或检修此类飞行器发动机。飞行器发动机的劣化的一种测量为发动机的发动机扭矩因数。发动机扭矩因数大体上是指可用的当前最大校正扭矩与(例如，同规格发动机的)基准发动机可用的最大校正扭矩的比率。在发动机扭矩因数下降到某个阈值以下时，可确定发动机需要被认定成“离翼”并维修或检修。

用于确定发动机扭矩因数的一种方式是通过使用一个或多个基线发动机热力学模型，并且提供各种当前发动机健康状况修饰值(modifier value)以将基线发动机热力学模型“调整”到评估的特定发动机。然而，此类系统需要实时压缩机放出气流值，以便精确地确定发动机扭矩因数。因此，此类系统需要用于感测此类压缩机放出气流的传感器(及相关的硬件)，和/或用以预测实时压缩机放出气流值的复杂算法。

此类系统和方法可因此不期望地需要另外的构件和/或计算能力，以便确定发动机扭矩因数。此外，使用相对复杂的算法来预测实时压缩机放出气流值可为不准确的。因此，用于确定特定飞行器发动机特有的发动机扭矩因数的改进方法将为有用的。此外，用于确定能够顾及飞行器发动机的某些操作条件和/或环境条件的发动机扭矩因数的方法将为特别有益的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地得到阐述，或者可根据描述而为显而易见的，或者可通过本发明的实践而习知。

在本公开的一个示例性方面中，提供一种用于确定飞行器发动机的发动机健康状况的方法。方法包括由一个或多个控制装置确定飞行器发动机在切断放气(bleed off)条件下操作；当飞行器发动机在切断放气条件下操作时由一个或多个控制装置确定第一发动机健康状况修饰值，第一发动机健康状况修饰值包括压缩机泄漏流值；当飞行器发动机在接通放气(bleed on)条件下操作时由一个或多个控制装置确定第二多个发动机健康状况修饰值；以及使用当飞行器发动机在接通放气条件下操作时确定的第二多个发动机健康状况修饰值中的至少一个和当飞行器发动机在切断放气条件下操作时确定的压缩机泄漏流值来由一个或多个控制装置确定发动机健康状况参数。

在一个示例性方面中，由一个或多个控制装置确定发动机健康状况参数包括使用构件级发动机模型来由一个或多个控制装置确定发动机健康状况参数，使用第二多个发动机健康状况修饰值中的至少一个和当飞行器发动机在切断放气条件下操作时确定的压缩机泄漏流值调整该构件级发动机模型。