[发明专利]用于监测飞行器的涡轮发动机上的旋转轴的扭转的方法

说明书

一种基于来自沿着旋转轴分布的至少三个传感器的测量，监测飞行器涡轮发动机上的旋转轴的扭转的方法，所述至少三个传感器将轴分成至少两个轴区段，该方法包括：‑对于每个传感器，测量取决于轴的旋转的参数的步骤，‑对于每对可实现的传感器，计算与轴的扭转相关的参数的步骤，‑将所计算的与轴的扭转相关的不同参数与基准比较的步骤，‑在比较步骤结束时，检测轴区段上的损坏的步骤，以及‑从已经检测到损坏的轴区段，指示轴上损坏的定位的步骤。

技术领域

本发明涉及监测飞行器发动机的领域，更具体地，涉及监测飞行器涡轮发动机上的旋转轴的扭转的领域，其中定位该轴上的任何损坏。

背景技术

常规地，使用一个或两个传感器实施飞行器的旋转轴的扭转的监测。第一传感器安装在涡轮发动机的低压压气机附近或风扇附近，并且与第一传感器耦联的第二传感器安装在低压涡轮附近。

然而，当仅从两个传感器实施扭转监测时，轴扭转监测是可行的，而不是漂移的定位(也就是说，识别哪个轴区段相对于预期的正在漂移)，尽管异常的影响在整个轴上传播。然后，轴的监测对应于旋转轴(在这种情况下为低压轴)的扭转行为的全局监测。这种监测通常专用于测试需要。

已知一种用于控制向隔离的电网提供电能的发电系统的机械传动链中的扭矩振荡的方法，该方法包括监测电网的电气状态的变化的步骤。

还已知一种用于监测轴(特别地，具有多个间隔或与轴一起旋转的元件的轴)的转度的方法和设备，使用仪器实施监测，该仪器用于经由音轮的使用来测量轴的速度。

这两种方法使用扭力计类型的特定仪器用来测量根据轴的扭转的电流变化，或者使用音轮类型的特定仪器用来测量根据轴的扭转的电流变化，这使得有必要在涡轮发动机上嵌入仅专用于该用途的特定的传感器或元件。这仅出于此目的在涡轮发动机上导致了额外的体积和额外的质量。

还已知一种燃气轮机，包括风扇区段、涡轮发动机区段、动力齿轮箱，所述风扇区段包括能随风扇轴旋转的风扇，所述涡轮发动机区段包括涡轮和能随涡轮旋转的涡轮发动机轴，所述动力齿轮箱机械地联接至风扇轴以及涡轮发动机轴，使得风扇轴能穿过齿轮箱旋转，所述齿轮箱包括齿轮。该涡轮发动机进一步包括扭矩监测系统，该扭矩监测系统包括齿轮箱传感器和轴传感器，该齿轮箱传感器可用动力传动齿轮致动，该轴传感器可用涡轮发动机的轴或风扇的轴中的至少一个致动，通过使用齿轮箱传感器和轴传感器，确定燃气涡轮发动机中的扭矩，扭矩监测系统确定齿轮箱的齿轮相对于涡轮发动机的轴或风扇的轴中的至少一个的角位置。

该方法使用齿轮的角位置的两个传感器，这两个传感器中的仅一个(通常为旋转计数器传感器)定位在轴上，在动力齿轮箱的上游或下游，以给出轴的角位置。位置差的变化与扭矩相关，并且仅允许确定在轴上是否存在损坏，而不定位损坏位于其上的轴的特定区段。

还已知的是一种用于燃气涡轮发动机的控制器，该控制器被配置成测量发动机轴在该轴的第一端处的第一转速，并且测量该轴在第二端处的第二转速。该第一端可以联接到发动机的涡轮上，并且该第二端可以联接到发动机的压气机上。控制器进一步被配置成根据第一转速和第二转速，确定轴的扭转角，确定轴的扭转角是否在轴的健康状态的预定监测范围内，并记录轴的扭转角。控制器可以被配置成产生维护警报，该维护警报响应于确定轴的扭转角在轴的健康状态的预定监测范围内。

这种已知的方法使用定位在轴的两端处的相同轴的两个转速传感器。速度的比较允许监测轴的扭转，特别地在诸如加速或减速的瞬时阶段。然而，该方法也使用仅专用于该功能的传感器。

还已知一种用于检测轴扭断事件的方法，该方法包括以下步骤：在存储器中存储轴振荡特征，该轴振荡特征是根据该轴的已知特性确定的，并且与轴扭断事件相关联的，监测轴的转速的步骤，根据转速，检测叠加在转速上的振荡波的步骤，所述振荡波具有波调制频率和波调制振幅，比较振荡特征与振荡波的步骤，以及当振荡波对应于振荡特征时，检测轴扭断事件的步骤。

该方法使用特定技术来监测振荡波。