CN109477400A - 涡轮发动机及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操作涡轮发动机的方法，所述方法包括致动涡轮发动机的起动电动机，使得涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及致动涡轮发动机的多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制涡轮发动机的电动机驱动速度。

Description

涡轮发动机及操作方法
背景技术
本公开总体上涉及涡轮发动机，并且更具体地，涉及减轻涡轮发动机中热转子弓弯(thermal rotor bow)的系统和方法。
诸如涡扇发动机的涡轮发动机经历若干不同的运行阶段，包括，但不限于，启动至空转速度、预热、加速至较高功率和速度以便起飞、爬升、以平稳的速度航行、稳态、减速至较低的速度和功率以便下降、着陆和滑行、关机以及冷却。根据附接有涡轮发动机的飞行器的用途，涡轮发动机一天可以在不同的运行阶段之间循环若干次。例如，商用客机通常在两次飞行之间乘客离开飞行器时关闭其发动机。由此，余热保留在飞行器的发动机中，这能够导致被已知为热转子弓弯的现象。热转子弓弯通常由涡轮发动机的旋转部件和静止部件中的变形限定。涡轮发动机的部件中的变形能够在发动机启动期间在涡轮发动机的旋转部件与静止部件之间导致接触相关的损坏，由此降低涡轮发动机的使用寿命、性能和可操作性。
在发动机关机之后以及使发动机能够完全冷却之前热转子弓弯尤其显著。而且，许多已知的涡轮发动机不能在启动期间自然地减轻热转子弓弯，因为现代商用涡扇的设计倾向于具有更高的旁通比和更大的长度-直径比、以及发动机转子与定子之间更紧的间隙。
发明内容
在一个方面中，提供了一种操作涡轮发动机的方法。上述方法包括致动涡轮发动机的起动电动机，使得涡轮发动机的电动机驱动速度(motoring speed)增加；以及致动涡轮发动机的多个可变定子叶片(variable stator vane)，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制涡轮发动机的电动机驱动速度。
在另一个方面中，提供了一种涡轮发动机。涡轮发动机包括起动电动机、压缩机组合件以及计算装置，压缩机组合件包括多个可变定子叶片；计算装置与起动电动机和所述多个可变定子叶片通信地联接。计算装置构造为致动涡轮发动机的起动电动机，使得涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及致动所述多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制涡轮发动机的电动机驱动速度。
在另外一个方面中，提供了一种计算机可读介质，计算机可读介质具有在其上被具体化为用于操作涡轮发动机的计算机可执行指令。当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令使处理器能够致动涡轮发动机的起动电动机，使得涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及致动涡轮发动机的多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制涡轮发动机的电动机驱动速度。
附图说明
当参考附图阅读下述详细说明时，本公开的这些及其他特征、方面和优点将得到更好地理解，其中附图中自始至终相同的符号表示相同的部件，其中：
图1是示例性涡轮发动机的示意图示；
图2是可用于致动图1所示的涡轮发动机的示例性起动系统的示意性图示；
图3是可用在图1所示的涡轮发动机中的压缩机组合件的一部分的径向图示，其中，压缩机组合件处于第一操作位置；
图4是处于第二操作位置的图3中所示的压缩机组合件的一部分的径向图示；
图5是示出了操作图1所示的涡轮发动机的示例性方法的逻辑图；
图6是示出了确定用于执行的起动程序的示例性方法的逻辑图；
图7是示出了手动起动图1所示的涡轮发动机的示例性方法的逻辑图；以及
图8是示出了手动起动图1所示的涡轮发动机的替代性方法的逻辑图。
除非明确指出，否则本文中提供的附图意在图示本公开的实施例的特征。这些特征被认为能够应用于包括本公开的一个或多个实施例的多种系统中。由此，附图并非意在包括本领域普通技术人员所知的用于实践本文所述的实施例所需的全部常规特征。
具体实施方式
在下面的说明书和权利要求书中，将引用多个术语，这些术语应当被限定为具有以下意思。
除非上下文另有明确说明，否则，单数形式的“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数参照物。
“可选”或“可选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且这种描述包括事件发生的情况以及事件不发生的情况。
如贯穿说明书和权利要求书所使用的，近似语言可应用于修饰可允许改变而不导致与其相关的基本功能的改变的任何定量表示。相应地，由术语例如“约”、“近似”、以及“基本上”修饰的值并不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精确度。在这里以及贯穿说明书和权利要求书，范围限制可以结合并且/或者互换，除非上下文另有明确说明，否则这种范围被确定为包括包含于其中的所有子范围。
本文中使用的术语“轴向”和“轴向地”指代基本上平行于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。而且，术语“径向”和“径向地”指代基本上垂直于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。此外，本文使用的术语“周向”和“周向地”指代绕涡轮发动机的中心线弯曲地延伸的方向和取向。
本文使用的术语“处理器”和“计算机”、以及相关术语、例如“处理装置”、“计算装置”和“控制器”并非仅限于在本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广义地指代单片机、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)和特殊应用集成电路、以及其他可编程电路，这些术语在本文中可以互换使用。在本文所述的实施例中，存储器可包括，但不限于，诸如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质、诸如闪存的计算机可读的非易失性介质。可替代地，也可以使用软盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字化通用磁盘(DVD)。而且，在本文所述的实施例中，额外的输入通道可以是，但不限于，诸如鼠标和键盘的、与操作界面相关联的计算机外围设备。可替代地，也可以使用其他计算机外围设备，可以包括例如，但不限于，扫描仪。此外，在示例性实施例中，额外的输出通道可以包括，但不限于，操作界面监视器。
此外，本文使用的术语“软件”和“固件”是可以互换的，并且包括存储于存储器中以便由个人计算机、工作站、客户和服务器执行的任何计算机程序。
本文使用的术语“非临时性计算机可读介质”意在代表以用于信息短期和长期存储的任何技术方法，例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或任何设备中的其他数据，实现的任何有形的基于计算机的装置。因此，本文所述的方法可被编码成在有形的、非临时性的、计算机可读介质，包括，但不限于，存储设备和/或内存设备，中被具体化的可执行指令。这种指令在由处理器执行时使处理器能够完成本文所述方法的至少一部分。而且，本文使用的术语“非临时性的计算机可读介质”包括全部有形的、计算机可读介质，包括，但不限于，非临时性计算机存储设备，非临时性计算机存储设备包括，但不限于，易失性介质和非易失性介质以及可移动介质和不可移动介质，诸如固件、物理和虚拟存储、CD-ROM、DVD、和诸如网络或互联网的任何其他数字源、以及尚待开发的数字装置，唯一的例外是临时性的传播信号。
本公开的实施例涉及用于减轻涡轮发动机中热转子弓弯的系统和方法。更具体地，在一个实施例中，对涡轮发动机的一个或多个运行参数的反馈被用于确定将导致热转子弓弯充分减轻以便发动机启动的涡轮发动机的电动机驱动时间。例如，在一个实施例中，从各自对应于一个或多个运行参数的不同值的多个预设的电动机驱动时间中选择电动机驱动时间。在所选定的电动机驱动时间内，随着涡轮发动机的转子组件旋转对上述一个或多个参数进行监控，并且如果确定要实施更多或更少的转子弓弯减轻，则反馈进一步被用于动态地调节电动机驱动时间。由此，热转子弓弯以及时且有效的方式被减轻。
在另一实施例中，本文所述的系统和方法有利于在用电动机驱动的涡轮发动机的启动期间控制涡轮发动机的转速。通过选择性地致动被包含于涡轮发动机内的可变定子叶片、通过控制联接至涡轮发动机的起动系统的动力输出、以及通过上述各项的组合控制涡轮发动机的转速。在发动机启动期间致动可变定子叶片到至少部分打开位置增加了涡轮发动机的转子组件上的逆转转矩，这有利于降低涡轮发动机的转速。在一个实施例中，起动系统的动力输出借助控制起动系统中的气流的一系列阀来控制，诸如辅助动力单元(APU)中的调节阀和在APU与起动电动机之间联接的起动阀。这些阀有利于调节起动电动机的动力输出，并且控制多个控制阀使得能够提供不同的动力输出调节等级。由此，以精确的方式控制涡轮发动机的转速以便将转速降低至小于共振转速，共振转速可能导致不需要的振动以及涡轮发动机中旋转部件与静止部件之间的潜在的接触。可替代地，控制涡轮发动机的转速使得随着热转子弓弯逐渐地被减轻涡轮发动机的转速能够增量式增加。由此，涡轮发动机的电动机驱动时间减少。
本文使用的“共振转速”指代在存在诸如热转子弓弯的转子失衡的情况下引起高动态振动或移位的涡轮发动机的单个转速或一系列转速。
在许多现代涡轮发动机中，控制流向起动电动机的气流的控制阀也被称为起动空气阀。起动空气阀通常由全权数字发动机控制(FADEC)电动机驱动逻辑致动，全权数字发动机控制(FADEC)电动机驱动逻辑选择性地致动起动空气阀，并且确定起动空气阀是否处于关闭位置或打开位置。在由FADEC电动机驱动逻辑致动起动空气阀发生故障的情况下，地面人员可接近起动空气阀以有利于手动致动起动空气阀以及手动启动涡轮发动机。有时能够通过附加的FADEC电动机驱动逻辑调节起动电动机的动力输出，附加的FADEC电动机驱动逻辑选择性地致动起动空气阀到位于关闭位置与打开位置之间的中间位置。然而，当起动空气阀被手动地致动至打开位置时，已知的FADEC电动机驱动逻辑可能产生错误，由此妨碍涡轮发动机的启动。
因此，本公开的另一实施例涉及用于通过绕过正常的FADEC预点火(pre-lightoff)电动机驱动逻辑而手动地起动涡轮发动机的系统和方法。更具体地，本文所述的系统和方法包括具有主要启动程序和次要启动程序的FADEC系统。主要启动程序包括用于自动调节涡轮发动机的起动电动机的动力输出的逻辑。更具体地，主要启动程序包括用于基于所需的涡轮发动机的电动机驱动速度将起动空气阀从关闭位置选择性地致动至完全打开位置或被限定于关闭位置与完全打开位置之间的中间位置的逻辑。在自动调节起动电动机的动力输出发生故障的情况下，系统中产生错误并且主要启动程序不能被执行。在这种情况下，在随后的起动尝试期间，FADEC系统绕过主要启动程序并且执行次要启动程序，次要启动程序不包括用于选择性地致动起动空气阀的逻辑。由此，FADEC系统包括使得能够手动启动涡轮发动机并且与自动调节涡轮发动机的电动机驱动速度的并行逻辑相符合的逻辑。
尽管是在涡扇发动机的背景下进行说明，应当理解，本文所述的系统和方法也能够应用于涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮喷气发动机以及需要减轻热转子弓弯的任意其他涡轮发动机。而且，如将在下文更加详细地说明的那样，本文所述的任意实施例可单独地或以组合的方式使用以有利于控制涡轮发动机的启动。
图1是诸如涡扇发动机的示例性涡轮发动机10的示意性图示。涡轮发动机10包括风扇组合件12、低压或增压压缩机组合件14、高压压缩机组合件16和燃烧室组合件18。风扇组合件12、增压压缩机组合件14、高压压缩机组合件16和燃烧室组合件18流体相通地联接。涡轮发动机10还包括低压涡轮机22和与燃烧室组合件18流体相通地联接的高压涡轮机20。风扇组合件12包括由风扇桨叶24组成的阵列，风扇桨叶24自转子轮盘26径向向外地延伸。低压涡轮机22经第一传动轴28联接至风扇组合件12和增压压缩机组合件14，并且高压涡轮机20经第二传动轴30联接至高压压缩机组合件16。涡轮发动机10具有进气口32和排气口34。涡轮发动机10进一步包括中心线36，风扇组合件12、增压压缩机组合件14、高压压缩机组合件16以及涡轮机20和22绕中心线36旋转。
涡轮发动机10还可包括起动电动机38和联接至涡轮发动机10的转子组件的起动轴40。更具体地，在一个实施例中，起动轴40联接至第二传动轴30，并且起动电动机38在其启动期间经由起动轴40将电动机驱动动力(motoring power)提供给涡轮发动机10。在一些实施例中，并且如将在下文进一步详细地说明的那样，起动电动机38由诸如APU、另一发动机或静压箱的任意适当的气动气流源致动。可替代地，起动电动机38由除气动气流外的动力源致动，诸如电力。
运行时，经进气口32进入涡轮发动机10的空气的一部分被引导穿过风扇组合件12流向增压压缩机组合件14。压缩空气从增压压缩机组合件14向高压压缩机组合件16排放。高度压缩的空气从高压压缩机组合件16中被引向燃烧室组合件18，与燃料混合，并且混合物在燃烧室组合件18内燃烧。由燃烧室组合件18产生的高温燃烧气体被引向涡轮机20和22。燃烧气体随后从涡轮发动机10中经由排气口34排放。
图2是可被用于致动涡轮发动机10的示例性起动系统42的示意性图示。在示例性实施例中，起动系统42包括以串行流关系联接的起动电动机38和辅助动力单元(APU)44。更具体地，APU 44沿排气管线46将气流引向起动电动机38，并且起动电动机38将气流的能量转化为机械输出以有利于致动涡轮发动机10。诸如起动空气阀(SAV)50的控制阀沿排气管线46联接以控制从APU 44被引向起动电动机38的气流。SAV 50是二位阀(即，能够在打开位置与关闭位置之间定位的阀)或多位阀(即，能够定位于关闭位置、打开位置和位于关闭位置与打开位置之间的中间位置的阀)中任一者。由此，在一个实施例中，SAV 50选择性地定位于打开位置、关闭位置或中间位置中的一个以控制被引向起动电动机38的气流。而且，可在起动电动机38的运行期间动态地调节SAV 50的位置以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度，这一点将在下文更加详细地进行说明。
在替代性的实施例中，例如，起动电动机38从除APU 44外的气动动力源，诸如，但不限于，已经起动的涡轮发动机或搭载在地面车上的静压箱，接收气流。此外，起动电动机38可由诸如电力的、除气动气流外的动力源致动。
起动系统42进一步包括用于控制涡轮发动机10的启动的计算装置。在示例性实施例中，计算装置搭载在涡轮发动机10上，诸如全权数字发动机控制(FADEC)系统52。FADEC系统52通过有线连接或无线连接的方式与涡轮发动机10和起动系统42的一个或多个子系统或部件通信地联接，以在涡轮发动机10的各个运行阶段控制涡轮发动机10和起动系统42的运行。例如，FADEC系统52与起动电动机38和APU 44通信地联接以便控制涡轮发动机10的电动机驱动时间和电动机驱动速度。更具体地，FADEC系统52与SAV 50、APU44的调节阀54和涡轮发动机10的可变定子叶片56通信地联接以便控制涡轮发动机10的电动机驱动时间和电动机驱动速度，这一点将在下文更加详细地说明。在替代性的实施例中，涡轮发动机10和起动系统42的子系统或部件由搭载在其中附接有涡轮发动机10的飞行器(未示出)上的计算装置控制。
一个或多个反馈传感器58也与FADEC系统52通信地联接。反馈传感器58和FADEC系统52监控涡轮发动机10的一个或多个运行参数。根据被监控的运行参数，反馈传感器58也将反馈传递至FADEC系统52以用于确定将导致热转子弓弯减轻的涡轮发动机10的电动机驱动时间或电动机驱动速度中至少一者。在替代性实施例中，FADEC系统52使用来自反馈传感器58的反馈以有利于以小于减轻热转子弓弯时的共振转速的电动机驱动速度操作涡轮发动机10，这一点将在下文更加详细地说明。涡轮发动机10的示例运行参数包括，但不限于，涡轮发动机10内的温度、涡轮发动机10外的环境温度、涡轮发动机10以电动机驱动速度旋转时的振动响应、涡轮发动机10的旋转部件与静止部件之间的动态间隙或静态间隙、涡轮发动机10的转速或电动机驱动速度以及自涡轮发动机10关机以后的时间量。
运行时，FADEC系统52监控涡轮发动机10的至少一个运行参数，并基于至少一个运行参数的值确定用于涡轮发动机10的预设的电动机驱动时间。确定用电动机驱动涡轮发动机10多久在考虑减轻热转子弓弯花费多长时间和以及时的方式启动涡轮发动机10的需求的情况下进行平衡。而且，FADEC系统52可使用多于一个的运行参数来更加准确地确定预设的电动机驱动时间。FADEC系统52也可监控多于一个的运行参数，使得在一个或多个反馈传感器58不能操作的情况下或在出现与监控涡轮发动机10的运行参数相关的另一技术故障的情况下，FADEC系统52能够确定用于涡轮发动机10的电动机驱动时间。而且，在一些实施例中，基于上述至少一个运行参数的值所确定的预设的电动机驱动时间是零。
例如，在一个实施例中，FADEC系统52基于在发动机启动循环开始时确定的一个或多个温度读数确定预设的电动机驱动时间。涡轮发动机10内相对较低的温度可指示涡轮发动机10已经关闭很长一段时间使得热转子弓弯已经自然地减轻。较低的温度还可指示涡轮发动机10以较低功率设置被预先打开使得形成的热转子弓弯不太严重。相反，涡轮发动机10内的相对较高的温度可指示涡轮发动机10已经被关闭了一段时间，从而导致形成更加严重的热转子弓弯。由此，在一些实施例中，当涡轮发动机10内的温度相对较低时，所确定的预设的电动机驱动时间较短，当涡轮发动机10内的温度相对较高时，所确定的预设的电动机驱动时间较长。在替代性实施例中，FADEC系统52基于自涡轮发动机10关机以后的时间量确定预设的电动机驱动时间。
除监控涡轮发动机10内的温度外，在一个实施例中，FADEC系统52还监控涡轮发动机10外的周围环境温度。FADEC系统52确定涡轮发动机10内的温度与周围环境的温度之间的温度差异(即，热梯度)，并基于温度差异的值确定预设的电动机驱动时间。确定涡轮发动机10内外的热梯度的大小潜在地更稳健且更准确地确定热转子弓弯形成的严重程度。
在一个实施例中，从FADEC系统52内存储的多个预设的电动机驱动时间中选择预设的电动机驱动时间。例如，预设的电动机驱动时间可以为诸如，但不限于，插值查找表格的格式。基于由FADEC系统52控制的涡轮发动机的特征预先确定上述多个预设的电动机驱动时间。上述多个预设的电动机驱动时间中的每个预设的电动机驱动时间均对应于至少一个运行参数的不同值。此外，当基于多个运行参数确定预设的电动机驱动时间时，每个运行参数的值在确定预设的电动机驱动时间时权重相等或权重不同。在替代性实施例中，FADEC系统52使用存储于其中的算法计算每个启动循环的预设的电动机驱动时间。
一旦确定了预设的电动机驱动时间，FADEC系统52致动起动电动机38使得涡轮发动机10以电动机驱动速度旋转。在一个实施例中，起动电动机38被致动持续至少预设的电动机驱动时间。FADEC系统52还继续监控涡轮发动机10的一个或多个运行参数以确定在预设的电动机驱动时间已过之后是否动态地调节涡轮发动机10的电动机驱动时间。例如，在示例性实施例中，FADEC系统52和反馈传感器58监控在预设的电动机驱动时间内涡轮发动机10以电动机驱动速度旋转时的涡轮发动机10的振动响应，并且FADEC系统52基于振动响应的值在预设的电动机驱动时间上增加额外的时间。振动响应的值或严重程度总体上表明在用电动机驱动涡轮发动机10时热转子弓弯继续存在。例如，涡轮发动机10在电动机驱动速度处于涡轮发动机10的共振转速或接近共振转速时经受较大的振动响应。由此，如果致动起动电动机38持续预设的电动机驱动时间已经不足以减轻热转子弓弯，则FADEC系统52增加涡轮发动机10的电动机驱动时间。在一个实施例中，当在预设的电动机驱动时间结束时振动响应的值大于预定阈值时，FADEC系统52增加电动机驱动时间。可替代地，基于振动响应减少涡轮发动机10的电动机驱动时间。如上所述，可对除振动响应外的运行参数进行监控以确定是否动态地调节涡轮发动机10的电动机驱动时间。
当涡轮发动机10的电动机驱动时间增加时，FADEC系统52还包括用于在起动电动机38运行了预设时间之后关闭起动电动机38、并在即使已经达到预设时间的情况下仍启用涡轮发动机10的逻辑。更具体地，预设时间被确定为用于减轻理论热转子弓弯的待实施的理论最大时间的函数。理论最大时间基于热转子弓弯大小的最坏情况的估计。如果已经达到理论最大时间并且振动响应例如仍然大于预定阈值，那么可能已经发生故障并且涡轮发动机10被起动。由此，涡轮发动机10的电动机驱动时间能够仅被增加至预设时间，这减少了对起动电动机38的不必要的磨损。
如上所述，用电动机驱动的涡轮发动机10随着时间的变化逐渐地减小热转子弓弯的严重程度。一般来说，热转子弓弯在较高的电动机驱动速度下更快速地减轻。在一个实施例中，使热转子弓弯的严重程度变小使得涡轮发动机10的电动机驱动速度能够增量式增加，进而使得涡轮发动机10的全部电动机驱动时间减少。由此，FADEC系统52还监控涡轮发动机10的振动响应以确定何时能够修改涡轮发动机10的电动机驱动速度。更具体地，FADEC系统52监控涡轮发动机10以便调节涡轮发动机10以电动机驱动速度旋转时的振动响应的值，并且FADEC系统52在振动响应减小时增加涡轮发动机10的电动机驱动速度。
FADEC系统52使用一个或多个控制布置修改涡轮发动机10的电动机驱动速度，上述一个或多个控制布置被单独地或互相结合地加以利用。例如，FADEC系统52选择性地致动起动系统42中的至少一个阀和/或涡轮发动机10中的可变定子叶片56以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。在一些实施例中，控制布置增加涡轮发动机10的电动机驱动速度以减少电动机驱动时间，或者可替代地，减少涡轮发动机10的电动机驱动速度以有利于在低于共振转速的电动机驱动速度下用电动机驱动涡轮发动机10。
在一个实施例中，参照图2，FADEC系统52与SAV 50和调节阀54通信地联接以便控制SAV 50和调节阀54的致动。与单个阀致动的控制布置相比，控制SAV 50和调节阀54的致动使得能够以更加精确且更加敏感的方式控制涡轮发动机10的电动机驱动速度，且具有冗余度。例如，与SAV 50与起动电动机38之间的流动路径距离相比，通过仅调节阀54控制涡轮发动机10的电动机驱动速度可能因调节阀54与起动电动机38之间的增加的流动路径距离而导致通信延迟和物理滞后。
运行时，FADEC系统52致动调节阀54并在预定位置处保持调节阀54使得APU 44向起动电动机38提供预定的动力输出。预定的动力输出被选择成使得，如果SAV 50处于完全打开位置，则涡轮发动机10的电动机驱动速度将会略大于共振转速。由此，FADEC系统52调节SAV 50的位置以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。更具体地，FADEC系统52致动SAV50到至少部分关闭的位置以将涡轮发动机10的电动机驱动速度降低至共振速度以下。FADEC系统52还基于涡轮发动机10的振动响应动态地调节SAV 50的位置例如以增加或减小涡轮发动机10的电动机驱动速度。
在替代性实施例中，对由APU 44提供给起动电动机38的动力量进行调节以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。在一个实施例中，如上所述，对调节阀54的位置进行调节以控制电动机驱动速度。此外或可替代地，可对APU 44内的入口导向叶片或压缩机定子叶片的位置进行调节，可对定位于APU 44与起动电动机38之间的输出调节阀的位置进行调节，可从APU 44中拉出附加载荷，并且/或者可对提供给APU 44的燃料流进行调节以控制电动机驱动速度。
而且，在一个实施例中，涡轮发动机10的电动机驱动速度通过致动除SAV 50和调节阀54以外的阀或通过致动SAV 50和调节阀54以及其他的阀而控制。当除APU 44外的气动动力源被用于致动起动电动机38时，除SAV 50和调节阀54以外的附加阀控制被引向起动电动机38的气流。例如，起动电动机38可由除APU 44外的动力源致动。在这样的实施例中，如果可行，FADEC系统52控制动力源的动力输出使得预定的动力输出被供给起动电动机38。例如，当从已经起动的涡轮发动机57中交叉排气时，FADEC系统52可控制已经起动的涡轮发动机57内的排气阀59的致动，或沿在已经起动的涡轮发动机57与起动电动机38之间延伸的排气管线63联接的控制阀61的致动，以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。用于控制涡轮发动机10的电动机驱动速度的进一步附加的阀包括排出阀或旁通阀55，其能够被选择性地致动以减少被引入起动电动机38内的气流量。
SAV 50、调节阀54、上述附加阀或以上各项的组合的致动可借助可变定子叶片56的致动而被附加地使用以增加或减小涡轮发动机10的电动机驱动速度。可替代地，当起动电动机38由电力致动时，FADEC系统52控制电动马达的动力输出以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。
图3是可用于涡轮发动机10(图1中示出)中的、诸如高压压缩机组合件16的压缩机组合件的一部分的径向图示，其中，高压压缩机组合件16处于第一操作位置(即，关闭位置)，并且图4是处于第二操作位置(即，至少部分打开位置)的高压压缩机组合件16的上述部分的径向图示。如上所述，可变定子叶片56的FADEC控制是用于控制涡轮发动机10的电动机驱动速度的许多控制布置中的一种。在示例性实施例中，高压压缩机组合件16包括由多个转子桨叶62组成的至少一列60，以及由多个可变定子叶片56组成的、位于列60下游至少一列64。所述多个转子桨叶62沿周向方向66关于中心线36(图1中示出)旋转，并且所述多个可变定子叶片56相对于所述多个转子桨叶62的旋转保持基本上静止(即，不沿周向方向66旋转)。在替代性实施例中，列64定位于列60的上游。
所述多个可变定子叶片56能够各自地或一起在关闭位置与至少部分打开位置之间被选择性地致动。更具体地，多个可变定子叶片56可绕相对于中心线36径向地延伸的径向轴线(未示出)旋转。打开多个可变定子叶片56增加了涡轮发动机10的转子组件上的逆转转矩，这减小了涡轮发动机10的电动机驱动速度或转速。相反，关闭多个可变定子叶片56减小了涡轮发动机10的转子组件上的逆转转矩，这增加了涡轮发动机10的电动机驱动速度或转速。在一些实施例中，多个可变定子叶片56可定位于关闭位置与完全打开位置之间的中间位置处。而且，可变定子叶片56的关闭位置大体上由列64中相邻的可变定子叶片56之间的间隙的大小限定(即，当使叶片56绕径向轴线旋转时如果间隙能够不再减小则可变定子叶片56被关闭)。
如上所述，FADEC系统52(图1中示出)以有线连接或无线连接的方式与多个可变定子叶片56通信地联接。更具体地，FADEC系统52能够响应于涡轮发动机10的电动机驱动速度的波动或基于所需的涡轮发动机10的电动机驱动速度选择性地并且动态地将多个可变定子叶片56定位在关闭位置、打开位置、或各个中间位置。在替代性实施例中，FADEC系统52选择性地致动高压压缩机组合件16的入口导向叶片(未示出)、或增压压缩机组合件14的入口导向叶片以控制涡轮发动机10的电动机驱动速度。
在一个实施例中，启动涡轮发动机10之前，可变定子叶片56处于关闭位置。在启动期间，FADEC系统52致动涡轮发动机10的起动电动机38(图1中示出)使得涡轮发动机10的转速增加。起动电动机38有时在下述动力输出下被致动，即，使得涡轮发动机10潜在地以大于可变定子叶片56处于关闭位置时的共振转速的电动机驱动速度旋转。FADEC系统52致动多个可变定子叶片56到至少部分打开位置以减小涡轮发动机10的电动机驱动速度。更具体地，FADEC系统52将多个可变定子叶片56的位置从关闭位置调节到至少部分打开位置使得涡轮发动机10的电动机驱动速度减小。可替代地，如上所述，诸如经由FADEC控制的单个阀致动或多个阀致动的其他控制布置能够被单独地使用或与可变定子叶片56的致动结合使用，以减小涡轮发动机10的电动机驱动速度。
根据及时地减轻热转子弓弯的需求和减少涡轮发动机10中的接触相关的磨损的需求的函数来确定由可变定子叶片56的FADEC控制实现的电动机驱动速度。由此，在一个实施例中，可变定子叶片56的位置被调节成使得电动机驱动速度大于预定的电动机驱动速度并且小于共振转速。例如，预定的电动机驱动速度基于共振转速来确定，并且被设定为相对于振动转速的最大值，其在存在热转子弓弯的情况下不会引起不可接受的振动水平和发动机部件损坏。
如上所述，用电动机驱动涡轮发动机10使热转子弓弯的严重程度随着时间的变化而降低，这使得能够增量式增加涡轮发动机10的电动机驱动速度。例如，电动机驱动速度就可被增加至在存在热转子弓弯的情况下不会引起不可接受的振动水平和发动机部件损坏的最大值。由此，FADEC系统52调节一个或多个阀(例如、阀50、54、55、59和61)的位置和/或多个可变定子叶片56的位置使得涡轮发动机10的电动机驱动速度尽可能接近上述最大值以增加用电动机驱动的涡轮发动机10的冷却效率和减轻效果。在一个实施例中，FADEC系统52监控涡轮发动机10的振动响应以确定何时能够增加涡轮发动机10的电动机驱动速度以及增加多少。当增加涡轮发动机10的电动机驱动速度时，FADEC系统52关闭可变定子叶片56以减少涡轮发动机10上的扭转转矩。由此，减少涡轮发动机10的电动机驱动时间。如上所述，FADEC系统52也可监控其他运行参数以确定何时能够增加涡轮发动机10的电动机驱动速度以及增加多少。
在替代性实施例中，FADEC系统52监控涡轮发动机10的振动响应，并且调节多个可变定子叶片56的位置使得振动响应小于预定阈值。
图5至图8是示出了操作涡轮发动机10(图1中示出)的示例性方法的逻辑图。更具体地，图5、图7和图8示出了用于起动涡轮发动机10的机组人员逻辑，并且图6示出了用于起动涡轮发动机10的FADEC逻辑。如上所述，例如能够在涡轮发动机10的关机之后且在涡轮发动机10已经完全冷却之前在第一传动轴28和第二传动轴30(均在图1中示出)中形成热转子弓弯。主要启动程序包括用于在接合燃烧室组合件18(图1中示出)之前减轻热转子弓弯并用于调节起动电动机38(图1中示出)的动力输出的逻辑。尽管在SAV 50的背景下进行说明，例如，在尝试通过手动打开阀54、59和61(均在图2中示出)而手动起动涡轮发动机10时也可应用本文所述的逻辑。
参照图5和图6，运行时，驾驶舱舱员尝试启动涡轮发动机10，在涡轮发动机10中，FADEC系统52(图2中示出)执行主要启动程序。如上所述，主要启动程序包括SAV 50(图1中示出)的自动致动模式。在一个实施例中，FADEC系统52确定SAV 50的致动模式(在方框100处示出)。例如，FADEC系统52基于SAV 50是否以FADEC命令被打开、并且当FADEC系统52尝试选择性地致动SAV50时不存在故障而确定SAV 50是以自动致动模式被打开的。当SAV50以FADEC命令被打开时，地勤人员不需要手动打开SAV 50(在方框102处示出)并且主要启动程序被执行(在方框104处示出)。
如果主要启动程序未能起动涡轮发动机10，诸如当SAV 50未能经由FADEC命令而打开时，第一错误被触发并且驾驶舱舱员终止启动程序。SAV 50之后被手动打开，并且驾驶舱舱员重新开始启动程序。手动打开SAV 50触发了FADEC系统52中的第二错误，这导致主要启动程序被绕过。例如，在收到启动命令时，FADEC系统52确定了SAV 50的从关闭位置到至少部分打开位置的致动模式，并且当SAV 50的FADEC控制不起作用(在方框108处示出)且确定SAV 50已经被手动打开时，执行次要启动程序(在方框106处示出)。由此，主要启动程序被绕过，这导致次要启动程序被执行。在替代性实施例中，FADEC系统52接收对SAV 50的物理位置的反馈。
如上所述，FADEC系统52基于自动致动模式中存在至少一个故障而确定SAV 50以手动致动模式被打开。上述故障由在关闭位置与至少部分打开位置之间选择性地致动SAV50时的FADEC系统52中的控制逻辑的失效限定。例如，上述故障可以是SAV 50处的机械失效、电气失效和FADEC系统52与SAV 50之间的通信失效中的至少一者。如果致动模式不是自动致动模式(即，致动模式是手动致动模式)，则FADEC系统52执行次要启动程序。次要启动程序不包括用于在接合燃烧室组合件18之前减轻热转子弓弯的逻辑，并且不包括用于调节起动电动机38的动力输出的逻辑使得在FADEC系统52确定用于致动SAV 50的控制逻辑中存在失效时不生成错误。相反，由于SAV 50被手动打开，无论FADEC系统52控制SAV 50的能力如何，次要启动程序都假定气动动力被供给起动电动机38。
在一个实施例中，FADEC系统52接收对涡轮发动机10内的温度的反馈，并仅在上述温度小于预定阈值的情况下(在方框110处示出)执行次要启动程序。FADEC系统52仅在上述温度小于预定阈值的情况下执行次要启动程序使得热转子弓弯被减小或在发动机启动之前被完全减轻。可替代地，任何反馈均可被用于确定何时可以执行次要启动程序(即，何时能够以全功率用电动机驱动涡轮发动机10而不引起潜在有害的振动响应)。例如，替代性的反馈包括自涡轮发动机10关机以后已经经过的时间量。
参照图7，其示出了用于借助能够仅完全打开的SAV 50起动涡轮发动机10的机组人员逻辑图。如图所示，驾驶舱舱员确定FADEC系统52是否已经对SAV 50进行控制(在方框112处示出)。如果没有，驾驶舱舱员确定发动机温度是否小于预定阈值(在方框114处示出)。次要启动程序中没有用于致动SAV 50的逻辑导致用电动机驱动涡轮发动机10(图1中示出)不受控，并且允许涡轮发动机10冷却(在方框116处示出)使得不受控的电动机驱动没有导致在涡轮发动机10中形成潜在有害的振动响应。可替代地，诸如自发动机关机以后的时间的涡轮发动机10的其他运行参数被用于确定何时可以实施涡轮发动机10的不受控的电动机驱动。一旦涡轮发动机10已经冷却，SAV 50就被完全打开(在方框118处示出)并且执行起动发动机的命令(在方框120处示出)。
参照图8，并且如上所述，SAV 50能够被手动打开至位于关闭位置之间与打开位置之间的中间位置以有利于减轻热转子弓弯。将SAV50打开至中间位置(在方框122处示出)使涡轮发动机10能够达到足够高以减轻热转子弓弯但足够低以避免产生振动响应并且潜在地损坏涡轮发动机10的电动机驱动速度。由此，在手动致动模式中，热转子弓弯在完全打开SAV 50之前被手动减轻(在方框118处示出)。涡轮发动机10之后从驾驶舱接收命令(在方框120处示出)，例如，这使涡轮发动机10起动。由此，涡轮发动机10能够被起动而不必等待涡轮发动机10完全冷却。
热转子弓弯已经被减轻的任何适合的指示可被提供给驾驶舱内的使系统和方法能够如本文所述那样作用的工作人员。例如，在一个实施例中，SAV 50被手动打开并被保持在中间位置预定时间量，并且在预定的时间量已到之后提供起动涡轮发动机10的驾驶舱命令。可替代地，FADEC系统52监控涡轮发动机10的电动机驱动过程(例如，电动机驱动速度和时间、发动机内部温度和振动水平)，并向驾驶舱提供转子弓弯已被减轻的指示。这种逻辑可在FADEC系统52、飞行器或任意其他适合的计算机系统体现。
在FADEC系统52不能对SAV 50进行控制的实施例中，涡轮发动机10的电动机驱动速度能够使用上述的任意控制布置进行控制。例如，涡轮发动机10的不受控的电动机驱动能够导致电动机驱动速度大于共振转速。由此，FADEC系统52控制调节阀54的致动、起动系统42中任意组合的附加阀(诸如排出阀或旁通阀55)的致动、可变定子叶片56的致动、或起动电动机38的可替代的致动动力源的动力输出以便减小涡轮发动机10的电动机驱动速度。
而且，FADEC系统52监控涡轮发动机10的至少一个运行参数以确定何时能够增加涡轮发动机10的电动机驱动速度以及增加多少。更具体地，当涡轮发动机10以初始电动机驱动速度旋转时，FADEC系统52监控涡轮发动机10的运行参数，例如涡轮发动机10的振动响应，并且当振动响应减小时增加涡轮发动机10的电动机驱动速度。例如，涡轮发动机10的电动机驱动速度通过控制调节阀54的致动、起动系统42中任意组合的附加阀的致动、可变定子叶片56的致动、或起动电动机38的可替代的致动动力源的动力输出而增加。由此，减少了涡轮发动机10的电动机驱动时间。
本文还对一种操作涡轮发动机的方法进行了说明。上述方法包括监控涡轮发动机的至少一个运行参数；基于上述至少一个运行参数的值确定预设的电动机驱动时间；以及致动涡轮发动机的起动电动机使得涡轮发动机以电动机驱动速度旋转，起动电动机被致动持续至少预设的电动机驱动时间。
确定预设的电动机驱动时间包括从多个预设的电动机驱动时间中选择预设的电动机驱动时间，多个预设的电动机驱动时间中的每个预设的电动机驱动时间对应于上述至少一个运行参数的不同值。确定预设的电动机驱动时间进一步包括至少部分地基于涡轮发动机内的温度确定预设的电动机驱动时间。确定预设的电动机驱动时间进一步包括监控涡轮发动机外的周围环境的温度，进而确定涡轮发动机内的温度与周围环境的温度之间的温度差异，并基于温度差异的值确定预设的电动机驱动时间。
监控涡轮发动机的至少一个运行参数包括监控涡轮发动机以电动机驱动速度旋转时的涡轮发动机的振动响应。上述方法进一步包括基于振动响应的值在预设的电动机驱动时间上增加额外的时间。上述方法进一步包括监控至少一个运行参数以便在涡轮发动机以电动机驱动速度旋转时调节振动响应的值，并且当振动响应减小时增加涡轮发动机的电动机驱动速度。
上述方法进一步包括关闭起动电动机使得起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。上述方法进一步包括致动涡轮发动机的多个可变定子叶片使得多个可变定子叶片至少部分地打开以控制涡轮发动机的电动机驱动速度。上述方法进一步包括控制构造为致动涡轮发动机的起动电动机的动力源的动力输出，其中，动力输出被选择成使得将预定的动力输出提供给起动电动机；以及调节在动力源与起动电动机之间联接的阀的位置，上述阀的位置调节为控制涡轮发动机的电动机驱动速度。
本文还对用于与涡轮发动机一起使用的起动系统进行了说明。起动系统包括起动电动机和与起动电动机通信地联接的计算装置。计算装置构造为监控涡轮发动机的至少一个运行参数、基于上述至少一个运行参数的值确定涡轮发动机的预设的电动机驱动时间、并致动起动电动机使得涡轮发动机以电动机驱动速度旋转，起动电动机被致动持续至少预设的电动机驱动时间。
起动系统进一步包括与计算装置通信地联接的至少一个反馈传感器。上述至少一个反馈传感器构造为监控涡轮发动机的至少一个运行参数、并构造为将反馈传递至计算装置。上述至少一个反馈传感器进一步构造为监控涡轮发动机内的温度，并且计算装置进一步构造为至少部分地基于涡轮发动机内的温度确定预设的电动机驱动时间。上述至少一个反馈传感器进一步构造为监控涡轮发动机在以电动机驱动速度旋转时的振动响应，并且计算装置进一步构造为基于振动响应的值修改预设的电动机驱动时间。
计算装置进一步构造为关闭起动电动机使得起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。
本文还对一种计算机可读介质进行了说明，计算机可读介质具有在其上被具体化为用于操作涡轮发动机的计算机可执行指令。当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令使处理器能够监控涡轮发动机的至少一个运行参数、基于上述至少一个运行参数的值确定涡轮发动机的预设的电动机驱动时间、并且致动涡轮发动机的起动电动机使得涡轮发动机以电动机驱动速度旋转，起动电动机被致动持续至少预设的电动机驱动时间。
计算机可执行指令进一步使处理器能够从多个预设的电动机驱动时间中选择预设的电动机驱动时间，多个预设的电动机驱动时间中的每个预设的电动机驱动时间均对应于上述至少一个运行参数的不同值。计算机可执行指令进一步使处理器能够至少部分地基于涡轮发动机内的温度确定预设的电动机驱动时间。计算机可执行指令进一步使处理器能够监控涡轮发动机以电动机驱动速度旋转时的涡轮发动机的振动响应，并基于振动响应的值修改预设的电动机驱动时间。计算机可执行指令进一步使处理器能够关闭起动电动机使得起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。
本文还对一种操作涡轮发动机的方法进行了说明。上述方法包括致动涡轮发动机的起动电动机使得涡轮发动机以电动机驱动速度旋转、监控涡轮发动机的至少一个运行参数、以及基于上述至少一个运行参数的值确定涡轮发动机的电动机驱动时间，起动电动机被致动持续至少电动机驱动时间。
监控至少一个运行参数包括监控涡轮发动机内的温度或涡轮发动机的振动响应中的至少一者。上述方法进一步包括根据涡轮发动机以电动机驱动速度旋转时上述至少一个运行参数的值的调整调节电动机驱动时间。上述方法进一步包括基于上述至少一个运行参数的值确定涡轮发动机的电动机驱动速度。上述方法进一步包括根据涡轮发动机以电动机驱动速度旋转时上述至少一个运行参数的值的调整调节电动机驱动速度。
本文还对一种操作涡轮发动机的方法进行了说明。上述方法包括提供用于涡轮发动机的主要启动程序和次要启动程序并且确定起动空气阀从关闭位置到至少部分打开位置的致动模式。起动空气阀构造为控制被引向涡轮发动机的起动电动机的气流，其中，主要启动程序包括起动空气阀的自动致动模式。上述方法还包括如果致动模式不是自动致动模式则执行次要启动程序。
本文还对一种涡轮发动机进行了说明。涡轮发动机包括起动电动机和构造为控制被引向起动电动机的气流的起动空气阀。起动空气阀能够在关闭位置与打开位置之间被选择性地致动。涡轮发动机还包括与起动空气阀通信地联接的计算装置。计算装置包括存储于其上的用于涡轮发动机的主要启动程序和次要启动程序。计算装置构造为确定起动空气阀从关闭位置到至少部分打开位置的致动模式，其中，主要启动程序包括起动空气阀的自动致动模式。计算装置还构造为如果致动模式不是自动致动模式则执行次要启动程序。
本文还对一种计算机可读介质进行了说明，计算机可读介质具有在其上被具体化为用于操作涡轮发动机的计算机可执行指令。计算机可执行指令包括用于涡轮发动机的主要启动程序和次要启动程序，其中，当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令使处理器能够确定涡轮发动机的起动空气阀从关闭位置到至少部分打开位置的致动模式。主要启动程序包括起动空气阀的自动致动模式。计算机可执行指令还使处理器能够在致动模式不是自动致动模式的情况下执行次要启动程序。
本文所述的系统和方法的示例性技术效果包括以下至少一者：(a)通过既有的内部发动机控制装置在启动期间主动地控制涡轮发动机的转速；(b)有利于将涡轮发动机的转速控制在共振转速以下；(c)减少由于热转子弓弯造成的涡轮发动机的旋转部件与固定部件之间的接触相关的磨损；(d)使得起动系统能够被正常地(即，以全转矩)操作同时又在启动期间控制涡轮发动机的电动机驱动速度；(e)减少涡轮发动机的启动时间；(f)使得能够手动启动涡轮发动机；以及(g)绕过主要启动程序以便执行能够手动启动的次要启动程序。
上文详细地说明了涡轮发动机和相关部件的示例性实施例。上述系统不限于本文所述的特定实施例，相反，系统的部件和/或方法的步骤可与本文所述的其他部件和/或步骤独立并单独地使用。例如，本文所述的部件的构型也可与其他过程结合使用，并且不限于以仅本文所述的涡轮发动机和相关方法来实践。相反，能够结合需要改进或保留涡轮发动机性能的许多应用来实施并利用示例性实施例。
尽管本公开的各个实施例的特定特征可能在一些附图中示出而没有在其他附图中示出，这仅是为了方便。根据本公开的实施例的原理，一幅附图的任意特征可与任意其他附图的任意特征结合而被引用并且/或者要求保护。
一些实施例涉及一个或多个电子装置或计算装置的使用。这些装置通常包括处理器或控制器，诸如通用型中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、单片机、精简指令集计算机(RISC)处理器、特殊应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)、和/或能够执行本文所述功能的任意其他电路或处理器。本文所述的方法可被编码成被具体化在计算机可读介质，包括，但不限于，存储设备和/或内存设备，中的可执行指令。这种指令在由处理器执行时使处理器能够完成本文所述方法的至少一部分。上述示例仅是示例性的，并且因而并非意在以任何方式限制术语处理器的定义和/或意义。
本书面说明使用示例来公开本公开的实施例，包括最佳模式，也使用示例来使本领域任何技术人员都能够实践本公开的实施例，包括制作并使用任何装置或系统并执行任何所包含的方法。本文所述的实施例的可授予专利权的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或如果他们包括与权利要求的字面语言具有非实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意在落入权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种操作涡轮发动机的方法，所述方法包括：
致动所述涡轮发动机的起动电动机，使得所述涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及
致动所述涡轮发动机的多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，致动多个可变定子叶片包括调节所述多个可变定子叶片的位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度大于预定电动机驱动速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，致动多个可变定子叶片包括：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
调节所述多个可变定子叶片的所述位置，使得所述振动响应小于预定阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，致动多个可变定子叶片包括调节所述多个可变定子叶片的位置，使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度相对于所述涡轮发动机的共振转速被最大化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调节所述多个定子叶片的所述位置包括：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
当所述振动响应减小时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调节所述多个定子叶片的所述位置包括：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机内的温度；
当所述温度降低时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
以一动力输出致动所述起动电动机以便使所述涡轮发动机以大于所述涡轮发动机的共振转速的电动机驱动速度旋转；以及
将所述多个可变定子叶片的位置调节到至少部分打开位置以减小所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括关闭所述起动电动机使得所述起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。
9.一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括：
起动电动机：
压缩机组合件，所述压缩机组合件包括多个可变定子叶片；以及计算装置，所述计算装置与所述起动电动机和所述多个可变定子叶片通信地联接，所述计算装置构造为：
致动所述涡轮发动机的所述起动电动机，使得所述涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及
致动所述多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
10.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为调节所述多个可变定子叶片的位置，使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度大于预定电动机驱动速度。
11.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
调节所述多个可变定子叶片的所述位置，使得所述振动响应小于预定阈值。
12.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为调节所述多个可变定子叶片的位置，使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度相对于所述涡轮发动机的共振转速被最大化。
13.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
当所述振动响应减小时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
14.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机内的温度；
当所述温度降低时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
15.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为：
以一动力输出致动所述起动电动机以便使所述涡轮发动机以大于所述涡轮发动机的共振转速的电动机驱动速度旋转；以及
将所述多个可变定子叶片的位置调节到至少部分打开位置以减小所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
16.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述计算装置进一步构造为关闭所述起动电动机使得所述起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。
17.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质具有在其上被具体化为用于操作涡轮发动机的计算机可执行指令，其中，当由至少一个处理器执行所述计算机可执行指令时，所述计算机可执行指令使所述处理器能够：
致动所述涡轮发动机的起动电动机，使得所述涡轮发动机的电动机驱动速度增加；以及
致动所述涡轮发动机的多个可变定子叶片，使得所述多个可变定子叶片至少部分地打开以控制所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
18.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述振动响应小于预定阈值。
19.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够调节所述多个可变定子叶片的位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度相对于所述涡轮发动机的共振转速被最大化。
20.根据权利要求19所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机的振动响应；以及
当所述振动响应减小时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
21.根据权利要求19所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够：
监控所述涡轮发动机以所述电动机驱动速度旋转时的所述涡轮发动机内的温度；
当所述温度降低时调节所述多个可变定子叶片的所述位置使得所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度增加。
22.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够：
以一动力输出致动所述起动电动机以便使所述涡轮发动机以大于所述涡轮发动机的共振转速的电动机驱动速度旋转；以及
将所述多个可变定子叶片的位置调节到至少部分打开位置以减小所述涡轮发动机的所述电动机驱动速度。
23.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器能够关闭所述起动电动机使得所述起动电动机被致动的时间量小于或等于预定持续时间。
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