CN113167286A - 用于检测不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于检测旋转失速的方法包括：‑确定涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压围绕该静压的平均值的变化水平的步骤(E90、E100)；‑相对于第一阈值(THR1)比较静压的变化水平的步骤(E11)；‑相对于第二阈值比较在涡轮喷气发动机的涡轮的出口处测得的温度的步骤(E140)；以及‑如果静压的变化水平大于第一阈值并且涡轮机出口处的温度大于第二阈值，则检测旋转失速的存在的步骤(E170)。

Description

用于检测不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的 方法和设备

技术领域

本发明涉及航空涡轮机的一般领域。更具体地，本发明涉及对不利地影响装备在飞行器上的涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的检测。

本发明以有利但非限制性的方式应用于装备民用飞机的涡轮喷气发动机，并且特别是在非常寒冷的天气中通常在低于-20℃的温度下起飞的涡轮喷气发动机。本发明更具体地适用于具有相对小尺寸的双转子(一个低压转子和一个高压转子)的涡轮喷气发动机，比如装备公务机的涡轮喷气发动机。实际上，具有双转子的涡轮喷气发动机的相对较小的尺寸限制了高压压缩机的尺寸和/或架构。与更大体积的发动机相比，这通常会导致高压压缩机的行为差异较大，更高容量的发动机比如是用于客机的发动机，其中高压压缩机必须尺寸更大。因此，相对较小尺寸的涡轮喷气发动机的压缩机中发生旋转失速的风险相对大于更大尺寸的涡轮喷气发动机。

背景技术

旋转失速以已知的方式是不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的空气动力学不稳定性，并且其特征在于存在一个或多个局部的流体袋(称为小室或分离泡)，该流体袋在压缩机的周向方向上传播，其速度通常低于压缩机的旋转速度。

这种不稳定性通常会引起压缩特性弱化，特别是通过压缩机效率下降导致涡轮喷气发动机过热来体现。当启动涡轮喷气发动机时出现这种过热现象时，必须中止启动并导致无法启动涡轮喷气发动机。另外，由于存在旋转失速而导致的不稳定性是导致明显振动现象的原因，这可能导致压缩机叶片的过早磨损。

因此，容易理解能够快速且可靠地检测涡轮喷气发动机的压缩机中的旋转失速的出现的重要性。

文献WO 2012/004506描述了一种检测技术，该检测技术结合了对与旋转失速现象相关联的若干行为特征的监控。更具体地，当确定涡轮喷气涡轮的出口处的温度相对于其在特定瞬间具有的值经受大于预定阈值的升高时，检测到不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速，其对应于识别涡轮喷气发动机的异常加速，以及其速度的异常下降或压缩机的操作线(涡轮喷气发动机的燃烧室出口处的压力与风扇入口处的总压力之间的压力比)异常。

本发明提供一种替代的检测技术，特别地良好适用于在商业航空中使用的涡轮喷气发动机或用于类似尺寸的涡轮喷气发动机。

发明内容

本发明更具体地涉及一种用于检测不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的方法，该方法包括：

-确定涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压围绕该静压的平均值的变化水平的步骤；

-相对于第一阈值比较静压的变化水平的步骤；

-相对于第二阈值比较在涡轮喷气发动机的涡轮的出口处测得的温度的步骤；以及

-如果静压的变化水平大于第一阈值并且涡轮机出口处的温度大于第二阈值，则检测旋转失速的存在的步骤。

相应地，本发明还涉及一种用于检测不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的设备，该设备包括：

-确定模块，构造成确定涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压围绕该静压的平均值的变化水平；

-第一比较模块，构造成相对于第一阈值比较静压的变化水平；

-第二比较模块，构造成相对于第二阈值比较在涡轮喷气发动机的涡轮的出口处测得的温度；以及

-用于检测存在旋转失速的检测模块，如果静压的变化水平大于第一阈值并且低压压缩机的出口处的温度大于第二阈值，则激活该检测模块。

因此，本发明提出了一种基于旋转失速的两个行为特征的检测技术，即在涡轮喷气发动机的燃烧室处的静压中存在“噪音”，以及在用于双转子涡轮喷气发动机的低压涡轮的出口处的温度的异常高的水平，该温度也被称为EGT温度(排气温度)。

术语“噪音”在本文是指静压围绕其平均值经受扰动或异常变化(即大于给定阈值)，在此也称为名义值。例如，可以通过将高频滤波器应用于在燃烧室中的静压的测量信号来确定该平均值。

这样的变化是涡轮喷气发动机的压缩机中的不稳定性的征兆。发明人已经发现，该行为特征与过高的EGT温度相结合与可靠地检测公务航空中使用的那些的尺寸的涡轮喷气发动机中存在旋转失速特别相关。借助这种可靠的检测，本发明提供了以反应性和有效方式触发用于处理这种旋转失速的技术的可能性。这样的技术本身是已知的，并且在此不再描述。

在一个特定实施例中，确定步骤包括：

-评估步骤，对于燃烧室中的静压的测量信号的多个样本，评估这些样本的静压值与静压的平均值之间的差异；

-对于包括第一样本和第二样本的多个样本中的每对连续样本：

-计算针对第一样本评估的差异与针对第二样本评估的差异之间的偏差的步骤；

-根据所确定的差异更新计数器的步骤，该计数器代表静压相对于其平均值的变化水平。

相应地，在本实施例中，根据本发明的检测设备的确定模块包括：

-评估模块，构造成对于燃烧室中的静压的测量信号的多个样本，评估针对所述样本的静压的值与静压的平均值之间的差异；

-计算模块和更新模块，对于包括第一样本和第二样本的多个样本中的每对连续样本，激活计算模块和更新模块：

-计算模块构造成计算针对第一样本评估的差异与针对第二样本评估的差异之间的偏差；并且

-更新模块构造成根据所确定的差异更新计数器，该计数器代表静压相对于其平均值的变化水平。

该特定实施例提出，基于信号的弦长的原理、在此即基于该静压的测量信号的弦长来评估燃烧室的静压的变化水平。该原理基于以下观察：从初始状态出发的信号通过传播给定长度的路径而到达最终状态。与获得最终状态所行进的名义(平均)距离相比，在该路径上行进的距离允许知道信号已行进的距离是否比预测的距离大，并且因此知道其路径相对于正常是否已被干扰。干扰路径对应于相对于其名义值经受变化、即干扰的信号，并且在此被视为相对于该名义值的噪音。如前所述，这种类型的信号是涡轮喷气发动机的高压压缩机不稳定的征兆，并且本身代表了不利地影响压缩机的分离的行为特征。

静压的平均值用于确定压力信号是否有噪音。在该平均值处评估偏差允许确定噪音的不稳定性质。如果与信号的两个连续样本相关联的偏差之间的时间变化较大，则意味着信号围绕其平均值有很大的变化。根据在压力信号的若干连续样本之间观察到的时间变化来更新计数器，允许量化压力信号围绕其名义值的变化水平，并检测该变化水平是否反映了涡轮喷气发动机的异常行为。当计数器达到某个阈值时，激活反映可能存在旋转失速的指示器；与EGT温度相比，该指示器允许推断出涡轮喷气发动机中是否确实存在旋转失速。

在一个特定实施例中，更新步骤包括：

-如果所确定的偏差小于或等于第三阈值，则使计数器递减；以及

-如果所确定的偏差大于第三阈值，则使计数器递增。

该实施例允许处理“自然”噪音的存在，其特别关联到压力的测量信号的获取，其数字处理(例如，从压力信号中过滤数值错误以确定其名义值)等。

例如，在计数器递增期间，计数器的被递增的值是确定的偏差的递增函数，和/或在计数器递减期间，计数器的被递减的值小于在计数器的递增期间用于使计数器递增的值。

这允许将静压相对于其平均值的实质变化已经遇到的事实保持在存储器中(即，在计数器的当前值中)，并保持对计数器的主动监控。

在一个特定实施例中，检测方法还包括：

-检测能够在燃烧室中引起静压变化的涡轮喷气发动机的可变几何形状的位置变化的步骤；以及

-只要检测到可变几何形状的所述位置变化，则使计数器更新步骤暂停的步骤。

该实施例允许考虑诸如涡轮喷气发动机的可变几何形状的位置变化之类的事件，这些事件可能对涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压产生影响，并且有时引起它的实质性变化。这些变化是正常的，在本实施例中没有考虑它们来估计静压的变化水平，以避免旋转失速的过度检测。因此，改善了根据本发明的检测方法的稳健性。

注意，作为变型，其它事件可以触发更新计数器的暂停，其表示静压围绕其平均值的变化水平。

在一个特定实施例中，在检测到旋转失速的存在之后，该方法包括：

-处理旋转失速的步骤；以及

-在处理步骤之后，使计数器重新初始化的步骤。

这允许重新初始化涡轮喷气发动机的监控并考虑在涡轮喷气发动机上操作的干预以处置旋转失速。

在一个特定实施例中，确定静压变化水平的步骤和比较步骤是在检测到涡轮喷气发动机的点火和实际授权将燃料喷射到涡轮喷气发动机中之后实施的。

这允许优化监控，并将其限制在实际已经在涡轮喷气发动机中遇到旋转失速的情况下。

在一个特定实施例中，检测方法的不同步骤由计算机程序中的指令确定。

因此，本发明还涉及存储介质上的计算机程序，该程序能够在检测设备或更一般地在计算机中实施，该程序包括适于实施如上所述的检测方法的步骤的指令。

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。

本发明还涉及一种存储介质，该存储介质由计算机可读取，并且包括如上所述的计算机程序的指令。

信息载体可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括存储介质，比如ROM，例如CD ROM或微电子电路ROM、或者甚至例如硬盘的磁记录介质。

另一方面，存储介质可以是诸如电信号或光信号之类的可传输介质，其可以经由电缆或光缆、通过无线电或通过其它装置来引导。根据本发明的程序尤其可以在因特网类型的网络下载。

替代地，信息载体可以是其中并入有程序的集成电路，该电路适于执行或用于执行所讨论的方法。

本发明还涉及一种包括根据本发明的检测设备的涡轮喷气发动机。

涡轮喷气发动机具有上述与根据本发明的检测方法和检测设备相同的优点的益处。

附图说明

本发明的其它特征和优点将被下面参照附图给出的描述披露，附图示出了一个示例性实施例，而没有任何限制性质。在附图中：

[图1]图1在其环境中示出了与本发明一致的涡轮喷气发动机，并且其包括根据本发明的用于检测旋转失速的设备；

[图2]图2示意性地示出了在特定实施例中集成有根据本发明的检测设备的涡轮喷气发动机的计算器的硬件架构；

[图3]图3示出了根据本发明的检测方法的主要步骤，这些步骤被图1的检测设备实施；

[图4A]图4A示出了在特定情况下静压相对于其名义值的偏差的变化；

[图4B]图4A示出了在另一种特定情况下静压相对于其名义值的偏差的变化；以及

[图4C]图4A示出了在另一种特定情况下静压相对于其名义值的偏差的变化。

具体实施方式

如上所述，本发明有利地提出将与旋转失速现象相关的涡轮喷气发动机的若干指标或行为特征组合起来，以便可靠地识别其在涡轮喷气发动机的压缩机中的存在。行为特征在此是涡轮喷气发动机的操作参数的行为特征(例如，涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压、涡轮喷气发动机的涡轮的出口处的温度等)，在存在旋转失速的情况下。

参照图1，与本发明一致，在此特别感兴趣的是双转子涡轮喷气发动机1，其装备公务机并且包括检测设备2。涡轮喷气发动机1尤其以已知的方式包括风扇、轴向低压压缩机、轴向高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮(图1中未示出)以及传感器3，传感器3允许测量涡轮喷气发动机1的各种操作参数，比如燃烧室中的静压(在说明书的其余部分中由PS表示)或低压涡轮出口处的温度(在说明书的其余部分中由温度T表示)。

在本文描述的实施例中，燃烧室中的静压PS借助定位在燃烧室入口处的传感器3A测量，而温度T借助放置在涡轮喷气发动机1的低压涡轮的出口处的传感器3B测量。

这种类型的涡轮喷气发动机例如是尺寸相对较小的双转子涡轮喷气发动机，比如特别是装备公务机的涡轮喷气发动机。然而，本发明适用于其它涡轮喷气发动机，这些涡轮喷气发动机适用于在压缩机中出现旋转失速的风险的情况。

根据本发明，检测设备2考虑到以下两个指标来检测是否存在不利地影响涡轮喷气发动机1的旋转失速：

-涡轮喷气发动机1的燃烧室中的噪音静压PS(超出一定阈值)；以及

-涡轮喷气发动机1的低压涡轮出口处的温度T过高。

这些指标的存在允许预测存在旋转失速，该旋转失速不利地影响涡轮喷气发动机1的压缩机，比如高压压缩机。当然，除了这些指标外，还可以考虑其它指标，以进一步增强检测的可靠性，尤其是避免误报。

在本文描述的实施例中，检测设备2被集成到涡轮喷气发动机1的计算器4中。这种类型的计算器本身是已知的，并且在此不详细描述；例如，它可以是一种由涡轮喷气发动机1推动的飞机的全权限控制设备，也被称为FADEC(全权限数字发动机控制)。

检测设备2基于计算器4的材料元件，该计算器具有图2中示意性示出的计算机的硬件架构。计算器4特别地包括处理器5、随机存取存储器6、只读存储器7、非易失性闪存8、通信装置9，该通信装置9允许计算器4尤其与装备有涡轮喷气发动机1的飞机机载的不同传感器3进行通信(并且特别是与压力和温度传感器3A和3B通信)、以及输入/输出装置10，其允许检测设备2发出信号，指示涡轮喷气发动机1中存在旋转失速，以便例如触发维护操作以允许处理它。

在本文描述的实施例中，检测设备2的只读存储器7构成与本发明一致的存储介质，该储存介质可由处理器5读取并且在其上记录了与本发明一致的计算机程序PROG，该计算机程序PROG包括用于执行根据本发明的检测方法的部分步骤。

计算机程序PROG限定检测设备2的功能模块(并且此处为“软件”)，其尤其使用或依赖于上述计算器4的硬件元件5-10。如图1所示，这些模块在此特别地包括：

-确定模块2A，其构造成确定涡轮喷气发动机1的燃烧室中的静压PS围绕其平均值的变化水平。在本文所述的实施例中，确定模块2A本身包括允许其确定静压PS的变化水平的若干(子)模块，即评估模块2A1、计算模块2A2和更新模块2A3，其相应的功能将在后面详细介绍；

-第一比较模块2B，其构造成相对于被称为THR1的第一阈值比较静压的该变化水平；

-第二比较模块2C，其构造成将在涡轮喷气发动机1的低压涡轮的出口处测得的温度T与表示为THR2的第二阈值进行比较；以及

-用于检测存在旋转失速的检测模块2D，如果静压PS的变化水平大于阈值THR1，并且低压涡轮出口处的温度T大于阈值THR2，则激活该检测模块2D。

现在参考根据本发明的检测方法的步骤更详细地描述模块2A至2D。

图3以流程图的形式示出了根据本发明的检测方法的主要步骤，在特定实施例中，这些步骤由装备涡轮喷气发动机1的检测设备2实施。

在本文描述的示例中，考虑了检测不利地影响涡轮喷气发动机1的高压压缩机的旋转失速。然而，这种假设是非限制性的，本发明也可以应用于涡轮喷气发动机1的低压压缩机。

以已知的方式，涡轮喷气发动机可能在涡轮喷气发动机的两个不同的操作阶段期间遇到旋转失速情况，即：

-在涡轮喷气发动机的启动或重新启动阶段期间(涡轮喷气发动机在“次空转”操作中)；和/或

-在启动后的推力调节阶段期间(涡轮喷气发动机在“超怠速”操作中)。

根据本文描述的实施例，为了保存飞机和计算器4的资源，仅当已经检测到涡轮喷气发动机1的点火并实际权限将燃料喷射到涡轮喷气发动机1中时(步骤E10)，根据该发明的检测方法由检测设备2来实现。这两个事件可以通过分析涡轮喷气发动机1的启动命令来容易地检测到，该启动命令指示涡轮喷气发动机1是否处于启动/重新启动阶段，以及特别是由计算器4提供的燃料喷射设定点。

作为变型，在另一个实施例中，仅当检测到涡轮喷气发动机1处于上述两个阶段中的一个或另一个阶段时，才可以实施该检测方法，这是为了进一步保持飞机和计算器4的资源。

在该检测之后，根据本发明，检测设备2触发对涡轮喷气发动机1的燃烧室中的静压PS和涡轮喷气发动机1的低压涡轮机出口处的温度T的监控。

为了监控涡轮喷气发动机1的燃烧室中的静压PS，并且更精确地监控静压围绕其平均值的变化水平，在本文描述的实施例中，检测设备2使用也称为“噪音计数器”的计数器CNT。该噪音计数器CNT递增和递减，以代表静压PS的变化水平。在检测到涡轮喷气发动机1的点火并且实际授权将燃料喷射到涡轮喷气发动机1中之后，将其初始化为零(步骤E20)。下面更详细地描述可能导致计数器CNT重新初始化的其它事件。

对于在燃烧室中的静压PS传感器3A在时刻t＝nTe时获得的指示为PS(t＝nTe)的每个测量值(步骤E30)，其中，Te表示传感器3A的获取周期并且n为大于或等于0的整数，检测设备2的确定模块2A借助其评估模块2A1进行评估，通过测量给出的静压PS的值PS(nTe)与在该时刻评估的静压PS的平均(名义)值PSnom(nTe)之间的差异表示为ΔPS(nTe)(步骤E40)，或：ΔPS(nTe)＝PS(nTe)-PSnom(nTe))。

注意，在本发明的意义内，由传感器3A获取的每个测量值在静压的时间测量信号PS(t)的时刻nTe处构成样本，t表示时间。

在本文描述的实施例中，通过借助低通滤波器对由压力传感器3A递送的测量信号PS(t)进行滤波，来获得时刻nTe处的静压的名义或平均值PSnom(nTe)。该滤波允许消除测量信号中的压力变化(通过去除其高频分量)，换言之，对由测量传感器3A获取的信号“降噪”。选择低通滤波器的参数(增益、阶数、延迟等)，以便对有用信号进行滤波：它们的确定对本领域技术人员而言不会造成困难，因此在此不再描述。

差值ΔPS(nTe)在此由确定模块2A与采样时刻nTe相关联地存储在其非易失性存储器中。

然后，确定模块2A借助其计算模块2A2，计算针对时刻nTe计算的差ΔPS(nTe)与针对测量前一时刻(n-1)Te获取的静压的测量值而计算的差ΔPS((n-1)Te)之间表示为δ(nTe)的差异(步骤E50)。在本文描述的实施例中，由计算模块2A2根据以下关系式计算差异δ(nTe)：δ(nTe)＝|ΔPS(nTe)-ΔPS((n-1)Te)|

其中，||表示绝对值。如此计算出的差异δ(nTe)对应于在时刻nTe和(n-1)Te时样本之间的静压的测量信号PS(t)的长度。

在本文描述的实施例中，确定模块2A然后确定是否正在进行能够导致燃烧室静压PS(nTe)围绕其平均值变化的预定事件(测试步骤E60)。一种这样的事件是例如涡轮喷气发动机1的一个或多个可变几何形状的位置的变化。涡轮喷气发动机的可变几何形状是可移动构件，能够控制其位置以作用在涡轮喷气发动机中的流体循环上，例如诸如主流中的气流之类的流体的循环，以便控制涡轮喷气发动机的行为。可变的几何形状可以是阀，比如空气释放阀，取决于其相对于双转子涡轮喷气发动机的低压压缩机或高压压缩机的功能，通常也由VBV(对于可变排气阀)或HBV(对于处理排气阀)表示。如果确定模块2A检测到在涡轮喷气发动机1上发生这种类型的事件，(在测试步骤E60中应答为“是”)，则只要检测到该事件，就不进行噪音计数器CNT的更新(步骤E70)。换言之，在改变可变几何形状的位置的整个周期期间，暂停更新噪音计数器CNT。

否则，(在测试步骤E60中应答为“否”)，确定模块2A借助其更新模块2A3比较使用不同的阈值计算偏差δ(nTe)，以根据该偏差确定如何更新计数器CNT。

更精确地，其首先确定偏差δ(nTe)是否代表由于涡轮喷气发动机1的高压压缩机的不稳定性引起的噪音，或者是否更多是由于对应于其它现象扰动或错误引起的噪音，严格说来，它们与压缩机或涡轮喷气发动机的异常操作无关(并且与旋转失速更无关)，比如测量信号的采集噪音，或与因执行测量信号的过滤以确定静压的名义值而引起的数字误差导致的噪音等无关。发明人已经注意到，与在压缩机和可能的旋转失速存在不稳定性的情况下注意到的差异相比，这些干扰本质上引起了测量信号的样本之间的较小差异。图4A示出了在存在旋转失速的情况下静压相对于其平均值的偏差的变化的示例。换言之，注意到从一个样本到另一个样本的静压围绕其平均值的变化较小。为了考虑此行为，从而确定偏差δ(nTe)是否代表由于涡轮喷气发动机1的高压压缩机的不稳定性引起的噪音，更新模块2A3将偏差δ(nTe)与阈值THR3(在本发明的意义内的第三阈值)进行比较，这易于通过实验确定(测试步骤E80)。

如果差异δ(nTe)小于或等于阈值THR3(在测试步骤E80中应答为“否”，另请参见示出该特定情况的图4B)，则更新模块2A3认为该差异不是由于压缩机的不稳定，也更不是由于失速：在这种情况下，更新模块2A3使噪音计数器CNT递减(步骤E90)。

另一方面，如果偏差δ(nTe)大于阈值THR3(在测试步骤E60中应答为“是”，也参见示出该特定情况的图4C)，则更新模块2A3认为该偏差是由于压缩机不稳定性引起的，并且可能是由于失速：在这种情况下，更新模块2A3使噪音计数器CNT递增(步骤E100)。

在本文描述的实施例中，在步骤E100中用于使噪音计数器CNT递增的值取决于偏差δ(nTe)的值。在此更具体地，该值根据沿其增加的函数而作为偏差δ(nTe)的函数线性变化。此外，在步骤E90期间用于使计数器CNT递减的值应选择小于用于使计数器CNT递增的值。这样，可以确保噪音计数器CNT的值将保留静压PS的较大变化的痕迹。

注意到，为了防止噪音计数器CNT取异常值，可能设想强制其不小于最小值(例如0)且不超过最大值(例如100)。换言之，如果在增量和减量期间，计数器的值变为负数，则将其限制为0，如果计数器的值超过限定的最大值(例如100)，则将其约束到该最大值。

由更新模块2A3保持噪音计数器CNT更新反映了涡轮喷气发动机1的燃烧室中的静压PS相对于其平均值的变化水平。检测设备2的第一比较模块2B将其与阈值THR1(在本发明的意义内的第一阈值)进行比较，以确定该变化水平是否可接受，或者相反是涡轮喷气发动机1的高压压缩机的不稳定的症状(测试步骤E110)。能够容易地通过实验确定该阈值THR1。将其选择为足够大以避免任何错误检测的风险。

如果噪音计数器CNT小于或等于阈值THR1(在测试步骤E110中的应答为“是”)，则利用由传感器3A获取的静压PS的新测量值来重复步骤E30至E110。

如果第一比较模块2B确定噪音计数器CNT大于阈值THR1(在测试步骤E120中的应答为“否”)，则其激活称为静压PS噪音指示器的指示器I1，该指示器I1指示涡轮喷气飞行器1的高压压缩机的不稳定性是可疑的(步骤E120)。在本文描述的实施例中，该激活包括将指示器I1定位在值1处。

然后，利用由传感器3A获取的静压PS的新测量值重复步骤E30至E120。

如前所述，本发明基于对旋转失速的若干行为特征的监控。因此，除了涡轮喷气发动机1的燃烧室中的静压的变化之外，在本文描述的实施例中，检测设备2还监控涡轮喷气发动机1的低压涡轮的出口处的温度T。过高的温度T与静压PS围绕其平均值的变化水平相结合大于阈值THR1会触发旋转失速的检测。

与监控静压PS的变化水平的步骤E20至E120并行，检测设备2借助其第二比较模块2C对由温度传感器3B获取的温度T的每个测量值进行比较(步骤E130)，例如在时刻nTe，相对于预定阈值THR2(在本发明意义内的第二阈值)(测试步骤E140)。固定阈值THR2以便检测涡轮喷气发动机1的低压涡轮出口处的过高温度，这是压缩机故障的症状，并且可能是由于存在旋转失速而引起的涡轮喷气发动机1的过热现象。能够通过实验确定该阈值THR2。将其选择为足够大以避免任何错误检测的风险。

如果温度T(nTe)小于或等于阈值THR2(在测试步骤E140中应答为“是”)，则不采取任何动作，并考虑新的测量值。

另一方面，如果温度T(nTe)大于阈值THR2(在测试步骤E140中应答为“否”)，则激活表示为I2的过高温度指示器(步骤E150)。在本文描述的实施例中，该激活包括将指示器I2定位在值1处。

在本文描述的实施例中，检测设备2的检测模块2D构造成确定两个指示器I1和I2是否被同时激活(测试步骤E160)，换言之，在给定的时刻检测两个指示器I1和I2是否都定位为值1。

在相反的情况下(在测试步骤E160中的应答为“否”)，检测设备2将继续监控低压涡轮机出口处的温度以及燃烧室中静压的变化。

如果检测模块2D确定两个指示器I1和I2被激活(在测试步骤E160中的应答为“是”)，则它检测到存在不利地影响涡轮喷气发动机1的高压压缩机的旋转失速(步骤E170)，并且例如经由其输入/输出装置10来通知它，以便触发用于处理该旋转失速的操作(步骤E180)。这种处理本身是已知的，并且在此不再详细描述。

处理旋转失速后，类似于噪音计数器CNT，将指示器I1和I2重新初始化为零(步骤E190)。

Claims (11)

1.一种用于检测不利地影响涡轮喷气发动机(1)的压缩机的旋转失速的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

-确定所述涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压围绕所述静压的平均值的变化水平的确定步骤(E90、E100)；

-相对于第一阈值(THR1)比较所述静压的变化水平的比较步骤(E11)；

-相对于第二阈值比较在所述涡轮喷气发动机的涡轮的出口处测得的温度的比较步骤(E140)；以及

-如果所述静压的变化水平大于所述第一阈值并且所述涡轮机的所述出口处的温度大于所述第二阈值，则检测旋转失速的存在的检测步骤(E170)。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述确定步骤包括：

-评估步骤(E40)，对于所述燃烧室中的所述静压的测量信号的多个样本，评估所述样本的所述静压的值与所述静压的平均值之间的差异；

-对于包括第一样本和第二样本的所述多个样本中的每对连续样本：

-计算针对所述第一样本评估的差异与针对所述第二样本评估的差异之间的偏差的计算步骤(E50)；

-根据所确定的差异更新计数器(CNT)的更新步骤(E90、E100)，

所述计数器代表所述静压相对于其平均值的变化水平。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述更新步骤包括：

-如果所确定的偏差小于或等于第三阈值(THR3)，则使所述计数器递减(E90)；以及

-如果所确定的偏差大于第三阈值(THR3)，则使所述计数器递增(E100)。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在所述计数器的递增(E100)期间，所述计数器被递增的值是所确定的偏差的递增函数。

5.根据权利要求3或4所述的检测方法，其特征在于，在所述计数器的递减(E90)期间，所述计数器的被递减的值小于在所述计数器的递增期间用于使所述计数器递增的值。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的检测方法，其特征在于，还包括：

-检测能够在所述燃烧室中引起所述静压变化的所述涡轮喷气发动机的可变几何形状的位置变化的检测步骤(E60)；以及

-只要检测到所述可变几何形状的所述位置变化，则使所述计数器的所述更新步骤暂停的暂停步骤(E70)。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的检测方法，其特征在于，在检测到旋转失速的存在之后，还包括：

-处理所述旋转失速的处理步骤(E180)；以及

-在所述处理步骤之后，使所述计数器(CNT)重新初始化的重新初始化步骤(E190)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的检测方法，其特征在于，确定所述静压变化水平的所述确定步骤和所述比较步骤是在检测(E10)到所述涡轮喷气发动机的点火和实际授权将燃料喷射到所述涡轮喷气发动机中之后实施的。

9.一种用于检测不利地影响涡轮喷气发动机的压缩机的旋转失速的检测设备(2)，包括：

-确定模块(2A)，所述确定模块构造成确定所述涡轮喷气发动机的燃烧室中的静压围绕所述静压的平均值的变化水平；

-第一比较模块(2B)，所述第一比较模块构造成相对于第一阈值比较所述静压的变化水平；

-第二比较模块(2C)，所述第二比较模块构造成相对于第二阈值比较在所述涡轮喷气发动机的涡轮的出口处测得的温度；以及

-用于检测存在旋转失速的检测模块(2D)，如果所述静压的变化水平大于所述第一阈值并且所述涡轮喷气发动机的所述涡轮的所述出口处的温度大于所述第二阈值，则激活所述检测模块。

10.根据权利要求9所述的检测设备，其特征在于，所述确定模块包括：

-评估模块(2A1)，所述评估模块构造成对于所述燃烧室中的所述静压的测量信号的多个样本，评估针对所述样本的所述静压的值与所述静压的平均值之间的差异；

-计算模块(2A2)和更新模块(2A3)，对于包括第一样本和第二样本的所述多个样本中的每对连续样本，激活所述计算模块和所述更新模块：

-所述计算模块构造成计算针对所述第一样本评估的差异与针对所述第二样本评估的差异之间的偏差；并且

-所述更新模块构造成根据所确定的差异更新计数器，所述计数器代表所述静压相对于其平均值的变化水平。

11.一种包括根据权利要求9或10所述的检测设备(2)的涡轮喷气发动机(1)。

Images