CN114382596A - 用于管控处于低功率下的发动机的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于管控处于低功率下的发动机的方法和系统。描述了用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的方法和系统。一种方法包括：以非对称操作机制来操作所述飞机的所述两个或更多个发动机，其中，所述发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力；使用第一管控逻辑来管控处于所述激活模式中的所述第一发动机；以及使用第二管控逻辑来管控处于所述待机模式中的所述第二发动机，所述第二管控逻辑基于使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于处于所述待机模式中的所述第二发动机的至少一个参数。
Description
技术领域
本公开总体上涉及发动机管控，并且更具体而言，涉及用于以低功率操作的发动机的发动机管控逻辑。
背景技术
当操作具有多个发动机的飞机时，任务的某些部分可能不需要两个发动机都以全功率操作。在巡航状况下，以相对高的功率操作单发动机，而不是以较低功率操作多个发动机，可实现更好的燃料效率。例如，一个或多个发动机以高功率操作，并且一个或多个其余的发动机以有时称为“待机”模式的模式操作。然而，在某些功率/额定值下，发动机管控可能具有挑战性。
因此，需要改进方案。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的方法。所述方法包括：以非对称操作机制来操作所述飞机的所述两个或更多个发动机，其中，所述发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力；使用第一管控逻辑来管控处于所述激活模式中的所述第一发动机；以及使用第二管控逻辑来管控处于所述待机模式中的所述第二发动机，所述第二管控逻辑基于使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于处于所述待机模式中的所述第二发动机的至少一个参数。
在另一方面，提供了一种用于操作燃气涡轮发动机的方法。所述方法包括：获得使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于以给定操作模式操作的发动机的至少一个参数；确定经调整的目标压缩机速度与所述发动机的实际压缩机速度之间的误差；以及当所述发动机处于所述给定操作模式中时，基于所述误差来调整到所述发动机的燃料流量。
在另一方面，提供了一种用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的系统。所述系统包括至少一个处理单元以及其上存储有程序代码的非暂时性计算机可读介质。所述程序代码可由所述处理单元执行，以用于：以非对称操作机制来操作所述飞机的所述两个或更多个发动机，其中，所述发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力；使用第一管控逻辑来管控处于所述激活模式中的所述第一发动机；以及使用第二管控逻辑来管控处于所述待机模式中的所述第二发动机，所述第二管控逻辑基于使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于处于所述待机模式中的所述第二发动机的至少一个参数。
附图说明
现在参照附图，其中：
图1A是多发动机飞机的示意性剖视图；
图1B是用于图1A的飞机的示例性多发动机系统的示意图，其示出了两个燃气涡轮发动机的轴向剖视图；
图2是用于图1A的多发动机飞机的图1B的燃气涡轮发动机中的一个的示意性轴向剖视图；
图3是发动机控制器的示例性实施方式的框图；
图4A-4B分别是第一管控逻辑和第二管控逻辑的示例性实施例；
图5A-5C是对发动机参数应用修整（trim）的图示；
图6是示例性计算装置的框图；以及
图7是用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述了用于管控具有两个或更多个发动机的飞机中的发动机的方法和系统。在某些状况下，可能期望以所谓的“非对称操作机制”（asymmetric operating regime，AOR）操作飞机，下文更详细地描述该非对称操作机制。当以AOR操作时，可为多发动机直升机或其他旋翼飞行器的飞机的多个发动机以不同的输出功率水平操作。
图1A描绘了示例性多发动机飞机100，其在这种情况下为直升机。飞机100包括至少两个燃气涡轮发动机102、104。在所描绘的直升机应用的情况下，这两个发动机102、104可通过共同的齿轮箱互连，以形成多发动机系统105，如图1B中所示，该多发动机系统105驱动主旋翼108。
现在转到图1B，其图示了示例性多发动机系统105，该多发动机系统105可用作飞机的动力装置，所述飞机包括但不限于诸如直升机100的旋翼飞行器。多发动机系统105可包括两个或更多个燃气涡轮发动机102、104。在直升机应用的情况下，这些燃气涡轮发动机102、104将是涡轮轴发动机。多发动机系统105的控制通过一个或多个控制器210实现，该控制器210可以是全权限数字发动机控制（FADEC）、电子发动机控制器（EEC）等，如本文下面所述，它们被编程为管理发动机102、104的操作以减少总燃料燃耗，特别是在持续巡航操作机制期间，其中飞机以持续（稳态）巡航速度和海拔操作。该巡航操作机制通常与在等同部分功率下的现有技术发动机的操作相关联，使得每个发动机近似相等地贡献于系统105的输出功率。典型的直升机任务的其他阶段包括瞬态阶段，如起飞、爬升、静止飞行（悬停）、进场和着陆。巡航可能以更高的海拔和更高的速度发生，或者以较低的海拔和速度发生，例如在搜救任务的搜索阶段期间。
更具体而言，该实施例的多发动机系统105包括第一和第二涡轮轴发动机102、104，它们各自具有相应的传动装置152，该传动装置152通过共同的输出齿轮箱150互连，以驱动共同负载170。在一个实施例中，该共同负载170可包括旋翼式飞机的旋转翼。例如，共同负载170可以是飞机100的主旋翼108。取决于共同负载170的类型及其操作速度，涡轮轴发动机102、104中的每一个可经由输出齿轮箱150驱动地耦接到共同负载170，该输出齿轮箱150可具有减速类型。
例如，齿轮箱150可具有多个传动轴156，以从相应的涡轮轴发动机102、104的相应输出轴154接收机械能。齿轮箱150可被构造成将来自该多个涡轮轴发动机102、104的组合机械能中的至少一些引向共同的输出轴158，以便以合适的操作（例如，旋转）速度来驱动共同负载170。要理解的是，多发动机系统105还可被构造成例如驱动相关飞机的附件和/或其他元件。如将描述的，齿轮箱150可被构造成允许共同负载170由涡轮轴发动机102、104中的任一个驱动，或者由两个发动机102、104的组合一起驱动。
在本公开中，虽然飞机状况（巡航速度和海拔）基本上稳定，但是系统105的发动机102、104可不对称地操作，其中一个发动机以高功率“激活”模式操作，并且另一个发动机以低功率（其在某些情况下可为无功率）“待机”模式操作。这样做可为飞机提供节省燃料的机会，但是也可能存在期望发动机不对称地操作的其他合适的原因。因此，这种操作管理可被称为“非对称模式”或前述的AOR，其中，两个发动机中的一个以低功率（其在某些情况下可为无功率）“待机模式”操作，而另一个发动机以高功率“激活”模式操作。可进行这样的非对称操作以用于飞行的巡航阶段（连续、稳态飞行，其通常处于给定的指令恒定飞机巡航速度和海拔）。多发动机系统105可被用于诸如直升机100的飞机中，但也在合适的海洋和/或工业应用或其他地面操作中具有应用。
仍然参考图1B，根据本公开，在该示例中，多发动机系统105驱动可以AOR操作的直升机100，其中涡轮轴发动机中的第一个（例如，102）可在激活模式中以高功率操作，并且涡轮轴发动机中的第二个（在本示例中为104）可以低功率（其在某些情况下可为无功率）待机模式操作。在一个示例中，第一涡轮轴发动机102可由控制器210控制以在激活模式中以全（或接近全）功率状态运行，以供应共同负载170的基本上全部或全部的所需功率和/或速度需求。第二涡轮轴发动机104可由控制器210控制，以在较低功率或无输出功率状态下操作，以基本上不供应或不供应共同负载170的所需功率和/或速度需求。可选地，可设置离合器以分离低功率发动机。
控制器210可根据适当的规划或控制机制来控制发动机对功率的管控，如将在下面更详细地描述的。控制器210可包括用于控制第一发动机102的第一控制器和用于控制第二发动机104的第二控制器。该第一控制器和第二控制器可彼此通信，以便实现本文所述的操作。在一些实施例中，单个控制器210可用于控制第一发动机102和第二发动机104。
在另一个示例中，发动机的AOR可通过一个或多个控制器210对到发动机的燃料流量的差别控制来实现，如美国专利申请公开号2020/0049025中所述，其全部内容通过引用结合于本文中。在一些示例中，低燃料流量也可包括零燃料流量。
尽管发动机系统105的发动机之间的各种差别控制是可能的，但是在一个特定实施例中，控制器210可相应地对应控制到每个发动机102、104的燃料流率。在待机发动机的情况下，提供给待机发动机的燃料流量（和/或燃料流率）可被控制为比提供给激活发动机的燃料流量（和/或燃料流率）少70%至99.5%之间。在AOR中，待机发动机可被保持为比到激活发动机的燃料流量少70%至99.5%之间。在一些实施例中，激活发动机和待机发动机之间的燃料流率差可被控制为处于彼此的70%和90%的范围内，其中到待机发动机的燃料流量比激活发动机少70%至90%。在一些实施例中，燃料流率差可被控制为处于80%和90%的范围内，其中到待机发动机的燃料流量比激活发动机少80%至90%。
在另一个实施例中，控制器210可在待机模式中以大幅低于发动机的额定巡航功率水平的功率，并且在一些实施例中以基本上为零的输出功率，并且在其他实施例中以相对于参考功率（在参考燃料流量下提供）小于10%的输出功率，来操作多发动机系统105的一个发动机（例如，104）。或者可替代地，在一些实施例中，控制器210可控制待机发动机以待机发动机的额定全功率的0%至1%的范围内的功率操作（即，当第二发动机以待机模式操作时，第二发动机对共同的齿轮箱的功率输出保持在第二发动机的额定全功率的0%至1%之间）。
在另一个示例中，图1B的发动机系统105可通过使用控制器210来控制发动机的相对速度而以AOR操作，即，待机发动机被控制为目标低速度，并且激活发动机被控制为目标高速度。例如，待机发动机的这种低速操作可包括小于发动机的典型地面空转速度（即，“次空转”发动机速度）的旋转速度。还有其他控制机制可用于以AOR操作发动机，例如基于目标压力比或其他合适的控制参数的控制。
尽管本文描述的示例图示了两个发动机，但AOR适用于多于两个发动机，由此多个发动机中的至少一个以低功率待机模式操作，而其余的发动机以激活模式操作，以供应共同负载的全部或基本上全部的所需功率和/或速度需求。
在使用中，第一涡轮轴发动机（例如，102）可以激活模式操作，而另一个涡轮轴发动机（例如，104）可以待机模式操作，如上所述。在以AOR操作期间，如果直升机100需要功率增加（预期或其他），则可能需要第二涡轮轴发动机104相对于待机模式的低功率状况提供更多的功率，并且可能立即返回到高功率或全功率状况。例如，这可能发生在为直升机100提供动力的多发动机系统105的紧急状况下，其中，“激活”发动机失去功率，从低功率到高功率的功率恢复可能需要一些时间。即使没有紧急情况，也将期望重新激励待机发动机以退出AOR。
参考图2，涡轮轴发动机102、104可被实施为燃气涡轮发动机。尽管前述讨论涉及发动机104，但应当理解，发动机102可实质上类似于发动机104。在该示例中，发动机104是涡轮轴发动机，其通常包括串流连通的以下部件，即：用于加压空气的低压（LP）压缩机部段12和高压（HP）压缩机部段14；燃烧器16，在其中压缩空气与燃料混合并且被点燃以便产生热燃烧气体的环形流；高压涡轮部段18，其用于从该燃烧气体中提取能量，并且驱动高压压缩机部段14；以及较低压涡轮部段20，其用于进一步从该燃烧气体中提取能量，并且驱动至少低压压缩机部段12。
低压压缩机部段12可与高压压缩机部段14独立地旋转。低压压缩机部段12可包括一个或多个压缩级，并且高压压缩机部段14可包括一个或多个压缩级。压缩机级可包括压缩机转子，或者压缩机转子和压缩机定子组件的组合。在多级压缩机构造中，压缩机定子组件可将空气从一个压缩机转子引导至下一个。
发动机104具有多个、即两个或更多个管轴，其可执行压缩以对通过空气入口22接收的空气加压，并且其在它们经由排气出口24离开之前从燃烧气体中提取能量。在所示实施例中，发动机104包括安装成用于绕发动机轴线30旋转的低压管轴26和高压管轴28。低压管轴26和高压管轴28可绕轴线30相对于彼此独立地旋转。术语“管轴（spool）”在本文中意在广泛地表示传动连接的涡轮和压缩机转子。
低压管轴26包括低压轴32，其将低压涡轮部段20与低压压缩机部段12互连，以驱动低压压缩机部段12的转子。换句话说，低压压缩机部段12可包括直接传动地接合到低压轴32的至少一个低压压缩机转子，并且低压涡轮部段20可包括直接传动地接合到低压轴32的至少一个低压涡轮转子，以便使低压压缩机部段12以与低压涡轮部段20的速度成比例的速度旋转。高压管轴28包括高压轴34，其将高压涡轮部段18与高压压缩机部段14互连，以驱动高压压缩机部段14的转子。换句话说，高压压缩机部段14可包括直接传动地接合到高压轴34的至少一个高压压缩机转子，并且高压涡轮部段18可包括直接传动地接合到高压轴34的至少一个高压涡轮转子，以使高压压缩机部段14以与高压涡轮部段18相同的速度旋转。在一些实施例中，高压轴34可以是中空的，并且低压轴32穿过其延伸。这两个轴32、34彼此独立地自由旋转。
发动机104可包括传动装置38，其由低压轴32驱动并且驱动可旋转输出轴40。传动装置38可改变低压轴32和输出轴40的旋转速度之间的比。
发动机104包括一个或多个可变几何机构（VGM），例如入口引导叶片（IGV）42，该入口引导叶片可移动以用于将空气引导到压缩机部段12中（例如，压缩机入口引导叶片）。例如，IGV 42可包括低压压缩机入口引导叶片、中压压缩机入口引导叶片和/或高压压缩机入口引导叶片。然而，应当理解的是，在一些实施例中，VGM可由用于将空气从压缩机部段12中向外引导的出口引导叶片、用于将进入的空气引导到发动机104的转子叶片中的可变定子叶片、可变喷嘴、处理放泄阀等构成。
如上文所述，对发动机104的操作的控制可通过一个或多个控制系统实现，例如控制器210。控制器210可调节提供给发动机104的燃料流量（Wf）、发动机104内的VGM的位置和/或定向、发动机104的排放水平等。在一些实施例中，控制器210被构造成用于控制多个发动机的操作，例如发动机102和104。例如，控制器210可设置有一个或多个FADEC或类似装置。每个FADEC可被分配来控制发动机102、104中的一个或多个的操作。另外，在一些实施例中，控制器210可被构造成用于控制飞机100的其他元件的操作，例如主旋翼108。
在一些实施例中，控制器210被构造成用于使用管控逻辑来管控以待机模式操作的发动机104，该管控逻辑不同于在较高额定功率下使用的管控逻辑。例如，基于燃料流量的一些管控逻辑在待机模式中可能是具有挑战性的，这是因为在低燃料流量下发动机命令的燃料流量的不准确度增加。另外，基于压缩机或输出轴速度的管控逻辑可能会导致在低速下一个发动机与另一个发动机的变化。因此，本文描述了一种适用于管控以待机模式操作的发动机的管控逻辑。
参考图3，控制器210包括操作模式选择器304，其响应于飞行员输入302而确定发动机102、104的操作模式。例如，飞行员输入302可使发动机102、104以AOR或以任何其他操作机制操作，其中不同的管控逻辑适于发动机102、104。然后，操作模式选择器304将使得两个发动机102、104使用针对每个相应操作模式的相应逻辑来管控。更具体而言，以激活模式操作的发动机102由发动机管控逻辑306根据第一管控逻辑管控，以待机模式操作的发动机104由发动机管控逻辑308根据第二管控逻辑管控。该第一管控逻辑被选择为适于激活模式。该第二管控逻辑被选择为适于待机模式。
在一些实施例中，第一管控逻辑和第二管控逻辑是预先选择的或预定的，并且设置在发动机管控逻辑306、308中相应的一个中。操作模式选择器304可根据每个相应发动机102、104的操作模式来选择性地将发动机管控逻辑306、308连接到发动机102、104。
在一些实施例中，发动机管控逻辑306、308被构造成在接收到来自操作模式选择器304的指示相应发动机102、104的操作模式的信号时从两个或更多个可用的管控逻辑中选择合适的管控逻辑。发动机管控逻辑306与发动机102相关联，并且将根据从操作模式选择器304接收到的指示发动机102的操作模式的信号来为发动机102选择合适的管控逻辑。发动机管控逻辑308与发动机104相关联，并且将根据从操作模式选择器304接收到的指示发动机104的操作模式的信号来为发动机104选择合适的管控逻辑。
将会理解的是，图3的实施例仅是控制器210的构造的一个示例。例如，操作模式选择器304还可响应其他输入，以便触发发动机102、104的不同管控逻辑，所述其他输入例如发动机操作参数、飞机操作参数、紧急信号等。另外，发动机管控逻辑306、308可在控制器210的分开的实施方式中提供，由此每个发动机102、104具有其自己的控制器210，根据相应发动机102、104的操作模式，该控制器210能够根据多于一个管控逻辑来管控。
转到图4A，其图示了用于以激活模式操作的第一发动机102的发动机管控逻辑306的示例性实施例。如本文所述，激活模式使发动机102向飞机提供动力。控制回路402基于实际目标参数406和标称目标参数408之间的误差404来调整燃料流量（Wf）。该实际目标参数406可实时地测量、合成或模拟。目标参数可以是气体发生器速度（Ng）、低压转子速度（Np）、高压转子速度（Nh）或者主发动机管控可基于的任何其他发动机参数。控制回路402还基于VGM规划（VGM schedule）410来调整VGM的位置。如应用于激活发动机102的管控逻辑306可不同于图4A中所示的示例。例如，也可使用基于燃料流量的开环管控或其他闭环管控。
图4B图示了用于以待机模式操作的第二发动机104的发动机管控逻辑308的示例性实施例。如本文所述，待机模式使发动机104基本上不向飞机提供动力。控制回路412基于实际发动机压缩机速度416和修整的目标发动机压缩机速度418之间的误差414来调整燃料流量（Wf）。该实际目标发动机压缩机速度416可实时地测量、合成或模拟。控制回路412还基于针对对应的压缩机速度的修整的VGM规划420来调整VGM的位置。如本文所用的，表述“经修整的”、“修整的”和“修整”是指应用于标称值或原始值的调整或偏差。在一些实施例中，所述修整被直接应用于标称目标参数或规划，并且只有经修整的目标参数或经修整的规划被用于发动机管控逻辑308中。在一些实施例中，标称目标参数或规划被提供给发动机管控逻辑308，并且在管控逻辑308内应用修整。在两个实施例中，控制回路412将其对燃料流量和VGM位置的调整基于经修整的值，而不是基于标称值。
当以待机模式操作时，修整的目标参数被确定以优化发动机104的一个或多个参数。在一些实施例中，优化的参数是燃料消耗，使得特定于以待机模式操作的发动机104的燃料消耗目标可用于找到发动机104的目标压缩机速度的修整值。在一些实施例中，修整值与特定发动机相关联并且从一个发动机到另一个不同，即经修整的值与发动机序列号相关联。在一些实施例中，修整值与发动机型号相关联，并且相同的修整值可应用于给定型号的所有发动机。在一些实施例中，修整值与给定发动机型号的具有一个或多个共同特性的发动机相关联，所述特性例如劣化指数或效率水平。也可应用其他标准来将修整值与一个或多个发动机相关联。
在一些实施例中，优化的参数是压缩机失速裕度、压缩机喘振裕度、压缩机熄火裕度（compressor flameout margin）或任何其他合适的发动机参数。在一些实施例中，修整值被设置成优化多个参数，例如燃料流量和压力比，或者失速裕度和入口温度。也可执行三个或更多个参数的优化。
在一些实施例中，使用多变量方法来优化该一个或多个参数。实际上，仅修整一个发动机参数、例如压缩机速度可允许优化给定参数，例如燃料流量，但会使另一个参数、例如压力比不再满足要求。因此，同时对多个发动机参数、例如压缩机速度和VGM执行修整，以便满足所需标准并优化至少一个参数。
图5A中图示了一示例，其示出了目标参数（y轴）与压缩机速度（x轴）的关系。曲线500图示了作为目标参数的函数的压缩机速度的一组标称值，该目标参数例如可以是燃料流量。在该示例中，对于TP1的目标参数，标称压缩机速度为S1。对标称压缩机速度500应用修整504将压缩机速度移位到曲线502，其对应于经修整的压缩机速度值。对于TP1的相同目标参数，经修整的压缩机速度为S2。
图5B图示了应用于VGM规划的类似的修整示例。曲线510图示了作为发动机压缩机速度的函数的标称VGM规划。对于S3的压缩机速度，VGM的标称位置设置为POS1。将修整514应用于标称VGM规划510将VGM位置移位到曲线512，其对应于经修整的VGM规划。对于相同的压缩机速度S3，经修整的VGM位置为POS2。
图5C图示了通过组合修整504、514的效果，修整对Ng和VGM的应用。曲线520表示具有标称VGM规划的标称目标压缩机速度。应用修整524使压缩机速度的值移位到曲线522，其表示具有修整的VGM规划的修整的压缩机速度。仅对压缩机速度应用修整将使点526沿曲线520移位到点528。仅对VGM位置应用修整将使点526移位到曲线522上的点530。对压缩机速度和VGM规划应用修整524使得在允许满足其他发动机要求（或标准）的同时达到目标参数TP2。这种多变量方法允许管控逻辑308在发动机104以待机模式操作时针对发动机104定制，使得一个或多个发动机参数可使用两个或更多个控制变量来优化。
在一些实施例中，在测试单元中运行发动机的同时，这些修整在发动机104的生产期间确定。修整值可被上传到控制器210，和/或上传到发动机管控逻辑308。修整值还可通过发动机的模拟和/或建模，离线地或通过控制器210来确定。修整值可作为诸如海拔、外部空气温度之类的一个或多个参数的函数按比例缩放，以确定最终修整的目标压缩机速度和/或修整的VGM规划。缩放可由管控逻辑308根据给定时间点的包络（envelope）中的特定操作点来执行。
在一些实施例中，控制器210被实现为一个或多个计算装置600中的系统601，该系统601用于操作具有两个或更多个发动机的飞机，如图6中所示。为简单起见，仅示出了一个计算装置600，但是系统601可包括可操作来交换数据的更多计算装置600。例如，每个发动机管控逻辑306、308可在单独的计算装置600中实现。计算装置600可以是相同或不同类型的装置。注意，系统601可被实现为全权限数字发动机控制（FADEC）或其他类似装置的一部分，所述其他类似装置包括电子发动机控制（EEC）、发动机控制单元（ECU）、电子螺旋桨控制、螺旋桨控制单元等。其他实施例也可适用。
计算装置600包括处理单元602和存储器604，该存储器604在其中存储计算机可执行指令606。处理单元602可包括任何合适的装置，其构造成实现一种方法，使得指令606在通过计算装置600或其他可编程设备执行时可使得功能/动作/步骤被执行。例如，处理单元602可包括任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理（DSP）处理器、中央处理单元（CPU）、集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）、可重构处理器、其他适当编程或可编程的逻辑电路或者它们的任何组合。
存储器604可包括任何合适的已知或其他机器可读存储介质。存储器604可包括非暂时性计算机可读存储介质，例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者前述的任何合适的组合。存储器604可包括位于装置内部或外部的任何类型的计算机存储器的合适组合，例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘只读存储器（CDROM）、电光存储器、磁光存储器、可擦除可编程只读存储器（EPROM）以及电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、铁电RAM（FRAM）等。存储器604可包括适合于可检索地存储可由处理单元602执行的机器可读指令606的任何存储装置（例如，器件）。
参考图7，其图示了如通过系统601执行以用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的示例性方法700。在步骤702处，该两个或更多个发动机以非对称操作机制操作。如此，发动机中的第一个处于激活模式，以向飞机提供动力，并且发动机中的第二个处于待机模式，以基本上不向飞机提供动力。
在步骤704处，使用第一管控逻辑来管控第一发动机。该第一管控逻辑可以是开环或闭环管控逻辑。第一管控逻辑可基于燃料流量、Ng、Nh、Np或任何其他发动机参数来管控。
在步骤706处，使用第二管控逻辑来管控第二发动机。该第二管控逻辑是基于压缩机速度和VGM设置的闭环管控逻辑。标称目标压缩机速度和标称VGM设置使用取决于处于待机模式的第二发动机的至少一个参数的修整值来调整。该至少一个参数可以是燃料消耗、失速裕度、熄火裕度以及当发动机以待机模式操作对比常规或激活功率模式操作时不同的任何其他参数中的一个或多个。VGM设置可用于可变入口引导叶片、放泄阀（bleed-offvalve）或者发动机的具有可变位置的任何其他机构，并且对于该机构，改变位置会引起发动机操作的改变。
在一些实施例中，修整值在发动机的生产阶段期间确定，并且上传到计算装置600，以与第二管控逻辑一起使用。在一些实施例中，修整值由计算装置600确定。在一些实施例中，计算装置600和/或管控逻辑根据需要从存储介质检索修整值。在一些实施例中，提供给第二管控逻辑的目标压缩机速度和VGM设置已利用修整值调整。
将会理解的是，本公开还教导了一种用于操作以给定操作模式操作的燃气涡轮发动机的方法，由此该操作模式使发动机在具有热力学/空气动力学特性的功率范围内操作。该热力学/空气动力学特性通过使用针对目标压缩机速度和VGM设置的经修整的值来解决，这些经修整的值取决于发动机在处于给定操作模式中时的至少一个参数。在操作模式中时应用的发动机管控逻辑确定发动机的经调整的目标压缩机速度与实际压缩机速度之间的误差，并且在发动机处于给定操作模式中时基于该误差来调整到发动机的燃料流量，如图4B的示例性管控逻辑中所示。
本文所述的方法和系统可以高级的过程或面向对象的编程或脚本语言或者它们的组合来实现，以与例如计算装置600的计算机系统的操作通信或协助该操作。可替代地，这些方法和系统可用汇编或机器语言来实现。所述语言可以是编译或解释语言。用于实现这些方法和系统的程序代码可被存储在存储介质或装置上，例如存储在ROM、磁盘、光盘、闪存驱动器或任何其他合适的存储介质或装置上。该程序代码可由通用或专用的可编程计算机读取，以用于在该存储介质或装置被该计算机读取时构造和操作该计算机，以执行本文所述的程序。这些方法和系统的实施例还可被认为是借助于其上存储有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质来实现。该计算机程序可包括计算机可读指令，该计算机可读指令使计算机，或者更具体而言，使计算装置600的处理单元602以特定和预定义的方式操作，来执行本文所述的功能，例如方法700中所述的那些功能。
计算机可执行指令可呈包括程序模块的许多形式，其通过一个或多个计算机或其他装置执行。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，在各种实施例中，可根据需要组合或分配程序模块的功能。
本文所述的实施例提供了有用的物理机器和特别构造的计算机硬件布置结构。本文所述的实施例涉及电子机器和由电子机器实现的方法，其适于处理和转换表示各种类型的信息的电磁信号。本文所述的实施例普遍和整体地涉及机器及其用途；并且本文所述的实施例在其与计算机硬件、机器和各种硬件部件一起的用途之外不具有意义或实际适用性。使用例如思维步骤（mental step）替换特别构造成为非物理硬件实现各种动作的物理硬件可能会显著影响实施例工作的方式。这样的计算机硬件限制显然是本文所述的实施例的基本要素，并且它们不能被省略或被心理手段代替，而不对本文所述的实施例的操作和结构具有实质性影响。计算机硬件对于实现本文所述的各种实施例是必不可少的，并且不仅用于快速和以高效的方式执行步骤。
术语“连接”或“耦接到”可包括直接耦接（其中耦接到彼此的两个元件彼此接触）和间接耦接（其中至少一个附加元件位于这两个元件之间）两者。
实施例的技术方案可呈软件产品的形式。该软件产品可被存储在非易失性或非暂时性存储介质中，该存储介质可以是光盘只读存储器（CD-ROM）、USB闪存盘或可移动硬盘。该软件产品包括使得计算机装置（个人计算机、服务器或网络装置）能够执行实施例所提供的方法的多个指令。
本文中描述的实施例提供了本技术的可能实施方式的非限制性示例。在回顾本公开之后，本领域普通技术人员将认识到，可在不脱离本技术的范围的情况下对本文所述的实施例进行改变。例如，修整值可同时应用于压缩机速度、VGM设置以及一个或多个附加参数，以便优化发动机在待机模式中的操作。该发动机可以是涡轮风扇发动机或涡轮轴发动机，而不是涡轮螺旋桨发动机。该发动机可具有单个管轴而不是多个管轴。鉴于本公开，本领域普通技术人员可实现再另外的修改，这些修改将属于本技术的范围内。
Claims (20)
1.一种用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的方法，所述方法包括：
以非对称操作机制来操作所述飞机的所述两个或更多个发动机，其中，所述发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力；
使用第一管控逻辑来管控处于所述激活模式中的所述第一发动机；以及
使用第二管控逻辑来管控处于所述待机模式中的所述第二发动机，所述第二管控逻辑基于使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于处于所述待机模式中的所述第二发动机的至少一个参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修整值在所述第二发动机的生产阶段期间确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，处于所述待机模式中的所述第二发动机的所述至少一个参数包括燃料消耗。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，处于所述待机模式中的所述第二发动机的所述至少一个参数包括喘振裕度和熄火裕度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VGM设置用于所述第二发动机的放泄阀和可变入口引导叶片中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二管控逻辑包括控制回路，所述控制回路构造成用于：
接收所述第二发动机的实际压缩机速度和通过所述修整值调整的所述目标压缩机速度之间的误差作为第一输入；
接收通过所述修整值调整的所述VGM设置作为第二输入；
并且使用所述第一输入和所述第二输入来调整所述第二发动机的燃料流量和VGM。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修整值提供对所述目标压缩机速度应用第一修整和对所述VGM设置提供第二修整来优化以所述待机模式操作的发动机的所述至少一个参数的组合效果。
8.一种用于操作燃气涡轮发动机的方法，所述方法包括：
获得使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于以给定操作模式操作的发动机的至少一个参数；
确定经调整的目标压缩机速度与所述发动机的实际压缩机速度之间的误差；以及
当所述发动机处于所述给定操作模式中时，基于所述误差来调整到所述发动机的燃料流量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述修整值在所述发动机的生产阶段期间确定。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个参数包括燃料消耗。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个参数包括喘振裕度和熄火裕度中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述给定操作模式是基本上不向飞机提供动力的待机模式。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃气涡轮发动机是具有以非对称操作机制操作的两个或更多个发动机的飞机的一部分，其中，所述两个或更多个发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述两个或更多个发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力，并且其中，所述第一发动机使用第一管控逻辑来管控，并且所述第二发动机使用第二管控逻辑来管控。
14. 一种用于操作具有两个或更多个发动机的飞机的系统，所述系统包括：
至少一个处理单元；以及
非暂时性计算机可读介质，其上存储有程序代码，所述程序代码可由所述至少一个处理单元执行，以用于：
以非对称操作机制来操作所述飞机的所述两个或更多个发动机，其中，所述发动机中的第一发动机处于激活模式中，以向所述飞机提供动力，并且所述发动机中的第二发动机处于待机模式中，以基本上不向所述飞机提供动力；
使用第一管控逻辑来管控处于所述激活模式中的所述第一发动机；以及
使用第二管控逻辑来管控处于所述待机模式中的所述第二发动机，所述第二管控逻辑基于使用修整值调整的目标压缩机速度和可变几何机构（VGM）设置，所述修整值取决于处于所述待机模式中的所述第二发动机的至少一个参数。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述修整值在所述第二发动机的生产阶段期间确定。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，处于所述待机模式中的所述第二发动机的所述至少一个参数包括燃料消耗。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，处于所述待机模式中的所述第二发动机的所述至少一个参数包括喘振裕度和熄火裕度中的至少一个。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述VGM设置用于所述第二发动机的放泄阀和可变入口引导叶片中的至少一个。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第二管控逻辑包括控制回路，所述控制回路构造成用于：
接收所述第二发动机的实际压缩机速度和通过所述修整值调整的所述目标压缩机速度之间的误差作为第一输入；
接收通过所述修整值调整的所述VGM设置作为第二输入；
并且使用所述第一输入和所述第二输入来调整所述第二发动机的燃料流量和VGM。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述修整值提供对所述目标压缩机速度应用第一修整和对所述VGM设置提供第二修整来优化以所述待机模式操作的发动机的所述至少一个参数的组合效果。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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