[发明专利]校准引擎核心

说明书

本发明题为“校准引擎核心”。一种校准气体涡轮引擎（10）的引擎核心（11）的方法（100,100a,100b），其中该引擎核心（11）包括涡轮（19）、燃烧设备（16）、压缩机（14）和将涡轮（19）连接到压缩机（19）的芯轴（26），该芯轴（26）被布置成驱动气体涡轮引擎（10）的推进式风扇（23），该方法（100,100a,100b）包括：在芯轴（26）上提供（102）电阻负载（62），该电阻负载（62）被布置成复制推进式风扇（23）的负载；驱动（104）该引擎核心（11）；测量（106）该引擎核心（11）的性能参数；测量（108）由该引擎核心（11）产生的推力；并且确定（112）该引擎核心（11）的额定功率数据，提供性能参数和推力之间的相关性。

技术领域

本公开涉及校准引擎核心的方法、操作气体涡轮引擎的方法和校准系统。

背景技术

气体涡轮飞行器引擎包括布置在进气口下游的推进式风扇。该风扇由风扇壳体围绕，并且通常生成两股单独的气流。第一气流由引擎的核心接收，第二气流在旁路管道中接收。该核心包括一个或多个压缩机、燃烧器和一个或多个涡轮。旁路管道围绕核心限定。

在使用中，核心气流被压缩机压缩、与燃料混合并在燃烧器中燃烧。燃烧产物通过涡轮级膨胀，并通过核心喷嘴排出。涡轮通过一个或多个互连轴驱动压缩机级和推进式风扇。

通常，虽然一些推力由核心喷嘴提供，但是由引擎产生的大部分推力由推进式风扇通过旁路管道提供。通过增加旁路比率（通过旁路管道的空气质量流量与通过核心的空气质量流量的比率），可提高气体涡轮的推进效率。旁路比率与风扇的尺寸相关，风扇的尺寸又受风扇的旋转速度的限制，因为高速旋转的大风扇可能经历风扇不希望有的变形和其他影响。

如果风扇由减速齿轮箱驱动，则该风扇能够以比来自涡轮的轴更慢的速度驱动。这使得风扇能够增大尺寸，有利于增加旁路管道比率。

在飞行中，不可能直接测量气体涡轮引擎产生的推力。因此，在进入维修之前，校准气体涡轮引擎以提供可测量参数（诸如芯轴中的一个芯轴的旋转速度或芯轴上的扭矩）与已知推力输出之间的相关性。基于这一点，可确定推力由引擎产生。通常，将引擎作为单个部件校准。因此，当引擎的一部分需要维修、大修或更换或修理时，整个引擎必须停止使用，并运回维护地点。

发明内容

根据第一方面，提供了校准气体涡轮引擎的引擎核心的方法，其中该引擎核心包括涡轮、燃烧设备、压缩机和将涡轮连接到压缩机的芯轴，该芯轴被布置成驱动气体涡轮引擎的推进式风扇，该方法包括：在芯轴上提供电阻负载，该电阻负载被布置成复制推进式风扇的负载；驱动引擎核心；测量该引擎核心的性能参数；测量由该引擎核心产生的推力；并且确定该引擎核心的额定功率数据，提供性能参数和推力之间的相关性。

风扇和风扇壳体可被制造成具有足够的公差，使得仅校准引擎核心允许在使用中精确地确定整个引擎产生的推力，从而允许有效地使用引擎。由于仅需要引擎核心进行校准过程，校准方法（也称为传递）不需要组装整个引擎，因此简化了校准过程。此外，每个引擎核心能够以可预测的方式与任何风扇和风扇壳体一起使用，而不是仅能够以可预测的方式与用其校准的风扇和风扇壳体一起使用。这使得能够混合引擎模块（诸如核心模块、风扇模块和风扇壳体模块）。如果单独制造和校准风扇、风扇壳体和引擎核心，也更容易输送。

电阻负载可包括一个或多个发电机。该方法可包括：操作发电机以在驱动引擎核心的同时产生功率。通过使用发电机作为负载来校准引擎，能够恢复校准过程中所使用的能量的至少一部分。该方法可包括将产生的功率存储在电池或其他能量存储设备中。另选地，功率可提供给外部电网，或者立即使用。

电阻负载或引擎核心可包括齿轮箱，该齿轮箱被布置成使得当芯轴的旋转速度改变时，以恒定速度驱动电阻负载。这允许使用相同的方法和装置校准不同的引擎，这些引擎可具有以不同速度旋转的轴，同时以相同的频率产生AC功率。