CN105987025A - 控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积。提供了用于测量并控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法和系统。附接至喷嘴的控制系统可包括线缆，所述线缆的一端连接到诸如弦线电位计的线性位移测量装置。所述线缆的另一端可连接到瓣体。所述线缆的基准部横跨所述喷嘴的多个瓣体延伸，并且在一些实施方式中，基本平行于喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置测量在操作所述喷嘴期间所述瓣体可向外或向内致动时该基准部的任何长度变化。所述线性位移测量装置的输出可用于控制使所述瓣体移动的致动器。在一些实施方式中，电位计的输出可与来自诸如线性可变差动传感器和/或热电偶的其它传感器的一个或多个输出组合。

Description

控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积
技术领域
本公开总体涉及可变截面的风扇喷嘴，更具体地涉及控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积。
背景技术
旁路涡扇发动机可能存在风扇稳定性的问题。这种特定的发动机产生两个排放流。第一流是发动机芯部流，它在穿过芯部发动机之后从芯部流喷嘴排出。第二流是风扇流，其穿过由包围芯部发动机的芯部发动机机舱形成的环形通道和风扇管道。针对具体操作条件优化了这两个流经过的横截面面积(即，芯部流喷嘴处的发动机芯部流喉区和风扇喷嘴处的风扇流喉区)。然而，操作条件会改变。例如，在起飞期间，需要来自发动机的比在巡航飞行期间更大的推力。通过使更多的气体通过风扇喷嘴处的风扇管道而生成更大的推力，导致气流的速度增加。可变截面的风扇喷嘴可用于解决风扇稳定性。可变截面的风扇喷嘴包括可移动的瓣体，可向外致动该瓣体以扩大喷嘴面积，结果降低排放速度。相反，可向内致动这些瓣体，以减小风扇喷嘴的喷嘴面积，结果提高排放速度。风扇稳定性问题可能出现在喷嘴面积不够大时，造成背压太高。可变截面的风扇喷嘴可以增加喷嘴面积，以减轻该背压并消除风扇不稳定性。
发明内容
提供了用于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法和系统。喷嘴或者更具体地附接至所述喷嘴的控制系统可包括线缆，所述线缆的一端连接到诸如弦线电位计的线性位移测量装置。所述线缆的另一端可连接到所述瓣体中的一个。所述线缆的基准部横跨形成所述喷嘴的所述瓣体延伸，并且在一些实施方式中基本平行于所述喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置测量该基准部在操作所述喷嘴期间所述瓣体可向外或向内致动时的任何长度变化。所述线性位移测量装置的输出可用于控制使所述瓣体移动的致动器。在一些实施方式中，电位计的输出可与来自其它传感器(诸如线性可变差动传感器和/或热电偶)的一个或多个输出组合。
在一些实施方式中，可变截面的风扇喷嘴包括多个瓣体、线缆和线性位移测量装置。所述多个瓣体包括瓣体支撑端和瓣体自由端。所述瓣体支撑端被可枢转地联接到风扇管道，而所述自由端形成所述喷嘴圆周的至少一部分。所述瓣体自由端可以由独立于所述致动器输入的推力和空气动力弯曲。所述喷嘴圆周与所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴面积关联。所述喷嘴面积有时可被称为流动喉区，或者简单地被称为喉区。所述喷嘴面积被限定为将所述瓣体自由端连接到所述主喷嘴而产生最小面积的表面。该表面不一定是截头锥体的平滑或几何形状精确的外表面。如果所述线缆被定位在所述瓣体自由端处，则所述线缆感测该表面的圆周变化。然而，本领域普通技术人员将理解到，所述线缆可以定位在其它部位。
所述线缆包括第一端和第二端。所述线缆的所述第一端可连接到所述多个瓣体中的所述第一瓣体。所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体延伸。在一些实施方式中，所述基准部基本平行于所述喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置被连接到所述线缆的所述第二端并且测量所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置，这又代表所述线缆的所述基准部的长度。
在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所述附接点是所述多个瓣体的第二瓣体。所述第二瓣体可不同于可与所述线缆的所述第一端连接的所述第一瓣体。在一些实施方式中，所述第一瓣体和第二瓣体可由也是所述多个瓣体的一部分的一个或多个额外瓣体分离。另选地，所述线性位移测量装置的所述附接点可位于所述风扇管道上或所述可变截面的风扇喷嘴的一些其它固定部件上或发动机机舱上。在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所述附接点比所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部更接近所述管道。
在一些实施方式中，相比于所述瓣体支撑端，所述线缆的所述基准部延伸得更接近所述瓣体自由端。更具体地，所述线缆的所述基准部可在所述瓣体自由端处延伸。在一些实施方式中，所述线缆的所述基准部在所述多个瓣体的所述外表面上延伸。所述线缆可包括聚合物外壳。
所述线缆的所述基准部可在套筒附接至所述多个瓣体中的至少一个瓣体的情况下延伸。更具体地，所述线缆的所述基准部可延伸穿过多个套筒，使得每个套筒均被定位在所述多个瓣体中的不同瓣体上。在一些实施方式中，所述线缆的所述基准部在所述多个瓣体中的至少一个瓣体中的沟槽内延伸。更具体地，所述线缆的所述基准部可在多个沟槽内延伸，使得每个沟槽均被定位在所述多个瓣体中的不同瓣体中。
在一些实施方式中，所述多个瓣体被设置在第一致动器和第二致动器之间，两个致动器都被连接到柔性杆。所述柔性杆可接触所述多个瓣体中的每个瓣体并用于使所述多个瓣体相对于所述风扇管道枢转，从而改变所述喷嘴圆周和/或喷嘴面积。当所述线缆的所述第一端被附接至所述第一瓣体时，在所述多个瓣体之中该第一瓣体可最接近所述第一致动器。在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所述附接点位于第二瓣体上，所述第二瓣体在所述多个瓣体之中可以是最接近所述第二致动器的瓣体。所述第一致动器可联接到线性可变差动传感器或者能操作用于测量所述第一致动器的位置的任何其它线性反馈装置。所述线性可变差动传感器的输出和所述线性位移测量装置的输出可共同用于控制所述喷嘴面积。更普遍地，线性可变差动传感器(或者任何其它角度测量装置)可用于测量所述多个所述瓣体中的一个瓣体相对于所述风扇管道的角度。
还提供了一种控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法。所述方法可涉及接收来自连接到线缆的第二端的线性位移测量装置的第一输入。所述第一输入取决于所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置。同时，所述线缆的第一端可连接到多个瓣体中的第一瓣体。所述多个瓣体包括瓣体支撑端和瓣体自由端。所述瓣体支撑端被可枢转地联接到所述可变截面的风扇喷嘴的管道。所述自由端形成所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴圆周的至少一部分。所述喷嘴圆周与所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴面积关联。所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体延伸。在一些实施方式中，所述基准部基本平行于所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴圆周延伸。所述第一输入取决于当所述多个瓣体的取向改变时改变的所述线缆的所述基准部的长度。
所述方法可继续进行：将来自所述线性位移测量装置的所述第一输入与第一参考值比较。例如，接收来自电位计的所述第一输入的控制系统可包括具有各种参考值的查找数据库，每个值均与所述多个瓣体的不同取向关联。基于所述第一输入与所述第一参考值的比较，可针对所述可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器生成第一输出。
在一些实施方式中，所述方法还涉及：接收来自另一线性反馈装置(诸如线性可变差动传感器)的第二输入；测量所述一个或多个致动器的位置。该第二输入与第二参考值比较。在这种情况下，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较并基于所述第二输入与所述第二参考值的比较而生成所述第一输出。基于多个传感器输入估计所述喷嘴面积的其它方法包括基于模型的二次估计器、卡尔曼滤波器和经验得出的模型。一旦估计出所述喷嘴面积，所述控制器就可以连续地命令新的致动器位置，直到达到期望喷嘴面积。
在一些实施方式中，所述方法还涉及基于所述第一输出来调整所述一个或多个致动器的位置。在调整所述一个或多个致动器的位置之后，所述方法可继续进行：接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。在一些实施方式中，所述方法可涉及基于外部输出来调整所述一个或多个致动器的位置。在这种情况下，在调整所述一个或多个致动器的位置之后，所述方法继续进行：接收来自所述线性位移测量装置的另一输入(例如，第三输入)。在这种情况下，所述第三输入可类似地用于上述第一输入。具体而言，所述第三输入可与其参考值比较，并且可基于该比较而生成另一输出。
在一些实施方式中，所述方法涉及接收来自热电偶的第四输入，所述热电偶可热联接到所述线缆。所述方法可继续进行：将该第四输入与第四参考值比较。在这种情况下，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较以及所述第四输入与所述第四参考值的比较而生成所述第一输出。
附图说明
在以一般意义如此描述了本公开的实例之后，现在将参考不一定按比例绘制的附图，并且其中贯穿几个视图，相同的附图标记表示相同或类似的部分，并且其中：
图1是根据一些实施方式包括具有喷嘴面积控制系统的可变截面的风扇喷嘴的涡扇发动机的示意图。
图2A至图2C是根据一些实施方式具有不同瓣体致动状态的可变截面的风扇喷嘴的喷嘴圆周的示意图。
图2D至图2E是根据一些实施方式处于两个不同致动状态下的瓣体的示意图。
图3A至图3C是根据一些实施方式用于相对于瓣体来支撑线缆的不同支撑结构的示意图。
图3D是根据一些实施方式具有外壳的线缆的示意图。
图4A是根据一些实施方式包括线缆和线性位移测量装置的喷嘴面积控制系统的示意图。
图4B是根据一些实施方式的图4A所示的喷嘴面积控制系统的控制器的示意图。
图5是根据一些实施方式对应于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的工艺流程图。
图6A是飞行器生产和保养方法的框图。
图6B是飞行器的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所提出的概念的透彻理解。可在没有一些或所有这些具体细节的情况下实践所提出的概念。在其它情况下，并未详细地描述公知的工艺操作，以避免不必要地混淆所描述的概念。虽然将结合具体实例来描述一些概念，但是将要理解的是，这些实例并不意图是限制性的。
介绍
用在飞行器上的典型的涡扇发动机包括由高压涡轮提供动力的压缩机，并包括由低压涡轮提供动力的风扇。风扇被设置在压缩机的上游。在操作该发动机期间，进来的空气在压缩机中被加压并与燃烧室中的燃料混合。空气燃料混合物然后被点燃，生成热的燃烧气体，该燃烧气体向下游流经不同的涡轮级。燃烧气体经由芯部喷嘴排出，而风扇空气经由风扇喷嘴排出。风扇喷嘴至少部分地由包围芯部发动机的机舱限定并通常具有环形形状。经由风扇喷嘴排出的加压的风扇空气提供了一些推进推力，而经由芯部喷嘴排出的燃烧气体提供了其余推力。
商用涡扇发动机一般具有为起飞、爬升及在一海拔上巡航的组合而优化的固定截面的风扇喷嘴。选择固定截面的风扇喷嘴的特定面积的目标是在不同的操作机制期间减小组合的低效。例如，为在爬升期间效率最高而设计的固定截面的风扇喷嘴在一海拔上巡航时是非常低效的。同样，为在一海拔上巡航时效率最高而设计的固定截面的风扇喷嘴在爬升期间是非常低效的。如此，固定截面的风扇喷嘴为实现一些组合效率而在每单个操作机制中牺牲了最大性能。
改变风扇喷嘴的面积可用于大大提高每个不同操作机制期间的发动机性能。可变截面的风扇喷嘴增加了热力学和空气动力学效率，并因此针对等效推力减小了燃料消耗。此外，可变截面的风扇喷嘴可以用于通过控制风扇喷嘴流动速度而减小机场区的噪音污染。最后，可变截面的风扇喷嘴可无发动机稳定性问题(例如，风扇颤振)地用在新式发动机设计中。
设计并操作可变截面的风扇喷嘴的一个主要挑战是以精确的方式控制喷嘴面积。致动器输入为实际喷嘴面积提供非常差的反馈，因为其它因素可能影响该参数。甚至当致动器与线性可变差动传感器联接时，准确性并不足够。摄影测量法提供了更准确的测量，但需要多个相机来检测喷嘴周围的选定点的变化。然而，使用该光学技术可能在飞行期间是相当困难的。例如，相机可失去其对于喷嘴的视线。在一些情况下，无法定位相机来观察发动机喷嘴的两部分。此外，根据相机的位置，各种维护问题可能出现。
提供了这样的方法和系统，其用于控制喷嘴面积，或者更具体地，用于测量可变截面的风扇喷嘴在其操作期间的圆周变化。这些圆周变化用于估计对应的喷嘴面积。装设在可变截面的风扇喷嘴上的控制系统可包括连接到线性位移测量装置的线缆。线缆的可被称为基准部的至少一部分横跨多个瓣体延伸。在一些实施方式中，基准部基本平行于喷嘴圆周进行延伸。线性位移测量装置测量线缆的基准部在操作风扇喷嘴期间瓣体被向外或向内致动时的长度变化。如此，电位计测量喷嘴圆周或者至少圆周一部分的变化。这种变化然后用于估计喷嘴面积(例如，基于计算或储存在控制系统数据库中的查找表)。与例如摄影测量系统比较，线缆和电位计相对简单地装设、更换及维护。线缆正好定位在瓣体上的容易够到的地方。此外，如下面在实验结果章节进一步提出的，该位置确保非常准确代表喷嘴圆周并且提供非常精确的测量。
为了向该系统的各种特征提供一些背景，下面提出了涡扇发动机和喷嘴面积控制系统的主要部件的简要描述。具体而言，图1是根据一些实施方式包括可变截面的风扇喷嘴200的涡扇发动机100的示意图。应当指出的是，图1所示的可变截面的风扇喷嘴200仅是可变截面的风扇喷嘴的一个实例。本领域普通技术人员将理解到，本文描述的喷嘴面积控制系统(例如，包括线缆、线性位移测量装置及可选的其它部件的系统)可以使用并装设在不同类型的可变截面的风扇喷嘴上，以不同的活动连接方法来增加或减少喷嘴面积。
涡扇发动机100被示出为安装在发动机吊架102上。如上所述，涡扇发动机100提供了来自芯部流和风扇流两者的推力。芯部流是退出芯部流喷嘴130的排气。芯部流喷嘴130形成芯部发动机机舱的下游端。风扇流从可变截面的风扇喷嘴200退出，可变截面的风扇喷嘴200可安装(例如，栓接)到推力换向器套筒140的下游端或唇部区域。推力换向器套筒140与芯部发动机机舱的至少一部分重叠。芯部流一般具有比风扇流更高的速度。
在一些实施方式中，可变截面的风扇喷嘴200包括多个瓣体210，使得这些瓣体210的自由端211b形成喷嘴圆周215。喷嘴圆周215与下面进一步描述的喷嘴面积关联。瓣体210可以是可弹性变形的瓣体或可枢转的刚性瓣体。具体而言，瓣体210被配置成改变喷嘴面积，以便改变穿过风扇管道的风扇流。例如，瓣体210可使用例如连接到柔性杆122的致动器118和120而向内或向外致动。柔性杆122可挤压在设置于致动器118和120之间的瓣体210上。出于本公开之目的，自由端211b还可被称为远端，以与还可被称为支撑端211a的近端区别开来。
瓣体210可沿着推力换向器套筒140的后唇并排设置。如果推力换向器套筒140是单件可轴向平移的套筒，则单组瓣体210可围绕风扇管道圆周的主要部分延伸，例如，从发动机吊架102的一侧延伸到发动机吊架102的另一侧。在一些实施方式中，推力换向器套筒140可包括两个或更多个可轴向平移的局部罩(例如，两个半体罩)，该局部罩被安装在固定到上梁和下梁的轨道上。在这些实施方式中，每个局部罩可与单独一组的瓣体210关联。具体而言，每组瓣体210可附接至不同的局部罩。当多组瓣体210用在同一涡扇发动机100上时，喷嘴圆周215的与每组关联的部分可分别使用如下面进一步描述的分离的线缆和线性位移测量装置进行监控。另选地，喷嘴圆周215的与多个组或所有组关联的部分或整个喷嘴圆周215可共同使用相同的线缆和线性位移测量装置进行监控。
瓣体210可施加预应力，使得当瓣体210未被致动时，瓣体210可向外延伸，如图2B和图2E进一步所示。另选地，瓣体210可向外致动，以形成图2B和图2E所示的喷嘴圆周。包括致动器118和120以及柔性杆122的致动系统可用于向内和/或向外致动瓣体210。在一些实施方式中，当瓣体210未被致动时，瓣体210可具有标称状态。取决于瓣体210的附接，标称状态可对应于最大或最小的喷嘴圆周。在一些实施方式中，瓣体210可由致动器118和120移动到向内致动状态和向外致动状态两者。在这种情况下，致动系统可在操作发动机期间保持激活，以维护期望的喷嘴面积。
在图1所示的实例中，可变截面的风扇喷嘴200包括布置在发动机吊架102的相反两侧上的两组瓣体210。然而，在该视图中，仅一组瓣体210可见。每组中相邻的瓣体210可被弹性密封件116所占用的间隙分离。密封件116可由硅橡胶或其它合适的弹性材料制成。密封件116可用于通过瓣体210的布置防止空气从可变截面的风扇喷嘴200的内侧泄漏至外侧，并允许瓣体210相对于彼此向内和向外移动。在向内致动瓣体210期间，密封件116从拉伸状态返回到标称状态。
在一些实施方式中，柔性杆122是在第一致动器118和第二致动器120之间延伸的线缆。然而，柔性杆122应该与喷嘴面积控制系统的线缆202区别开来。柔性杆122一般沿圆周设置并接触相应组中的所有瓣体。柔性杆122的端部附接至第一致动器118和第二致动器120(可包括安装到轴的臂)。
可变截面的风扇喷嘴及喷嘴面积控制系统的实例
图1图示了根据一些实施方式作为可变截面的风扇喷嘴200的一部分的喷嘴面积控制系统。下面参考图4描述该系统的独立实例。具体而言，可变截面的风扇喷嘴200包括多个瓣体210、线缆202和线性位移测量装置204。线性位移测量装置204的一个实例是弦线电位计，然而能够测量线缆端的线性位移的其它装置也在此范围内。瓣体210包括瓣体支撑端211a和瓣体自由端211b。瓣体支撑端211a可枢转地联接到例如图2D和图2E所示的风扇管道202。自由端211b形成了喷嘴圆周215的至少一部分。喷嘴圆周215与可变截面的风扇喷嘴200的喷嘴面积关联。
如此，由喷嘴面积控制系统测量的喷嘴圆周215的变化可用于估计喷嘴面积。应当指出的是，可变截面的风扇喷嘴200可能并不总是具有理想圆形形状。例如，喷嘴圆周215可更能由椭圆代表。此外，当可变截面的风扇喷嘴200在其向内致动状态和向外致动状态之间改变时，该椭圆的两个直径变化可能不同，使得喷嘴圆周215在向内致动状态下的形状可能不同于向外致动状态下的形状。下面参考图2C进一步描述这些考虑。
控制系统的线缆202具有第一端203a和第二端203b。第一端203a可附接至第一瓣体212，而第二端203b可附接至线性位移测量装置204。线缆202的一部分可横跨瓣体210进行延伸，在一些实施方式中，基本平行于喷嘴圆周215进行延伸。线缆的这部分可被称为基准部201。在一些实施方式中，整个线缆202基本平行于喷嘴圆周215横跨瓣体210进行延伸。如此，整个线缆202代表基准部201。在这种情况下，第一端203a和第二端203b定位在距喷嘴圆周215相同的距离处，并且线性位移测量装置204可定位在一个瓣体210上。另选地，端部203a和203b中的一个可定位得比另一个更接近喷嘴圆周215。例如，第二端203b和线性位移测量装置204可定位得比例如图1所示的第一端203a更远离喷嘴圆周215。换句话说，线性位移测量装置204的附接点可比第一端203a(更具体地，比基准部201)更接近风扇管道。线性位移测量装置204的附接点可位于风扇管道上，或者位于可变截面的风扇喷嘴200的远离瓣体的一些其它固定部件上(例如，如图1所示)。在这些实施方式中，基准部201短于线缆202的整个长度。在一些实施方式中，基准部201的长度是线缆202的整个长度的至少90％或甚至95％。应当指出的是，线缆202的作为基准部201的部分可能不代表喷嘴圆周215的变化。使用线缆202的较大一部分作为基准部201可提供更准确的测量。例如，线缆202可经受热波动、机械应力和可能负面影响测量准确性的其它因素。
线性位移测量装置204测量线缆202的第二端203a相对于线性位移测量装置204的附接点的位置。当线缆202的基准部201的长度改变时，第二端203a的位置相对于附接点也发生改变。如此，线性位移测量装置204测量喷嘴圆周215的对应于基准部201的至少一部分的变化。在一些实施方式中，基准部201延伸喷嘴圆周215的至少90％或甚至95％。
线缆202的基准部201可由两个基准点限定，即，第一基准点205a和第二基准点205b。这些基准点205a和205b应该与线缆202的第一端203a和第二端203b区别开来。具体而言，虽然基准部201的长度(即，基准点205a和205b之间的线缆202的长度)在瓣体210在其向内致动状态和向外致动状态之间移动时发生改变，但是线缆202的总体长度(即，第一端203a和第二端203b之间的长度)并不改变。该差异触发来自线性位移测量装置204的响应。在一些实施方式中，一个基准点可与第一端203a一致。例如，图1图示了与第一基准点205a一致的第一端203a。在相同的实施方式中，第二基准点可与线性位移测量装置204的附接点一致。另选地，仅一个基准点可能与第一端203a一致或与线性位移测量装置204的附接点一致。例如，图1图示了与第一基准点205a一致的第一端203a，但线性位移测量装置204的附接点不与第二基准点205b一致。此外，没有基准点与第一端203a或线性位移测量装置204的附接点一致。
图2A至图2C是根据一些实施方式示出瓣体210的各种位置的可变截面的风扇喷嘴200的示意图。这些示意图图示了在正交于喷嘴面积的方向上的可变截面的风扇喷嘴200。为简单起见，仅示出了基准点205a和205b以及基准部201(而不是整个线缆)。具体而言，图2A图示了可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体210处于向内致动状态，对应于为最小的喷嘴圆周215。在瓣体210处于其向外致动状态时对应于喷嘴圆周215的外周界217a在图2A中示出以供参考。如上所述，标称(未致动)状态可对应于向内致动状态、向外致动状态或向内致动状态与向外致动状态之间的某种状态。
在图2A所示的实例中，可变截面的风扇喷嘴200包括由第一中心线232分离的第一可变截面的风扇喷嘴部207a和第二可变截面的风扇喷嘴部207b。第一可变截面的风扇喷嘴部207a和第二可变截面的风扇喷嘴部207b均可被分开致动并控制。一般而言，可变截面的风扇喷嘴200可具有任何数量的这样的部分，例如，一个、两个、三个、四个，等等。为简单起见，在图2A中仅示出致动器和喷嘴面积控制系统的对应于第一可变截面的风扇喷嘴部207a的部件。本领域普通技术人员将理解到，类似的部件也可用于第二可变截面的风扇喷嘴部207b。相同可变截面的风扇喷嘴的不同部分的致动器和喷嘴面积控制系统一般是同步的。
图2A图示了定位在第一瓣体212上的第一基准点205和定位在第二瓣体214上的第二基准点205b。在该实例中，第一瓣体212是瓣体210之中最接近第一致动器118的瓣体，而第二瓣体214是瓣体210之中最接近第二致动器120的瓣体。由于它们靠近致动器，所以第一瓣体212和第二瓣体214还可被称为这一组瓣体210中的末端瓣体。例如与当一个或两个基准点定位在其它中间瓣体上时相比，将基准点定位在末端瓣体上可给出对由这一组瓣体表示的喷嘴圆周部的更准确代表。例如，图2A图示了沿着喷嘴圆周设置在第一瓣体212和第二瓣体214之间的中间瓣体213。应当指出的是，定位在对应于基准点的瓣体之间的任何中间瓣体都可与基准部201接触。在图2A提出的实例中，存在设置于第一瓣体212和第二瓣体214之间的七个中间瓣体(统称为瓣体210)，并且这七个中间瓣体均接触基准部201。然而，本领域普通技术人员将理解到，可使用任何数量的中间瓣体，例如，零个、一个、两个，等等。
图2B图示了可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体210处于向外致动状态，对应于为最大的喷嘴圆周215。在瓣体210处于其向外致动状态时对应于喷嘴圆周215的内周界217b在该图中示出以供参考。内周界217b对应于上述图2A所示的喷嘴圆周215。相比于瓣体210被向外致动时(如图2B所示)，当瓣体210向内致动时(如图2A所示)的基准点205a和205b之间的距离更小。如此，处于向内致动状态的基准部201将缩短对来自线性位移测量装置(诸如弦线电位计)的对应响应的触发。在图2A和图2B所示的实例中，基准部201代表喷嘴圆周215的几乎一半。然而，本领域普通技术人员将理解到，该途径也可应用于其它设计。
图2A和图2B示出了瓣体210在向内致动状态和向外致动状态之间的过渡，两种状态对应于圆形的喷嘴圆周215。在一些实施方式中，一种或两种状态的形状可与圆形不同，这可能影响来自线性位移测量装置(诸如弦线电位计)的不同响应。例如，图2C图示了根据一些实施方式的可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体处于向内致动状态或向外致动状态中的一者。然而，该可变截面的风扇喷嘴200的喷嘴圆周215为椭圆，使得其沿着第一中心线232的直径(D1)小于其沿着第二中心线234的直径(D2)。本领域普通技术人员将理解到，椭圆的周长和面积具有与圆不同的关系。具体而言，椭圆的面积与圆周之比比圆的更小。当致动器不对称地操作时，还可使用所提出的方法和系统用于喷嘴面积估计能力。例如，一个致动器可向外延伸到其最大程度，而另一致动器可向内延伸到其最大程度。
当瓣体210在向内致动状态和向外致动状态之间过渡时，喷嘴圆周215不仅改变其尺寸还改变其形状，可能会出现额外的困难。当这些改变一致时，例如，通过收集数据并生成查找表，基准部201的长度变化可能仍与喷嘴面积相关。然而，当改变不一致时，可使用一些额外参数进行估计。例如，线性可变差动传感器216a和216b可用于测量当瓣体在向内致动状态和向外致动状态之间移动时瓣体的角度。在图2D和图2E中示出了一个这样的实例。在一些实施方式中，线性可变差动传感器216a和216b均可联接到单独的致动器(可能不是控制系统400的一部分)。
具体而言，图2D是向内致动的第一瓣体212的示意图。该瓣体212的自由端211b限定了实际内周界217c。第一瓣体212的支撑端211a可枢转地连接到风扇管道222。也可使用其它联接方法。例如，第一瓣体212可能是足够柔性的，使得支撑端211a可刚性地连接到管道222。示出了基准线缆部201和柔性杆122以供参考。
线性可变差动传感器216，或者更普遍的线性反馈装置，或者甚至更普遍的位置传感器(例如，旋转可变差动传感器(RVDT))可定位在支撑端211a与管道222之间的接口处。线性可变差动传感器或任何其它类型的传感器可用于测量第一瓣体212相对于风扇管道222建立/做出的角度，或代表该角度的一些其它参数。另选地，线性可变差动传感器可联接到第一致动器118，以便例如测量第一致动器118的位置。
应当指出的是，图2D图示了第一瓣体212被弯曲并偏离其以虚线示出的向内直轮廓219a。可由空气动力学或推力导致这种弯曲。虽然这种弯曲改变了内周界，但是这种弯曲无法被线性可变差动传感器216检测出。具体而言，针对如图2D所示的弯曲的第一瓣体212以及由向内直轮廓219a表示的直的第一瓣体，线性可变差动传感器216将给出相同的读数。然而，与对应于向内直轮廓219a的内周界217b相比，弯曲的第一瓣体212将具有更大的实际内周界217c。如此，线缆202用于确定内周界217c(直接地或间接地测量)内周界217c。
当两个线性可变差动传感器或其它相似的传感器彼此相反地定位在周界(例如，如图2A所示，连接到第一致动器118和第二致动器120)上时，来自这些传感器的响应用于估计两个传感器之间的方向上的圆周直径。该信息可与围绕该圆周的至少一部分延伸的线缆的长度变化耦合，以确定在圆周具有(例如，图2C所示的)椭圆形状的情况下可能不同于第一直径的直径。相比于单独利用这些传感器中的任何一个所得到的，这两个直径可以用于更精确地估计圆周的面积。
不管线性可变差动传感器216的位置和测量参数，其输出以及线性位移测量装置204的输出可共同用于控制如下面参考图4和图5进一步描述的喷嘴面积。图2E是第一瓣体212处于其向外致动状态的示意图。再次，第一瓣体212被示出为弯曲并偏离其用虚线示出的向外的直轮廓219b。可由空气动力学或推力导致这种弯曲。向外的直轮廓219b限定外周界217a，而弯曲的第一瓣体212可具有不同的实际外周界217d。一般而言，取决于推力和空气动力的相对大小，实际外周界217d可小于或大于外周界217a。
图2D和图2E图示了基准部201定位在自由端211b与支撑端211a之间。将线缆的这部分定位得更接近自由端211b可导致更准确地估计喷嘴面积。在一些实施方式中，相比于瓣体支撑端211a，基准部201延伸得更接近瓣体自由端211b。更具体地，例如，如图3C所示并在下面进一步描述，基准部201在瓣体自由端211b处延伸。在这种情况下，基准部201可精确地代表喷嘴圆周。在一些实施方式中，线缆202的横跨多个瓣体210延伸的部分在多个瓣体210的外表面300上延伸。
为了使基准部201准确地代表瓣体210的表面，基准部201需要在该表面上维持一致位置。各种沟槽、套筒、凹槽、导管、环、支架及诸如保持或定位特征的其它特征可用于相对于表面来支撑基准部201。例如，图3A是支撑在中间瓣体213的外表面300上的套筒302的示意图。线缆202以可滑动的方式突出穿过该套筒302，但以其它方式由套筒302支撑。具体而言，套筒302维持线缆202相对于瓣体自由端211a并相对于外表面300的一致或恒定的位置。在一些实施方式中，沿着基准部210定位的每个瓣体均具有类似的套筒。另选地，仅一个或多个瓣体具有套筒，而其它沟槽可能不具有任何保持特征或者可具有不同的保持特征(例如，沟槽)。图3C图示了一实例，其中套筒302定位在瓣体自由端211a上而不是定位在外表面300上。
图3B是支撑在中间瓣体213的外表面300上的沟槽304的示意图。线缆202沿着该沟槽304以可滑动的方式突出，沟槽304维持线缆202相对于瓣体自由端211a和外表面300的恒定位置。在一些实施方式中，沿着基准部210定位的每个瓣体均具有类似的沟槽。
在一些实施方式中，例如，如图3D所示，线缆202可包括聚合物外壳312。具体而言，线缆202可具有由金属(例如，钢)制成的芯部310。芯部310可为线缆202提供机械强度，使得在操作可变截面的风扇喷嘴200期间，线缆202不会拉伸或以其它方式变形。芯部310可封闭在外壳312内，外壳312可由一种或多个聚合物材料制成。外壳312可保护芯部310免受环境的影响。此外，外壳312可用于减小线缆202与瓣体210之间的摩擦。
图4A是根据一些实施方式包括线缆202和线性位移测量装置204的喷嘴面积控制系统400的示意图。可提供喷嘴面积控制系统400作为独立系统，其稍后装设在涡扇发动机100上。在一些实施方式中，当装设在涡扇发动机100上时，喷嘴面积控制系统400的各个部件形成该系统。除了线缆202和线性位移测量装置204，喷嘴面积控制系统400可包括控制器402，控制器402可用于接收来自线性位移测量装置204的输入并将该输入与其它输入组合。例如，控制器402可将该输入与来自一个或多个线性可变差动传感器216a和216b的输入组合，线性可变差动传感器216a和216b还可以是系统400的一部分，或者另选地，是不同涡扇控制器系统的一部分。上文参考图2D和图2E描述了线性可变差动传感器216a和216b的操作。在一些实施方式中，控制器402可将电位计的输入与来自热电偶404的输入组合，热电偶404可热联接到线缆202，或者更具体地，热联接到基准部201。例如，来自热电偶404的输入可用于基于线缆202的温度变化来调整来自线性位移测量装置204的输入并考虑与线缆202的热膨胀系数关联的任何变化。如下面参考图4B和图5进一步描述的，基于这些各种输入，控制器402可产生可用于调整可变截面的风扇喷嘴200的一个或多个致动器的位置的输出。
具体而言，图4B是根据一些实施方式的图4A所示的喷嘴面积控制系统400的控制器402的示意图。控制器402可包括面积估计模块、比较器和动作模块。例如，面积估计模块可接收一个或多个LVDT以及线性位移测量装置的输出。例如，面积估计模块可使用根据传感器输出由经验得出的喷嘴面积的二次回归模型。另选地，面积估计模块可使用基于模型的估计器、卡尔曼滤波器、先验表查找及其它类似的算法。基于这些输出，面积估计模块可估计喷嘴的当前面积，该当前面积然后与外部输入比较。外部输入可包含喷嘴的当前期望面积。取决于喷嘴的估计面积与期望面积之间的差异，动作模块可向一个或多个致动器生成指令，该指令被提供为这些致动器的输入。总体而言，控制器402可在每个周期中执行一组操作，并且在操作发动机期间连续地重复该周期。具体而言，该周期可包括：将所有传感器输出提供到面积估计模块中，计算当前时间-步长的面积估计，从期望(命令)面积减去面积估计以形成误差信号，向误差信号施加控制规则以确定新的致动器命令，向致动器发送新命令作为致动器输入。在一些实施方式中，可连续而快速地(例如，50Hz)重复该周期。控制器402可不必等待致动器在它改变命令之前完成移动。换句话说，控制器402不断地重新计算估计面积并且随着估计面积逐渐接近期望面积不断改变致动器命令。
控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的实例
图5是与根据一些实施方式控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法500对应的处理流程图。上文描述了可变截面的风扇喷嘴的各种实例。方法500可开始于：在操作502期间接收来自线性位移测量装置的第一输入。如上所述，线性位移测量装置可连接到线缆的第二端。第一输入取决于线缆的第二端相对于线性位移测量装置的附接点的位置。该线缆的第一端可连接到第一瓣体。线缆的一部分基本平行于可变截面的风扇喷嘴的喷嘴圆周横跨瓣体进行延伸。如上所述，该部分被称为基准部。该部分的长度在可变截面的风扇喷嘴的瓣体在向内致动状态和向外致动状态之间移动时发生改变。来自线性位移测量装置的输入代表该基准部的长度，结果代表可变截面的风扇喷嘴的状态。
方法500可继续进行：在操作504期间将来自线性位移测量装置的第一输入与第一参考值比较。例如，当瓣体处于向外致动状态或者当瓣体处于向内致动状态时，第一参考值可对应于电位计的输出。在一些实施方式中，第一参考值选自对应于瓣体的不同状态的一个或多个参考值。选定的值可对应于期望的瓣体状态。
基于在操作504期间第一输入与第一参考值的比较，在操作514期间可生成第一输出。该输出可用于控制可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器。例如，当将第一输入与第一参考值比较表明瓣体并未足够地致动时，第一输出可指示致动器继续致动。操作504和514可涉及使用控制系统的查找数据库。具体而言，第一输入可针对可变截面的风扇喷嘴的期望致动状态而与出现在该数据库中的第一参考值比较，并且取决于这种比较，可从数据库选出第一输出。
在一些实施方式中，方法500还涉及通过可选的操作506和510和/或重复操作502来接收示出的一个或多个额外输入。例如，在可选的操作506期间，第二输入来自线性可变差动传感器。如上所述，线性可变差动传感器可测量一个或多个致动器的位置和/或瓣体相对于固定支撑件的角度。在可选操作508期间，第二输入可与第二参考值比较。操作514还可考虑该额外比较。更具体地，基于第一输入与第一参考值的比较并且基于第二输入与第二参考值的比较，在操作514期间生成第一输出。如此，多个条件可用来生成第一输出。
在一些实施方式中，方法500涉及在可选操作510期间接收来自热电偶的第四输入。上文参考图4描述了热电偶及其连接到线缆的各种实例。方法500可继续进行：在操作期间并在可选操作512期间将该第四输入与第四参考值比较。在这种情况下，基于第一输入与第一参考值的比较以及第四输入与第四参考值的比较而生成第一输出。在一些实施方式中，基于所有三个输入与其相应参考值的比较而生成第一输出。
在一些实施方式中，方法500还涉及：在可选操作516期间基于第一输出来调整致动器的位置。例如，该输出可表明，瓣体需要更向内或向外致动。该输出可通信至致动器以调整它们的位置。
在操作516期间调整致动器的位置之后，至少操作502、504和514可重复一次或多次。在一些实施方式中，额外操作也可重复。例如，方法500可继续进行：接收来自线性位移测量装置的额外输入(例如，第三输入)，同时重复操作502并使用该输入来确定额外输出。在这种情况下，可类似于上述第一输入使用第三输入。具体而言，第三输入可与参考值比较，并且可基于该比较生成另一输出。
实验结果
进行一组实验来确定用于估计喷嘴面积的各种技术的准确性。所述实验涉及不同的测试条件：两种致动率(即，1％的标称面积每秒对0.33％每秒)并使瓣体经受不同的载荷(0lbs载荷对500lbs载荷，从发动机中心线向外，从外部施加在瓣体的中央处)。已研究出四种不同技术：(1)仅安装到致动器的线性可变差动传感器(LVDT)；(2)测量瓣体的线性可变差动传感器与径向传感器的组合；(3)线性可变差动传感器与圆周测量系统(使用线缆和线性位移测量装置)的组合；(4)线性可变差动传感器与径向传感器和圆周测量系统(使用线缆和线性位移测量装置)的组合。径向测量涉及用附接至瓣体中央附近的线缆附接在静止部件处的线性位移测量装置。径向测量有效地测量瓣体相对于静止部件的旋转的伪角度。测量值与摄影测量法结果(用作基值)比较而确定与每种技术关联的测量误差。在不同测试条件下显示每种技术的平均误差的结果总结在下表中。
表1
条件/技术 LVDT LVDT+径向 LVDT+圆周 LVDT+径向+圆周
1％每秒；0lbs 1.54％ 0.91％ 0.54％ 0.53％
0.33％每秒；0lbs 1.26％ 0.48％ 0.26％ 0.27％
1％每秒；500lbs 1.17％ 0.77％ 0.61％ 0.62％
0.33％每秒；500lbs 1.20％ 0.50％ 0.26％ 0.27％
如从实验结果可以清楚看出的，将圆周技术加入到LVDT对准确性测量产生了最大改进。进一步加入径向技术并未产生额外的改进。当例如喷嘴面积还改变其形状(如上所述)时，圆周技术单独可能不足以估计喷嘴面积。将圆周技术与致动输入(例如，使用LVDT技术)组合提供了更多数据，在一些情况下可能足够表征该面积的形状并更精确地确定该面积。在组合LVDT和径向技术的测试实例中，LVDT提供了关于致动器位置的数据。该位置直接地影响瓣体围绕其附接点(例如，铰链)旋转了多远。径向测量提供了伪旋转角度。例如，相比于从LVDT和圆周技术的组合接收的数据，这两个测量彼此太类似并且不那么值得称道。
简单的实例可能有助于更好地理解LVDT与圆周技术的协同及其它组合(例如，不依靠圆周技术)的缺陷。在该实例中，两个三维多边形表面延伸并在X-Y平面内测量。一个传感器可以沿着X轴工作，而另一个传感器可以沿着与X轴和Y轴呈45度角度定位的线工作。当沿着两个非正交轴线执行测量时，该测量不如沿着两个正交轴线执行测量时准确。
飞行器应用的实例
可在如图6A所示的飞行器制造和保养方法1100和如图6B所示的飞行器1102的背景下描述本公开的实例。在前期生产过程中，说明性方法1100可包括飞行器1102的规格和设计1104及材料采购1106。在生产过程中，进行飞行器1102的部件和子组件制造1108以及系统整合1110。此后，飞行器1102可经过检定和交付1112以便投入服役1114。在由客户保养期间，飞行器1102被安排进行例行维护检修1116(这也可包括改造、重构、翻新等)。用于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的系统可加入任何一个这些阶段中。例如，可在制造1108或系统整合1110期间加入所述系统。在一些实施方式中，可在飞行器1102服役的同时加入所述系统。
可由系统集成商、第三方及/或运营商(例如客户)进行或执行说明性方法1100的各个过程。为了本描述之目的，系统集成商可包括但不限于任一数量的飞行器制造商与主系统分包商；第三方可包括但不限于任一数量的供应商、转包商以及供货商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图6B所示，生产的飞行器1102可包括具有多个高级系统1120与内饰1122的机体1118。高级系统1120的实例包括推进系统1124、电气系统1126、液压系统1128以及环境系统1130中的一个或多个。可包括任一数量的其它系统。尽管示出了航空航天的实例，但是本文公开的原理可应用于诸如汽车工业的其它工业。因此，除了飞行器1102，本文公开的原理可应用于其它交通工具，例如，陆地车辆、船舶车辆、空间飞行器等。用于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的系统可以是推进系统1124和/或电气系统1126的一部分。
本文示出或描述的设备与方法可在飞行器制造和保养方法1100的任一个或多个阶段中采用。例如，能以类似飞行器1102在服役中生产部件或子组件的方式装配或制造对应于部件和子组件制造1108的部件或子组件。而且，可在操作1108和1110期间利用所述设备、方法的一个或多个方面或者这些方面的组合，例如大幅地加快飞行器1102的装配或减少飞行器1102的成本。类似地，可在例如但不限于飞行器1102在保养时(例如维护检修1116时)利用所述设备或方法实现的一个或多个方面或者这些方面的组合。
根据本公开的本发明主题的实例描述于以下枚举的段落中。
A1、一种可变截面的风扇喷嘴，所述可变截面的风扇喷嘴包括：
多个瓣体，所述多个瓣体包括瓣体支撑端和瓣体自由端，
其中，所述瓣体支撑端被以可枢转的方式联接到风扇管道，
其中，所述瓣体自由端至少形成喷嘴圆周的基准部，并且
其中，所述喷嘴圆周与所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴面积关联；
线缆，所述线缆包括第一端和第二端，
其中，所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体基本平行于所述喷嘴圆周延伸；以及
线性位移测量装置，所述线性位移测量装置被连接到所述线缆的所述第二端并且测量所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置。
A2、根据段落A1所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的所述第一端被连接到所述多个瓣体的第一瓣体。
A3、根据段落A2所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线性位移测量装置的所述附接点是所述多个瓣体中的第二瓣体，其中，所述第二瓣体不同于所述第一瓣体。
A4、根据段落A1至A3中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线性位移测量装置的所述附接点比所述线缆的横跨所述多个瓣体基本平行于所述喷嘴圆周延伸的所述基准部更接近所述风扇管道。
A5、根据段落A1至A4中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，相比于所述瓣体支撑端，所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部延伸得更接近所述瓣体自由端。
A6、根据段落A1至A5中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的所述基准部在所述瓣体自由端处横跨所述多个瓣体延伸。
A7、根据段落A1至A6中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部在所述多个瓣体的外表面上延伸。
A8、根据段落A1至A7中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部在附接至所述多个瓣体中的至少一个瓣体的套筒内延伸。
A9、根据段落A1至A8中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部在所述多个瓣体中的至少一个瓣体的沟槽内延伸。
A10、根据段落A1至A9中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆包括聚合物外壳。
A11、根据段落A1至A10中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述多个瓣体被设置在第一致动器和第二致动器之间；并且其中，所述第一致动器和所述第二致动器被连接到柔性杆，所述柔性杆接触所述多个瓣体中的每个瓣体，用于使所述多个瓣体相对于所述风扇管道枢转。
A12、根据段落A11所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线缆的所述第一端被附接至所述多个瓣体中的第一瓣体；并且其中，在所述多个瓣体之中所述第一瓣体最接近所述第一致动器。
A13、根据段落A12所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述线性位移测量装置的所述附接点位于第二瓣体上；并且其中，在所述多个瓣体之中所述第二瓣体最接近所述第二致动器。
A14、根据段落A11所述的可变截面的风扇喷嘴，其中，所述第一致动器被联接到测量所述第一致动器的位置的线性可变差动传感器；并且其中，所述线性可变差动传感器的输出和所述线性位移测量装置的输出用于控制所述喷嘴面积。
A15、根据段落A1至A14中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴，所述可变截面的风扇喷嘴进一步包括线性可变差动传感器，用于测量所述多个瓣体中的一个瓣体相对于所述风扇管道的角度。
B16、一种控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法，所述方法包括：
接收来自连接到线缆的第二端的线性位移测量装置的第一输入，
其中，所述第一输入取决于所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置，
其中，所述线缆的第一端被连接到多个瓣体的第一瓣体，并且
其中，所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体基本平行于所述可变截面的风扇喷嘴的喷嘴圆周延伸；
将来自所述线性位移测量装置的所述第一输入与第一参考值比较；以及
基于所述第一输入与所述第一参考值的比较，针对所述可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器生成第一输出。
B17、根据段落B16所述的方法，所述方法进一步包括：
接收来自测量所述一个或多个致动器的位置的线性可变差动传感器的第二输入；以及
将来自所述线性可变差动传感器的所述第二输入与第二参考值比较，
其中，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较并基于所述第二输入与所述第二参考值的比较而生成所述第一输出。
B18、根据段落B16或B17所述的方法，所述方法进一步包括：基于所述第一输出来调整所述一个或多个致动器的位置；以及在调整所述一个或多个致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。
B19、根据段落B16至B18中的任一项所述的方法，所述方法进一步包括：基于外部输出来调整所述一个或多个致动器的位置；以及在调整所述一个或多个致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。
B20、根据段落B16至B19中的任一项所述的方法，所述方法进一步包括：接收来自热电偶的第四输入，所述热电偶被热联接到所述线缆；以及将来自所述热电偶的所述第四输入与第四参考值比较，其中，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较以及所述第四输入与所述第四参考值的比较而生成所述第一输出。
结论
本文中公开了设备和方法的不同实例和方面，其包括各种部件、特征和功能性。应该理解到，本文中公开的设备和方法的各种实例和方面可包括任何组合的本文中公开的设备和方法的其它实例和方面的任何部件、特征和功能性，并且所有这样的可能性都意图在本公开的精神和范围内。
本文阐述的本公开的许多修改和其它实例将为本公开所属领域技术人员想到，具有前述描述及关联附图中提出的教导的权益。

Claims (15)

1.一种可变截面的风扇喷嘴(200)，所述可变截面的风扇喷嘴(200)包括：
多个瓣体(210)，所述多个瓣体(210)包括瓣体支撑端(211a)和瓣体自由端(211b)，
其中，所述瓣体支撑端(211a)被以可枢转的方式联接到风扇管道，
其中，所述瓣体自由端(211b)至少形成喷嘴圆周的基准部(201)，并且
其中，所述喷嘴圆周(215)与所述可变截面的风扇喷嘴(200)的喷嘴面积关联；
线缆(202)，所述线缆(202)包括第一端(203a)和第二端(203b)，
其中，所述线缆(202)的基准部(201)横跨所述多个瓣体基本平行于所述喷嘴圆周(215)延伸；以及
线性位移测量装置(204)，所述线性位移测量装置(204)被连接到所述线缆(202)的所述第二端(203b)并且测量所述线缆(202)的所述第二端(203b)相对于所述线性位移测量装置(204)的附接点的位置。
2.根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线缆的所述第一端(203a)被连接到所述多个瓣体(210)的第一瓣体(212)。
3.根据权利要求2所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线性位移测量装置(204)的所述附接点是所述多个瓣体(210)的第二瓣体(214)，其中，所述第二瓣体(214)不同于所述第一瓣体(212)。
4.根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线性位移测量装置(204)的所述附接点比所述线缆(202)的横跨所述多个瓣体(210)基本平行于所述喷嘴圆周(215)延伸的所述基准部(201)更接近所述风扇管道。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，相比于所述瓣体支撑端(211a)，所述线缆(202)的横跨所述多个瓣体(210)延伸的至少一个所述基准部(201)延伸得更接近所述瓣体自由端(211b)；
所述线缆(202)的所述基准部(201)在所述瓣体自由端(211b)处横跨所述多个瓣体(210)延伸；
所述线缆(202)的横跨所述多个瓣体(210)延伸的所述基准部(201)在所述多个瓣体(210)的外表面(300)上延伸；
所述线缆(202)的横跨所述多个瓣体(210)延伸的所述基准部(201)在附接至所述多个瓣体(210)中的至少一个瓣体的套筒(302)内延伸；
所述线缆(202)的横跨所述多个瓣体(210)延伸的所述基准部(201)在所述多个瓣体(210)中的至少一个瓣体的沟槽(304)内延伸。
6.根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线缆(202)包括聚合物外壳(312)。
7.根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述多个瓣体(210)被设置在第一致动器(118)和第二致动器(120)之间；并且其中，所述第一致动器(118)和所述第二致动器(120)被连接到柔性杆(122)，所述柔性杆(122)接触所述多个瓣体(210)中的各瓣体，用于使所述多个瓣体(210)相对于所述风扇管道枢转。
8.根据权利要求7所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线缆的所述第一端(203a)被连接到所述多个瓣体(210)中的第一瓣体(212)；并且其中，所述第一瓣体(212)在所述多个瓣体(210)之中最接近所述第一致动器(118)。
9.根据权利要求8所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述线性位移测量装置(204)的所述附接点位于第二瓣体(214)上；并且其中，所述第二瓣体(214)在所述多个瓣体(210)之中最接近所述第二致动器(120)。
10.根据权利要求7所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，其中，所述第一致动器(118)被联接到测量所述第一致动器(118)的位置的线性可变差动传感器(216)；并且其中，所述线性可变差动传感器(216)的输出和所述线性位移测量装置(204)的输出用于控制所述喷嘴面积。
11.根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴(200)，所述可变截面的风扇喷嘴(200)进一步包括线性可变差动传感器(216)，用于测量所述多个瓣体(210)中的一个瓣体相对于所述风扇管道的角度。
12.一种控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法，所述方法包括：
接收来自连接到线缆的第二端的线性位移测量装置的第一输入，
其中，所述第一输入取决于所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置，
其中，所述线缆的第一端被连接到多个瓣体中的第一瓣体，并且
其中，所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体基本平行于所述可变截面的风扇喷嘴的喷嘴圆周延伸；
将来自所述线性位移测量装置的所述第一输入与第一参考值比较；以及
基于所述第一输入与所述第一参考值的比较，针对所述可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器生成第一输出。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：
接收来自测量所述一个或多个致动器的位置的线性可变差动传感器的第二输入；以及
将来自所述线性可变差动传感器的所述第二输入与第二参考值比较，
其中，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较并基于所述第二输入与所述第二参考值的比较而生成所述第一输出。
14.根据权利要求12或13所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤中的至少一个：
基于所述第一输出来调整所述一个或多个致动器的位置，并且在调整所述一个或多个致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入；以及
基于外部输出来调整所述一个或多个致动器的位置，并且在调整所述一个或多个致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。
15.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：接收来自热电偶的第四输入，所述热电偶被热联接到所述线缆，以及将来自所述热电偶的所述第四输入与第四参考值比较；其中，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较以及所述第四输入与所述第四参考值的比较而生成所述第一输出。
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