CN108223137B - 用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法包括接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。所述方法还包括确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，以及进一步确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。所述方法还包括基于每个邻近间隔之间的所述个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率，所述所确定机队平均斜率可用于确定所述机队中的燃气涡轮发动机的性能劣化。

Description

用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的系统和方法
技术领域
本发明主题大体上涉及用于确定燃气涡轮发动机机队(fleet)的性能劣化的系统和方法。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括按串流顺序的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。在操作中，环境空气被提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合，且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被传送到涡轮区段。燃烧气体穿过涡轮区段的流动对涡轮区段进行驱动。
然而，燃气涡轮发动机操作较长时间时，燃气涡轮发动机的性能或效率下降。举例来说，性能劣化可能会导致效率损失、排放增大，等。性能劣化可能是发动机流动路径内的部件被外来颗粒覆盖、被侵蚀、被腐蚀、生锈、受损等的结果。在一定量的性能劣化之后，燃气涡轮发动机必须进行维修、修复或检修。在燃气涡轮发动机为类似燃气涡轮发动机的机队中的一个燃气涡轮发动机(例如，多个相同样式和型号的燃气涡轮发动机中的一个)时，可以从燃气涡轮发动机机队收集信息以确定燃气涡轮发动机的性能劣化模型。性能劣化模型可以用来基于例如机队中的特定燃气涡轮发动机已操作的时间量来预测燃气涡轮发动机的性能劣化。
然而，当前数据收集和分析技术可能导致性能劣化模型还有改进准确度的空间。因此，用于确定燃气涡轮发动机机队中的燃气涡轮发动机的性能劣化的更准确方法将为有用的。在准确度增大的情况下，燃气涡轮发动机可以在停止作业以进行维修、修复或检修之前操作较长时间段。
发明内容
本发明的各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实施得知。
在本发明的一个示范性方面中，提供一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的计算机实施方法。所述方法包括由一个或多个计算装置接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。所述方法还包括由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值。所述方法还包括由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率(engineslope)。所述方法还包括由所述一个或多个计算装置基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率。此外，所述方法包括由一个或多个计算装置至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
在本发明的示范性实施例中，提供一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的控制系统。所述控制系统包括一个或多个存储器装置和一个或多个处理器。所述一个或多个存储器装置存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作。所述操作包括接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。所述操作还包括确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值。所述操作还包括确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。所述操作还包括基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率。所述操作还包括至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
在本发明的另一示范性实施例中，提供一种非暂时性计算机可读存储介质。所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有包括一组指令的可执行计算机代码，所述指令在由计算机执行时使得所述计算机执行操作。所述操作包括接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。所述操作进一步包括确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，以及确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。所述操作进一步包括基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率。所述操作进一步包括至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
技术方案1.一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法，所述方法包括：
由一个或多个计算装置接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值；
由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率；
由所述一个或多个计算装置基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
由一个或多个计算装置至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其中，进一步包括：
由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述所确定机队平均斜率来调度对所述多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。
技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其中，确定每个燃气涡轮发动机在所述多个间隔处的所述平均劣化参数值包括：
由一个或多个计算装置确定第一燃气涡轮在第一数目n1的间隔处的所述平均劣化参数值；以及
由一个或多个计算装置确定第二燃气涡轮发动机在第二数目n2的间隔处的所述平均劣化参数值，其中间隔的所述第二数目n2小于间隔的所述第一数目n1。
技术方案4.根据技术方案3所述的方法，其中，确定每个邻近间隔之间的所述机队平均斜率包括在不使用所述第二燃气涡轮发动机的平均劣化参数值的情况下确定在所述第二数目n2的间隔之后的所述间隔之间的所述机队平均斜率。
技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其中，进一步包括：
由一个或多个计算装置确定所述多个燃气涡轮发动机中的个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化点。
技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其中，确定所述第一间隔处的所述初始化点包括：
由所述一个或多个计算装置确定指示所述个别燃气涡轮发动机的所述发动机劣化参数的多个数据点；
由所述一个或多个计算装置界定所述个别燃气涡轮发动机的所述多个数据点的线性拟合线；以及
由所述一个或多个计算装置基于所述个别燃气涡轮发动机的所述线性拟合线在与所述第一间隔相交处的值确定所述第一间隔处的初始化点。
技术方案7.根据技术方案6所述的方法，其中，指示所述个别燃气涡轮发动机的所述发动机劣化参数的所述多个数据点中的每一个为多个发动机劣化参数值的滚动平均值。
技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其中，所述多个间隔为指示在翼时间的多个时间间隔。
技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其中，所述多个间隔为指示一些发动机循环的多个数值间隔。
技术方案10.根据技术方案1所述的方法，其中，所述多个间隔为多个预设间隔。
技术方案11.根据技术方案1所述的方法，其中，接收指示所述多个燃气涡轮发动机的所述劣化参数值的数据包括移除所述数据中的离群值。
技术方案12.根据技术方案1所述的方法，其中，所述劣化参数值为所述燃气涡轮发动机的排气温度值。
技术方案13.一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的控制系统，所述控制系统包括：
一个或多个存储器装置；以及
一个或多个处理器，所述一个或多个存储器装置存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：
接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值；
确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率；
基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
技术方案14.根据技术方案13所述的控制系统，其中，所述操作进一步包括：
由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述所确定机队平均斜率来调度对所述多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。
技术方案15.根据技术方案13所述的控制系统，其中，确定每个燃气涡轮发动机在所述多个间隔处的所述平均劣化参数值包括：
由一个或多个计算装置确定第一燃气涡轮在第一数目n1的间隔处的所述平均劣化参数值；以及
由一个或多个计算装置确定第二燃气涡轮发动机在第二数目n2的间隔处的所述平均劣化参数值，其中间隔的所述第二数目n2小于间隔的所述第一数目n1。
技术方案16.根据技术方案13所述的控制系统，其中，所述操作进一步包括：
由一个或多个计算装置确定所述多个燃气涡轮发动机中的个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化点。
技术方案17.根据技术方案16所述的控制系统，其中，确定所述第一间隔处的所述初始化点包括：
由所述一个或多个计算装置确定指示所述个别燃气涡轮发动机的所述发动机劣化参数的多个数据点；
由所述一个或多个计算装置界定所述个别燃气涡轮发动机的所述多个数据点的线性拟合线；以及
由所述一个或多个计算装置基于所述个别燃气涡轮发动机的所述线性拟合线在与所述第一间隔相交处的值确定所述第一间隔处的初始化点。
技术方案18.根据技术方案13所述的控制系统，其中，所述多个间隔为指示在翼时间的多个预设时间间隔。
技术方案19.根据技术方案13所述的控制系统，其中，所述劣化参数值为所述燃气涡轮发动机的排气温度值。
技术方案20.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有包括一组指令的可执行计算机代码，所述指令在由计算机执行时使得所述计算机执行以下操作：
接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值；
确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率；
基于每个邻近间隔之间的所述所确定个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
至少部分地基于所述所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
参考下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与描述一起用以解释本发明的原理。
附图说明
本发明的完整且启发性公开内容，包括其对于所属领域的技术人员来说的最佳模式，在参考附图的说明书中被阐述，在所述附图中：
图1是根据本发明主题的各种实施例的示范性燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
图2是根据本发明的示范性实施例的控制系统的示意图。
图3是根据本发明的示范性方面的用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法的流程图。
图4是标绘多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的曲线图，其图示图3中所描绘的示范性方法的某些示范性方面。
图5是标绘如可以用来确定初始化点的指示个别燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的示范性数据的曲线图，其图示图3中所描绘的示范性方法的某些示范性方面。
图6是标绘多个燃气涡轮发动机在邻近间隔之间的机队平均斜率和所获得的机队平均模型的曲线图，其图示图3中所描绘的示范性方法的某些示范性方面。
具体实施方式
现将详细参考本发明的当前实施例，所述当前实施例的一个或多个实例在附图中说明。详细描述使用数字和字母标记来指代图式中的特征。已在图式和描述中使用相同或类似的标记来指代本发明的相同或类似部分。如本文中所使用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一个部件与另一部件，而并非希望表示个别部件的位置或重要性。
本发明大体上涉及用于确定燃气涡轮发动机机队的性能劣化的系统和方法。所述方法包括接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。指示劣化参数值的所述数据可以是指示例如所述多个燃气涡轮发动机的排气温度值的数据。所述方法还包括确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，以及随后确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。接着使用所述个别发动机斜率来确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率，可以接着使用所述机队平均斜率来确定所述燃气涡轮发动机机队的劣化模型。首先确定邻近间隔之间的个别发动机斜率，且随后确定邻近间隔之间的机队平均斜率，这具有确定燃气涡轮发动机机队的更准确劣化模型的技术效果。具有燃气涡轮发动机机队的更准确劣化模型可以允许燃气涡轮发动机机队在维修、检修等之间操作较长时间段。
现在参考附图，其中相同数字在各图指示相同元件，图1提供根据本发明的示范性实施例的推进发动机的示意性横截面图。在某些示范性实施例中，推进发动机可以配置高旁通涡扇喷气发动机100，其在本文中被称为“涡扇发动机100”。如图1所示，涡扇发动机100界定轴向方向A(平行于经提供用于参考的纵向中心线101延伸)、径向方向R和圆周方向C(围绕轴向方向A延伸；未示出)。一般来说，涡扇发动机100包括风扇区段102和设置在风扇区段102下游的核心涡轮发动机104。
所描绘的示范性核心涡轮发动机104大体包括基本上管形的外部壳体106，所述外部壳体界定环形入口108。外部壳体106以串流关系包封：压缩机区段，其包括第二、增压器或低压(LP)压缩机110和第一、高压(HP)压缩机112；燃烧区段114；涡轮区段，其包括第一、高压(HP)涡轮116和第二、低压(LP)涡轮118；以及喷气排气喷嘴区段120。压缩机区段、燃烧区段114和涡轮区段一起界定核心空气流动路径121，所述核心空气流动路径从环形入口108延伸经过LP压缩机110、HP压缩机112、燃烧区段114、HP涡轮116、LP涡轮118和喷气排气喷嘴区段120。第一、高压(HP)轴(shaft)或转轴(spool)122将HP涡轮116传动地连接到HP压缩机112。第二、低压(LP)轴或转轴124将LP涡轮118传动地连接到LP压缩机110。
对于所描绘的实施例，风扇区段102包括可变桨距(pitch)风扇126，所述可变桨距风扇具有以间隔开的方式连接到盘130的多个风扇叶片128。如所描绘的，风扇叶片128大体上沿着径向方向R从盘130向外延伸。每个风扇叶片128能够围绕桨距轴线P相对于盘130旋转，原因是风扇叶片128可操作地连接到合适的致动构件132，所述致动构件被配置成例如联合地共同改变风扇叶片128的桨距。风扇叶片128、盘130和致动构件132能够通过跨越动力齿轮箱134的LP轴124围绕纵向轴线101一起旋转。动力齿轮箱134包括多个齿轮，以用于将LP轴124的旋转速度逐步降低到更高效的旋转风扇速度。
仍然参考图1的示范性实施例，盘130由可旋转的前部轮毂136覆盖，所述前部轮毂具有空气动力学轮廓以促进空气流经多个风扇叶片128。此外，示范性风扇区段102包括环形风扇壳体或外部外罩138，所述环形风扇壳体或外部外罩沿周向围绕风扇126和/或核心涡轮发动机104的至少一部分。外罩138由多个沿圆周隔开的出口导叶140机械连接到核心涡轮发动机104。外罩138的下游区段142在核心涡轮发动机104的外部部分上方延伸，以便在其间界定旁通空气流动通道144。
此外，所描绘的示范性涡扇发动机100包括用于收集指示涡扇发动机100的各种操作参数的数据的多个传感器146。具体来说，涡扇发动机100包括传感器146，所述传感器定位于排气口120内、邻近于所述排气口或在所述排气口附近，使得传感器146可以收集指示涡扇发动机100的排气温度的数据。尽管未描绘，但涡扇发动机100可以进一步包括用于确定核心速度(即，HP转轴122的旋转速度)、燃料流量和/或沿着核心空气流动路径121的温度的传感器。
另外，涡扇发动机100包括示意性描绘的计算装置148，所述计算装置可以用来控制涡扇发动机100的某些操作。举例来说，计算装置148可以用来控制在燃烧区段114操作期间到燃烧区段的燃烧器的燃料流率。此外，计算装置148可以可操作地连接到传感器146，使得计算装置148可以接收由传感器146收集的指示操作参数的数据。
然而，应了解，仅借助于实例提供图1中所描绘的示范性涡扇发动机100，并且在其它示范性实施例中，涡扇发动机100可以具有任何其它合适的配置。举例来说，在其它示范性实施例中，涡扇发动机100可以改为包括减速齿轮系统或配置，可以改为配置为直接驱动涡扇发动机，可以包括任何其它合适数目的压缩机、涡轮和/或转轴，等。此外，在其它示范性实施例中，燃气涡轮发动机可以不配置为涡扇发动机，而改为可以配置为涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机或任何其它合适的航空燃气涡轮发动机。此外，在其它示范性实施例中，燃气涡轮发动机可以不配置为航空燃气涡轮发动机，而改为可以配置为例如用于发电的基于陆地的燃气涡轮发动机，或例如航海燃气涡轮发动机的航改燃气涡轮发动机。
现参考图2，图1的涡扇发动机100可以包括控制系统150或可操作地连接到所述控制系统。如图所示，控制系统150可以包括一个或多个计算装置152。值得注意地，图1中所描绘的计算装置148可以是图2中所描绘的示范性控制系统150的一个或多个计算装置152中的一个。计算装置152可以被配置成根据本发明的示范性方面执行一个或多个方法(例如下文参考图3所描述的方法200)。计算装置152可以包括一个或多个处理器154和一个或多个存储器装置156。所述一个或多个处理器154可以包括任何合适处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置或其它合适处理装置。所述一个或多个存储器装置156可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器或其它存储器装置。
所述一个或多个存储器装置156可以存储可以由一个或多个处理器154存取的信息，包括可以由一个或多个处理器154执行的计算机可读指令158。指令158可以是任何指令集，所述指令在由一个或多个处理器154执行时使得所述一个或多个处理器154执行操作。指令158可以是以任何合适编程语言编写的软件，或可以在硬件中实施。在一些实施例中，指令158可以由一个或多个处理器154执行以使得一个或多个处理器154执行操作，例如如本文中所描述的用于调节燃料流量的操作，和/或一个或多个计算装置152的任何其它操作或功能。另外和/或替代地，指令158可以在处理器154上在逻辑上和/或实际上分离的线程中执行。存储器装置156可以进一步存储可以由处理器154存取的数据160。
计算装置152还可以包括用于例如与涡扇发动机100和/或其它计算装置152的部件通信的通信接口162。通信接口162可以包括用于与一个或多个通信网络介接的任何合适部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线或其它合适部件。控制系统150还可以(例如，经由通信接口162)与各种传感器通信，例如上文所描述的传感器146，且可以响应于用户输入和来自这些传感器的反馈而选择性地操作涡扇发动机100。
本文中所论述的技术参考基于计算机的系统和由基于计算机的系统采取的行动以及发送到基于计算机的系统和来自基于计算机的系统的信息。应了解，基于计算机的系统的固有灵活性允许大量可能的配置、组合以及任务和功能性在部件之间和部件当中的划分。举例来说，本文中所论述的过程可以使用单个计算装置或以组合形式工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用程序可以在单个系统上实施或跨越多个系统分布。分布式部件可以依序或并行操作。
在某些示范性实施例中，控制系统150可以被配置成接收指示燃气涡轮发动机机队的信息，所述燃气涡轮发动机各自包括单独计算装置152或可与其一起操作。举例来说，控制系统150可以可操作地连接到燃气涡轮发动机机队的计算装置152。在某些示范性实施例中，机队可以包括至少十台燃气涡轮发动机、至少二十台燃气涡轮发动机或更多燃气涡轮发动机。机队中的燃气涡轮发动机中的每一个可以是相同样式和型号的燃气涡轮发动机，且在某些实施例中可以按与图1的涡扇发动机100相同或类似的方式配置。然而，在其它示范性实施例中，机队中的燃气涡轮发动机可以替代地任何其它合适方式配置，或配置为任何其它合适类型的燃气涡轮发动机。此配置可以允许控制系统确定关于燃气涡轮发动机机队的信息，例如机队中的燃气涡轮发动机的性能劣化，如下文所描述。
现参考图3，提供用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法200。方法200可以是使用图2的控制系统150实施的计算机实施方法。图3的方法200可以允许更准确地确定燃气涡轮发动机机队中的燃气涡轮发动机的预期性能劣化。
所述方法200包括在202处由一个或多个计算装置接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。例如，一个或多个计算装置152可以接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据。举例来说，在某些示范性方面中，劣化参数值可以是排气温度值，且在202处接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据可以包括从一个或多个传感器，例如从一个或多个排气温度传感器146接收相应燃气涡轮发动机的数据。然而，应了解，在其它示范性方面中，劣化参数值可以改为是与燃气涡轮发动机的性能劣化相关的任何其它燃气涡轮发动机参数。举例来说，劣化参数值可以改为是核心速度值、燃料流量值(例如，巡航燃料流率值)，和/或失速裕度(stall margin)值。
此外，对于图3的示范性方法200，在202处接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据进一步包括在204处移除在202处接收的数据中的离群值(outliers)。例如，一个或多个计算装置152可以移除指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的所接收数据中的离群值。更具体来说，对于图3中所描绘的示范性方面，在204处移除数据中的离群值可以包括遵循广义极端学生化偏离测试程序(generalized extreme studentized deviate testprocedure)移除离群值。然而，应了解，在其它示范性方面中，任何其它合适的程序或方法可以用来在204处移除数据中的离群值。因此，方法200可以在204处移除为可能不正确地测量的数据的数据点或将不利地影响方法200的准确度的其它数据点。
仍参考图3，示范性方法200进一步包括在206处确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，以及在208处确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。例如，一个或多个计算装置152可以确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，且进一步可以确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。
所述多个间隔对于示范性方面被描绘为多个预设间隔，所述间隔对于多个燃气涡轮发动机中的每一个是恒定的。在某些示范性方面中，所述多个间隔可以是指示相应燃气涡轮发动机中的每一个的在翼时间的多个时间间隔。然而，在其它示范性方面中，所述多个间隔可以是指示相应燃气涡轮发动机的若干发动机循环的多个数值间隔。
借助于实例，现将参考图4描述示范性方法200的以上方面。图4提供标绘多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的曲线图300，其图示图3的示范性方法200的某些示范性方面。具体来说，图4的示范性曲线图300标绘三个燃气涡轮发动机跨越各种在翼时间(X轴，304)的劣化参数值(Y轴，302)。当然，在其它示范性方面中，方法200可以适用于具有任何其它合适数目的燃气涡轮发动机的机队，且适用于此种燃气涡轮发动机中的每一个燃气涡轮发动机跨越任何合适数目的间隔的任何其它合适数目的劣化参数值。
更具体来说，图4的示范性曲线图标绘第一燃气涡轮发动机的劣化参数值306、第二燃气涡轮发动机的劣化参数值308和第三燃气涡轮发动机的劣化参数值310。此外，曲线图300描绘第一燃气涡轮发动机在多个间隔中的每一个处的平均劣化参数值312、第二燃气涡轮发动机在多个间隔中的每一个处的平均劣化参数值314，和第三燃气涡轮发动机在多个间隔中的每一个处的平均劣化参数值316。
燃气涡轮发动机中的每一个的劣化参数值306、308、310中的每一个可以由一个或多个计算装置在202处接收。类似地，燃气涡轮发动机中的每一个的平均劣化参数值312、314、316可以由一个或多个计算装置在206处确定。
将了解，在206处确定燃气涡轮发动机中的每一个的平均劣化参数值可以包括确定最接近于每个相应间隔的劣化参数值的平均值，只要所述值可用即可。举例来说，在图4的曲线图300中所描绘的示范性方面中，每个间隔为预设在翼时间，对于燃气涡轮发动机中的每一个是固定的。另外，每个间隔可以指示某一时间间隔。举例来说，间隔中的每一个可以表示两百(200)小时在翼时间的倍数。举例来说，第一时间间隔t0可以指示一百(100)小时在翼时间；第二间隔t1可以指示三百(300)小时在翼时间；第三间隔t2可以指示五百(500)小时在翼时间；等等。另外，对于图4的曲线图300中所描绘的示范性方面，在206处确定燃气涡轮发动机中的每一个的平均劣化参数值312、314、316可以包括通过对零(0)小时到两百(200)小时的劣化参数值306、308、310求平均来确定燃气涡轮发动机中的每一个在第一时间间隔t0的平均劣化参数值312、314、316；通过对两百(200)小时到四百(400)小时的劣化参数值306、308、310求平均来确定燃气涡轮发动机中的每一个在第二间隔t1的平均劣化参数值312、314、316；如果可用，通过对四百(400)小时到六百(600)小时的劣化参数值306、308、310求平均来确定燃气涡轮发动机中的每一个在第三间隔t3的平均劣化参数值312、314、316，等等。
此外，对于图4的曲线图300中所描绘的示范性方面，第一燃气涡轮发动机已操作最长时间段，具有跨越最长在翼时间跨度的最大劣化参数值306。第二燃气涡轮发动机已操作比第一燃气涡轮发动机小的时间量，具有跨越较小在翼时间跨度的较小劣化参数值308。另外，第三燃气涡轮发动机已操作比第二燃气涡轮发动机小的时间量，具有跨越更小在翼时间跨度的更小劣化参数值310。
仍参考图3中所描绘的示范性方法200，将了解，在某些示范性方面中，与机队内的其它燃气涡轮发动机相比，更多信息可能可用于特定燃气涡轮发动机。因此，在示范性方法200的206处确定燃气涡轮发动机中的每一个的平均劣化参数值可以包括与机队内的其它燃气涡轮发动机相比在较大数目的间隔处确定某些燃气涡轮发动机的平均劣化参数值。举例来说，对于图4的曲线图300中所描绘的示范性方面，在206处确定燃气涡轮发动机中的每一个的平均劣化参数值包括：在第一数目n1的间隔处确定第一燃气涡轮发动机的平均劣化参数值312；在第二数目n2的间隔处确定第二燃气涡轮发动机的平均劣化参数值314；以及在第三数目n3的间隔处确定第三燃气涡轮发动机的平均劣化参数值316。对于图4的曲线图300中所描绘的示范性方面，间隔的第三数目n3(即，两个间隔)小于间隔的第二数目n2(即，三个间隔)，且间隔的第二数目n2小于间隔的第一数目n1(即，四个间隔)。
如上文所论述，图3的示范性方法200额外包括在208处确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的平均劣化参数值之间的个别发动机斜率。再次具体参考图4的曲线图300中所描绘的示范性方面，在208处相对于第一燃气涡轮发动机的确定包括：确定在第二时间间隔t1和第一时间间隔t0处的平均劣化参数值312之间的第一斜率318；确定在第三时间间隔t2和第二时间间隔t1处的平均劣化参数值312之间的第二斜率320；以及确定在第四时间间隔t3和第三时间间隔t2处的平均劣化参数值312之间的第三斜率322。在208处相对于第二燃气涡轮发动机的确定包括：确定在第二时间间隔t1和第一时间间隔t0处的平均劣化参数值314之间的第一斜率324；以及确定在第三时间间隔t2和第二时间间隔t1处的平均劣化参数值314之间的第二斜率326。类似地，在208处相对于第三燃气涡轮发动机的确定包括确定在第二时间间隔t1和第一时间间隔t0处的平均劣化参数值316之间的第一斜率328。
当然，如果没有劣化参数值，则不确定燃气涡轮发动机在间隔之间的斜率，且因此没有平均劣化参数值可用。因此，由于不存在第二燃气涡轮发动机在第四时间间隔t3附近的劣化参数值308或第三燃气涡轮发动机在第三时间间隔t2或第四时间间隔t3附近的劣化参数值310，因此在208处不确定这些燃气涡轮发动机在邻近于这些时间间隔的间隔之间的个别发动机斜率。
现返回参考图3，应了解，在某些示范性方面中，燃气涡轮发动机中的一个或多个可能不包括在第一间隔附近的足够数据以准确地确定第一间隔处的值或初始化点。因此，对于所描绘的示范性方面，方法200进一步包括在210处由一个或多个计算装置确定多个燃气涡轮发动机中的个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化点。更确切地说，对于图3的示范性方面，在210处确定初始化点进一步包括：在212处确定指示个别燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的多个数据点；在214处界定个别燃气涡轮发动机的多个数据点的线性拟合线；以及在216处基于个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的线性拟合线的值确定第一间隔处的初始化点。
例如，一个或多个计算装置152可以确定个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化，且更确切地说，一个或多个计算装置152可以：确定指示个别燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的多个数据点；界定个别燃气涡轮发动机的多个数据点的线性拟合线；以及基于个别燃气涡轮发动机在第一间隔处的线性拟合线的值确定在第一间隔处的初始化点。
借助于实例，现将参考图5描述示范性方法200的以上方面中的某些方面。图5提供标绘指示个别燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的数据的曲线图350。具体来说，曲线图350描绘指示个别燃气涡轮发动机在各种在翼时间(X轴，356)处的劣化参数(Y轴，354)的多个数据点352。值得注意地，在至少某些示范性实施例中，指示发动机劣化参数的数据点352中的每一个可以是多个发动机劣化参数值的滚动平均值(rolling average)。举例来说，在至少某些示范性实施例中，指示发动机劣化参数的数据点352中的每一个可以是至少五(5)个发动机劣化参数值或至少十(10)个发动机劣化参数值的滚动平均值。曲线图350进一步描绘多个数据点352的线性拟合线358。可以按任何合适方式，例如使用最小均方准则或任何其它合适方式确定线性拟合线358。无论如何，可以通过定位线性拟合线358与第一时间间隔t0相交的值/位置来确定初始化点360，即在第一时间间隔t0处的劣化参数值。
值得注意地，对于所描绘的实施例，指示发动机劣化参数的数据点352中的每一个位于超过第一间隔处，或实际上，对于所描绘的示范性方面，位于超过第一时间间隔t0的时间处。此可以归因于信息丢失、燃气涡轮发动机在初始操作期间未工作，或任何其它原因。因此，确定在图5的曲线图350中标绘的示范性燃气涡轮发动机的初始化点360包括跨越第一时间间隔t0，或实际上，跨越第一时间间隔t0在早些时间投影线性拟合线358。
再次返回参考图3，示范性方法200额外包括在218处基于在每个邻近间隔之间所确定的个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率。更具体来说，在218处确定机队平均斜率可以包括对208处确定的在邻近间隔之间可用的个别发动机斜率中的每一个求平均。例如，一个或多个计算装置152可以基于在每个邻近间隔之间确定的个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率，且更确切地说，一个或多个计算装置152可以通过对在邻近间隔之间可用的个别发动机斜率中的每一个求平均来确定机队平均斜率。
另外，示范性方法200包括在220处至少部分地基于在218处在每个邻近间隔之间确定的机队平均斜率来确定机队劣化模型。例如，一个或多个计算装置152可以至少部分地基于在每个邻近间隔之间确定的机队平均斜率来确定机队劣化模型。如将了解，在某些示范性方面中，在220处确定机队劣化模型可以包括组合在每个邻近间隔之间确定的机队平均斜率以确定机队劣化线。机队劣化线可以简单地为在每个邻近间隔之间确定的机队平均斜率中的每一个的组合，或替代地可以是例如在每个邻近间隔之间确定的机队平均斜率中的每一个的多项式拟合线。此外，在220处确定机队劣化模型可以进一步包括基于燃气涡轮发动机中的每一个的平均初始化点来界定初始化点。
借助于实例，现将参考图6描述示范性方法200的以上方面中的某些方面。图6提供标绘多个燃气涡轮发动机在邻近间隔之间的机队平均斜率和所获得的机队平均模型的曲线图380。更具体来说，图6的曲线图380标绘基于图4的多个燃气涡轮发动机的数据的机队平均斜率。如所描绘，在邻近间隔之间的机队平均斜率为相应邻近间隔之间可用的个别发动机斜率中的每一个的平均值。更具体来说，对于图6中所描绘的示范性方面，在第二时间间隔t1与第一时间间隔t0之间提供第一机队平均斜率382；在第三时间间隔t2与第二时间间隔t1之间提供第二机队平均斜率384；且在第四时间间隔t3与第三时间间隔t2之间提供第三机队平均斜率386。第一机队平均斜率382为第一发动机的第一斜率318、第二发动机的第一斜率324和第三发动机的第一斜率328的平均值。第二机队平均斜率384为第一发动机的第二斜率320和第二发动机的第二斜率326的平均值。此外，第三机队平均斜率386等于第一发动机的第三斜率322(即，第四时间间隔t3与第三时间间隔t2之间的仅有可用斜率)。因此，在图3的示范性方法200应用于图4和6的曲线图300、380中所描绘的示范性方面时，确定在第二数目n2的间隔之后的间隔之间的机队平均斜率(即，斜率326、328)包括在不使用第二和第三燃气涡轮发动机的平均劣化参数值314、316的情况下确定机队平均斜率，且在不使用第三燃气涡轮发动机的平均劣化参数值316的情况下确定在第三数目n3的间隔之后的间隔之间的机队平均斜率。
再次参考图3，方法200进一步包括在222处至少部分地基于所确定的机队平均斜率，且更确切地说，基于所确定的机队劣化模型将指示燃气涡轮发动机机队中的燃气涡轮发动机中的一个或多个的性能劣化的信号发送到图形用户接口装置。例如，一个或多个计算装置152可以至少部分地基于所确定的机队平均斜率，且更确切地说，基于所确定的机队劣化模型将指示燃气涡轮发动机机队中的燃气涡轮发动机中的一个或多个的性能劣化的信号发送到图形用户接口装置。
然而，应了解，在其它示范性方面中，除了在222处发送信号之外或在替代方案中，方法200可以至少部分地基于所确定的机队平均斜率，且更确切地说，基于所确定的机队劣化模型来采取任何其它合适动作。举例来说，方法200可以另外或替代地包括使用所确定的机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于在220处确定的机队劣化模型来调度多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。例如，一个或多个控制装置152可以至少部分地基于所确定的机队平均斜率，且更确切地说至少部分地基于在220处确定的机队劣化模型来调度多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。
另外或替代地，方法200还可以进一步包括至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来向用户(例如，燃气涡轮发动机的拥有者)提供推荐以修改燃气涡轮发动机机队中的一个或多个燃气涡轮发动机的清洗操作。例如，一个或多个控制装置152可以至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来向用户提供推荐以修改燃气涡轮发动机机队中的一个或多个燃气涡轮发动机的清洗操作。
另外或替代地，方法200还可以进一步包括至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来向维护人员(例如，维护团队，例如经由图形用户接口)发送指示特定发动机需要停止作业以进行修复或维护的警报。例如，一个或多个控制装置152可以至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来向维护人员发送指示特定发动机需要停止作业以进行修复或维护的警报。
另外，方法200可以另外或替代地包括至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来取得停止服务的燃气涡轮发动机(或燃气涡轮发动机机队中的多个燃气涡轮发动机)以例如进行修复、维修或检修，和/或调整燃气涡轮发动机(或燃气涡轮发动机机队中的多个燃气涡轮发动机)的计划检修工作范围。例如，一个或多个控制装置152可以至少部分地基于机队平均斜率，且更确切地说，至少部分地基于机队劣化模型来取得停止服务的燃气涡轮发动机(或燃气涡轮发动机机队中的多个燃气涡轮发动机)以例如进行修复、维修或检修，和/或调整燃气涡轮发动机(或燃气涡轮发动机机队中的多个燃气涡轮发动机)的计划检修工作范围。
值得注意地，在218处确定的机队平均斜率，且更确切地说，在220处确定的机队劣化模型可以进一步促进与机队内的燃气涡轮发动机的拥有者和/或操作者讨论如何改变飞行操作(包括例如，路线、降载(derate)、爬升路径、评级，等)以减小燃气涡轮发动机的性能劣化。
将了解，利用根据本发明的一个或多个示范性方面来确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法具有针对特定样式和型号的燃气涡轮发动机提供更准确的劣化模型的技术优点。更具体来说，仅使用可用个别发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率且随后将这些机队平均斜率结合在一起具有提供更准确的总体劣化模型的技术优点，其可以更准确地确定例如机队内的特定发动机何时需要着陆或送去修复。另外，本文中所描述的方法可以进一步允许至少部分地基于所确定的机队平均斜率和/或所确定的机队劣化模型来预测特定发动机何时可能需要着陆和/或送去修复，从而允许更高效地规划和确定与其相关联的物流问题。
本书面描述用实例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域技术人员能实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书界定，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这种其它实例包括与所附权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与所附权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，那么这种其它实例意图在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的方法，所述方法包括：
由一个或多个计算装置接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，包括确定第一燃气涡轮发动机在第一数目n1的间隔处的所述平均劣化参数值，以及确定第二燃气涡轮发动机在第二数目n2的间隔处的所述平均劣化参数值，其中间隔的所述第二数目n2小于间隔的所述第一数目n1；
由所述一个或多个计算装置确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的单个燃气涡轮发动机斜率；
由所述一个或多个计算装置基于每个邻近间隔之间的所确定单个燃气涡轮发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
由一个或多个计算装置至少部分地基于所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述所确定机队平均斜率来调度对所述多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：确定每个邻近间隔之间的所述机队平均斜率包括在不使用所述第二燃气涡轮发动机的平均劣化参数值的情况下确定在所述第二数目n2的间隔之后的所述间隔之间的所述机队平均斜率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
由一个或多个计算装置确定所述多个燃气涡轮发动机中的单个燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：确定所述第一间隔处的所述初始化点包括：
由所述一个或多个计算装置确定指示所述单个燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的多个数据点；
由所述一个或多个计算装置界定所述单个燃气涡轮发动机的所述多个数据点的线性拟合线；以及
由所述一个或多个计算装置基于所述单个燃气涡轮发动机的所述线性拟合线在与所述第一间隔相交处的值确定所述第一间隔处的初始化点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：指示所述单个燃气涡轮发动机的所述发动机劣化参数的所述多个数据点中的每一个为多个发动机劣化参数值的滚动平均值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多个间隔为指示在翼时间的多个时间间隔。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多个间隔为指示一些发动机循环的多个数值间隔。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多个间隔为多个预设间隔。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：接收指示所述多个燃气涡轮发动机的所述劣化参数值的数据包括移除所述数据中的离群值。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述劣化参数值为所述燃气涡轮发动机的排气温度值。
12.一种用于确定燃气涡轮发动机机队性能劣化的控制系统，所述控制系统包括：
一个或多个存储器装置；以及
一个或多个处理器，所述一个或多个存储器装置存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：
接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，包括确定第一燃气涡轮发动机在第一数目n1的间隔处的所述平均劣化参数值，以及确定第二燃气涡轮发动机在第二数目n2的间隔处的所述平均劣化参数值，其中间隔的所述第二数目n2小于间隔的所述第一数目n1；
确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的单个燃气涡轮发动机斜率；
基于每个邻近间隔之间的所确定单个燃气涡轮发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
至少部分地基于所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述操作进一步包括：
由所述一个或多个处理器至少部分地基于所述所确定机队平均斜率来调度对所述多个燃气涡轮发动机中的燃气涡轮发动机的修复。
14.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述操作进一步包括：
由一个或多个处理器确定所述多个燃气涡轮发动机中的单个燃气涡轮发动机在第一间隔处的初始化点。
15.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于：确定所述第一间隔处的所述初始化点包括：
由所述一个或多个处理器确定指示所述单个燃气涡轮发动机的发动机劣化参数的多个数据点；
由所述一个或多个处理器界定所述单个燃气涡轮发动机的所述多个数据点的线性拟合线；以及
由所述一个或多个处理器基于所述单个燃气涡轮发动机的所述线性拟合线在与所述第一间隔相交处的值确定所述第一间隔处的初始化点。
16.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述多个间隔为指示在翼时间的多个预设时间间隔。
17.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述劣化参数值为所述燃气涡轮发动机的排气温度值。
18.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有包括一组指令的可执行计算机代码，所述指令在由计算机执行时使得所述计算机执行以下操作：
接收指示多个燃气涡轮发动机的劣化参数值的数据；
确定每个燃气涡轮发动机在多个间隔处的平均劣化参数值，包括确定第一燃气涡轮发动机在第一数目n1的间隔处的所述平均劣化参数值，以及确定第二燃气涡轮发动机在第二数目n2的间隔处的所述平均劣化参数值，其中间隔的所述第二数目n2小于间隔的所述第一数目n1；
确定每个燃气涡轮发动机在每个邻近间隔处的所述平均劣化参数值之间的单个燃气涡轮发动机斜率；
基于每个邻近间隔之间的所确定单个燃气涡轮发动机斜率确定每个邻近间隔之间的机队平均斜率；以及
至少部分地基于所确定机队平均斜率而将指示燃气涡轮发动机劣化的信号提供到图形用户接口。
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