CN106795815B - 用于通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的方法以及包括用于这种通知的装置的航空器燃气涡轮发动机，该方法包括：检测发动机已经转到低怠速后(E10)，(a)从第一发动机运转参数值估计第二参数值T45MG的估计步骤(E20)，该第二参数值表征受到结焦的发动机部件的热性能；(b)比较第二参数值T45MG与预确定阈值T45阈值的步骤(E30)，该预确定阈值对应于不会导致所述部件结焦的第二参数值；以及(c)如果第二参数值T45MG小于预确定阈值T45阈值，通知授权完全地关闭发动机的步骤(E50)；否则，重复步骤(a)到(c)。

Description

用于通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的方法和 装置
背景技术
本发明涉及航空器燃气涡轮发动机的通常领域，对此，在使发动机完全地关闭之前，发动机在地面上怠速一段持续时间是必要的。
在航空学的领域，在航空器飞行员的使用手册中通常的实践是指明在使发动机完全地关闭之前，发动机需要在称为“怠速”的运转速度运转一段持续时间。该持续时间称为“稳定发动机”，并且它主要与发动机的热部分上(例如，在用于喷射燃料到发动机的燃烧室中的喷射器上)发动机中燃油或燃料结焦的风险有关。为了避免发动机的这种热部分的过量结焦，由此建议在完全地关闭发动机之前，让发动机在怠速下运转一段持续时间。
通常地，根据发动机的类型，预确定这种发动机稳定阶段的持续时间，并且它通常地位于30秒到2分钟的范围。
然而，强加固定的稳定持续时间具有大量缺点。具体地，如果期望包括发动机的最坏可能的热情况，那么稳定持续时间将必然是长的，这强加了等待时间，在机组人员可以完全地关闭发动机之前，该等待时间对航空器的机组人员是不利的。相反，如果期望最小化对机组人员的这种限制，稳定化持续时间应该尽可能的短，这可以将发动机暴露于明显的结焦现象，这从长远来看会导致明显的维护成本和次数。
因此，存在对于确定在完全关闭之前，航空器燃气涡轮发动机在怠速的稳定持续时间的方法的需要，该方法不具有与确定固定的稳定持续时间有关的上述缺点。
发明内容
本发明特别地通过提供一种通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机，满足这种需要，检测发动机已经转到怠速后，应用该方法，并且该方法包括：
a)使用发动机的第一运转参数值估计第二参数值的估计步骤，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能，通过所述部分的热性能模型进行该估计；
b)比较第二参数值与预确定阈值的比较步骤，该预确定阈值对应于不会导致所述部分结焦的第二参数值；以及
c)如果第二参数值小于预确定阈值，通知授权完全地关闭发动机的通知步骤；
否则，重复步骤a)到c)。
相应地，本发明也提供了用于通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的装置，该装置包括：
估计装置，用于使用发动机的第一运转参数值估计第二参数值，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能，通过所述部分的热性能模型进行该估计；
比较器装置，用于比较第二参数值与预确定阈值，该预确定阈值对应于不会导致所述部分结焦的第二参数值；以及
通知装置，用于通知授权完全地关闭发动机。
本发明由此提供了用于根据发动机的实际使用，修改发动机的稳定持续时间的可靠的机械装置，通过对可能受到结焦的该发动机的部分使用热性能模型，并且仅仅通过知道发动机的运转参数，该机械装置(其可以直接地集成在发动机的电子计算机中)由此可以通过有效方式确定完全地关闭发动机之前，飞行员需要应用的必需的持续时间。该机械装置实施简单(它不需要特定的工具或测量仪器，因为它使用的操作参数是用于发动机的其它监测功能的已经监测的参数)，并且可以精确地计算要避免该发动机的热部分的任何过量结焦所需的持续时间。
通过避免任何过量结焦的风险，本发明的机械装置由此可以减少维护发动机所需成本和时间。而且，该机械装置通过使该发动机稳定阶段对于飞行员尽可能简单，可以最佳化引航和飞行程序。最后，使用这种机械装置，如果地面上稳定持续时间还没有被遵守，可以预期维护操作，并且可以记录已经具有长的持续时间的稳定阶段的数量。
有利地，通过计算经过移动时间视窗的发动机的第一运转参数的平均值，可以估计第二参数值。
也有利地，该方法还可以包括当检测发动机已经转到怠速时，触发定时器，并且当因为触发定时器已经过去的时间超过预确定阈值的持续时间时，通知授权完全地关闭发动机。
通常地，选择预确定阈值的持续时间为通过经验已知的持续时间，该已知的持续时间包括发动机的最坏可能的热情况。例如，该阈值持续时间可以等于2分钟。因此，如果发动机的运转参数的平均值花时间降低到预确定阈值以下，该另外的步骤可以缩短稳定持续时间。
可以从下面的发动机的运转参数选择第一参数：在两个涡轮级之间气流的流道中测定的温度；在发动机的进口测定的周围温度；发动机的燃油温度；发动机的燃料温度；以及发动机的运转速度。
此外，通知授权发动机的完全关闭可以包括在可视显示器上通知飞行员一件或多件下列事项：授权完全地关闭发动机；没有结焦风险，发动机的完全关闭；显示在授权发动机的完全关闭之前，以前估计的必需的等待持续时间。
由于航空器飞行员致动开关的结果或者由于检测对应于怠速的发动机的运转速度，或者有关热状态的结果，可以检测发动机转到怠速。
在特定的实施方式中，通过计算机程序指令确定该方法的各个步骤。
因此，本发明也提供了在数据介质上的计算机程序，该程序适于在通知装置或者更通常地在计算机中被执行，该程序包括适于执行上述方法的步骤的指令。
该程序可以使用任何编程语言，并且是源代码、目标代码，或者源代码和目标代码之间的中间代码的形式，诸如部分编译的形式，或者任何其它期望的形式。
本发明也提供了一种计算机可读数据介质，其包括上述计算机程序指令。
数据介质可以是能够存储程序的任何实体或装置。例如，介质可以包括存储装置，诸如只读存储器(ROM)，例如光盘(CD)ROM或微电子电路ROM，或者实际上磁记录装置，例如软盘或硬盘。
而且，数据介质可以是可传输介质，诸如经由电或光缆，通过无线电或通过其它装置可以被传输的电或光信号。本发明的程序特别地可以从互联网类型的网络被下载。
可替代地，数据介质可以是包括程序的集成电路，该电路适于执行或者适于在所述方法的执行中使用。
本发明也提供了航空器燃气涡轮发动机，其包括上述装置。
附图说明
从表示没有限制特征的下面参考附图的描述，本发明的其它特征和优点显而易见。在图中：
图1是流程图，表示用于确定稳定怠速的持续时间的本发明方法的主要步骤；以及
图2是图表，表示本发明方法的实施方式。
具体实施方式
图1是流程图，表示用于通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的本发明方法的主要步骤。
在飞行后以及随后着陆航空器和在地面滑行的阶段发生完全地关闭航空器燃气涡轮发动机，例如，商用飞机涡轮喷气发动机的授权。这种完全地关闭的授权目的是确保完全地关闭发动机之前，发动机在怠速时运转一段持续时间，为了避免燃油或燃料在发动机的热区域诸如，例如，用于喷射燃料到燃烧室的喷射器结焦的任何风险。
本发明方法的目的是限定完全地关闭发动机之前，发动机怠速运转的持续时间，该持续时间作为发动机的一些运转参数的函数而变化，该运转参数表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能。
为此，并且如图1中所示，本发明的方法包括第一步骤E10，该步骤包括检测是否发动机已经转到怠速。
由于航空器飞行员致动开关的结果，或者由于检测对应于怠速的发动机运转速度的结果，可以检测这种转到怠速，这里可以根据计算机所看到的参数之一执行这种检测，该参数是诸如整体螺距、燃气发生器的速度、涡轮机的出口温度的指示等。
一旦已经检测到发动机正在怠速运转，本发明的方法提供在步骤E20期间使用发动机的第一运转参数值估计第二参数值，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能。
可以连续地计算第一参数值，或者由于表示发动机将要被关闭的事件的结果来计算第一参数值。
在该估计步骤E20期间所用的发动机的第一运转参数通常地对应于可能受到结焦的部分附近的发动机中测量的温度。
例如，该第一操作参数可以选自下列参数：在两个涡轮级之间气流的流道中测定的温度(以下称为T45)；在发动机的进口测定的周围温度；发动机的燃油温度；发动机的燃料温度；以及发动机的运转速度等。
这些例子具有的优点是参数，该参数在航空器任务期间已经被监测。通常地，在任务期间，这些参数的测量值被连续地传递给发动机调整器装置的计算机，以在那里被分析。
从用于测量第一参数的部分的热性能的模型，然后估计表征该部分的热性能的第二参数值。
这种热性能模型是一个函数(也称为积分算子)，其可以根据运转参数的输入值(诸如在该部分附近的发动机中测量的温度)模型化该部分的热性能。
在本发明应用的实施方式中，其中第一运转参数是在发动机的两个涡轮级之间气流的流道中测定的温度T45，热性能模型可以是计算随着预确定持续时间的移动时间视窗(例如，几分钟数量级)过去而测量的温度T45值的平均值T45MG。
可以在任务的全过程，从开始到发动机的完全关闭进行估计步骤E20。通过发动机计算机中嵌入的计算软件装置可以进行该估计步骤E20，由此可以连续地获得第二参数值，该第二参数值表征可能受到结焦的部分的热性能(在该实施例中：T45MG)。
与这个估计步骤E20平行，该方法可以在步骤E20’中提供从检测到发动机已经转到怠速的瞬时触发定时器CM的步骤E20’。
下面的步骤E30包括比较步骤E20中所获得的第二参数值(在该实施例中平均值T45MG)与预确定阈值(在该实施例中T45thresh)。通过发动机计算机中嵌入的计算软件进行这个计算步骤。
该阈值T45thresh对应于之前已经建立的将不会发生该部分结焦的第二参数值。
从多项目表(例如，具有发动机进口处的温度和压力，燃油的温度、燃料的温度等)预先建立这个阈值T45thresh，并且作为在检测到发动机已经转到怠速时发动机测量值的函数。通常地，根据用于与所述发动机相同种类的发动机的更早任务中获得的数据，通过经验反馈，制备这种表。
在该比较步骤E30结束时，如果在步骤E40期间建立了第二参数值T45MG小于预确定阈值T45thresh，那么发动机计算机通知飞行员授权完全地关闭发动机(步骤E50)。
相反，如果第二参数值T45MG高于预确定阈值T45thresh，那么重复步骤E30和E40。换而言之，如果第二参数值T45MG高于预确定阈值T45thresh，发动机计算机在从随着移动时间视窗过去而测量的新的温度值T45所计算的平均值T45MG和预确定阈值(T45thresh)之间进行新的比较，该新的温度值可以作为时间函数而变化。
重复这种估计平均值T45MG以及比较它与预确定阈值T45thresh的过程，直到平均值T45MG变得低于预确定阈值T45thresh，因此计算机通知飞行员授权完全地关闭发动机。
而且，当在步骤E20’期间开始定时器CM时，该方法在步骤E40期间提供验证是否自从开始定时器已经过去的时间超出了预确定阈值的持续时间(通常地2分钟数量级)，因此，发动机的计算机通知飞行员授权完全地关闭发动机(步骤E50)。相反，如果过去的时间比预确定的阈值持续时间短，那么如上所述重复步骤E20到E40。
通知飞行员授权完全地关闭发动机的步骤E50可以采用各种形式。特别地，它可以包括在可视显示器上通知飞行员一件或多件下列事项：授权完全地关闭发动机；可能没有结焦风险(只有关闭之前不足够稳定，就要提到风险)，发动机的完全关闭；显示在授权发动机的完全关闭之前，以前估计的必需的等待持续时间。
参考图2，接着是该方法的上述步骤E20和E30的实施方式的描述。
在该实施例中，发动机的第一运转参数是在发动机的两个涡轮级之间气流的流道中测定的温度T45，并且表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能的第二参数是在预确定的持续时间的移动时间视窗中所测量的温度值T45的平均值T45MG。
图2绘制了作为时间函数的温度曲线。在该实施例中，可以看到测量的温度T45的曲线绘制为连续线。根据该温度T45，发动机计算机计算随着移动视窗过去的温度，在该实施例中对应于取自温度的5个最近的测量值的平均值T45MG。也在图2中绘制了该平均值T45MG的曲线(从开始到关闭发动机连续地计算该平均值T45MG)。
然后比较该平均值T45MG与阈值温度T45thresh，在该实施例中，在关闭发动机阶段的整个持续时间期间，该阈值温度是恒定的，并且等于约940℃。只要平均值T45MG变得低于该阈值温度T45thresh，在该实施例中在时间t停止等于约4300秒，发动机计算机发通知给飞行员，授权发动机的完全关闭。因此，给出在发动机被关闭之前的发动机的稳定持续时间t停止-t0，其是约25秒，t0对应于已经检测到转到怠速的时刻。

Claims (8)

1.一种通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的方法，检测发动机已经转到怠速后(E10)，应用该方法，并且该方法包括：
a)使用发动机的第一运转参数值(T45)估计第二参数值(T45MG)的估计步骤(E20)，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能，通过所述部分的热性能模型进行该估计；
b)比较第二参数值(T45MG)与预确定阈值(T45thresh)的比较步骤(E30)，该预确定阈值对应于不会导致所述部分的结焦的第二参数值；以及
c)如果第二参数值(T45MG)小于预确定阈值(T45thresh)，通知授权完全地关闭发动机的通知步骤(E50)；
否则，重复步骤a)到c)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过计算经过移动时间视窗的发动机的第一运转参数的平均值，估计第二参数值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当检测发动机已经转到怠速时，触发定时器(CM)(E20’)；以及
当因为触发定时器已经过去的时间超过预确定阈值的持续时间时，通知授权完全地关闭发动机(E50)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中第一运转参数选自下列发动机运转参数：在两个涡轮级之间气流的流道中测定的温度；在发动机的进口测定的周围温度；发动机的燃油温度；发动机的燃料温度；以及发动机的运转速度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中通知授权发动机的完全关闭包括在可视显示器上通知飞行员一件或多件下列事项：授权完全地关闭发动机；没有结焦风险，发动机的完全关闭；显示在授权发动机的完全关闭之前，以前估计的必需的等待持续时间。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中由于航空器飞行员致动开关的结果或者由于检测对应于怠速的发动机的运转速度的结果，检测发动机转到怠速。
7.一种计算机可读数据介质，其存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的方法的步骤的指令,检测发动机已经转到怠速后(E10)，应用该方法，并且该方法包括：
a)使用发动机的第一运转参数值(T45)估计第二参数值(T45MG)的估计步骤(E20)，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能，通过所述部分的热性能模型进行该估计；
b)比较第二参数值(T45MG)与预确定阈值(T45thresh)的比较步骤(E30)，该预确定阈值对应于不会导致所述部分的结焦的第二参数值；以及
c)如果第二参数值(T45MG)小于预确定阈值(T45thresh)，通知授权完全地关闭发动机的通知步骤(E50)；
否则，重复步骤a)到c)。
8.一种航空器燃气涡轮发动机，其包括用于通知授权完全地关闭航空器燃气涡轮发动机的装置，该装置包括：
估计装置，用于使用发动机的第一运转参数值估计第二参数值，该第二参数值表征可能受到结焦的该发动机的部分的热性能，通过所述部分的热性能模型进行该估计；
比较器装置，用于比较第二参数值与预确定阈值，该预确定阈值对应于不会导致所述部分的结焦的第二参数值；以及
通知装置，用于通知授权完全地关闭发动机。
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