[发明专利]控制气体涡轮引擎的方法

说明书

本发明提供了一种控制气体涡轮引擎的方法，具体而言，控制具有推进式风扇（23）和引擎核心（11）的气体涡轮引擎（10）的方法（800），该方法（800）包括：测量（802a）指示风扇（23）的输出的第一引擎性能参数；测量（802b）指示引擎核心（11）的输出的第二引擎性能参数；基于第一功率设置参数（102）和第一引擎性能参数来确定（804a）由风扇（23）产生的推力贡献（106）；基于第二功率设置参数（104）和第二引擎性能参数来确定（804b）由引擎核心（11）产生的推力贡献（108）；基于风扇推力（106）和核心推力（108）来确定总推力（110）；以及基于所确定的总推力（110）来控制（806）引擎（10），其中总推力（110）包括风扇推力（106）和引擎核心推力（108）。

技术领域

本公开涉及控制气体涡轮引擎的方法和气体涡轮引擎。

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，虽然一些推力由燃烧产物通过核心喷嘴的排放提供，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。在一些示例中，核心可提供引擎的总推力的5％至10％。

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)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，提供了控制具有推进式风扇和引擎核心的气体涡轮引擎的方法，该方法包括：测量指示风扇的输出的第一引擎性能参数；测量指示引擎核心的输出的第二引擎性能参数；基于第一功率设置参数和第一引擎性能参数来确定由风扇产生的风扇推力；基于第二功率设置参数和第二引擎性能参数来确定由引擎核心产生的核心推力；基于风扇推力和核心推力来确定总推力；以及基于所确定的总推力来控制引擎，其中总推力包括风扇推力和引擎核心推力。

因此，该方法可包括测量指示风扇的输出的第一引擎性能参数；测量指示引擎核心的输出的第二引擎性能参数；基于第一功率设置参数和第一引擎性能参数来确定由风扇产生的推力贡献；基于第二功率设置参数和第二引擎性能参数来确定由引擎核心产生的推力贡献；基于风扇推力和核心推力来确定总推力；以及基于所确定的总推力来控制引擎，其中总推力包括风扇推力和引擎核心推力。

该方法提供了在使用期间单独确定由风扇和引擎核心产生的推力，而不是确定引擎作为一个整体的输出。这使得任何风扇都能够与任何兼容的引擎核心一起使用(也称为混合)。可实现混合，而不必将标准校正结合到功率设置参数中，以考虑由不同部件产生的不同推力水平的变化(例如，由于制造差异或不同的磨损)。因此，该方法提供了一种操作气体涡轮引擎的方式，该气体涡轮引擎具有混合部件的能力，同时仍然实现高效率。