CN110242366A - 轴承转子推力控制 - Google Patents

Abstract

大体上公开了用于涡轮机的转子推力平衡系统以及使用其方法。例如，用于涡轮机的转子推力平衡系统，其中涡轮机限定延伸涡轮机的长度的中心线。系统包括旋转驱动轴、推力轴承以及第一波导传感器。旋转驱动轴联接涡轮机的涡轮区段和压缩机区段。推力轴承支承涡轮机的旋转驱动轴。推力轴承包括多个滚珠轴承、联接至旋转驱动轴的内座圈，以及联接至固定结构的外座圈。第一波导传感器在波导传感器的第一端部联接至外座圈。波导传感器将振动频率从推力轴承传递至波导传感器的第二端部。

Description

轴承转子推力控制

联邦政府资助的研究

本发明在空军部的编号为FA8650-15-D-2501的合同下利用政府支持完成。政府可享有本发明的某些权利。

技术领域

本主题大体上涉及涡轮机，并且更具体而言，涉及涡轮机中的平衡推力轴承系统。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括彼此成流动连通布置的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段，以及排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，其中一个或多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并且在燃烧区段内燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段导送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，并且随后通过排气区段被导送至例如大气。

常规燃气涡轮发动机包括转子组件，该转子组件具有轴、压缩机叶轮、涡轮、联轴器、密封组合件以及在给定的操作条件下用于最佳操作的其它元件。这些转子组件具有由于重力产生恒定静力的质量，并且还由于例如在操作、加速等期间转子组件的不平衡而产生动力。除了径向轴力之外，旋转组件还经历由例如涡轮机级之间的内部压力产生的轴向力和燃气涡轮发动机的推力。此类燃气涡轮发动机包括径向轴承和推力轴承，以在容许转子组件旋转的同时承受住并支承这些力。例如，轴向力的总和可导致净轴向力或推力。此类推力可沿向前或向后方向。可采用推力轴承来吸收该推力并且允许转子组件继续旋转。

在某些情况下，作用在推力轴承上的净轴向力或推力可使方向从向前切换至向后，或者反之亦然；此类情况被称为交叉(cross-over)。因此，如果没有得到补偿，则交叉可导致推力轴承中的空载滚珠轴承。空载的滚珠轴承可降低转子的径向定心，从而导致改变的密封间隙。轴承上的低转子推力还可使滚珠轴承相对于滚道滑动，并且潜在地导致打滑损坏。而且，低转子推力可降低有效的轴承刚度，从而可能对转子动力学产生不利影响。

为了防止交叉状态，一些转子组件设计成使得合成的推力在宽范围的操作状态下保持单向、向前或向后。为了补偿单向涡轮组件，此类设计可导致超大且超重的轴承。例如，推力轴承必须能够支承推力载荷，同时仅限于接收向前或向后净力。

因此，更轻、更小的推力轴承在能够对推力交叉进行校正的系统中将为有用的。更具体而言，在减小大小和重量的同时能够使用推力轴承的向前能力和向后能力两者的转子推力系统将为特别有益的。

发明内容

方面和优点将在以下描述中部分地得到阐述，或者可根据描述为明显的，或者可通过本发明的实践而习知。

在一个方面中，本公开涉及一种用于涡轮机的转子推力平衡系统，其中涡轮机限定延伸涡轮机的长度的中心线。系统包括旋转驱动轴、推力轴承，以及第一波导传感器。旋转驱动轴联接涡轮机的涡轮区段和压缩机区段。推力轴承支承涡轮机的旋转驱动轴。推力轴承包括多个滚珠轴承、联接至旋转驱动轴的内座圈，以及联接至固定结构的外座圈。第一波导传感器在波导传感器的第一端部处联接至外座圈。波导传感器将振动频率从推力轴承传递至波导传感器的第二端部。

在一个实施例中，系统还包括第二波导传感器。第一波导传感器的第一端部可联接至外座圈相对于中心线的前端部。第二波导传感器的第一端部可联接至外座圈相对于中心线的后端部。在另一实施例中，系统还包括与旋转驱动轴接触的推力腔。可加压推力腔，以相对于中心线向前或向后变更旋转驱动轴上的力。在不同的实施例中，推力腔位于涡轮机的涡轮区段处。在再一实施例中，推力腔位于涡轮机的压缩机区段处。

在又一实施例中，第一波导传感器包括位于涡轮机外部的第二端部。在另一实施例中，系统还包括位于第一波导传感器的第二端部处的控制传感器。控制传感器可将推力轴承的振动频率传递至涡轮机的控制系统。在一个示例性实施例中，控制系统与阀连通，以减小或增加供应至推力腔的压力。因此，推力腔可相对于中心线向前或向后变更旋转驱动轴上的力。在另一实施例中，控制传感器为压电传感器。在另一个实施例中，控制系统为全权限发动机控制系统。

在一个示例性实施例中，旋转驱动轴为将高压涡轮区段联接至高压压缩机区段的高压驱动轴。在再一实施例中，旋转驱动轴为将低压涡轮区段联接至低压压缩机区段或风扇区段中的至少一个的低压驱动轴。

在另一方面中，本公开涉及一种平衡涡轮机的推力轴承上的转子推力的方法。其中，涡轮机限定延伸涡轮机的长度的中心线。方法包括使用联接至推力轴承的波导传感器将振动频率从推力轴承传递至涡轮机的外部。在另一步骤中，方法包括将振动频率传递至通信地耦合于控制系统的控制传感器。在不同的步骤中，方法包括确定推力轴承是否处于交叉状态。在再一步骤中，方法包括改变旋转驱动轴上的力，以使推力轴承脱离交叉状态。

在一个实施例中，振动频率包括滚珠经过频率(ball passing frequency)。在又一实施例中，方法包括确定推力轴承的滚珠经过频率是否低于第一阈值。在示例性实施例中，方法还包括响应于推力轴承的交叉状态改变与旋转驱动轴接触的推力腔的压力。在再一实施例中，方法包括将信号从控制系统传递至阀。阀可联接至涡轮机的压缩机区段并从该涡轮机的压缩机区段接收加压流体，并且将加压流体选择性地传递至与旋转驱动轴接触的推力腔。在一个实施例中，方法还包括改变推力腔的压力。因此，推力腔的改变的压力可变更施加于旋转驱动轴的力。

在另一方面中，本发明涉及一种确定涡轮机的推力轴承上的转子推力的方向的方法，其中涡轮机限定延伸涡轮机的长度的中心线。方法包括使用联接至推力轴承的第一波导传感器和第二波导传感器将滚珠经过频率从推力轴承传递至涡轮机的外部。方法还包括将滚珠经过频率传递至通信地耦合于控制系统的控制传感器。在另一个步骤中，方法包括将从相对于中心线在推力轴承的前端部处的第一波导传感器传递的第一滚珠经过频率的幅度(magnitude)与从相对于中心线在推力轴承的后端部处的第二波导传感器传递的第二滚珠经过频率的幅度进行比较。

在示例性实施例中，方法还包括基于第一滚珠经过频率和第二滚珠经过频率的幅度之间的差来确定作用在旋转驱动轴上的转子推力相对于中心线的方向。

技术方案1. 一种用于涡轮机的转子推力平衡系统，其中所述涡轮机限定延伸所述涡轮机的长度的中心线，所述系统包括：

旋转驱动轴，其联接所述涡轮机的涡轮区段和压缩机区段；

推力轴承，其支承所述涡轮机的所述旋转驱动轴；所述推力轴承包括：

多个滚珠轴承；

内座圈，其联接至所述旋转驱动轴；和

外座圈，其联接至固定结构；以及

第一波导传感器，其在所述波导传感器的第一端部处联接至所述外座圈，其中所述波导传感器将振动频率从所述推力轴承传递至所述波导传感器的第二端部。

技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二波导传感器，其中所述第一波导传感器的所述第一端部联接至所述外座圈相对于所述中心线的前端部，并且所述第二波导传感器的第一端部联接至所述外座圈相对于所述中心线的后端部。

技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

推力腔，其与所述旋转驱动轴接触，其中所述推力腔被加压，以相对于所述中心线向前或向后变更所述旋转驱动轴上的力。

技术方案4. 根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述推力腔位于所述涡轮机的所述涡轮区段处。

技术方案5. 根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述推力腔位于所述涡轮机的所述压缩机区段处。

技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第一波导传感器包括位于所述涡轮机外部的第二端部。

技术方案7. 根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制传感器，其位于所述第一波导传感器的所述第二端部处，用以将所述推力轴承的所述振动频率传递至所述涡轮机的控制系统。

技术方案8. 根据技术方案7所述的系统，其特征在于，所述控制系统与阀通信，以减小或增大供应至推力腔的压力，并且其中所述推力腔相对于所述中心线向前或向后变更所述旋转驱动轴上的力。

技术方案9. 根据技术方案7所述的系统，其特征在于，所述控制传感器为压电传感器。

技术方案10. 根据技术方案7所述的系统，其特征在于，所述控制系统为全权限发动机控制系统。

技术方案11. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述旋转驱动轴为将高压涡轮区段联接至高压压缩机区段的高压驱动轴。

技术方案12. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述旋转驱动轴为将低压涡轮区段联接至低压压缩机区段或风扇区段中的至少一个的低压驱动轴。

技术方案13. 一种平衡涡轮机的推力轴承上的转子推力的方法，其中所述涡轮机限定延伸所述涡轮机的长度的中心线，所述方法包括：

使用联接至所述推力轴承的波导传感器将振动频率从所述推力轴承传递至所述涡轮机的外部；

将所述振动频率传递至通信地耦合至控制系统的控制传感器；

确定所述推力轴承是否处于交叉状态；以及

改变旋转驱动轴上的力，以使所述推力轴承脱离所述交叉状态。

技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述振动频率包括滚珠经过频率。

技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述推力轴承的所述滚珠经过频率是否低于第一阈值。

技术方案16. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述推力轴承的交叉状态改变与所述旋转驱动轴接触的推力腔的压力。

技术方案17. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将信号从所述控制系统传递至阀，其中阀联接至所述涡轮机的压缩机区段并从所述涡轮机的所述压缩机区段接收加压流体，并且将所述加压流体选择性地传递至与所述旋转驱动轴接触的推力腔。

技术方案18. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

改变所述推力腔的所述压力，其中所述推力腔的所述改变的压力变更施加于所述旋转驱动轴的力。

技术方案19. 一种确定涡轮机的推力轴承上的转子推力的方向的方法，其中所述涡轮机限定延伸所述涡轮机的长度的中心线，所述方法包括：

使用联接至所述推力轴承的第一波导传感器和第二波导传感器将滚珠经过频率从所述推力轴承传递至所述涡轮机的外部；

将所述滚珠经过频率传递至通信地耦合于控制系统的控制传感器；以及

将从相对于所述中心线在所述推力轴承的前端部处的所述第一波导传感器传递的第一滚珠经过频率的幅度与从相对于所述中心线在所述推力轴承的后端部处的所述第二波导传感器传递的第二滚珠经过频率的幅度进行比较。

技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述第一滚珠经过频率和所述第二滚珠经过频率的所述幅度之间的差来确定作用在所述旋转驱动轴上的所述转子推力相对于所述中心线的所述方向。

这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求而变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

在参照附图的说明书中阐述针对本领域技术人员的本发明的完整且充分的公开，包括其最佳模式，在附图中：

图1为根据本主题的方面的可在飞行器内使用的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面视图；

图2为根据本主题的方面的用于相对于燃气涡轮发动机的轴密封轴承室壳体的推力轴承室密封系统的一个实施例的截面视图；

图3为根据本主题的方面的图2中示出的轴承室密封系统的特写截面视图，特别地示出附接于推力轴承的密封室壳体和波导传感器；

图4为根据本主题的方面的用于平衡推力轴承上的转子推力的系统的视图；

图5为根据本主题的方面的在图4的系统中使用的推力腔的示意图，该推力腔位于涡轮机的涡轮区段中；

图6为根据本主题的方面的在图4的系统中使用的推力腔的示意图，该推力腔位于涡轮机的压缩机排气压力密封件处；

图7为根据本主题的方面的在图4的系统中使用的两个推力腔的示意图，其中一个推力腔位于推力轴承的前方，且另一个位于推力轴承的后方；

图8为根据本主题的方面的由两个旋转结构界定的推力腔的示意图；

图9为根据本主题的方面的使用用于平衡推力轴承上的转子推力的系统的方法的流程图；以及

图10为根据本主题的方面的使用用于平衡推力轴承上的转子推力的系统的另一方法的流程图。

附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

部件列表

10燃气涡轮发动机

12纵向/轴向中心线轴线

14核心涡轮发动机

16风扇区段

18管状外壳

20环形入口

22增压压缩机

23压缩机区段

24高压压缩机

26燃烧器

28第一/高压涡轮

29涡轮区段

30第一/高压驱动轴

31旋转驱动轴

32第二/低压涡轮

33高压转轴

34第二/低压驱动轴

35低压转轴

36排气喷嘴

37减速装置

38可旋转/轴流式风扇转子组件

39外表面

40环形风扇壳

42出口导叶

44风扇转子叶片

46下游区段

48旁通空气流导管

50箭头(进入10的空气流)

52入口

54箭头(第一压缩空气流)

56箭头(第二压缩空气流)

58箭头(进入24的空气流)

60高能燃烧产物

100轴承室密封系统

102推力轴承室壳体

104迷宫式密封件

106碳密封件

112定子导叶

114导管

116涡轮叶片

118推力轴承

119径向轴承

120槽或室

124高压腔

126放气端口

128内座圈

130外座圈

132滚珠轴承

136内表面

138外表面

140凹槽

142外侧

144内侧

146发夹形部件

162外轴部分

164内轴部分

166径向壁

168腔

200转子推力平衡系统

201第一波导传感器

202波导传感器

203第二波导传感器

204(201的)第一端部

205(203的)第一端部

206(201的)第二端部

207(203的)第二端部

208压电传感器

209前端部

210全权限数字式发动机控制(FADEC)系统

211后端部

212通信电缆

214通信电缆

216阀

218第一管线

220第二管线

222推力腔

223第一推力腔

224固定结构

225第二推力腔

226旋转结构

227第一旋转结构

228推力腔密封件

229压缩机排气压力(CDP)密封件

230第二旋转结构

300方法

302方法步骤

304方法步骤

306方法步骤

308方法步骤

310方法步骤

312方法步骤

314方法步骤

400方法

402方法步骤

404方法步骤。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中被示出。各个示例通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求和它们的等效方案的范围内的此类改型和变型。

如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可被可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。

用语“上游”和“下游”是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流至的方向。

大体上提供用于平衡涡轮机的转子推力的系统，以及实现该平衡的方法。在一个实施例中，系统包括旋转驱动轴、推力轴承以及第一波导传感器。旋转驱动轴大体上联接涡轮机的涡轮区段和涡轮机的压缩机区段。在一个实施例中，推力轴承包括多个滚珠轴承、内座圈以及外座圈，使得内座圈联接至旋转驱动轴，并且外座圈联接至固定结构。根据一个特定实施例，第一波导传感器在波导传感器的第一端部处联接至外座圈。大体上，波导传感器可将振动频率从推力轴承传递至波导传感器的第二端部。

在某些实施例中，用于涡轮机的转子推力平衡系统防止推力轴承在交叉状态下操作。交叉状态的避免可减少空载滚珠轴承在推力轴承中的发生。例如，交叉的预防可允许转子的更好径向定心和适当的密封间隙。避免滚珠轴承相对于滚道的滑动可防止打滑损坏。此外，防止低转子推力可有助于确保正确的有效轴承刚度并且避免对转子动力学的不利影响。

在某些实施例中，测量转子推力交叉并对其校正的能力将允许产品发动机具有更大范围的转子推力，而不增加转子推力沿任何一个方向的总幅度。此外，较低幅度的轴承推力载荷允许较小的、重量较轻的轴承。例如，可通过以下来最小化轴承大小：使转子推力集中在零或零点位置附近，同时仍然避免交叉状态，从而允许较小幅度的推力载荷。此外，用波导传感器代替测量技术(如加速度计)可允许传感器附接在轴承处，其中加速度计可不具有足够的可靠性。例如，波导传感器的具有最低可靠性的部分(例如，压电传感器)可安装在发动机的外部，在此该部分经受较少的热量并且可更容易更换。

应当认识到的是，尽管本主题将大体上在本文中参照燃气涡轮发动机来描述，但是公开的系统和方法可大体上在任何合适类型的涡轮发动机(包括基于飞行器的涡轮发动机、陆基涡轮发动机和/或蒸汽涡轮发动机)内的推力轴承上使用。此外，尽管本主题大体上参照涡轮发动机的高压转轴来描述，但是还应当认识到的是，公开的系统和方法可在涡轮发动机内的任何转轴(例如，低压转轴或中压转轴)上使用。

现在参照附图，图1示出根据本主题的方面的可在飞行器内使用的燃气涡轮发动机10的一个实施例的截面视图，其中示出的发动机10具有延伸穿过其中用于参照目的的纵向或轴向中心轴线12。大体上，发动机10可包括核心燃气涡轮发动机(大体上由附图标记14指示)和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14可大体上包括大致管状的外壳18，其限定环形入口20。此外，外壳18可进一步包封和支持压缩机区段23。对于示出的实施例，压缩机区段23包括增压压缩机22和高压压缩机24。增压压缩机22大体上将进入核心发动机14的空气的压力(由箭头54指示)增大到第一压力水平。高压压缩机24(如多级轴流式压缩机)可接着接收来自增压压缩机22的加压空气(由箭头58指示)，并且进一步增大此空气的压力。离开高压压缩机24的加压空气可接着流至燃烧器26，在燃烧器26内，燃料喷射到加压空气流中，其中所得的混合物在燃烧器26内燃烧。

对于示出的实施例，外壳18可进一步包封和支持涡轮区段29。此外，对于描绘的实施例，涡轮区段29包括第一高压涡轮28和第二低压涡轮32。对于示出的实施例，高能燃烧产物60被从燃烧器26沿着发动机10的热气体路径引导至高压涡轮28，用于经由第一高压驱动轴30驱动高压压缩机24。随后，燃烧产物60可被引导至低压涡轮32，用于经由大体上与第一驱动轴30同轴的第二低压驱动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16。在驱动涡轮28和32中的各个之后，燃烧产物60可经由排气喷嘴36从核心发动机14排出，以提供推进喷射推力。

此外，如图1中示出的，发动机10的风扇区段16可大体上包括由环形风扇壳40包绕的可旋转的轴流式风扇转子组件38。本领域技术人员应当认识到的是，风扇壳40可相对于核心发动机14由多个大致径向延伸的、周向间隔的出口导叶42支承。因此，风扇壳40可包封风扇转子组件38及其对应的风扇叶片44。此外，风扇壳40的下游区段46可在核心发动机14的外部部分上延伸，以便限定次级或旁通空气流导管48，从而提供附加的推进喷射推力。

应当认识到的是，在若干实施例中，低压驱动轴34可直接联接至风扇转子组件38，以提供直接驱动构造。作为备选，低压驱动轴34可经由减速装置37(例如，减速齿轮或齿轮箱或变速器)联接至风扇转子组件38，以提供间接驱动或齿轮驱动构造。此类(多个)减速装置37也可根据期望或需要设在发动机内的任何其它合适的轴和/或转轴之间。

在发动机10的操作期间，应当认识到的是，初始空气流(由箭头50指示)可通过风扇壳40的相关入口52进入发动机10。对于示出的实施例，空气流50接着穿过风扇叶片44并且分成移动穿过导管48的第一压缩空气流(由箭头54指示)和进入增压压缩机22的第二压缩空气流(由箭头56指示)。在描绘的实施例中，第二压缩空气流56的压力随后增大并且进入高压压缩机24(如由箭头58指示的)。在与燃料混合并在燃烧器26内燃烧之后，燃烧产物60可离开燃烧器26并且流动穿过高压涡轮28。此后，对于示出的实施例，燃烧产物60流动穿过低压涡轮32并且离开排气喷嘴36，以为发动机10提供推力。

在某些实施例中，发动机10可为自适应循环发动机或可变循环发动机。燃气涡轮发动机10可通过设计空气流导管48与核心燃气涡轮发动机14之间的旁通比来平衡能量效率与高推力产生之间的性能。旁通比可由移动穿过空气流导管48的第一压缩空气流54和移动穿过核心燃气涡轮发动机14的第二压缩空气流56的比率限定。大体上，具有高旁通比的燃气涡轮发动机10对应于高效的燃气涡轮发动机10，但是燃气涡轮发动机10可具有相对较低的最大推力。类似地，具有低旁通比的燃气涡轮发动机10可具有较高的最大推力，但是燃气涡轮发动机10可具有较低的效率。

自适应循环发动机或可变循环发动机可结合可变旁通比的设计。例如，在需要高推力时，如起飞状态，旁通比可调节到较低的值。类似地，在期望高效率时，如在巡航状态下，旁通比可调节到较高的值。旁通比的调节可通过变更空气流导管48的面积和核心燃气涡轮发动机14的入口来实现。在另一实施例中，可使用附加的管道来选择性地将更多或更少的空气传送至核心燃气涡轮发动机14或空气流导管48。

大体上参照图3-7，根据本主题的方面，示出用于涡轮机(如但不限于图1的燃气涡轮发动机10)的转子推力平衡系统200的实施例的各种视图。出于参照目的，涡轮机限定延伸涡轮机的长度的中心线12。在示出的实施例中，系统200包括旋转驱动轴31、推力轴承118以及第一波导传感器201。对于示出的实施例，旋转驱动轴31联接涡轮机的涡轮区段29和涡轮机的压缩机区段23。推力轴承118可包括多个滚珠轴承132、内座圈128以及外座圈130。对于描绘的实施例，内座圈128联接至旋转驱动轴31，并且外座圈130联接至固定结构，如推力轴承室壳体102。在示例性实施例中，第一波导传感器201在第一波导传感器201的第一端部204处联接至外座圈130。此外，第一波导传感器201可将振动频率从推力轴承118传递至第一波导传感器201的第二端部206。

再次特别地参照图1，系统200大体上包括旋转驱动轴31，其联接涡轮机的涡轮区段29和压缩机区段23。在一个实施例中，旋转驱动轴31为将高压涡轮28联接至高压压缩机24的高压驱动轴30。高压涡轮28、高压压缩机24以及高压驱动轴30可一起被称为高压转轴33。在另一实施例中，旋转驱动轴31为将低压涡轮32联接至低压压缩机(如增压压缩机22)和风扇区段16的低压驱动轴34。作为备选，低压驱动轴34可将低压涡轮32仅联接至增压压缩机22或仅联接至风扇区段16。低压涡轮32、低压驱动轴34，以及增压压缩机22或风扇区段16中的至少一个可一起被称为低压转轴35。在又一实施例(未示出)中，旋转驱动轴31可为将中间压缩机联接至中间涡轮的中压驱动轴。中压驱动轴、中压压缩机以及中压涡轮可一起被称为中压转轴。

应当认识到，在另外的实施例中，本发明可包括低压驱动轴34、高压驱动轴30以及中压驱动轴的任何组合。例如，高压驱动轴30和低压驱动轴34两者都可联接至推力轴承118和波导传感器202，如在下面更详细地描述的。

现在参照图2-3，根据本主题的方面示出包含推力轴承118的轴承室密封系统100的一个实施例的视图。具体而言，图2为用于抑制推力轴承室壳体102相对于燃气涡轮发动机10的旋转驱动轴31的润滑的密封系统100的截面视图。图3为图2中示出的密封系统100的特写截面视图，特别地示出迷宫式密封件104和碳密封件106(如流体动力密封件)，其设置在轴承室壳体102的轴向相反的端部处。

如图2中示出的，密封系统100可大体上将轴承室壳体102与高压驱动轴30隔离，高压驱动轴30相对于其旋转。然而，密封系统100可隔离发动机10中的任何不动的构件和任何旋转轴(例如，低压驱动轴34)。对于示出的实施例，在一个或多个定子导叶112将流动穿过导管114的燃烧产物60引导到联接至高压驱动轴30的一个或多个涡轮叶片116上时发生相对旋转。推力轴承118相对于发动机10中的各种固定构件支承高压驱动轴30。此外，对于示出的实施例，轴承室壳体102至少部分地沿径向包封推力轴承118，由此形成优选具有径向形状的槽或室120，推力轴承118设置在该槽或室120中。用于润滑推力轴承118的各种构件的润滑剂(例如，油)可在室120流通。对于示出的实施例，高压腔124设置在轴承室壳体102的外部。在示例性实施例中，来自压缩机区段23、涡轮区段29和/或风扇区段16的放气流动穿过放气端口126，以将高压腔124加压至相对大于室120中的压力的压力。

对于描绘的实施例，至少两个密封件(如迷宫式密封件104和碳密封件106)使高压驱动轴30和轴承室壳体102分离。然而，至少两个密封件可为任何合适类型的密封件。例如，在其它实施例中，多个实验室密封件、碳密封件和/或流体动力密封件可在密封系统100中使用。对于示出的实施例，迷宫式密封件104和碳密封件106使高压腔124和室120分离。图2示出设置在碳密封件106上游的迷宫式密封件104；然而，碳密封件106也可定位在迷宫式密封件104下游。

在这方面，对于示出的实施例，轴承室壳体102、至少两个密封件(例如，迷宫式密封件104和碳密封件106)以及高压驱动轴30共同地包封室120。即，轴承室壳体102、至少两个密封件以及高压驱动轴30的组合可沿轴向、沿径向且沿周向完全地包绕室120。此外，对于示出的实施例，至少两个密封件(例如，迷宫式密封件104和碳密封件106)为包封室120的仅有的密封件，但是应当认识到的是，在其它实施例中，任何数量的密封件可用于包封室120，如三个或更多个。

在图3中示出的实施例中，示出推力轴承118和轴承室壳体102的特写视图。例如，轴承118包括围绕高压驱动轴30的外表面39沿周向延伸的内座圈128。在示出的实施例中，外座圈130从内座圈128沿径向向外设置并且与固定结构(如轴承室壳体102的内表面)配合。内座圈128和外座圈130可具有分开的座圈构造。对于描绘的实施例，内座圈128和外座圈130将至少一个滚珠轴承132夹在其间。优选地，内座圈128和外座圈130将至少三个滚珠轴承132夹在其间。在其它实施例中，内座圈128和外座圈130可将至少一个圆筒夹在中间，以形成推力轴承118。

图3还更精密地示出迷宫式密封件104和碳密封件106。对于描绘的实施例，迷宫式密封件104和碳密封件106(如流体动力密封件)为非接触式密封件，其在以高速操作时不需要在不动的构件与移动构件之间有接触。非接触式密封件典型地具有比接触式密封件更长的使用寿命。尽管如此，在其它实施例中，密封件中的一个或两个可为接触式密封件。各种类型的密封件可以不同的方式操作。对于描绘的实施例，迷宫式密封件104包括内表面136和外表面138。例如，在内表面136与外表面138之间延伸的曲折路径(未示出)防止润滑剂逸出轴承室壳体102。对于示出的示例性实施例，迷宫式密封件104的外侧138上(即，在高压腔124中)的空气压力大于迷宫式密封件104的内侧136上(即，在室120中)的空气压力。在这方面，不动的构件和旋转构件可在其间的相对旋转期间由空气膜分离。

然而，对于示出的实施例，碳密封件106(如流体动力密封件)包括使不动的构件和旋转构件分离的一个或多个凹槽140。碳密封件106的外侧142上(即，在高压腔124中)的空气压力可大于碳密封件106的内侧144上(即，在室120中)的空气压力。因此，对于示出的实施例，来自高压腔124的空气流动穿过凹槽140而至室120中，由此在不动的构件与旋转构件之间产生空气膜。另外，在其它实施例中，碳密封件106可为接触式碳密封件。

在一个实施例中，碳密封件106接近高压驱动轴30的发夹形部件146并且与其密封接合。例如，发夹形部件146包括径向外轴部分162，其通过径向壁166而相对于径向内轴部分164沿径向偏移。在这方面，对于描绘的实施例，径向外轴部分162、径向内轴部分164以及径向壁166在其间限定腔168。在一个实施例中，径向外轴部分162与碳密封件106密封接合。在这方面，径向外轴部分162可在高压驱动轴30不动或以低速旋转时接触碳密封件106。然而，对于示出的实施例，碳密封件106在高压驱动轴30以高速旋转时脱离径向外轴部分162。

对于示出的实施例，发夹形部件146可改进燃气涡轮发动机10的性能。例如，来自室120的润滑剂能够接触和冷却发夹形部件146的径向外轴部分162的径向内侧。对于示出的实施例，这冷却径向外轴部分162的径向外侧，其在低速下与碳密封件106接触并且在高速下接近碳密封件106。即，来自径向外侧的热量可通过径向外轴部分162传导至其径向内侧，其由润滑剂冷却。这使碳密封件106保持较冷，这继而又容许燃气涡轮发动机10更热且更快地运行，由此针对示出的实施例改进其性能。

对于示出的实施例，迷宫式密封件104的外侧138和碳密封件106的外侧142上的压力应当大致上相同。即，高压腔124中的空气压力应当始终大致上相同，以防止空气流动流的产生。这些空气流可引导空气远离碳密封件106。

现在参照图4，根据本主题的方面示出用于涡轮机的转子推力平衡系统200的视图。对于示出的实施例，系统200包括至少一个波导传感器202(如第一波导传感器201)，其在波导传感器202的第一端部204,205处联接至推力轴承118的外座圈130。应当认识到，内座圈128可联接至任何旋转驱动轴31。例如，旋转驱动轴31可为高压驱动轴30。在另一实施例中，旋转驱动轴31可为低压驱动轴34。

应当认识到的是，在其它实施例中，波导传感器202可联接至轴承室壳体102。如图4的实施例中示出的，波导传感器202将振动频率从推力轴承118传递至波导传感器202的第二端部206,207。如本文中使用的，用语“通信(communicating)”、“通信的”、“通信(communication)”、“通信(communicates)”、“通信地”，以及前面的变型意指直接通信或如通过存储器系统或另一中间系统的间接通信。

从波导传感器202传递的振动频率可大体上用于评估任何轴承的健康状况。例如，破裂或磨损的滚珠轴承132可改变推力轴承118的频率。因此，由波导传感器202传递的频率上的变化可指示滚珠轴承132需要维护或更换。此外，推力轴承118的频率上的变化还可指示内座圈128或外座圈130损坏或有缺陷。因此，在某些实施例中，系统200可用于监测轴承健康状况，如推力轴承118的健康状况。

如在此描述的波导传感器202可包括在减少能量损失的同时沿着路径导引波的结构。例如，波导通过限制沿着一个维度或两个维度的扩展来减少能量损失或信号衰减。在公开的系统200的实施例中，波导传感器202将振动或声波沿着波导传感器202的长度从第一端部204,205传递至第二端部206,207。例如，波导传感器202可为延伸波导传感器202的长度的金属线，其至少部分地包封在护套内。金属线可直接安装至感兴趣的轴承，如推力轴承118或轴承室壳体102。对于描绘的实施例，波导传感器202安装在推力轴承118的前端部209和后端部211两者上。因此，波导传感器202可感测低转子推力并且确定推力轴承118加载的方向，如在下面更详细地描述的。

此外，波导传感器202可允许测量装置在第二端部206,207处接收始发于第一端部204,205的信号。更具体而言，对于示出的实施例，波导传感器202将振动信号从推力轴承118传递至发动机10的外部、核心燃气涡轮发动机14外部，或两者。因此，波导传感器202的第二端部206,207可位于发动机10外部，位于核心燃气涡轮发动机14外部，或者两者。

在某些实施例中，系统200包括在波导传感器202的第二端部206,207处的控制传感器。仍然参照图4，控制传感器可为压电传感器208。在此描述的压电传感器208可包括通过将压力、加速度、温度、应变或力的变化转化成电荷而使用压电效应来确定它们的装置。例如，已知压电传感器208在受力变形时产生电压的变化。因此，一些压电传感器208在暴露于振动时产生可读的电压或电流波动，如传递至波导传感器202的第二端部206,207并随后传递至压电传感器208的振动频率。

现在参照图3-4，在示出的实施例中，系统200可包括第一波导传感器201和第二波导传感器203。更具体而言，第一波导传感器201的第一端部204可相对于中心线12在前端部209处联接至外座圈130。类似地，第二波导传感器203的第一端部205可相对于中心线12在后端部211处联接至外座圈130。应当认识到的是，在另外的实施例中，系统200可包括仅一个波导传感器202，或者可包括三个或更多个波导传感器202

此外，由波导传感器202传递的振动频率可为与轴承相关联的任何频率。例如，传递的振动频率可为滚珠经过频率。对于描绘的实施例，滚珠经过频率可为滚珠轴承132经过座圈128,130中的一个上的特定位置的速率。用语滚珠经过频率可大体上是指内座圈128上的滚珠经过频率或外座圈130上的滚珠经过频率。滚珠经过频率可基于推力轴承118的几何形状和转子速度来在分析上进行预测。例如，座圈128,130的弯曲度、内座圈128与外座圈130之间的内部径向间隙，以及滚珠轴承132的数量可用于预测滚珠经过频率。

在示出的实施例中，波导传感器202联接至外座圈130。因此，由波导传感器202传递的滚珠经过频率可为外滚珠经过频率。在交叉状态的情况下，向前或向后的力都不施加于轴承。此类情况可导致滑动而不是平稳地旋转的空载滚珠轴承132。例如，滚珠轴承132可在内座圈128上打滑而不是旋转。因此，外座圈130上的滚珠经过频率可下降，从而表明轴承滑动并因此推力轴承118上的交叉状态。例如，滚珠经过频率可下降到低于预测值近似百分之五到百分之十，从而表明轴承滑动。此外，滚珠经过频率可下降至近似零，从而表明轴承处于接近完全滑动状态。

现在特别地参照图4，系统200可包括控制系统，其通信地链接于位于波导传感器202的第二端部206,207处的控制传感器(例如，压电传感器208)。例如，第一波导传感器201可具有第二端部206。类似地，第二波导传感器203可具有第二端部207。因此，振动频率(如滚珠经过频率)可传递至控制系统。例如，系统200可包括全权限数字式发动机控制(FADEC)系统210，其经由通信电缆212与压电传感器208通信。对于示出的实施例，压电传感器208将推力轴承118的滚珠经过频率传递至发动机10的FADEC 210。

对于示出的实施例，一旦滚珠经过频率传递至控制系统，控制系统便确定推力轴承118是否处于交叉状态。例如，FADEC 210可经由通信电缆212从压电传感器208接收信号，并且确定滚珠经过频率是否低于第一阈值。在一个示例性实施例中，低于第一阈值的滚珠经过频率可对应于处于交叉状态下的推力轴承118。

此外，系统200可用于使用两个波导传感器201,203来确定和监测转子推力的方向。例如，FADEC 210可从联接至波导传感器201,203的压电传感器208接收信号。因此，对于示出的实施例，FADEC 210接收外座圈130上的前端部209和后端部211两者处的滚珠经过频率。虽然两个位置处的滚珠经过频率的频率可为相同的，但是滚珠经过频率的幅度可为不同的。例如，向前作用的转子推力可在外座圈130的前端部209上产生更高幅度的滚珠经过频率。相反地，向后作用的转子推力可在外座圈130的后端部211处产生更高幅度的滚珠经过频率。因此，对于示出的实施例，FADEC 210比较外座圈130的前端部209和后端部211两者处的滚珠经过频率的幅度，并且确定作用在推力轴承118和高压驱动轴30上的转子推力的方向。

现在大体上参照图4-7并且特别地参照图4，系统200可改变作用在高压驱动轴30上的力，以使推力轴承118脱离交叉状态。例如，系统200可包括与高压驱动轴30接触的推力腔222。对于描绘的实施例，推力腔222的改变的压力使高压驱动轴30相对于发动机10的中心线12向前或向后移动。例如，推力腔222可由固定结构224、旋转结构226以及至少一个推力腔密封件228限定。推力腔密封件228可为本领域中已知的任何密封件，如但不限于迷宫式密封件、流体动力密封件，或碳密封件106。例如，推力腔222中的改变的压力可变更推力腔222施加在旋转结构226上的力。应当认识到，对于描绘的实施例，高压驱动轴30包括旋转结构226。例如，旋转结构226可联接至高压驱动轴30，或者可与高压驱动轴30形成为单个件。因此，对于示出的实施例，施加于高压驱动轴30的旋转结构226的力传递至推力轴承118，以使其向前或向后推离交叉状态。

还应当认识到的是，燃气发动机10可包括一个或多个径向轴承119，其定位在旋转驱动轴31或旋转结构226与固定结构224之间。径向轴承119可大体上由相对于中心线12垂直的径向力支承旋转驱动轴31。

此外，控制系统(如FADEC 210)可响应于推力轴承118中的交叉状态发送信号，以使推力腔222加压。例如，FADEC 210可经由通信电缆214将信号传递至阀216，以增大或减小供应至推力腔222的压力。对于描绘的实施例，阀216联接至高压压缩机24并且经由第一管线218接收加压流体，如空气。此外，在示出的实施例中，阀216经由第二管线220联接至推力腔222。因此，对于示出的实施例，来自FADEC 210的信号使阀216选择性地打开，以使放气经由第二管线220使推力腔222加压。应当认识到的是，加压流体可起源于任何来源，如但不限于增压压缩机22、高压涡轮28、低压涡轮32或泵。此外，推力腔222可用于通过从推力腔222放气而使推力轴承118从交叉状态移开，因此减小施加于高压驱动轴30的力。

在一个实施例中，FADEC 210为闭环控制系统。例如，初始设定点或范围可针对前端部209处的滚珠经过频率与外座圈130的后端部211处的滚珠经过频率的幅度之间的差来选择。此差可表示由期望的推力载荷沿向前或向后方向加载的推力轴承118。在一个实施例中，FADEC 210可比较滚珠经过频率与设定点之间的实际差，并且计算表示设定点与实际差之间的差的调节。此外，FADEC 210可随后使用该调节作为输入来变更由推力腔222施加在旋转结构226上的力。因此，闭环控制系统可将推力轴承118保持在期望的设定点或范围。

现在特别地参照图5，根据本主题的方面示出位于发动机10的涡轮区段29中的推力腔222的一个实施例的示意图。如示出的，对于示出的实施例，推力腔222由固定结构224、旋转结构226以及两个推力腔密封件228限定。在示例性实施例中，推力腔222可相对于中心线12向前或向后变更在旋转驱动轴31上的力。例如，供应至推力腔222的增大的压力使旋转结构226上的压力增大，并且可沿向后方向在旋转驱动轴31(如高压驱动轴30)上施加力。类似地，对于示出的实施例，供应至推力腔222的减小的压力使旋转结构226上的压力减小，并且可允许高压驱动轴30上的净力使高压驱动轴30沿向前方向移动。应当认识到，对于示例性实施例，可使用压力的增大或减小来改变作用在高压驱动轴30上的力并且使推力轴承118脱离交叉状态。应当认识到的是，在其它实施例中，推力腔222可位于压缩机区段23中，并且旋转驱动轴31可为低压驱动轴34。

现在特别地参照图6，根据本主题的方面示出位于高压压缩机区段24后方的推力腔222的一个实施例的示意图。在示出的实施例中，一个推力腔密封件228至少部分地由压缩机排气压力(CDP)密封件229限定。例如，CDP密封件229可为本领域中已知的任何类型的密封件，如但不限于迷宫式密封件104。对于示出的实施例，推力腔222通过使空气从高压压缩机区段24泄漏通过放气端口126来加压。例如，来自放气端口126的加压空气可通过CDP密封件229使推力腔222加压。在示出的实施例中，推力腔222由推力密封件228、固定结构224以及旋转结构226限定。因此，施加于高压驱动轴30的力可通过改变推力腔222中的压力来变更，以将更多或更少的压力供应至旋转结构226。更具体而言，对于示出的实施例，更多或更少的空气可从高压压缩机区段24放出。

应当认识到的是，在另外的实施例中，作用在旋转结构226上的力可通过改变推力腔222的体积来变更。更具体而言，使推力腔222的体积增大可增大旋转结构226的表面面积。因此，推力腔222中的压力可作用在较大的表面面积上并且在高压驱动轴30上产生较大的力。类似地，使推力腔222的体积减小可减小旋转结构226的表面面积。因此，推力腔222中的压力可作用在较小的表面面积上并且在高压驱动轴30上产生较小的力。

现在参照图7，根据本公开的方面，示出使用两个推力腔222的用于平衡转子推力的系统200的实施例。例如，系统200可包括第一推力腔223，其在推力轴承118前方，如在高压压缩机24处或附近。此外，对于示出的实施例，系统200包括第二推力腔225，其在推力轴承118后方，如在高压涡轮28处或附近。如示出的，可增大第一推力腔223中的压力，以便在旋转结构226和高压驱动轴30上施加向前的力。类似地，可增大第二推力腔225中的压力，以便将向后力施加于旋转结构226和高压驱动轴30。因此，系统200可通过经由相应地增大第一推力腔223或第二推力腔225中的压力向前或向后将力施加于旋转驱动轴31(如高压驱动轴30)来使推力轴承118从交叉状态移开。此外，图7示出在发动机10外部如延伸至控制系统的波导传感器202。

应当认识到的是，系统200可使用与旋转驱动轴31接触的任何推力腔222来平衡推力轴承118上的转子推力。例如，与旋转驱动轴31接触的任何密封腔或联接至旋转驱动轴31的旋转结构226可被加压，以将力沿轴向供应至旋转驱动轴31。此外，系统可用于平衡低压驱动轴34或中压驱动轴上的转子推力。

现在参照图8，根据本主题的方面示出位于涡轮区段29中并包括两个旋转结构226的推力腔222的一个实施例的示意图。如示出的，对于示出的实施例，推力腔222由联接至高压驱动轴30的第一旋转结构227、联接至低压驱动轴34的第二旋转结构230以及多个推力腔密封件限定。在示例性实施例中，供应至推力腔222的增大的压力使旋转结构227,230上的压力增大。例如，增大的压力可在第一旋转结构227上施加向前的力，并且因此在高压驱动轴30上施加向前的力。类似地，对于示出的实施例，增大的压力可在第二旋转结构230上施加向后的力，并且因此在低压驱动轴34上施加向后的力。因此，对于示出的实施例，推力腔222允许有高压驱动轴30和低压驱动轴34的联合调节。

应当认识到的是，对于示出的实施例，减小的压力可在第一旋转结构227和第二旋转结构230两者上供应减小的力。例如，供应至推力腔222的减小的压力使第一旋转结构227上的压力减小，并且可允许高压驱动轴30上的净力使高压驱动轴30沿向后方向移动。类似地，对于示出的实施例，供应至推力腔222的减小的压力使第二旋转结构230上的压力减小，并且可允许低压驱动轴34上的净力使低压驱动轴34沿向前方向移动。

现在参照图9，根据本公开的方面示出用于平衡涡轮机的推力轴承118上的转子推力的方法300的一个实施例的流程图。方法300可用在任何涡轮机上，如但不限于图1的燃气涡轮发动机10。此外，方法300可大体上与图2-8中描述的系统200一起使用，或者与任何其它有能力的系统一起使用。

在步骤302，方法300可包括使用联接至推力轴承118的波导传感器202将振动频率从推力轴承118传递至涡轮机的外部。在某些实施例中，振动频率为滚珠经过频率，如推力轴承118的外座圈130上的滚珠经过频率。在示例性实施例中，另一步骤304包括将振动频率传递至通信地耦合于控制系统的控制传感器。在一个实施例中，控制传感器为压电传感器208。控制系统可为图4的FADEC控制系统210。

在一个实施例中，方法300包括在306将从相对于中心线12在推力轴承118的前端部209处的第一波导传感器201传递的第一滚珠经过频率的幅度与从相对于中心线112在推力轴承118的后端部211处的第二波导传感器203传递的第二滚珠经过频率的幅度进行比较。此外，方法300可包括在308基于第一滚珠经过频率和第二滚珠经过频率的幅度之间的差来确定作用在旋转驱动轴31上的转子推力相对于中心线12的方向。应当认识到的是，旋转驱动轴31可为高压驱动轴30、低压驱动轴34或任何其它合适的驱动轴。

在310，示例性方法300包括确定推力轴承118是否处于交叉状态。例如，确定交叉状态可包括确定推力轴承118的滚珠经过频率是否低于第一阈值。例如，滚珠经过频率低于系统200的第一阈值可指示推力轴承118处于交叉状态。在描绘的实施例中，另一步骤312包括响应于推力轴承118的交叉状态改变与旋转驱动轴31接触的推力腔222的压力。例如，方法300可包括将信号从控制系统(如FADEC系统210)传递至阀216。对于某些实施例，阀216联接至涡轮机(如发动机10)的压缩机区段23并从涡轮机的压缩机区段23接收加压流体，并且将加压流体选择性地传递至与旋转驱动轴31接触的推力腔222。在其它实施例中，可从涡轮区段29接收加压流体。对于描绘的实施例，推力腔222中的压力作用在限定推力腔222的旋转结构226上。因此，示例性方法300包括在314改变旋转驱动轴31(如高压驱动轴30或低压驱动轴34)上的力，以使推力轴承118脱离交叉状态。例如，推力腔222的改变的压力可变更作用在旋转结构226的区域上的压力。该改变的压力可变更施加于旋转驱动轴31的力。

现在参照图10，根据本公开的方面示出用于平衡涡轮机的推力轴承118上的转子推力的方法400的另一实施例的流程图。方法400可大体上具有与方法300类似的步骤。例如，方法400可与方法300共用步骤306-314。在步骤402，方法400可包括使用联接至推力轴承118的波导传感器202将滚珠经过频率从推力轴承118传递至涡轮机的外部。在示例性实施例中，另一步骤404包括将滚珠经过频率传递至通信地耦合于控制系统的控制传感器。在一个实施例中，控制传感器为压电传感器208。控制系统可为图4的FADEC控制系统210。

本书面描述使用示例性实施例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法。本发明的可专利性范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构要素，则此类其它示例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于涡轮机的转子推力平衡系统，其中所述涡轮机限定延伸所述涡轮机的长度的中心线，所述系统包括：

旋转驱动轴，其联接所述涡轮机的涡轮区段和压缩机区段；

推力轴承，其支承所述涡轮机的所述旋转驱动轴；所述推力轴承包括：

多个滚珠轴承；

内座圈，其联接至所述旋转驱动轴；和

外座圈，其联接至固定结构；以及

第一波导传感器，其在所述波导传感器的第一端部处联接至所述外座圈，其中所述波导传感器将振动频率从所述推力轴承传递至所述波导传感器的第二端部。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二波导传感器，其中所述第一波导传感器的所述第一端部联接至所述外座圈相对于所述中心线的前端部，并且所述第二波导传感器的第一端部联接至所述外座圈相对于所述中心线的后端部。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

推力腔，其与所述旋转驱动轴接触，其中所述推力腔被加压，以相对于所述中心线向前或向后变更所述旋转驱动轴上的力。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述推力腔位于所述涡轮机的所述涡轮区段处。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述推力腔位于所述涡轮机的所述压缩机区段处。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一波导传感器包括位于所述涡轮机外部的第二端部。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制传感器，其位于所述第一波导传感器的所述第二端部处，用以将所述推力轴承的所述振动频率传递至所述涡轮机的控制系统。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制系统与阀通信，以减小或增大供应至推力腔的压力，并且其中所述推力腔相对于所述中心线向前或向后变更所述旋转驱动轴上的力。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制传感器为压电传感器。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制系统为全权限发动机控制系统。