DE102022133535A1

DE102022133535A1 - DETERMINATION OF FUEL CHARACTERISTICS

Info

Publication number: DE102022133535A1
Application number: DE102022133535.6A
Authority: DE
Inventors: Peter SWANN; David M. Beaven; Craig W. BEMMENT; Alastair G. Hobday; Benjamin J. KEELER; Christopher P. Madden; Martin K. Yates
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-06-22
Also published as: GB2614803A; FR3130990A1; GB2614803B; GB202217406D0

Abstract

Die vorliegende Anmeldung offenbart ein Verfahren (1021) zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs (F) für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks (10) eines Luftfahrzeugs (1). Das Verfahren umfasst: das Aussetzen (1022) der Oberfläche einer Sensorkomponente, die aus einem Nitril-Dichtungsmaterial gebildet ist, dem Kraftstoff (F); das Messen (1023) eines Quellparameters des Dichtungsmaterials; und das Bestimmen (1024) eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs (F) basierend auf dem Quellparameter. Ebenfalls offenbart werden ein System (119) zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, ein Verfahren (1065) zum Betreiben eines Luftfahrzeugs und ein Luftfahrzeug (1).The present application discloses a method (1021) for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel (F) for driving a gas turbine engine (10) of an aircraft (1). The method includes: exposing (1022) the surface of a sensor component formed from a nitrile sealant material to the fuel (F); measuring (1023) a swelling parameter of the sealing material; and determining (1024) one or more fuel characteristics of the fuel (F) based on the source parameter. Also disclosed is a system (119) for determining fuel characteristics, a method (1065) for operating an aircraft, and an aircraft (1).

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs sowie Systeme zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen für dasselbe. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von den ermittelten Kraftstoffmerkmalen, und ein Luftfahrzeug mit einem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen und einem Steuerungssystem. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug, ein System zur Erstellung eines Wartungsplans und ein Verfahren zur Wartung eines Luftfahrzeugs.The present disclosure relates to methods for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering a gas turbine engine of an aircraft and systems for determining fuel characteristics therefor. The present disclosure further relates to methods for operating an aircraft, for example depending on the determined fuel characteristics, and an aircraft with a system for determining fuel characteristics and a control system. The present disclosure further relates to a method for creating a maintenance plan for an aircraft, a system for creating a maintenance plan, and a method for maintaining an aircraft.

In der Luftfahrtindustrie wird ein Trend zur Verwendung von Kraftstoffen erwartet, die sich von den herkömmlichen, derzeit allgemein verwendeten Kerosinkraftstoffen unterscheiden. Diese Kraftstoffe können andere Kraftstoffmerkmale aufweisen, z. B. einen geringeren Gehalt an Aromaten und Schwefel im Vergleich zu Kohlenwasserstoffkraftstoffen auf Erdölbasis oder beides.A trend is expected in the airline industry to use fuels other than the conventional kerosene fuels currently in common use. These fuels may have other fuel characteristics, e.g. B. a lower content of aromatics and sulfur compared to petroleum based hydrocarbon fuels or both.

Um die unterschiedlichen Eigenschaften dieser Kraftstoffe nutzen zu können, werden Methoden zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale benötigt, entweder an Bord eines Luftfahrzeugs während des Betriebs oder beim Betanken. Auf der Grundlage dieser Bestimmung kann das Luftfahrzeug, genauer gesagt ein Gasturbinentriebwerk, das es antreibt, entsprechend betrieben oder gewartet werden. Dies kann zu Leistungs- und/oder Umweltvorteilen führen, indem die Kraftstoffmerkmale an Bord des Luftfahrzeugs besser genutzt werden.In order to be able to use the different properties of these fuels, methods for determining the fuel characteristics are required, either on board an aircraft during operation or during refueling. Based on this determination, the aircraft, more specifically a gas turbine engine that powers it, can be operated or serviced accordingly. This can result in performance and/or environmental benefits by making better use of the fuel attributes onboard the aircraft.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs bereitgestellt, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Aussetzen der Oberfläche eines piezoelektrischen Kristalls dem Kraftstoff;
Messen eines Schwingungsparameters des piezoelektrischen Kristalls; und Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Schwingungsparameters.

According to a first aspect, there is provided a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the method comprising:

exposing the surface of a piezoelectric crystal to the fuel;
measuring a vibration parameter of the piezoelectric crystal; and determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the vibration parameter.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Schwingungseigenschaften eines piezoelektrischen Kristalls in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Kraftstoffs, dem er ausgesetzt war, variieren. Durch die Messung eines Schwingungsparameters des Kristalls können daher Merkmale des Kraftstoffs, dem er ausgesetzt war, bestimmt werden. So können sich beispielsweise durch den Kontakt mit Kraftstoff Ablagerungen auf der Kristalloberfläche bilden. Durch Messung eines Schwingungsparameters des Kristalls (z. B. einer Resonanzfrequenz) kann das Ausmaß der Oberflächenablagerung auf der Kristalloberfläche bestimmt und die Merkmale des Kraftstoffs, der diese Ablagerungen verursacht hat, ermittelt werden.The inventors found that the vibration characteristics of a piezoelectric crystal vary depending on the properties of the fuel to which it was exposed. Therefore, by measuring a vibrational parameter of the crystal, characteristics of the fuel to which it has been exposed can be determined. For example, deposits can form on the crystal surface as a result of contact with fuel. By measuring a vibrational parameter of the crystal (e.g., a resonant frequency), the extent of surface deposits on the crystal surface can be determined and the characteristics of the fuel that caused these deposits can be determined.

Der Schwingungsparameter kann ein Indikator für eine Oberflächenablagerung sein, die sich auf der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls gebildet hat, die dem Kraftstoff ausgesetzt war.The vibration parameter may be indicative of a surface deposit that has formed on the surface of the piezoelectric crystal that has been exposed to the fuel.

Die Messung des Schwingungsparameters kann die Messung einer Änderung einer Schwingungsmode des piezoelektrischen Kristalls umfassen.Measuring the vibration parameter may include measuring a change in a vibration mode of the piezoelectric crystal.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen kann eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs gehören.The fuel characteristics determined may include a hydrocarbon distribution of the fuel.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) der prozentuale Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; und/oder (ii) der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff.The determined fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; and/or (ii) the content of aromatic hydrocarbons in the fuel.

Zu den Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs; (ii) thermische Stabilität des Kraftstoffs; und/oder (iii) Verkokungsgrad des Kraftstoffs.Fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) fuel oxygen content; (ii) fuel thermal stability; and/or (iii) fuel coking level.

Der Kraftstoff kann während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls ausgesetzt sein.The fuel may be exposed to the surface of the piezoelectric crystal during operation of the gas turbine engine.

Das Verfahren kann umfassen, Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls auszusetzen. Vorzugsweise kann der Kraftstoff dem piezoelektrischen Kristall ausgesetzt werden, nachdem der Kraftstoff durch einen Wärmetauscher des Gasturbinentriebwerks erhitzt worden ist.The method may include exposing fuel in a gas turbine engine fuel system to the surface of the piezoelectric crystal. Preferably, the fuel may be exposed to the piezoelectric crystal after the fuel has been heated by a gas turbine engine heat exchanger.

Kraftstoff, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen oder dorthin geliefert wird, kann der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls ausgesetzt werden.Fuel contained in, withdrawn from, or delivered to an aircraft fuel tank may be exposed to the surface of the piezoelectric crystal.

Die Messung des Schwingungsparameters kann darin bestehen, dass der piezoelektrische Kristall außerhalb des Luftfahrzeugs während eines Kraftstoffladevorgangs, bei dem ein Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff beladen werden, Kraftstoff ausgesetzt wird.The measurement of the vibration parameter may consist of exposing the piezoelectric crystal to fuel outside the aircraft during a fuel loading operation in which one or more fuel tanks of the aircraft are being loaded with fuel.

Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs bereit, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das System umfasst:

einen Sensor, der einen piezoelektrischen Kristall umfasst, wobei eine Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls so beschaffen ist, dass sie dem Kraftstoff ausgesetzt ist, und der Sensor so angeordnet ist, dass er einen Schwingungsparameter des piezoelektrischen Kristalls misst; und
ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so beschaffen ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Schwingungsparameters bestimmt.

According to a second aspect, the present application provides a system for determining fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the system comprising:

a sensor comprising a piezoelectric crystal, wherein a surface of the piezoelectric crystal is adapted to be exposed to the fuel, and the sensor is arranged to measure a vibration parameter of the piezoelectric crystal; and
a fuel characteristic determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the vibration parameter.

Der Schwingungsparameter kann ein Indikator für eine Oberflächenablagerung sein, die sich auf der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls (der dem Kraftstoff ausgesetzt war) gebildet hat.The vibration parameter may be indicative of a surface deposit that has formed on the surface of the piezoelectric crystal (which has been exposed to the fuel).

Der Sensor kann so beschaffen sein, dass er eine Änderung in einer Schwingungsmode des piezoelektrischen Kristalls misst, um den Schwingungsparameter zu ermitteln.The sensor can be arranged to measure a change in a vibration mode of the piezoelectric crystal to determine the vibration parameter.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) einen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; (iv) einen Sauerstoffgehalt im Kraftstoff; (v) eine thermische Stabilität des Kraftstoffs; und/oder (vi) einen Verkokungsgrad des Kraftstoffs.Determined fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; (iv) an oxygen content in the fuel; (v) fuel thermal stability; and/or (vi) a degree of coking of the fuel.

Der piezoelektrische Kristall kann so beschaffen sein, dass er in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks mit Kraftstoff in Berührung kommt. Vorzugsweise kann der piezoelektrische Kristall an einer Position stromabwärts (in Richtung des Kraftstoffstroms) eines Wärmetauschers des Gasturbinentriebwerks angebracht werden.The piezoelectric crystal may be arranged to be in contact with fuel in a fuel system of the gas turbine engine. Preferably, the piezoelectric crystal can be mounted at a position downstream (in the direction of fuel flow) of a heat exchanger of the gas turbine engine.

Der piezoelektrische Kristall kann so beschaffen sein, dass er Kraftstoff ausgesetzt werden kann, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen oder dorthin geliefert wird. Der piezoelektrische Kristall kann so beschaffen sein, dass er Kraftstoff außerhalb des Luftfahrzeugs ausgesetzt werden kann, wobei der Kraftstoff während eines Beladungsvorgangs in das Luftfahrzeug geladen wird. Der piezoelektrische Kristall kann in einer Kraftstoff-Ladeleitung oder einem Kraftstoff-Lagerbehälter eines Betankungssystems angebracht sein.The piezoelectric crystal may be configured to be exposed to fuel located in, drawn from, or supplied to an aircraft fuel tank. The piezoelectric crystal may be designed to be exposed to fuel outside the aircraft, with the fuel being loaded into the aircraft during a loading operation. The piezoelectric crystal may be mounted in a fuel charging line or fuel storage tank of a fueling system.

Gemäß einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des ersten Aspekts; und
Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem einem oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a third aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the first aspect; and
Operation of the aircraft in response to the one or more fuel characteristics.

Der Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann Folgendes umfassen:

a) Ändern eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs, vorzugsweise eines Steuerparameters des Gasturbinentriebwerks, in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen; und/oder
b) Bereitstellen eines Kraftstoffs mit anderen Kraftstoffmerkmalen (als denen des Kraftstoffs, für den die Kraftstoffmerkmale ermittelt wurden) während des Betankens des Luftfahrzeugs.

Operation of the aircraft depending on one or more fuel characteristics may include:

a) changing an aircraft control parameter, preferably a gas turbine engine control parameter, in response to one or more fuel characteristics; and or
b) Providing a fuel with different fuel characteristics (than those of the fuel for which the fuel characteristics were determined) during refueling of the aircraft.

Gemäß einem vierten Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung ein Luftfahrzeug bereit, das das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen des zweiten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bestimmt wurden.According to a fourth aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel characteristic determination system of the second aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to regulate the operation of the aircraft in dependence on one or more fuel characteristics controls determined by the fuel characteristic determination system.

Gemäß einem fünften Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Aussetzen der Oberfläche einer Sensorkomponente, die aus einem Nitril-Dichtungsmaterial besteht, dem Kraftstoff;
Messen eines Quellparameters des Dichtungsmaterials; und
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters.

According to a fifth aspect, the present application provides a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering a gas turbine engine of an aircraft, the method comprising:

exposing the surface of a sensor component composed of a nitrile sealing material to the fuel;
measuring a swelling parameter of the sealing material; and
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter.

Die Erfinder haben festgestellt, dass ein Quellparameter eines Dichtungsmaterials, wie z. B. einer Nitrildichtung, zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, denen das Dichtungsmaterial ausgesetzt war, verwendet werden kann. Die Erfinder haben festgestellt, dass das Ausmaß, in dem das Nitrilmaterial bei Kontakt mit dem Kraftstoff quillt, von den Kraftstoffmerkmalen abhängt und als Sensor zur Bestimmung dieser Merkmale verwendet werden kann.The inventors have found that a swelling parameter of a sealing material, such as e.g. B. a nitrile seal, can be used to determine the fuel characteristics to which the seal material has been exposed. The inventors have found that the extent to which the nitrile material swells upon contact with the fuel is dependent on the fuel characteristics and can be used as a sensor to determine those characteristics.

Die Messung des Quellparameters kann die Messung der Ausdehnung oder Kontraktion der Sensorkomponente als Folge der Einwirkung des Kraftstoffs umfassen.Measuring the source parameter may include measuring the expansion or contraction of the sensor component as a result of exposure to the fuel.

Die Messung der Ausdehnung oder Kontraktion der Sensorkomponente kann die Messung einer Änderung der physischen Größe der Sensorkomponente oder die Messung einer Kraft umfassen, die durch die Sensorkomponente auf ein Messgerät ausgeübt wird.Measuring the expansion or contraction of the sensor component may include measuring a change in the physical size of the sensor component or measuring a force exerted by the sensor component on a gauge.

Zu den ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs gehören.The determined one or more fuel characteristics may include a hydrocarbon distribution of the fuel.

Zu den ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (ii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iii) ein Cycloparaffingehalt im Kraftstoff.The determined one or more fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (ii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iii) a cycloparaffin content in the fuel.

Das Verfahren kann ferner die Erzeugung eines Alarmsignals umfassen, wenn der Quellparameter außerhalb einer Alarmschwelle liegt. Das Alarmsignal kann erzeugt werden, wenn der Quellparameter außerhalb eines sicheren Betriebsbereichs liegt.The method may further include generating an alarm signal when the source parameter is outside an alarm threshold. The alarm signal can be generated when the source parameter is outside a safe operating range.

Während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks kann der Kraftstoff mit der Oberfläche der Sensorkomponente in Berührung kommen.During operation of the gas turbine engine, the fuel may come in contact with the surface of the sensor component.

Der Kraftstoff kann der Oberfläche der Sensorkomponente in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks ausgesetzt sein. Der Kraftstoff kann der Oberfläche der Sensorkomponente in einer Entlüftungsleitung des Kraftstoffsystems des Gasturbinentriebwerks ausgesetzt sein.The fuel may be exposed to the surface of the sensor component in a gas turbine engine fuel system. The fuel may be exposed to the surface of the sensor component in a vent line of the fuel system of the gas turbine engine.

Kraftstoff, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen oder dorthin geliefert wird, kann mit der Oberfläche der Sensorkomponente in Berührung kommen. Die Messung des Quellparameters kann darin bestehen, dass die Sensorkomponente während eines Kraftstoffladevorgangs, bei dem ein Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff beladen werden, außerhalb des Luftfahrzeugs dem Kraftstoff ausgesetzt wird. Die Sensorkomponente kann in einer Kraftstoff-Ladeleitung oder einem Kraftstoff-Vorratsbehälter eines Betankungssystems für das Luftfahrzeug vorgesehen sein.Fuel that is in, removed from, or delivered to an aircraft fuel tank may come into contact with the surface of the sensor component. The source parameter can be measured by exposing the sensor component to the fuel outside the aircraft during a fuel loading process in which one or more fuel tanks of the aircraft are loaded with fuel. The sensor component can be provided in a fuel charging line or a fuel storage tank of a fueling system for the aircraft.

Gemäß einem sechsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen zur Verfügung, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs zu bestimmen, wobei das System umfasst:

eine Sensorkomponente, die aus einem Nitril-Dichtungsmaterial gebildet ist, wobei eine Oberfläche der Sensorkomponente dazu geeignet ist, dem Kraftstoff ausgesetzt zu werden;
einen Sensor, der zur Messung eines Quellparameters des Dichtungsmaterials angeordnet ist; und
ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters bestimmt.

According to a sixth aspect, the present application provides a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering a gas turbine engine of an aircraft, the system comprising:

a sensor component formed from a nitrile sealing material, a surface of the sensor component being adapted to be exposed to the fuel;
a sensor arranged to measure a swelling parameter of the sealing material; and
a fuel characteristics determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter.

Die aus dem Dichtungsmaterial gebildete Sensorkomponente kann so angeordnet sein, dass sie relativ zu einem Messgerät fest montiert ist. Das Messgerät kann so angeordnet sein, dass es die Bewegung der Sensorkomponente aufgrund von Ausdehnung oder Kontraktion erkennt.The sensor component formed from the sealing material may be arranged to be fixedly mounted relative to a meter. The gauge may be arranged to detect movement of the sensor component due to expansion or contraction.

Das Messgerät kann so eingerichtet sein, dass es eine Änderung der physischen Größe der Sensorkomponente erkennt.The gauge can be configured to detect a change in the physical size of the sensor component.

Das Messgerät kann so beschaffen sein, dass es einen von der Sensorkomponente ausgeübten Druck erfasst, der sich aus deren Ausdehnung oder Zusammenziehung ergibt.The gauge may be arranged to sense pressure exerted by the sensor component resulting from expansion or contraction thereof.

Die von dem Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ermittelten eine oder mehreren Kraftstoffmerkmale können eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs umfassen.The one or more fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination module may include a hydrocarbon distribution of the fuel.

Zu den von dem Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (ii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff (F); und/oder (iii) ein Cycloparaffingehalt im Kraftstoff.The one or more fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination module may include one or more of the following characteristics: (i) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (ii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel (F); and/or (iii) a cycloparaffin content in the fuel.

Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann ferner so eingerichtet sein, dass es ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Quellparameter einen Alarmschwellenwert überschreitet.The fuel characteristic determination system may be further configured to generate an alarm signal when the source parameter exceeds an alarm threshold.

Die Sensorkomponente kann an Bord des Luftfahrzeugs angebracht werden. Die Sensorkomponente kann so angeordnet sein, dass während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks Kraftstoff auf ihre Oberfläche gelangt.The sensor component can be mounted on board the aircraft. The sensor component may be arranged to have fuel applied to its surface during operation of the gas turbine engine.

Die Sensorkomponente kann so ausgelegt sein, dass sie Kraftstoff ausgesetzt werden kann, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen oder dorthin geliefert wird. Die Sensorkomponente kann so ausgelegt sein, dass sie Kraftstoff außerhalb des Luftfahrzeugs ausgesetzt werden kann, wobei der Kraftstoff während eines Kraftstoffladevorgangs in das Luftfahrzeug geladen wird. Die Sensorkomponente kann in einer Kraftstoff-Ladeleitung oder einem Kraftstoff-Lagerbehälter eines Betankungssystems für das Luftfahrzeug vorgesehen sein.The sensor component may be configured to be exposed to fuel located in, drawn from, or supplied to an aircraft fuel tank. The sensor component may be designed to be exposed to fuel outside of the aircraft, with the fuel being loaded onto the aircraft during a fuel loading operation. The sensor component can be provided in a fuel charging line or a fuel storage tank of a refueling system for the aircraft.

Gemäß einem siebten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des fünften Aspekts; und
Betreiben des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem einem oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a seventh aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the fifth aspect; and
operating the aircraft in response to the one or more fuel attributes.

Der Betrieb des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann Folgendes umfassen:

a) Ändern eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs, vorzugsweise eines Steuerparameters des Gasturbinentriebwerks, in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen; und/oder
b) Bereitstellen eines Kraftstoffs mit unterschiedlichen Kraftstoffmerkmalen während der Betankung des Luftfahrzeugs.

Operation of the gas turbine engine or aircraft in response to one or more fuel characteristics may include:

a) changing an aircraft control parameter, preferably a gas turbine engine control parameter, in response to one or more fuel characteristics; and or
b) Providing a fuel with different fuel characteristics during the refueling of the aircraft.

Die Änderung eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs kann die Änderung eines Steuerparameters umfassen, der die Auswahl des Kraftstoffs steuert, der dem Gasturbinentriebwerk aus verschiedenen Kraftstoffquellen an Bord des Luftfahrzeugs zugeführt werden soll, um Kraftstoff mit anderen Kraftstoffmerkmalen (als dem ermittelten Kraftstoff) bereitzustellen.Changing a control parameter of the aircraft may include changing a control parameter that controls the selection of fuel to be supplied to the gas turbine engine from different fuel sources onboard the aircraft to provide fuel with different fuel characteristics (than the determined fuel).

Die Bereitstellung von Kraftstoff mit anderen Kraftstoffmerkmalen kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: i) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ höheren Aromatengehalt; ii) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ niedrigeren SAF-Gehalt; und/oder iii) Bereitstellung von fossilem Kerosinkraftstoff.Providing fuel with different fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: i) providing fuel with a relatively higher aromatic content; ii) providing fuel with a relatively lower SAF content; and/or iii) providing fossil kerosene fuel.

Gemäß einem achten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug bereit, das Folgendes umfasst:

ein Gasturbinentriebwerk;
ein Kraftstoffsystem mit einem oder mehreren Kraftstofftanks, die so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff zur Versorgung des Gasturbinentriebwerks enthalten, wobei das Kraftstoffsystem eine oder mehrere Dichtungen umfasst, wobei die Dichtungen zumindest teilweise dem Kraftstoff ausgesetzt sind;
eine Detektionsvorrichtung, die sich innerhalb des Kraftstoffsystems befindet und eine Sensorkomponente umfasst, die aus demselben Material wie die eine oder die mehreren Dichtungen besteht, wobei die Detektionsvorrichtung so angeordnet ist, dass sie einen Quellparameter des Dichtungsmaterials misst.

According to an eighth aspect, the present application provides an aircraft, comprising:

a gas turbine engine;
a fuel system having one or more fuel tanks arranged to contain fuel to supply the gas turbine engine, the fuel system including one or more seals, the seals being at least partially exposed to the fuel;
a detection device located within the fuel system and including a sensor component made of the same material as the one or more gaskets, the detection device being arranged to measure a source parameter of the gasket material.

Durch Messung des Quellungsgrades einer Sensorkomponente aus demselben Material wie eine oder mehrere Dichtungen im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs kann das Verhalten dieser Dichtungen infolge der Einwirkung des Kraftstoffs indirekt bestimmt werden. Dies kann ein Hinweis darauf sein, dass eine unzureichende (z. B. zu geringe) Quellung der Dichtungen stattgefunden hat oder stattfindet, um eine ausreichende Dichtungsleistung zu gewährleisten.By measuring the degree of swelling of a sensor component made of the same material as one or more seals in the aircraft fuel system, the behavior of these seals as a result of exposure to the fuel can be indirectly determined. This may be an indication that insufficient (e.g. too little) swelling of the seals has taken place or is taking place to ensure adequate sealing performance.

Die Erkennungsvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie die Ausdehnung oder Kontraktion der Sensorkomponente als Ergebnis der Einwirkung des Kraftstoffs misst.The sensing device may be arranged to measure the expansion or contraction of the sensor component as a result of exposure to the fuel.

Die Detektionsvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie eine Änderung der physischen Größe der Sensorkomponente misst. Die Detektionsvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie eine Kraft misst, die von der Sensorkomponente auf ein Messgerät ausgeübt wird. The detection device may be configured to measure a change in the physical size of the sensor component. The detection device can be set up in such a way that it measures a force which is exerted by the sensor component on a measuring device.

Das Luftfahrzeug kann ferner ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale umfassen, das so beschaffen ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters bestimmt.The aircraft may further include a fuel characteristics determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter.

Zu den Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein Prozentsatz an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iv) ein Cycloparaffingehalt im Kraftstoff.The fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iv) a cycloparaffin content in the fuel.

Das Erkennungsgerät kann so eingerichtet sein, dass es ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Quellparameter einen Alarmschwellenwert überschreitet.The detection device may be arranged to generate an alarm signal if the source parameter exceeds an alarm threshold.

Gemäß einem neunten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst:

Aussetzen einer oder mehrerer Dichtungen eines Kraftstoffsystems eines Luftfahrzeugs gegenüber Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffsystems, wobei das Luftfahrzeug ein Gasturbinentriebwerk aufweist, das durch das Kraftstoffsystem mit Kraftstoff versorgt wird,
Aussetzen einer Sensorkomponente, die aus dem gleichen Material wie die eine oder mehreren Dichtungen hergestellt ist, gegenüber dem Kraftstoff, wobei die Komponente innerhalb des Kraftstoffsystems angeordnet ist; und
Messen eines Quellparameters des Dichtungsmaterials.

According to a ninth aspect, the present application provides a method, comprising:

exposing one or more seals of a fuel system of an aircraft to fuel within the fuel system, the aircraft having a gas turbine engine fueled by the fuel system,
exposing a sensor component made of the same material as the one or more seals to the fuel, the component being located within the fuel system; and
measuring a swelling parameter of the sealing material.

Das Verfahren kann ferner die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters umfassen.The method may further include determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter.

Das Verfahren kann ferner die Erzeugung eines Alarmsignals umfassen, wenn der Quellparameter über einer Alarmschwelle liegt.The method may further include generating an alarm signal when the source parameter is above an alarm threshold.

Gemäß einem zehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem oder mehreren Gasturbinentriebwerken bereit, das Folgendes umfasst:

Messen eines Quellparameters eines Dichtungsmaterials unter Verwendung des Verfahrens des neunten Aspekts; und
Betreiben des Luftfahrzeugs entsprechend den Quellparametern.

According to a tenth aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having one or more gas turbine engines, comprising:

measuring a swelling parameter of a sealing material using the method of the ninth aspect; and
Operating the aircraft according to the source parameters.

Der Betrieb des Luftfahrzeugs entsprechend dem Quellparameter kann beinhalten, dass das eine oder die mehreren Gasturbinentriebwerke mit Kraftstoff versorgt werden, der eine andere Eigenschaft aufweist als der Kraftstoff, für den der Dichtungsquellwert ermittelt wurde. Dies kann entweder durch Betankung des Luftfahrzeugs oder durch Kraftstoff aus einer anderen Quelle an Bord des Luftfahrzeugs geschehen.Operating the aircraft in accordance with the swell parameter may include fueling the one or more gas turbine engines with fuel having a different property than the fuel for which the seal swell value was determined. This can be done either by refueling the aircraft or by using fuel from another source on board the aircraft.

Die Bereitstellung von Kraftstoff mit einem anderen Merkmal kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: i) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ höheren Aromatengehalt; ii) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ niedrigeren SAF-Gehalt; und/oder iii) Bereitstellung von Kerosin.Providing fuel with a different characteristic may include one or more of the following characteristics: i) providing fuel with a relatively higher aromatic content; ii) providing fuel with a relatively lower SAF content; and/or iii) providing kerosene.

Gemäß einem elften Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung ein Luftfahrzeug bereit, das das Kraftstoffbestimmungssystem des sechsten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem Kraftstoffbestimmungssystem bestimmt wurden.According to an eleventh aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel determination system of the sixth aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to control operation of the aircraft in dependence on one or more fuel characteristics determined by determined by the fuel determination system.

Gemäß einem zwölften Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug gemäß dem achten Aspekt bereit, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem von der Detektionsvorrichtung gemessenen Quellparameter steuert.According to a twelfth aspect, the present application provides an aircraft according to the eighth aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to control the operation of the aircraft depending on the source parameter measured by the detection device.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zum Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Messen eines oder mehrerer Spurensubstanz-Parameter des Kraftstoffs, wobei der eine oder die mehreren Spurensubstanz-Parameter jeweils mit einer entsprechenden Spurensubstanz in dem Kraftstoff verbunden sind; und
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter.

According to a thirteenth aspect, the present application provides a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering a gas turbine engine of an aircraft, the method comprising:

measuring one or more tracer substance parameters of the fuel, the one or more tracer substance parameters each being associated with a corresponding tracer substance in the fuel; and
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more tracer parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch die Messung von Spurenstoffparametern eines Kraftstoffs bestimmte Kraftstoffmerkmale bestimmt werden können. Solche Spurenstoffe können nur in einer geringen Menge vorhanden sein und durch ihr Vorhandensein, ihre Konzentration oder ihr Fehlen im Kraftstoff ein zugehöriges Merkmal des Kraftstoffs anzeigen.The inventors have found that specific fuel characteristics can be determined by measuring tracer substance parameters of a fuel. Such trace substances can only be present in a small amount and their presence, concentration or absence in the fuel can indicate an associated characteristic of the fuel.

Mindestens einer der Parameter für einen oder mehrere Spurenstoffe kann das Vorhandensein oder die Konzentration des betreffenden Spurenstoffs im Kraftstoff anzeigen. At least one of the parameters for one or more trace substances can be indicative of the presence or the concentration of the relevant trace substance in the fuel.

Mindestens einer der Parameter für einen oder mehrere Spurenstoffe kann das Fehlen des entsprechenden Spurenstoffs im Kraftstoff anzeigen.At least one of the parameters for one or more trace substances can indicate the absence of the corresponding trace substance in the fuel.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen können auch ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale gehören:

a) einen prozentualen Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; oder
b) die Angabe, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff handelt, z. B. um fossilen Kerosin-Kraftstoff.

The determined fuel characteristics may also include one or more fuel characteristics:

a) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; or
b) an indication that the fuel is a fossil fuel, e.g. B. to fossil kerosene fuel.

Die Spurensubstanz, die mit mindestens einem der Stoffparameter verbunden ist, kann von Natur aus im Kraftstoff vorkommen. Sie kann zum Beispiel bei der Herstellung des Kraftstoffs natürlich vorkommen.The trace substance associated with at least one of the substance parameters may be naturally present in the fuel. For example, it can occur naturally during the production of fuel.

Zu den Parametern für Spurenstoffe können gehören:

i) eine Schwefelkonzentration oder -menge im Kraftstoff; und/oder
ii) eine Konzentration oder Menge an aromatischem Kohlenwasserstoff im Kraftstoff.

Trace substance parameters may include:

i) a sulfur concentration or amount in the fuel; and or
ii) a concentration or amount of aromatic hydrocarbon in the fuel.

Die Spurensubstanz, die mit mindestens einem der Parameter der Spurensubstanz verbunden ist, kann dem Kraftstoff zugesetzt werden, um als Tracer für den Nachweis zu dienen. Beispielsweise kann die Spurensubstanz dem Kraftstoff zugesetzt werden, um als Tracer ein bestimmtes Merkmal oder bestimmte Merkmale des Kraftstoffs anzuzeigen.The trace substance associated with at least one of the trace substance parameters may be added to the fuel to serve as a tracer for detection. For example, the trace substance can be added to the fuel to act as a tracer to indicate a specific characteristic or characteristics of the fuel.

Die Messung des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter kann die Durchführung einer Spektroskopie an dem Kraftstoff umfassen. Die Durchführung von Spektroskopie am Kraftstoff kann die Durchführung von Fourier-Transform-Infrarot- (FT-IR) oder Ultraviolett-Vis-Spektroskopie (UV-Vis) umfassen.Measuring the one or more tracer parameters may include performing a spectroscopy on the fuel. Performing spectroscopy on the fuel may include performing Fourier transform infrared (FT-IR) or ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy.

Die Messung des einen oder der mehreren Parameter der Spurensubstanz kann die Durchführung einer Fluoreszenzdetektion umfassen.Measuring the one or more trace substance parameters may include performing fluorescence detection.

Die Messung der Parameter eines oder mehrerer Spurenstoffe kann eine Messung des Kraftstoffs an Bord des Luftfahrzeugs umfassen.The measurement of the parameters of one or more trace substances can include a measurement of the fuel on board the aircraft.

Die Messung des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter kann eine Messung des Kraftstoffs umfassen, der sich im Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen wird oder in den Kraftstofftank des Luftfahrzeugs geliefert wird.The measurement of the one or more tracer parameters may include a measurement of the fuel that is in, taken from, or delivered to the aircraft fuel tank.

Die Messung des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter kann eine Messung des Kraftstoffs während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks umfassen. Dies kann eine Messung des Kraftstoffs umfassen, während er sich in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks befindet.Measuring the one or more tracer parameters may include measuring fuel during operation of the gas turbine engine. This may include measuring the fuel while it is in a fuel system of the gas turbine engine.

Die Messung des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter kann die Durchführung einer Messung an Kraftstoff außerhalb des Luftfahrzeugs während eines Kraftstoffladevorgangs umfassen, bei dem der Kraftstofftank oder die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff beladen werden. Ein Sensor zur Messung der Spurenstoffparameter kann sich daher in einem Kraftstoff-Ladesystem für das Luftfahrzeug befinden.Measuring the one or more tracer parameters may include performing a measurement on fuel external to the aircraft during a fuel loading operation in which the aircraft fuel tank or tanks are being loaded with fuel. A sensor for measuring the tracer parameters can therefore be located in a fuel loading system for the aircraft.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen zur Verfügung, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zum Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs zu bestimmen, wobei das System umfasst:

einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er einen oder mehrere Spurensubstanzparameter des Kraftstoffs misst, wobei der eine oder die mehreren Spurensubstanzparameter jeweils einer entsprechenden Spurensubstanz in dem Kraftstoff zugeordnet sind; und
und ein Bestimmungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter bestimmt.

According to a fourteenth aspect, the present application provides a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering a gas turbine engine of an aircraft, the system comprising:

a sensor configured to measure one or more tracer substance parameters of the fuel, the one or more tracer substance parameters each being associated with a corresponding tracer substance in the fuel; and
and a determination module configured to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more tracer parameters.

Mindestens einer der Parameter für einen oder mehrere Spurenstoffe kann das Vorhandensein oder die Konzentration des betreffenden Spurenstoffs im Kraftstoff anzeigen.At least one of the parameters for one or more trace substances can be indicative of the presence or the concentration of the relevant trace substance in the fuel.

Der Spurenstoff, der mit mindestens einem der Spurenstoffparameter verbunden ist, kann im Kraftstoff selbst vorkommen.The tracer associated with at least one of the tracer parameters may be present in the fuel itself.

Der Parameter für den Spurenstoff kann sein:

a) eine Schwefelkonzentration oder -menge im Kraftstoff (F); und/oder
b) eine Konzentration oder Menge an aromatischem Kohlenwasserstoff im Kraftstoff (F).

The parameter for the trace substance can be:

a) a sulfur concentration or amount in the fuel (F); and or
b) a concentration or amount of aromatic hydrocarbon in the fuel (F).

Die Spurensubstanz, die mit mindestens einem der Parameter der Spurensubstanz verbunden ist, kann dem Kraftstoff zugesetzt werden, um als Tracer für den Nachweis zu dienen.The trace substance associated with at least one of the trace substance parameters den is added to the fuel to serve as a tracer for detection.

Der Sensor kann eine Spektroskopievorrichtung umfassen. Die Spektroskopievorrichtung kann vorzugsweise eine Fourier-Transformations-Infrarot- (FT-IR) oder Ultraviolett-Vis-Spektroskopievorrichtung (UV-Vis) sein.The sensor may include a spectroscopy device. The spectroscopy device may preferably be a Fourier transform infrared (FT-IR) or ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy device.

Der Sensor kann eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung umfassen.The sensor may include a fluorescence detection device.

Der Sensor kann so konfiguriert sein, dass er eine Messung des Kraftstoffs an Bord des Luftfahrzeugs durchführt.The sensor may be configured to take a measurement of fuel onboard the aircraft.

Der Sensor kann so angeordnet sein, dass er eine Messung des Kraftstoffs durchführt, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus diesem entnommen wird oder diesem zugeführt wird.The sensor may be arranged to make a measurement of the fuel that is in, drawn from or supplied to a fuel tank of the aircraft.

Der Sensor kann so angeordnet sein, dass er eine Messung des Kraftstoffs während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks vornimmt. Der Sensor kann in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks untergebracht sein.The sensor may be arranged to take a measurement of fuel during operation of the gas turbine engine. The sensor may be housed in a fuel system of the gas turbine engine.

Der Sensor kann so angeordnet sein, dass er eine Messung des Kraftstoffs außerhalb des Luftfahrzeugs vornimmt, der während des Betankungsvorgangs in das Luftfahrzeug geladen wird. Der Sensor kann sich zum Beispiel im Betankungssystem des Luftfahrzeugs befinden.The sensor may be arranged to take a measurement of the fuel external to the aircraft that is loaded onto the aircraft during the fueling process. For example, the sensor may be located in the aircraft's refueling system.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des dreizehnten Aspekts; und
Betreiben des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a fifteenth aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the thirteenth aspect; and
Operating the aircraft in response to one or more fuel characteristics.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug bereit, das das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen des vierzehnten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bestimmt wurden.According to a sixteenth aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel characteristic determination system of the fourteenth aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to regulate the operation of the aircraft in dependence on one or more fuel characteristics controls determined by the fuel characteristic determination system.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt wird ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs bereitgestellt, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das Verfahren umfasst:

Durchstrahlen von Licht aus dem sichtbaren UV-Spektrum durch den Kraftstoff;
Messen eines Transmissionsparameters, der die Lichtdurchlässigkeit des Kraftstoffs angibt;
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Transmissionsparameters; und
Übermitteln der ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale an ein Steuerungssystem des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs.

According to a seventeenth aspect, there is provided a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the method comprising:

transmitting light from the visible UV spectrum through the fuel;
measuring a transmission parameter indicative of the light transmission of the fuel;
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the transmission parameter; and
communicating the one or more fuel characteristics to a control system of the gas turbine engine or the aircraft.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch die Messung der Lichtdurchlässigkeit im UV-Spektrum eines Flugkraftstoffs dessen Merkmale bestimmt und an ein Steuermodul des Luftfahrzeugs übermittelt werden können, so dass das Luftfahrzeug auf dieser Grundlage betrieben werden kann.The inventors have found that by measuring the transmission of light in the UV spectrum of an aviation fuel, its characteristics can be determined and communicated to an aircraft control module so that the aircraft can be operated on that basis.

Der Transmissionsparameter kann die Durchlässigkeit des Lichts aus dem UV-visuellen Spektrum in Abhängigkeit von der Wellenlänge angeben.The transmittance parameter can indicate the transmittance of light from the UV-visual spectrum as a function of wavelength.

Die auf der Grundlage des Transmissionsparameters ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs umfassen.The one or more fuel characteristics determined based on the transmission parameter may include a hydrocarbon distribution of the fuel.

Zu den einen oder mehren Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; und/oder (iii) eine Angabe darüber, ob es sich bei dem Kraftstoff um fossilen Kraftstoff, z. B. fossiles Kerosin, handelt.The one or more fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; and/or (iii) an indication of whether the fuel is a fossil fuel, e.g. B. fossil kerosene is.

Das Licht aus dem sichtbaren UV-Spektrum kann durch den Kraftstoff im Kraftstofftank des Luftfahrzeugs hindurchgehen, aus diesem entnommen oder in den Kraftstofftank des Luftfahrzeugs eingespeist werden.The visible UV spectrum light may be transmitted through, extracted from, or injected into the aircraft fuel tank in the aircraft fuel tank.

Das UV-Licht kann während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks durch den Kraftstoff geleitet werden. Das UV-Licht kann durch den Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks geleitet werden.The UV light may be transmitted through the fuel during operation of the gas turbine engine. The UV light may be directed through fuel in a gas turbine engine fuel system.

Das Licht des UV-Spektrums kann während eines Betankungsvorgangs, bei dem der Kraftstofftank oder die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff beladen werden, durch den Kraftstoff außerhalb des Luftfahrzeugs geleitet werden. Ein UV-Vis-Durchlässigkeitssensor kann daher in einem Betankungssystem des Luftfahrzeugs vorgesehen werden.The light of the UV spectrum may be transmitted through the fuel external to the aircraft during a refueling operation in which the aircraft fuel tank or tanks are loaded with fuel. A UV-Vis transmission sensor may therefore be included in an aircraft fueling system.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen zur Verfügung, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zu bestimmen, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das System Folgendes umfasst:

einen UV-Vis-Sensor, der eine UV-visuelles Spektrum-Lichtquelle umfasst, die so angeordnet ist, dass sie UV-visuelles Spektrum-Licht durch den Kraftstoff hindurchlässt, wobei der UV-Vis-Sensor ferner einen Durchlässigkeitsdetektor umfasst, der so angeordnet ist, dass er einen Transmissionsparameter misst, der die Durchlässigkeit des UV-visuelles Spektrum-Lichts durch den Kraftstoff anzeigt; und
ein Bestimmungsmodul, das angeordnet ist, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Transmissionsparameters zu bestimmen, wobei das Bestimmungsmodul angeordnet ist, um das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale an ein Steuermodul des Gasturbinentriebwerks oder Luftfahrzeugs zu übermitteln.

According to an eighteenth aspect, the present application provides a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the system comprising:

a UV-Visible sensor comprising a UV-Visual Spectrum light source arranged to transmit UV-Visual Spectrum light through the fuel, the UV-Visible sensor further comprising a transmission detector arranged to is that it measures a transmission parameter indicative of the transmittance of UV-Visual Spectrum light through the fuel; and
a determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the transmission parameter, the determination module arranged to communicate the one or more fuel characteristics to a control module of the gas turbine engine or aircraft.

Die auf der Grundlage des Transmissionsparameters ermittelten Kraftstoffmerkmale können eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs umfassen.The fuel characteristics determined based on the transmission parameter may include a hydrocarbon distribution of the fuel.

Zu den Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden gehören:

i) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff (F);
ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff (F); und/oder
iii) die Angabe, ob es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff handelt, z. B. um fossiles Kerosin.

Fuel characteristics may include one or more of the following:

i) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel (F);
ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel (F); and or
(iii) whether the fuel is a fossil fuel, e.g. B. to fossil kerosene.

Die Lichtquelle kann so beschaffen sein, dass sie Licht durch Kraftstoff hindurchlässt, der sich in einem Kraftstofftank des Luftfahrzeugs befindet, aus dem Kraftstoff entnommen oder in den Kraftstofftank des Luftfahrzeugs abgegeben wird.The light source may be arranged to transmit light through fuel located in, withdrawn from or dispensed into an aircraft fuel tank in an aircraft fuel tank.

Die Lichtquelle kann so beschaffen sein, dass sie während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks Licht durch den Kraftstoff leitet. Die Lichtquelle kann so beschaffen sein, dass sie Licht durch Kraftstoff hindurchlässt, während sich dieser in einem Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks befindet.The light source may be arranged to transmit light through the fuel during operation of the gas turbine engine. The light source may be arranged to transmit light through fuel while it is in a fuel system of the gas turbine engine.

Die Lichtquelle kann so beschaffen sein, dass sie während eines Betankungsvorgangs, bei dem der Kraftstofftank oder die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff beladen werden, Licht durch Kraftstoff hindurchlässt, der sich außerhalb des Luftfahrzeugs befindet. Die Lichtquelle kann daher in einer Betankungsanlage des Luftfahrzeugs vorgesehen werden.The light source may be arranged to transmit light through fuel located external to the aircraft during a refueling operation in which fuel is being loaded into the aircraft's fuel tank or tanks. The light source can therefore be provided in a refueling system of the aircraft.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des siebzehnten Aspekts; und
Betreiben des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a nineteenth aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the seventeenth aspect; and
Operating the aircraft in response to one or more fuel characteristics.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug bereit, das das Kraftstoffbestimmungssystem des achtzehnten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem bestimmt werden.According to a twentieth aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel determination system of the eighteenth aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to control operation of the aircraft in dependence on one or more fuel characteristics determined by be determined by the fuel attribute determination system.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs bereitgestellt, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kondensstreifenparameter, die mit der Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk zusammenhängen, während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks, wobei das Bestimmen des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter das Durchführen einer Sensormessung in einem Bereich hinter dem Gasturbinentriebwerk umfasst, in dem ein Kondensstreifen gebildet wird oder gebildet werden kann; und
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter.

determining one or more contrail parameters associated with contrail formation by the gas turbine engine during operation of the gas turbine engine, wherein determining the one or more contrail parameters comprises performing a sensor measurement in an area aft of the gas turbine engine in which a contrail is or is being formed can be; and
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more contrail parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch eine Sensormessung, die auf die Bildung von Kondensstreifen an der Abgasfahne eines Gasturbinentriebwerks anspricht, die Merkmale des von dem Gasturbinentriebwerk verbrannten Kraftstoffs bestimmt werden können.The inventors have found that a sensor measurement responsive to the formation of contrails on the exhaust plume of a gas turbine engine can determine the characteristics of the fuel being combusted by the gas turbine engine.

Der eine oder die mehreren Kondensstreifenparameter können einen Parameter enthalten, der den Grad der stattfindenden Kondensstreifenbildung anzeigt. Der eine oder die mehreren Kontrollparameter können einen Parameter enthalten, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vom Gasturbinentriebwerk erzeugten Kondensstreifens anzeigt.The one or more contrail parameters may include a parameter indicative of the degree of contrail formation taking place. The one or more control parameters may include a parameter indicative of the presence or absence of a contrail generated by the gas turbine engine.

Die Bestimmung des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter kann die Messung der von einem Kondensstreifen reflektierten und/oder wieder emittierten elektromagnetischen Strahlung umfassen.Determining the one or more contrail parameters may include measuring the electromagnetic radiation reflected and/or re-emitted by a contrail.

Die Bestimmung des einen oder der mehreren Kondensstreifen-Parameter kann die Erfassung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Kondensstreifens oder des Ausmaßes der Bildung eines Kondensstreifens in einem Bild des Bereichs hinter dem Gasturbinentriebwerk umfassen.Determining the one or more contrail parameters may include detecting the presence or absence of a contrail or the extent of contrail formation in an image of the area behind the gas turbine engine.

Die Kraftstoffmerkmale können ferner auf der Grundlage eines oder mehrerer atmosphärischer Umgebungsparameter bestimmt werden, die jeweils die atmosphärischen Umgebungsbedingungen angeben, unter denen das Gasturbinentriebwerk derzeit betrieben wird.The fuel characteristics may be further determined based on one or more ambient atmospheric parameters each indicative of ambient atmospheric conditions in which the gas turbine engine is currently operating.

Das Verfahren kann ferner die Beschaffung der ein oder mehreren atmosphärischen Umgebungsbedingungen aus einer Quelle für meteorologische Daten umfassen, die Echtzeit- oder erwartete Informationen über die atmosphärischen Umgebungsbedingungen liefern.The method may further include obtaining the one or more surrounding atmospheric conditions from a source of meteorological data that provides real-time or expected information about the surrounding atmospheric conditions.

Das Verfahren kann ferner die Erfassung der ein oder mehreren atmosphärischen Umgebungsbedingungen von einem Sensor umfassen, der so angeordnet ist, dass er die Umgebungsbedingungen in der Nähe des Luftfahrzeugs misst.The method may further include sensing the one or more ambient atmospheric conditions from a sensor arranged to measure ambient conditions in the vicinity of the aircraft.

Die Kraftstoffmerkmale können auch auf der Grundlage eines oder mehrerer Betriebsparameter des Triebwerks oder des Luftfahrzeugs bestimmt werden.The fuel characteristics may also be determined based on one or more engine or aircraft operating parameters.

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage der Messung des Wertes eines variierenden Parameters bestimmt werden, bei dem die Kondensstreifenbildung beginnt. Bei dem veränderlichen Parameter kann es sich um einen veränderlichen Parameter für den Betrieb des Triebwerks und/oder um einen veränderlichen Parameter für die Umgebungsbedingungen handeln.The one or more fuel characteristics may be determined based on measuring the value of a varying parameter at which contrail formation begins. The variable parameter may be a variable parameter related to engine operation and/or a variable parameter related to environmental conditions.

Zu den ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iv) ein Hinweis darauf, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. Kerosin, handelt.The determined one or more fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iv) an indication that the fuel is a fossil fuel, e.g. As kerosene, is.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt wird ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bereitgestellt, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zu bestimmen, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das System umfasst:

einen Kondensstreifensensor, der so angeordnet ist, dass er einen oder mehrere Kondensstreifenparameter bestimmt, die mit der Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk zusammenhängen, wobei der Kondensstreifensensor so angeordnet ist, dass er eine Sensormessung in einem Bereich hinter dem Gasturbinentriebwerk durchführt, in dem ein Kondensstreifen gebildet wird oder gebildet werden kann; und
ein Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter bestimmt.

According to a twenty-second aspect, there is provided a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the system comprising:

a contrail sensor arranged to determine one or more contrail parameters associated with contrail formation by the gas turbine engine, the contrail sensor arranged to perform a sensor measurement in an area aft of the gas turbine engine where a contrail is formed or can be formed; and
a fuel characteristic determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more contrail parameters.

Der eine oder die mehreren Kondensstreifenparameter können einen Parameter enthalten, der den Grad der stattfindenden Kondensstreifenbildung anzeigt. Der eine oder die mehreren Kontrollparameter können vorzugsweise das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vom Gasturbinentriebwerk erzeugten Kondensstreifens anzeigen.The one or more contrail parameters may include a parameter that indicates the degree of contrail formation taking place. The one or more control parameters are preferably indicative of the presence or absence of a contrail generated by the gas turbine engine.

Der Kondensstreifensensor kann so ausgelegt sein, dass er die von einem Kondensstreifen reflektierte und/oder wieder emittierte elektromagnetische Strahlung misst.The contrail sensor can be designed in such a way that it measures the electromagnetic radiation reflected and/or re-emitted by a contrail.

Der Kondensstreifensensor kann so angeordnet sein, dass er das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kondensstreifens oder das Ausmaß der Bildung eines Kondensstreifens in einem Bild des Bereichs hinter dem Gasturbinentriebwerk erkennt.The contrail sensor may be arranged to detect the presence or absence of a contrail or the extent of contrail formation in an image of the area behind the gas turbine engine.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann ferner so eingerichtet sein, dass es die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines oder mehrerer atmosphärischer Umgebungsparameter bestimmt, die jeweils die atmosphärischen Umgebungsbedingungen angeben, unter denen das Gasturbinentriebwerk derzeit betrieben wird.The fuel characteristics determination module may be further configured to determine the fuel characteristics based on one or more ambient atmospheric parameters each indicative of ambient atmospheric conditions in which the gas turbine engine is currently operating.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann ferner so eingerichtet sein, dass es die ein oder mehreren atmosphärischen Umgebungsbedingungen aus einer Quelle für meteorologische Daten erhält, die Echtzeit- oder erwartete Informationen über die atmosphärischen Umgebungsbedingungen liefern.The fuel characteristics determination module may be further configured to obtain the one or more ambient atmospheric conditions from a meteorological data source providing real-time or expected information about the ambient atmospheric conditions.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann ferner so eingerichtet sein, dass es die ein oder mehreren atmosphärischen Umgebungsbedingungen von einem Sensor erhält, der so eingerichtet ist, dass er die Umgebungsbedingungen in der Nähe des Luftfahrzeugs misst.The fuel characteristics determination module may be further configured to obtain the one or more ambient atmospheric conditions from a sensor configured to measure ambient conditions in the vicinity of the aircraft.

Das Kraftstoffmerkmal-Modul kann ferner so eingerichtet sein, dass es die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines oder mehrerer Triebwerks- oder Luftfahrzeugbetriebsparameter bestimmt. Zu den Luftfahrzeug- und Triebwerksparametern kann die Temperatur des Kraftstoffs gehören, der in die Brennkammer des Gasturbinentriebwerks eintritt.The fuel characteristics module may be further configured to determine the one or more fuel characteristics based on one or more engine or aircraft operating parameters. Aircraft and engine parameters may include the temperature of the fuel entering the combustor of the gas turbine engine.

Die eine oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage der Messung des Wertes eines variierenden Triebwerks- oder Luftfahrzeugbetriebsparameters bestimmt werden, bei dem die Kondensstreifenbildung beginnt.The one or more fuel characteristics may be determined based on measuring the value of a varying engine or aircraft operating parameter at which contrail formation begins.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iv) ein Hinweis darauf, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. Kerosin, handelt.Determined fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iv) an indication that the fuel is a fossil fuel, e.g. As kerosene, is.

Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des einundzwanzigsten Aspekts; und
Betreiben des Gasturbinentriebwerks oder Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a twenty-third aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the twenty-first aspect; and
operating the gas turbine engine or aircraft in response to one or more fuel characteristics.

Der Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:

i) Änderung eines Betriebsparameters eines Wärmemanagementsystems des Gasturbinentriebwerks;
ii) Änderung der Temperatur des Kraftstoffs im Gasturbinentriebwerk; und/oder
iii) Änderung einer Flugcharakteristik des Luftfahrzeugs, vorzugsweise einer Flughöhe des Luftfahrzeugs, weiter vorzugsweise einer Reiseflughöhe.

Operation of the aircraft in response to one or more fuel characteristics may include one or more of the following characteristics:

i) changing an operating parameter of a thermal management system of the gas turbine engine;
ii) change in temperature of the fuel in the gas turbine engine; and or
iii) Changing a flight characteristic of the aircraft, preferably a flight altitude of the aircraft, more preferably a cruising altitude.

Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer mit der Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk zusammenhängender Kondensstreifenparameter während der Verwendung des Gasturbinentriebwerks, wobei das Bestimmen des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter das Durchführen einer Sensormessung in einem Bereich hinter dem Gasturbinentriebwerk umfasst, in dem ein Kondensstreifen gebildet wird oder gebildet werden kann, und wobei der eine oder die mehreren Steuerparameter während eines sich ändernden Betriebs des Luftfahrzeugs bestimmt werden und einem Wert eines sich ändernden Parameters entsprechen, bei dem sich ein Kondensstreifen zu bilden beginnt; und
Steuern der Betriebsparameter des Luftfahrzeugs oder des Gasturbinentriebwerks in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kondensstreifenparametern.

According to a twenty-fourth aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more contrail parameters associated with contrail formation by the gas turbine engine during use of the gas turbine engine, wherein determining the one or more contrail parameters comprises performing a sensor measurement in an area aft of the gas turbine engine where a contrail is or may be formed, and wherein the one or more control parameters are determined during changing operation of the aircraft and correspond to a value of a changing parameter at which a contrail begins to form; and
Controlling the operational parameters of the aircraft or the gas turbine engine in dependence on one or more contrail parameters.

Bei dem wechselnden Betrieb des Luftfahrzeugs kann es sich um eine Steigflugphase des Luftfahrzeugs handeln.The alternating operation of the aircraft can involve a climb phase of the aircraft.

Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung ein Luftfahrzeug bereit, das das Kraftstoffbestimmungssystem des zweiundzwanzigsten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem Kraftstoffbestimmungssystem bestimmt werden.According to a twenty-fifth aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel determination system of the twenty-second aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to control operation of the aircraft in dependence on one or more fuel characteristics determined by be determined by the fuel determination system.

Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs bereit, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Abgasinhaltsparameter während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks durch Durchführung einer Sensormessung an einem Abgas des Gasturbinentriebwerks; und
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Abgasparameter.

According to a twenty-sixth aspect, the present application provides a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more exhaust gas content parameters during operation of the gas turbine engine by performing a sensor measurement on an exhaust gas of the gas turbine engine; and
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more exhaust gas parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kraftstoffmerkmale eines von einem Gasturbinentriebwerk verwendeten Kraftstoffs durch Messung der von dem Triebwerk während des Betriebs erzeugten Abgase bestimmt werden können.The inventors have discovered that the fuel characteristics of a fuel used by a gas turbine engine can be determined by measuring the exhaust gases produced by the engine during operation.

Der eine oder die mehreren Abgasinhaltsparameter können einen Parameter umfassen, der den nvPM-Gehalt des Abgases angibt.The one or more exhaust gas content parameters may include a parameter indicative of the nvPM content of the exhaust gas.

Die Sensormessung kann eine laserinduzierte Inkandeszenzmessung zur Bestimmung der Volumenkonzentration von nvPM im Abgas umfassen.The sensor measurement can include a laser-induced incandescence measurement to determine the volume concentration of nvPM in the exhaust gas.

Die Sensormessung kann eine Messung der Anzahl der Kondensationspartikel umfassen, um eine nvPM-Zahl im Abgas zu bestimmen.The sensor measurement may include a measurement of the number of condensation particles to determine an nvPM number in the exhaust.

Der eine oder die mehreren Abgasinhaltsparameter können einen Parameter umfassen, der den SO₂, CO₂ oder CO-Gehalt der Abgase angibt.The one or more exhaust gas content parameters may include a parameter indicative of the SO ₂ , CO ₂ , or CO content of the exhaust gases.

Die Sensormessung kann eine nicht-dispersive Infrarot-Absorptionsmessung umfassen.The sensor measurement may include a non-dispersive infrared absorbance measurement.

Der eine oder die mehreren Abgasinhaltsparameter können einen Sulfat-Aerosolgehalt des Abgases umfassen. Die Sensormessung kann die Durchführung einer Aerosol-Massenspektrometermessung umfassen, um das Vorhandensein von Sulfaten im Abgas zu bestimmen.The one or more exhaust gas content parameters may include a sulfate aerosol content of the exhaust gas. The sensor measurement may include performing an aerosol mass spectrometer measurement to determine the presence of sulfates in the exhaust.

Die eine oder mehreren Kraftstoffmerkmale können ferner auf der Grundlage eines oder mehrerer atmosphärischer Umgebungsparameter bestimmt werden, die jeweils die atmosphärischen Umgebungsbedingungen angeben, unter denen das Gasturbinentriebwerk derzeit betrieben wird.The one or more fuel characteristics may be further determined based on one or more ambient atmospheric parameters each indicative of ambient atmospheric conditions in which the gas turbine engine is currently operating.

Die Kraftstoffmerkmale können ferner auf der Grundlage eines oder mehrerer Betriebsparameter des Triebwerks bestimmt werden. Zu den Betriebsparametern kann eine Einstellung der Triebwerksleistung gehören.The fuel characteristics may also be determined based on one or more engine operating parameters. Operating parameters may include an adjustment to engine power.

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage eines Abgasinhaltsparameters bestimmt werden, der bei einem ersten Triebwerksbetriebszustand gemessen wird, bei dem die Emission der jeweils gemessenen Substanz größer ist als bei einem zweiten Triebwerksbetriebszustand.The one or more fuel characteristics may be determined based on an exhaust gas content parameter measured at a first engine operating condition where the emission of the particular substance being measured is greater than at a second engine operating condition.

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage eines Vergleichs von Abgasinhaltsparametern bestimmt werden, die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Triebwerks ermittelt wurden.The one or more fuel characteristics may be determined based on a comparison of exhaust gas content parameters determined at different engine operating conditions.

Zu den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen gehören unter anderem: (i) das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffs; (ii) der prozentuale Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; (iv) der Naphthalin-Gehalt des Kraftstoffs; und/oder (v) der Schwefelgehalt des Kraftstoffs. The one or more fuel characteristics include, but are not limited to: (i) the hydrogen-to-carbon ratio of the fuel; (ii) the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) the content of aromatic hydrocarbons in the fuel; (iv) the naphthalene content of the fuel; and/or (v) the sulfur content of the fuel.

Gemäß dem siebenundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen zur Verfügung, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zu bestimmen, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, wobei das System umfasst:

einen Abgassensor, der so angeordnet ist, dass er einen oder mehrere Abgasinhaltsparameter bestimmt, wobei der Abgassensor so angeordnet ist, dass er eine Messung an einem Abgas des Gasturbinentriebwerks durchführt; und
ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so beschaffen ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Abgasinhaltsparameter bestimmt.

According to the twenty-seventh aspect, the present application provides a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine, the system comprising:

an exhaust gas sensor arranged to determine one or more exhaust gas content parameters, the exhaust gas sensor arranged to perform a measurement on an exhaust gas of the gas turbine engine; and
a fuel characteristics determination module arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more exhaust gas content parameters.

Der Abgassensor kann so ausgelegt sein, dass er einen oder mehrere Parameter für den Abgasgehalt bestimmt, darunter einen Parameter, der den nvPM-Gehalt des Abgases angibt.The exhaust gas sensor can be designed so that it has one or more parameters for the exhaust gas content, including a parameter that indicates the nvPM content of the exhaust gas.

Der Abgassensor kann eine Vorrichtung zur Messung der laserinduzierten Inkandeszenz umfassen, mit der die Volumenkonzentration von nvPM im Abgas bestimmt werden kann.The exhaust gas sensor can comprise a device for measuring the laser-induced incandescence, with which the volume concentration of nvPM in the exhaust gas can be determined.

Der Abgassensor kann eine Vorrichtung zur Zählung von Kondensationspartikeln umfassen, die so angeordnet ist, dass sie eine nvPM-Zahl im Abgas bestimmt.The exhaust gas sensor may include a device for counting condensation particles arranged to determine an nvPM number in the exhaust gas.

Der Abgassensor kann so eingerichtet sein, dass er einen oder mehrere Parameter des Abgasinhalts bestimmt, darunter einen Parameter, der den SO₂ , CO₂ oder CO-Gehalt des Abgases angibt. Der Abgassensor kann ein nichtdispersives Infrarot-Absorptionsmessgerät umfassen.The exhaust gas sensor may be arranged to determine one or more parameters of the exhaust gas content, including a parameter indicative of the SO ₂ , CO ₂ or CO content of the exhaust gas. The exhaust gas sensor may include a non-dispersive infrared absorbance meter.

Der Abgassensor kann so angeordnet sein, dass er einen oder mehrere Abgasinhaltsparameter bestimmt, die einen Sulfataerosolgehalt des Abgases einschließen. Der Abgassensor kann ein Aerosol-Massenspektrometer-Messgerät umfassen, das zur Messung der Sulfatmasse im Abgas angeordnet ist.The exhaust gas sensor may be arranged to determine one or more exhaust gas content parameters including a sulfate aerosol content of the exhaust gas. The exhaust gas sensor may comprise an aerosol mass spectrometer measuring device arranged to measure the sulfate mass in the exhaust gas.

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können vom Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage folgender Kriterien bestimmt werden:

i) eine oder mehrere Parameter der atmosphärischen Umgebungsbedingungen, von denen jeder die atmosphärischen Umgebungsbedingungen angibt, unter denen das Gasturbinentriebwerk gegenwärtig betrieben wird; und/oder
ii) einen oder mehrere Betriebsparameter des Triebwerks, vorzugsweise einschließlich der Einstellung der Triebwerksleistung.

The one or more fuel characteristics may be determined by the fuel characteristics determination module based on the following criteria:

i) one or more ambient atmospheric condition parameters, each indicative of the ambient atmospheric condition in which the gas turbine engine is currently operating; and or
ii) one or more engine operating parameters, preferably including engine power setting.

Zu den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen gehören unter anderem: (i) das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffs; (ii) der prozentuale Anteil des nachhaltigen Flugkraftstoffs im Kraftstoff; (iii) der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; (iv) der Naphthalin-Gehalt des Kraftstoffs; und/oder (v) der Schwefelgehalt des Kraftstoffs.The one or more fuel characteristics include, but are not limited to: (i) the hydrogen-to-carbon ratio of the fuel; (ii) the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) the content of aromatic hydrocarbons in the fuel; (iv) the naphthalene content of the fuel; and/or (v) the sulfur content of the fuel.

Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Verwendung des Verfahrens des sechsundzwanzigsten Aspekts; und
Betreiben des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a twenty-eighth aspect, the present application provides a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the twenty-sixth aspect; and
Operating the aircraft in response to one or more fuel characteristics.

Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug bereit, das ein Gasturbinentriebwerk und das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen des siebenundzwanzigsten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bestimmt werden.According to a twenty-ninth aspect, the present application provides an aircraft comprising a gas turbine engine and the fuel characteristic determination system of the twenty-seventh aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to control operation of the aircraft in response to a one or more fuel characteristics determined by the fuel characteristic determination system.

Gemäß einem dreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs bereit, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs verwendet wird, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Leistungsparameter des Gasturbinentriebwerks während eines ersten Betriebszeitraums des Gasturbinentriebwerks;
Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Leistungsparameter.

According to a thirtieth aspect, the present application provides a method for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel used to power an aircraft gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more performance parameters of the gas turbine engine during a first operational period of the gas turbine engine;
determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more performance parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kraftstoffmerkmale eines von einem Gasturbinentriebwerk verwendeten Kraftstoffs während des Betriebs des Triebwerks auf der Grundlage der Beobachtung von Leistungsparametern des Triebwerks bestimmt werden können. Durch die Bestimmung eines oder mehrerer Leistungsparameter des Triebwerks können die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage dieser Leistungsparameter während eines anderen, späteren Zeitraums des Triebwerksbetriebs bestimmt werden.The inventors have found that the fuel characteristics of a fuel used by a gas turbine engine can be determined during operation of the engine based on observation of engine performance parameters. By determining one or more engine performance parameters, fuel characteristics based on those performance parameters may be determined during another, later period of engine operation.

Die Kraftstoffmerkmale können während einer zweiten, späteren Betriebsperiode ermittelt werden.The fuel characteristics may be determined during a second, later period of operation.

Der erste Betriebszeitraum kann eine erste Flugphase sein, und der zweite Betriebszeitraum kann eine zweite Flugphase sein, die sich von der ersten unterscheidet.The first period of operation may be a first phase of flight and the second period of operation may be a second phase of flight different from the first.

Bei der ersten Flugphase kann es sich um eine Start- und/oder Steigflugphase handeln, bei der zweiten Flugphase um eine Reiseflug- oder Sinkflugphase.The first flight phase can be a takeoff and/or climb phase, and the second flight phase can be a cruise or descent phase.

Der eine oder die mehreren Leistungsparameter können einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen:

a) die Drehzahl eines Fans des Gasturbinentriebwerks;
b) eine Turbineneintrittstemperatur des Gasturbinentriebwerks; und/oder
c) das Verhältnis von Kraftstoff zu Luft in der Brennkammer des Gasturbinentriebwerks

(definiert als das Verhältnis der Masse des Kraftstoffstroms zur Brennkammer im Vergleich zum Kernluftstrom).The one or more performance parameters may include one or more of the following parameters:

a) the speed of a fan of the gas turbine engine;
b) a turbine inlet temperature of the gas turbine engine; and or
c) the ratio of fuel to air in the combustor of the gas turbine engine

(defined as the ratio of the mass of the fuel flow to the combustion chamber compared to the core air flow).

Die Bestimmung des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale kann den Vergleich jedes des einen oder der mehreren bestimmten Leistungsparameter mit einem Referenzleistungsparameter umfassen, der dem Betrieb des Gasturbinentriebwerks mit einem Kraftstoff mit bekannten Kraftstoffmerkmalen entspricht.Determining the one or more fuel characteristics may include comparing each of the determined one or more performance parameters to a reference performance parameter corresponding to operating the gas turbine engine on a fuel with known fuel characteristics.

Die Bestimmung des einen oder der mehreren Leistungsparameter kann die Bestimmung einer Vielzahl unterschiedlicher Leistungsparameter umfassen. Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage der Vielzahl von Leistungsparametern bestimmt werden. Die Vielzahl der Leistungsparameter kann mindestens zwei verschiedene Leistungsparameter und vorzugsweise mindestens drei verschiedene Leistungsparameter umfassen.Determining the one or more performance parameters may include determining a variety of different performance parameters. The one or more fuel attributes may be determined based on the plurality of performance parameters. The plurality of performance parameters may include at least two different performance parameters, and preferably at least three different performance parameters.

Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale unter Anwendung des Verfahrens des dreißigsten Aspekts;
Betreiben des Luftfahrzeugs entsprechend den Kraftstoffmerkmalen während einer oder der späteren zweiten Betriebsperiode des Gasturbinentriebwerks.

According to a thirty-first aspect, there is provided a method of operating an aircraft having a gas turbine engine, the method comprising:

determining one or more fuel characteristics using the method of the thirtieth aspect;
operating the aircraft according to the fuel characteristics during one or later second period of operation of the gas turbine engine.

Das Luftfahrzeug kann eine Vielzahl von Kraftstofftanks umfassen. Das Luftfahrzeug kann während des zweiten Betriebszeitraums nur dann gemäß den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen betrieben werden, wenn Kraftstoff aus demselben Kraftstofftank oder Kraftstoff mit denselben Kraftstoffmerkmalen wie während des ersten Betriebszeitraums verwendet wird.The aircraft may include a variety of fuel tanks. The aircraft may be operated according to the one or more fuel characteristics during the second period of operation only if fuel is used from the same fuel tank or fuel with the same fuel characteristics as during the first period of operation.

Der Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann die Änderung eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs, vorzugsweise eines Steuerparameters des Gasturbinentriebwerks, in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen umfassen.Operating the aircraft in response to one or more fuel characteristics may include changing an aircraft control parameter, preferably a gas turbine engine control parameter, in response to one or more fuel characteristics.

Das Betreiben des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: i) Ändern der Kraftstoffverbrennungsparameter des Gasturbinentriebwerks; ii) Ändern eines Betriebsparameters des Wärmemanagementsystems des Gasturbinentriebwerks; iii) Einstellen einer Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs im Gasturbinentriebwerk; iv) Einstellen einer Flugcharakteristik des Luftfahrzeugs, vorzugsweise einer Flughöhe des Luftfahrzeugs, weiter vorzugsweise einer Reiseflughöhe.Operating the aircraft in response to one or more fuel characteristics may include one or more of the following: i) changing fuel combustion parameters of the gas turbine engine; ii) changing an operating parameter of the thermal management system of the gas turbine engine; iii) adjusting a fuel temperature of the fuel in the gas turbine engine; iv) Setting a flight characteristic of the aircraft, preferably a flight altitude of the aircraft, more preferably a cruising altitude.

Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen zur Verfügung, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs zum Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs zu bestimmen, wobei das System umfasst:

einen Leistungsparametersensor, der so konfiguriert ist, dass er einen oder mehrere Leistungsparameter des Gasturbinentriebwerks während eines ersten Betriebszeitraums des Gasturbinentriebwerks bestimmt; und
ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so konfiguriert ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Leistungsparameter bestimmt.

According to a thirty-second aspect, the present application provides a fuel characteristic determination system for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel for powering an aircraft gas turbine engine, the system comprising:

a performance parameter sensor configured to determine one or more performance parameters of the gas turbine engine during a first period of operation of the gas turbine engine; and
a fuel characteristics determination module configured to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more performance parameters.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann so konfiguriert sein, dass es die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale während eines zweiten späteren Betriebszeitraums bestimmt.The fuel attribute determination module may be configured to determine the one or more fuel attributes during a second later period of operation.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann so eingerichtet sein, dass es die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale bestimmt, indem es jeden der ein oder mehreren bestimmten Leistungsparameter mit einem Referenzleistungsparameter vergleicht, der dem Betrieb des Gasturbinentriebwerks mit einem Kraftstoff mit bekannten Kraftstoffmerkmalen entspricht.The fuel characteristics determination module may be configured to determine the one or more fuel characteristics by comparing each of the determined one or more performance parameters to a reference performance parameter that corresponds to operating the gas turbine engine on a fuel with known fuel characteristics.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann so eingerichtet sein, dass es das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale bestimmt, indem es eine Vielzahl unterschiedlicher Leistungsparameter von dem Sensor oder zusätzlichen Sensoren erhält. Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können auf der Grundlage der Vielzahl von Leistungsparametern bestimmt werden. Die Vielzahl der Leistungsparameter kann mindestens zwei verschiedene Leistungsparameter und vorzugsweise mindestens drei verschiedene Leistungsparameter umfassen.The fuel characteristics determination module may be configured to determine the one or more fuel characteristics by obtaining a variety of different performance parameters from the sensor or additional sensors. The one or more fuel attributes may be determined based on the plurality of performance parameters. The plurality of performance parameters may include at least two different performance parameters, and preferably at least three different performance parameters.

Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iv) ein Hinweis darauf, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. Kerosin, handelt.Determined fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iv) an indication that the fuel is a fossil fuel, e.g. B. kerosene is.

Gemäß einem dreiunddreißigsten stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug bereit, das das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen des zweiunddreißigsten Aspekts umfasst, wobei das Luftfahrzeug ferner ein Steuersystem umfasst, das so beschaffen ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bestimmt werden.According to a thirty-third aspect, the present application provides an aircraft comprising the fuel characteristic determination system of the thirty-second aspect, the aircraft further comprising a control system arranged to regulate operation of the aircraft in dependence on the one or more controls fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination system.

Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Gasturbinentriebwerken, die mit einem Flugkraftstoff angetrieben werden, bereit, das Folgendes umfasst:

Bestimmen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs; und
Erstellen eines Wartungsplans in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen.

According to a thirty-fourth aspect, the present application provides a method for creating a maintenance plan for an aircraft having one or more gas turbine engines powered by an aviation fuel, comprising:

determining one or more fuel characteristics of the fuel; and
Creating a maintenance plan depending on one or more fuel characteristics.

Die Erfinder haben festgestellt, dass sich die Kraftstoffmerkmale, mit denen die Gasturbine betrieben wurde, auf den Betrieb des Gasturbinentriebwerks und des Luftfahrzeugs im Allgemeinen auswirken und daher eine Änderung des Wartungsplans für das Luftfahrzeug erfordern können. Ein Wartungsplan für das Luftfahrzeug kann daher vorteilhafterweise auf der Grundlage der Merkmale des Kraftstoffs, mit dem es betrieben wurde, erstellt werden. Dadurch kann der Kraftstoff, mit dem das Luftfahrzeug tatsächlich betrieben wurde, bei der Durchführung der Wartung berücksichtigt werden.The inventors have determined that the fuel characteristics on which the gas turbine has been operated impact the operation of the gas turbine engine and the aircraft in general and therefore may require a change in the aircraft maintenance schedule. A maintenance plan for the aircraft can therefore advantageously be drawn up based on the characteristics of the fuel on which it was operated. This allows the fuel on which the aircraft was actually operated to be taken into account when carrying out the maintenance.

Die Erstellung des Wartungsplans kann die Änderung eines bestehenden Wartungsplans für das Luftfahrzeug entsprechend den ermittelten Kraftstoffmerkmalen umfassen.The preparation of the maintenance plan may include amending an existing maintenance plan for the aircraft in accordance with the determined fuel characteristics.

Die Erstellung des Wartungsplans kann den Vergleich der ermittelten Kraftstoffmerkmale mit einem erwarteten Kraftstoffmerkmal umfassen.The creation of the maintenance plan can include comparing the determined fuel characteristics with an expected fuel characteristic.

Der bestehende Wartungsplan kann mit dem erwarteten Kraftstoffmerkmal verknüpft werden. Die Änderung des bestehenden Wartungsplans kann als Reaktion auf die Feststellung einer Abweichung vom erwarteten Kraftstoffmerkmal erfolgen.The existing maintenance plan can be linked to the expected fuel characteristic. The change to the existing maintenance schedule may be in response to detecting a deviation from the expected fuel characteristic.

Die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale kann die periodische Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale umfassen.Determining one or more fuel characteristics may include periodically determining one or more fuel characteristics.

Zu den Kraftstoffmerkmalen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: (i) eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs; (ii) ein prozentualer Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff; (iii) ein Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff; und/oder (iv) ein Hinweis darauf, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. Kerosin, handelt.The fuel characteristics may include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel; (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel; (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel; and/or (iv) an indication that the fuel is a fossil fuel, e.g. B. kerosene is.

Die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale kann die Messung einer Veränderung der Eigenschaften einer Sensorkomponente umfassen, die dem Kraftstoff ausgesetzt ist, der zum Antrieb des einen oder der mehreren Gasturbinentriebwerke verwendet wird.Determining one or more fuel characteristics may include measuring a change in characteristics of a sensor component exposed to the fuel used to power the one or more gas turbine engines.

Ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale können darauf hinweisen, dass ein Schwellenwert für die Verkokung des Kraftstoffs oder die Bildung von Oberflächenablagerungen erreicht wurde.One or more fuel characteristics may indicate that a threshold for the fuel carbonization or surface deposit formation has been achieved.

Die Sensorkomponente kann ein piezoelektrischer Kristall sein. Die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale kann die Messung eines Schwingungsparameters des piezoelektrischen Kristalls umfassen.The sensor component can be a piezoelectric crystal. Determining one or more fuel characteristics may include measuring a vibration parameter of the piezoelectric crystal.

Die Sensorkomponente kann aus einem Dichtungsmaterial bestehen, und das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale können anzeigen, ob ein Schwellenwert für die Quellung des dem Kraftstoff ausgesetzten Dichtungsmaterials erreicht ist. Das Dichtungsmaterial kann dasselbe sein wie mindestens eine Dichtung, die in einem Kraftstoffsystem des einen oder der mehreren Gasturbinentriebwerke vorgesehen ist. Bei dem Dichtungsmaterial kann es sich um ein Nitril-Dichtungsmaterial handeln.The sensor component may be made of a sealing material and the one or more fuel characteristics may indicate whether a threshold for swelling of the sealing material when exposed to the fuel is reached. The gasket material may be the same as at least one gasket provided in a fuel system of the one or more gas turbine engines. The sealing material can be a nitrile sealing material.

Gemäß einem fünfunddreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Verfahren zur Wartung eines Luftfahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst:

Erstellen eines Wartungsplans unter Verwendung des Verfahrens des vierunddreißigsten Aspekts; und
Durchführen der Wartung des Luftfahrzeugs gemäß dem erstellten Wartungsplan.

According to a thirty-fifth aspect, the present application provides a method for servicing an aircraft, comprising:

creating a maintenance plan using the method of the thirty-fourth aspect; and
Carrying out the maintenance of the aircraft according to the established maintenance plan.

Gemäß einem sechsunddreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein System zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Gasturbinentriebwerken bereit, das Folgendes umfasst:

ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so konfiguriert ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale eines Kraftstoffs bestimmt, der dem einen oder den mehreren Gasturbinentriebwerken des Luftfahrzeugs zugeführt wird; und
ein Modul zur Erstellung eines Wartungsplans, das so konfiguriert ist, dass es einen Wartungsplan entsprechend einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen erstellt.

According to a thirty-sixth aspect, the present application provides a system for creating a maintenance plan for an aircraft having one or more gas turbine engines, comprising:

a fuel characteristics determination module configured to determine one or more fuel characteristics of a fuel supplied to the one or more gas turbine engines of the aircraft; and
a maintenance plan generation module configured to generate a maintenance plan according to one or more fuel characteristics.

Das Erstellungsmodul kann so konfiguriert sein, dass es einen bestehenden Wartungsplan für das Luftfahrzeug entsprechend den ermittelten Kraftstoffmerkmalen modifiziert.The generation module may be configured to modify an existing maintenance plan for the aircraft according to the determined fuel characteristics.

Das Modul zur Erstellung des Wartungsplans kann so konfiguriert sein, dass es die ermittelten Kraftstoffmerkmale mit einem erwarteten Kraftstoffmerkmal vergleicht.The maintenance plan generation module may be configured to compare the determined fuel characteristics to an expected fuel characteristic.

Der bestehende Wartungsplan kann mit dem erwarteten Kraftstoffmerkmal verknüpft sein. Das Modul zur Erstellung des Wartungsplans kann so konfiguriert sein, dass es den bestehenden Wartungsplan in Reaktion auf die Feststellung einer Abweichung vom erwarteten Kraftstoffmerkmal ändert.The existing maintenance schedule may be linked to the expected fuel attribute. The maintenance plan generation module may be configured to modify the existing maintenance plan in response to detecting a deviation from the expected fuel characteristic.

Das Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen kann so konfiguriert sein, dass es periodische Bestimmungen eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale vornimmt.The fuel attribute determination module may be configured to make periodic determinations of one or more fuel attributes.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann so eingerichtet sein, dass es einen Sensorparameter empfängt, der eine gemessene Änderung der Eigenschaften einer Sensorkomponente anzeigt, die dem Kraftstoff ausgesetzt ist, der zum Antrieb des einen oder der mehreren Gasturbinentriebwerke verwendet wird, und die Bestimmung der einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale auf den empfangenen Sensorparameter stützt.The fuel characteristics determination module may be configured to receive a sensor parameter indicative of a measured change in characteristics of a sensor component exposed to fuel used to power the one or more gas turbine engines and determine the one or based the plurality of fuel characteristics on the received sensor parameter.

Das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale können anzeigen, dass ein Schwellenwert für die Verkokung des Kraftstoffs oder die Bildung von Oberflächenablagerungen erreicht wurde. Die Sensorkomponente kann ein piezoelektrischer Kristall sein, und die Bestimmung der ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale kann die Messung eines Schwingungsparameters des piezoelektrischen Kristalls umfassen.The one or more fuel characteristics may indicate that a threshold for fuel coking or surface deposit formation has been reached. The sensor component may be a piezoelectric crystal, and determining the one or more fuel characteristics may include measuring a vibration parameter of the piezoelectric crystal.

Die Sensorkomponente kann aus einem Dichtungsmaterial bestehen. Die Kraftstoffmerkmale können anzeigen, ob das Dichtungsmaterial, das dem Kraftstoff ausgesetzt ist, einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat. Das Dichtungsmaterial kann dasselbe sein wie mindestens eine Dichtung, die in einem Kraftstoffsystem des einen oder der mehreren Gasturbinentriebwerke vorgesehen ist. Bei dem Dichtungsmaterial kann es sich um ein Nitril-Dichtungsmaterial handeln.The sensor component can be made of a sealing material. The fuel characteristics can indicate whether the seal material exposed to the fuel has reached a certain threshold. The gasket material may be the same as at least one gasket provided in a fuel system of the one or more gas turbine engines. The sealing material can be a nitrile sealing material.

Gemäß einem siebenunddreißigsten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung ein Luftfahrzeug mit einem oder mehreren Gasturbinentriebwerken bereit, wobei das Luftfahrzeug das System zur Erstellung von Wartungsplänen gemäß dem sechsunddreißigsten Aspekt umfasst.According to a thirty-seventh aspect, the present application provides an aircraft having one or more gas turbine engines, the aircraft comprising the maintenance scheduling system of the thirty-sixth aspect.

Der hier verwendete Begriff „Kraftstoffmerkmale“ bezieht sich auf inhärente Kraftstoffeigenschaften wie die Kraftstoffzusammensetzung und nicht auf variable Eigenschaften wie Volumen oder Temperatur. Beispiele für Kraftstoffmerkmale eines Kraftstoffs umfassen:

(i) den prozentualen Anteil des nachhaltigen Flugkraftstoffs am Kraftstoff;
(ii) den Gehalt des Kraftstoffs an aromatischen Kohlenwasserstoffen;
(iii) den Gehalt des Kraftstoffs an multiaromatischen Kohlenwasserstoffen;
(iv) den prozentualen Anteil stickstoffhaltiger Spezies im Kraftstoff;
(v) das Vorhandensein oder den prozentualen Anteil einer Spurenspezies oder eines Spurenelements im Kraftstoff (z. B. eine Spurensubstanz, die von Natur aus im Kraftstoff vorhanden ist, oder eine, die absichtlich zugesetzt wird, um als Tracer zu wirken);
(vi) das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffs;
(vii) die Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs;
(viii) die Höhe der Emissionen nichtflüchtiger Partikel (nvPM) bei der Verbrennung (z. B. bei der Verbrennung für eine bestimmte Brennerkonstruktion, bei einer bestimmten Betriebsbedingung (FAR, T30, Brennermodus usw.));
(ix) den Naphthalin-Gehalt des Kraftstoffs;
(x) der Schwefelgehalt des Kraftstoffs;
(xi) den Cycloparaffingehalt des Kraftstoffs;
(xii) den Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs;
(xiii) die thermische Stabilität des Kraftstoffs (z. B. die Temperatur des thermischen Durchbruchs);
(xiv) der Verkokungsgrad des Kraftstoffs;
(xv) die Angabe, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. fossiles Kerosin, handelt, und
(xvi) eine oder mehrere Eigenschaften wie Dichte, Viskosität, Heizwert und/oder Wärmekapazität.

As used herein, the term "fuel characteristics" refers to inherent fuel properties properties such as fuel composition and not variable properties such as volume or temperature. Examples of fuel characteristics of a fuel include:

(i) the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel;
(ii) the aromatic hydrocarbon content of the fuel;
(iii) the content of multiaromatic hydrocarbons in the fuel;
(iv) the percentage of nitrogenous species in the fuel;
(v) the presence or percentage of a trace species or trace element in the fuel (e.g., a trace substance that is naturally present in the fuel or one that is intentionally added to act as a tracer);
(vi) the hydrogen to carbon ratio of the fuel;
(vii) the hydrocarbon distribution of the fuel;
(viii) the level of non-volatile particulate matter (nvPM) emissions from combustion (e.g. combustion for a specific burner design, at a specific operating condition (FAR, T30, burner mode, etc.));
(ix) the naphthalene content of the fuel;
(x) the sulfur content of the fuel;
(xi) the cycloparaffin content of the fuel;
(xii) the oxygen content of the fuel;
(xiii) the thermal stability of the fuel (eg, thermal breakdown temperature);
(xiv) the degree of coking of the fuel;
(xv) a statement that the fuel is a fossil fuel, e.g. B. fossil kerosene, is, and
(xvi) one or more properties such as density, viscosity, calorific value and/or heat capacity.

Bei jedem Aspekt oder jeder Aussage, die den Betrieb eines Luftfahrzeugs gemäß einem oder mehreren bestimmten Kraftstoffmerkmalen betrifft, kann der Betrieb des Luftfahrzeugs die Änderung eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs und insbesondere eines Steuerparameters des Gasturbinentriebwerks in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen umfassen, wie sie an anderer Stelle hierin beschrieben sind. Der Betrieb des Luftfahrzeugs kann zusätzlich oder alternativ die Bereitstellung von Kraftstoff mit anderen Kraftstoffmerkmalen umfassen, z. B. während des Betankens, wie an anderer Stelle hierin beschrieben.In any aspect or statement relating to the operation of an aircraft in accordance with one or more particular fuel characteristics, the operation of the aircraft may include changing a control parameter of the aircraft, and in particular a control parameter of the gas turbine engine, in dependence on the one or more fuel characteristics as specified are described elsewhere herein. The operation of the aircraft may additionally or alternatively include the provision of fuel with other fuel characteristics, e.g. B. during refueling, as described elsewhere herein.

Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk beziehen. Ein solches Gasturbinentriebwerk kann einen Triebwerkskern mit einer Turbine, einer Brennkammer, einem Verdichter und einer Kernwelle, die die Turbine mit dem Verdichter verbindet, umfassen. Ein solches Gasturbinentriebwerk kann einen Fan (mit Fanschaufeln) umfassen, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist. Alternativ kann das Gasturbinentriebwerk in einigen Beispielen auch einen Fan aufweisen, der stromabwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist. Somit kann das Gasturbinentriebwerk ein offener Rotor oder ein Turboprop-Triebwerk sein.As noted elsewhere, the present disclosure may relate to a gas turbine engine. Such a gas turbine engine may include an engine core having a turbine, a combustor, a compressor, and a core shaft connecting the turbine to the compressor. Such a gas turbine engine may include a fan (having fan blades) located upstream of the engine core. Alternatively, in some examples, the gas turbine engine may also include a fan located downstream of the engine core. Thus, the gas turbine engine may be an open rotor or a turboprop engine.

Handelt es sich bei dem Gasturbinentriebwerk um einen offenen Rotor oder ein Turboprop-Triebwerk, so kann das Gasturbinentriebwerk zwei gegenläufige Propellerstufen umfassen, die über eine Welle an einer freien Nutzturbine befestigt sind und von dieser angetrieben werden. Die Propeller können sich in entgegengesetzter Richtung drehen, so dass sich einer im Uhrzeigersinn und der andere gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse des Triebwerks dreht. Alternativ kann das Gasturbinentriebwerk eine Propellerstufe und eine Leitschaufelstufe umfassen, die der Propellerstufe nachgeschaltet ist. Die Leitschaufelstufe kann eine variable Steigung aufweisen. Dementsprechend können Hochdruck-, Mitteldruck- und freie Leistungsturbinen Hoch- und Mitteldruckverdichter bzw. Propeller über geeignete Verbindungswellen antreiben. Auf diese Weise können die Propeller den größten Teil des Antriebsschubs liefern.If the gas turbine engine is an open rotor or turboprop engine, the gas turbine engine may comprise two counter-rotating propeller stages which are attached to and driven by a free power turbine via a shaft. The propellers can rotate in opposite directions so that one rotates clockwise and the other counter-clockwise around the engine's axis of rotation. Alternatively, the gas turbine engine may include a propeller stage and a vane stage downstream of the propeller stage. The vane stage may have a variable pitch. Accordingly, high-pressure, medium-pressure and free power turbines can drive high- and medium-pressure compressors or propellers via suitable connecting shafts. This allows the propellers to provide most of the propulsion thrust.

Handelt es sich bei dem Gasturbinentriebwerk um einen offenen Rotor oder ein Turboprop-Triebwerk, können eine oder mehrere Propellerstufen durch ein Getriebe der beschriebenen Art angetrieben werden.Where the gas turbine engine is an open rotor or turboprop engine, one or more propeller stages may be driven by a gearbox of the type described.

Die Anordnung der vorliegenden Offenbarung kann insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, für Fans vorteilhaft sein, die über ein Getriebe angetrieben werden. The arrangement of the present disclosure may be particularly, although not exclusively, advantageous for gear driven fans.

Dementsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das einen Antrieb von der Kernwelle aufnimmt und einen Abtrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben. Der Eingang zum Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt von der Kernwelle erfolgen, beispielsweise über eine Stirnradwelle und/oder ein Getriebe. Die Kernwelle kann die Turbine und den Verdichter starr verbinden, sodass sich Turbine und Verdichter mit der gleichen Drehzahl drehen (wobei sich der Fan mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).Accordingly, the gas turbine engine may include a gearbox that receives input from the core shaft and outputs output to the fan to drive the fan at a lower speed than the core shaft. Input to the gearbox may be direct from the core shaft or indirectly from the core shaft, for example via a spur shaft and/or gearbox. The core shaft can rigidly connect the turbine and the compressor, so that the turbine and the compressor with rotate at the same speed (with the fan rotating at a lower speed).

Das Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann jede geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige Anzahl von Wellen aufweisen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen. Rein beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein, und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Der Triebwerkkern kann ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Kernwelle umfassen, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.The gas turbine engine as described and/or claimed herein may have any suitable general architecture. For example, the gas turbine engine may have any number of spools connecting the turbine and compressor, such as one, two, or three spools. For example only, the turbine connected to the core shaft may be a first turbine, the compressor connected to the core shaft may be a first compressor, and the core shaft may be a first core shaft. The engine core may further include a second turbine, a second compressor, and a second core shaft connecting the second turbine to the second compressor. The second turbine, the second compressor, and the second core shaft may be arranged to rotate at a higher speed than the first core shaft.

In einer solchen Anordnung kann der zweite Verdichter axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann angeordnet sein, um eine Strömung von dem ersten Verdichter zu empfangen (beispielsweise direkt zu empfangen, zum Beispiel über einen im Allgemeinen ringförmigen Kanal).In such an arrangement, the second compressor may be positioned axially downstream of the first compressor. The second compressor may be arranged to receive flow from the first compressor (e.g. receive directly, e.g. via a generally annular duct).

Das Getriebe kann so angeordnet sein, dass es von der Kernwelle angetrieben wird, die konfiguriert ist, um sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise von der ersten Kernwelle in dem obigen Beispiel). Beispielsweise kann das Getriebe so angeordnet sein, dass es nur von der Kernwelle angetrieben wird, die konfiguriert ist, um sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise nur von der ersten Kernwelle und nicht von der zweiten Kernwelle im obigen Beispiel). Alternativ kann das Getriebe so angeordnet sein, dass es von einer oder mehreren Wellen angetrieben wird, beispielsweise von der ersten und/oder zweiten Welle in dem obigen Beispiel.The gearbox may be arranged to be driven from the core shaft configured to rotate (e.g. in use) at the lowest speed (e.g. the first core shaft in the example above). For example, the gearbox can be arranged to be driven only by the core shaft that is configured to rotate (e.g., in use) at the lowest speed (e.g., only by the first core shaft and not by the second core shaft in the example above ). Alternatively, the gearbox may be arranged to be driven by one or more shafts, for example the first and/or second shaft in the example above.

Das Getriebe kann ein Untersetzungsgetriebe sein (dadurch, dass der Abtrieb an den Fan eine niedrigere Drehzahl aufweist als der Antrieb von der Kernwelle). Es kann jede Art von Getriebe verwendet werden. Beispielsweise kann das Getriebe ein „Planetengetriebe“ oder ein „Sterngetriebe“ sein, wie es an anderer Stelle hierin beschrieben ist. Das Getriebe kann jedes gewünschte Untersetzungsverhältnis aufweisen (definiert als die Drehzahl der Antriebswelle dividiert durch die Drehzahl der Abtriebswelle), beispielsweise größer als 2,5, beispielsweise im Bereich von 3 bis 4,2 oder 3,2 bis 3,8, beispielsweise in der Reihenfolge von oder mindestens 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1 oder 4,2. Das Übertragungsverhältnis kann zum Beispiel zwischen beliebigen zwei von den Werten liegen, die in dem vorhergehenden Satz genannt sind. Rein exemplarisch kann das Getriebe ein „Sterngetriebe“ mit einem Verhältnis im Bereich von 3,1 oder 3,2 bis 3,8 sein. Bei einigen Anordnungen kann das Übertragungsverhältnis außerhalb dieser Bereiche liegen.The gearbox may be a reduction gearbox (in that the output to the fan is at a lower speed than the input from the core shaft). Any type of gear can be used. For example, the gearing may be a "planetary gear" or a "star gear" as described elsewhere herein. The transmission may have any desired reduction ratio (defined as input shaft speed divided by output shaft speed), for example greater than 2.5, for example in the range 3 to 4.2 or 3.2 to 3.8, for example in the order of or at least 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1 or 4, 2. For example, the transmission ratio may be between any two of the values recited in the previous sentence. By way of example only, the gear may be a "star gear" with a ratio in the range of 3.1 or 3.2 to 3.8. In some arrangements, the transmission ratio may be outside of these ranges.

In jedem Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann eine Brennkammer axial stromabwärts des Fans und des (der) Verdichter(s) vorgesehen sein. Zum Beispiel kann sich die Brennkammer direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) befinden, wo ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang zur Brennkammer an den Einlass der zweiten Turbine geliefert werden, wo eine zweite Turbine vorgesehen ist. Die Brennkammer kann stromaufwärts der Turbine(n) vorgesehen sein.In any gas turbine engine as described and/or claimed herein, a combustor may be provided axially downstream of the fan and compressor(s). For example, the combustor may be located directly downstream of the second compressor (e.g., at its exit) where a second compressor is provided. As another example, the flow at the exit to the combustor may be delivered to the inlet of the second turbine where a second turbine is provided. The combustor may be provided upstream of the turbine(s).

Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter, wie oben beschrieben) kann eine beliebige Anzahl von Stufen umfassen, beispielsweise mehrere Stufen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorleitschaufeln umfassen, die variable Statorleitschaufeln sein können (indem ihr Einfallswinkel variabel sein kann). Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorleitschaufeln können axial zueinander versetzt sein.The or each compressor (for example the first compressor and the second compressor as described above) may comprise any number of stages, for example multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator vanes, which may be variable stator vanes (in that their angle of incidence may be variable). The row of rotor blades and the row of stator vanes may be axially offset from one another.

Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine, wie oben beschrieben) kann eine beliebige Anzahl von Stufen umfassen, beispielsweise mehrere Stufen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorleitschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorleitschaufeln können axial zueinander versetzt sein.The or each turbine (such as the first turbine and the second turbine as described above) may include any number of stages, such as multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator vanes. The row of rotor blades and the row of stator vanes may be axially offset from one another.

Jede Fanschaufel kann so definiert sein, dass sie eine radiale Spannweite aufweist, welche sich von einer Wurzel (oder Nabe) an einer radial inneren gasumspülten Stelle oder einer Position mit 0 % Spannweite zu einer Spitze an einer Position mit 100 % Spannweite erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zum Radius der Fanschaufel an der Spitze kann kleiner sein als (oder in der Größenordnung liegen von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zu dem Radius der Fanschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 0,28 bis 0,32. Diese Verhältnisse können allgemein als das Verhältnis von Nabe zu Spitze bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an der Anströmkante (oder dem axial vordersten Teil) der Schaufel gemessen werden. Das Verhältnis von Nabe zu Spitze bezieht sich natürlich auf den gasumspülten Abschnitt der Fanschaufel, d. h. auf den Abschnitt radial außerhalb irgendeiner Plattform.Each fan blade may be defined as having a radial span extending from a root (or hub) at a radially inner gas bath or 0% span position to a tip at a 100% span position. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip may be less than (or of the order of): 0.4, 0.39, 0.38, 0.37, 0.36, 0 .35, 0.34, 0.33, 0.32, 0.31, 0.3, 0.29, 0.28, 0.27, 0.26 or 0.25. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values may form upper or lower limits), for example in the range from 0.28 to 0.32. These ratios can be referred to generically as the hub to tip ratio. The radius at the hub and the radius at the tip can both be measured at the leading edge (or axially foremost part) of the blade. The hub-to-tip ratio, of course, refers to the gas-swept portion of the fan blade, ie, the portion radially outward of any platform.

Der Radius des Fans kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze einer Fanschaufel an ihrer Anströmkante gemessen werden. Der Fandurchmesser (der einfach das Doppelte des Fanradius betragen kann) kann größer sein als (oder in der Größenordnung liegen von): 220 cm, 230 cm, 240 cm, 250 cm (etwa 100 in), 260 cm, 270 cm (etwa 105 in), 280 cm (etwa 110 in), 290 cm (etwa 115 in), 300 cm (etwa 120 in), 310 cm, 320 cm (etwa 125 in), 330 cm (etwa 130 in), 340 cm (etwa 135 in), 350 cm, 360 cm (etwa 140 in), 370 cm (etwa 145 in), 380 cm (etwa 150 in), 390 cm (etwa 155 in), 400 cm, 410 cm (etwa 160 in) oder 420 cm (etwa 165 in). Der Fan-Durchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch beliebige zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 240 cm bis 280 cm oder 330 cm bis 380 cm.The radius of the fan can be measured between the centerline of the engine and the tip of a fan blade at its leading edge. The fan diameter (which may be simply twice the fan radius) may be greater than (or of the order of): 220 cm, 230 cm, 240 cm, 250 cm (about 100 in), 260 cm, 270 cm (about 105 in in), 280 cm (about 110 in), 290 cm (about 115 in), 300 cm (about 120 in), 310 cm, 320 cm (about 125 in), 330 cm (about 130 in), 340 cm (about 135 in), 350 cm, 360 cm (about 140 in), 370 cm (about 145 in), 380 cm (about 150 in), 390 cm (about 155 in), 400 cm, 410 cm (about 160 in) or 420 cm (about 165 in). The fan diameter can be in an inclusive range bounded by any two of the values in the preceding sentence (i.e. the values can form upper or lower limits), for example in the range of 240 cm to 280 cm or 330 cm to 380 cm .

Die Drehzahl des Fans kann bei Gebrauch variieren. Im Allgemeinen ist die Drehzahl bei Fans mit einem größeren Durchmesser niedriger. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen kleiner als 2500 U/min sein, beispielsweise kleiner als 2300 U/min. Nur als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen für ein Triebwerk, das einen Fan-Durchmesser im Bereich von 220 cm bis 300 cm aufweist (beispielsweise 240 cm bis 280 cm oder 250 cm bis 270 cm), im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min liegen, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, zum Beispiel im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min. Rein als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen für ein Triebwerk mit einem Fandurchmesser im Bereich von 330 cm bis 380 cm im Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min liegen, zum Beispiel im Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, zum Beispiel im Bereich von 1400 U/min bis 1800 U/min.Fan speed may vary with use. In general, larger diameter fans will have lower RPMs. By way of example and not by way of limitation, the rotational speed of the fan may be less than 2500 rpm, for example less than 2300 rpm, in cruise conditions. By way of further non-limiting example only, for an engine having a fan diameter in the range of 220 cm to 300 cm (e.g. 240 cm to 280 cm or 250 cm to 270 cm), the fan speed at cruise conditions may be in the range of 1700 rpm to 2500 rpm, for example in the range from 1800 rpm to 2300 rpm, for example in the range from 1900 rpm to 2100 rpm. By way of further non-limiting example, for an engine with a fan diameter in the range of 330 cm to 380 cm, the speed of the fan at cruise conditions may be in the range of 1200 rpm to 2000 rpm, for example in the range of 1300 rpm to 1800 rpm, for example in the range from 1400 rpm to 1800 rpm.

Bei Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich der Fan (mit zugehörigen Fanschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Fanschaufel mit einer Geschwindigkeit U_Spitze bewegt. Die Arbeit, die von den Fanschaufeln 13 am Strom geleistet wird, führt zu einem Enthalpieanstieg dH des Stroms. Eine Fanspitzenbelastung kann definiert werden als dH/US_pitz ², wobei dH der Enthalpieanstieg (zum Beispiel der mittlere 1-D Enthalpieanstieg) über den Fan ist und U_Spitze die (translatorische) Geschwindigkeit der Fanspitze ist, zum Beispiel an der Anströmkante der Spitze (die definiert sein kann als der Fanspitzenradius an der Anströmkante multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit). Die Fanspitzenbelastung unter Reiseflugbedingungen kann größer sein als (oder in der Größenordnung von): 0,28, 0,29, 0,30, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4. Die Fan-Spitzen-Belastung kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 0,28 bis 0,31 oder 0,29 bis 0,3.In use of the gas turbine engine, the fan (with associated fan blades) rotates about an axis of rotation. This rotation causes the tip of the fan blade to move at a speed U _tip . The work done by the fan blades 13 on the stream results in an increase in enthalpy dH of the stream. A fan tip loading can be defined as dH/US _pitz ² , where dH is the enthalpy rise (e.g. mean 1-D enthalpy rise) across the fan and U _peak is the (translational) velocity of the fan tip, e.g. at the tip leading edge ( which can be defined as the fan tip radius at the leading edge multiplied by the angular velocity). Fan peak loading at cruise conditions may be greater than (or on the order of): 0.28, 0.29, 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0, 36, 0.37, 0.38, 0.39 or 0.4. The fan tip loading may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values may form upper or lower bounds), for example in the range of 0.28 to 0.31 or 0.29 up to 0.3.

Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis definiert ist als das Verhältnis des Massenstroms der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massenstrom der Strömung durch den Kern unter Reiseflugbedingungen. In einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis größer sein als eines der Folgenden (oder in der Größenordnung hiervon): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5, 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5 oder 20. Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 12 bis 16 oder 13 bis 15 oder 13 bis 14. Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Kerntriebwerks befinden. Die radiale Außenfläche des Bypasskanals kann durch eine Gondel und/oder ein Fangehäuse definiert sein.Gas turbine engines according to the present disclosure may have any bypass ratio, where bypass ratio is defined as the ratio of the mass flow rate of flow through the bypass duct to the mass flow rate of flow through the core at cruise conditions. In some arrangements, the bypass ratio may be greater than (or on the order of) any of the following: 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, or 20. The bypass ratio may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower limits), for example in the range of 12 to 16 or 13 to 15 or 13 to 14. The bypass channel can be substantially annular. The bypass duct can be located radially outside of the core engine. The radially outer surface of the bypass duct can be defined by a nacelle and/or a fan housing.

Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann definiert werden als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Fans zum Staudruck am Ausgang des Verdichters mit dem höchsten Druck (vor Eintritt in die Brennkammer). Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, unter Reiseflugbedingungen größer sein als eines der Folgenden (oder in der Größenordnung hiervon): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75. Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 50 bis 70.The overall pressure ratio of a gas turbine engine, as described and/or claimed herein, may be defined as the ratio of the ram pressure upstream of the fan to the ram pressure at the highest pressure compressor exit (before entering the combustor). As a non-limiting example, the overall pressure ratio of a gas turbine engine as described and/or claimed herein at cruise conditions may be greater than (or on the order of) any of the following: 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75. The overall pressure ratio may be in an inclusive range bounded by any two of the values in the preceding sentence (i.e. the values may form upper or lower limits), for example in the range 50 to 70.

Der spezifische Schub eines Triebwerks kann als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk definiert werden. Unter Reiseflugbedingungen kann der spezifische Schub eines hierin beschriebenen und/oder beanspruchten Triebwerks kleiner sein als eines der Folgenden (oder in der Größenordnung hiervon): 110 Nkg^-1s, 105 Nkg^-1s, 100 Nkg^-1s, 95 Nkg^-1s, 90 Nkg^-1s, 85 Nkg^-1s oder 80 Nkg^-1s. Der spezifische Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 80 Nkg^-1s bis 100 Nkg^-1s oder 85 Nkg^-1s bis 95 Nkg^-1s. Derartige Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.The specific thrust of an engine can be divided as the net thrust of the engine are defined by the total mass flow through the engine. At cruise conditions, the specific thrust of an engine described and/or claimed herein may be less than (or on the order of) any of the following: 110 Nkg ^-1 s, 105 Nkg ^-1 s, 100 Nkg ^-1 s, 95 Nkg ^-1 s, 90 Nkg ^-1 s, 85 Nkg ^-1 s or 80 Nkg ^-1 s. The specific thrust may be in an inclusive range bounded by any two of the values in the preceding sentence (i.e. the values may have upper or lower limits form), for example in the range of 80 Nkg ^-1 s to 100 Nkg ^-1 s or 85 Nkg ^-1 s to 95 Nkg ^-1 s. Such engines can be particularly efficient compared to conventional gas turbine engines.

Ein Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann jeden gewünschten maximalen Schub haben. Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, in der Lage sein, einen maximalen Schub von mindestens einem der Folgenden (oder in der Größenordnung hiervon) zu erzeugen: 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN, 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN oder 550 kN. Der maximale Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte aus dem vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Beispielsweise kann eine Gasturbine, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, in der Lage sein, einen maximalen Schub im Bereich von 330 kN bis 420 kN, beispielsweise 350 kN bis 400 kN zu erzeugen. Der vorstehend genannte Schub kann der maximale Nettoschub bei normalen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.A gas turbine engine as described and/or claimed herein can have any desired maximum thrust. As a non-limiting example, a gas turbine as described and/or claimed herein may be capable of producing a maximum thrust of at least one of (or on the order of): 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN , 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN or 550 kN. The maximum thrust can be in an inclusive range bounded by any two of the values from the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower limits). For example, a gas turbine as described and/or claimed herein may be capable of producing a maximum thrust in the range of 330 kN to 420 kN, for example 350 kN to 400 kN. The above thrust may be the maximum net thrust under normal atmospheric conditions at sea level plus 15 degrees C (ambient pressure 101.3 kPa, temperature 30 degrees C) with the engine static.

Im Einsatz kann die Temperatur des Stroms am Eintritt in die Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann am Ausgang der Brennkammer gemessen werden, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die selbst als Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann. Im Flug kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K oder 1650 K. Die TET im Flug kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Einsatz des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung) eines der Folgenden sein: 1700 K, 1750 K, 1800 K, 1850 K, 1900 K, 1950 K oder 2000 K. Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 1800 K bis 1950 K. Die maximale TET kann z. B. bei einem hohen Schubzustand, z. B. bei einem maximalen Startzustand (engl.: maximum take-off - MTO) auftreten.In use, the temperature of the stream entering the high-pressure turbine can be particularly high. This temperature, which may be referred to as TET, may be measured at the exit of the combustor, for example immediately upstream of the first turbine blade, which may itself be referred to as the nozzle guide vane. In flight, the TET may be at least (or on the order of) one of the following: 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K, or 1650K. The TET in flight may be in an inclusive range divided by two any of the values in the previous sentence is bounded (i.e. the values can form upper or lower bounds). For example, the maximum TET in use of the engine may be at least (or on the order of) one of the following: 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K, or 2000K. The maximum TET may be in an inclusive range bounded by any two of the values in the previous sentence (i.e. the values may form upper or lower bounds), for example in the range 1800K to 1950K. The maximum TET may e.g. B. at a high thrust condition, z. B. at a maximum take-off (engl .: Maximum take-off - MTO) occur.

Eine Fanschaufel (Gebläseschaufel) und/oder ein Schaufelblatt einer Fanschaufel wie hier beschrieben und/oder beansprucht kann aus jedem geeigneten Material oder einer Kombination von Materialien hergestellt werden. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und/oder des Schaufelblatts zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff und/oder einem organischen Matrix-Verbundwerkstoff, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und/oder des Schaufelblatts zumindest teilweise aus einem Metall, wie einem Metall auf Titanbasis oder einem Material auf Aluminiumbasis (wie einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem Material auf Stahlbasis, hergestellt werden. Die Fanschaufel kann aus mindestens zwei Bereichen bestehen, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. Die Fanschaufel kann beispielsweise eine schützende Vorderkante aufweisen, die aus einem Material gefertigt ist, das einem Aufprall (z. B. durch Vögel, Eis oder anderes Material) besser standhält als der Rest der Schaufel. Eine solche Vorderkante kann z. B. aus Titan oder einer Titanlegierung hergestellt werden. So kann die Fanschaufel beispielsweise einen Körper aus Kohlefaser oder Aluminium (wie eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einer Vorderkante aus Titan haben.A fan blade (blower blade) and/or an airfoil of a fan blade as described and/or claimed herein may be made from any suitable material or combination of materials. For example, at least a portion of the fan blade and/or airfoil may be formed at least in part from a composite material, such as a metal matrix composite material and/or an organic matrix composite material, such as e.g. B. carbon fiber, are produced. As another example, at least a portion of the fan blade and/or airfoil may be at least partially fabricated from a metal, such as a titanium-based metal, or an aluminum-based material (such as an aluminum-lithium alloy), or a steel-based material. The fan blade can consist of at least two areas that are made of different materials. For example, the fan blade may have a protective leading edge made of a material that resists impact (e.g., from birds, ice, or other material) better than the rest of the blade. Such a leading edge can, for. Example, be made of titanium or a titanium alloy. For example, the fan blade may have a carbon fiber or aluminum (such as an aluminum-lithium alloy) body with a titanium leading edge.

Ein Fan (Gebläse), wie er hierin beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen zentralen Abschnitt umfassen, von dem sich die Fanschaufeln erstrecken können, beispielsweise in einer radialen Richtung. Die Fanschaufeln können in jeder gewünschten Weise an dem zentralen Abschnitt befestigt sein. Beispielsweise kann jede Fanschaufel eine Befestigung aufweisen, die in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) eingreifen kann. Eine solche Befestigung kann rein als Beispiel in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe einsteckbar und/oder einrastbar ist, um die Fanschaufel an der Nabe/Scheibe zu befestigen. Als weiteres Beispiel können die Fanschaufeln einstückig mit einem zentralen Abschnitt ausgebildet sein. Eine derartige Anordnung kann als Schaufelscheibe oder Schaufelring bezeichnet werden. Jedes geeignete Verfahren kann zur Herstellung einer solchen Schaufelscheibe oder eines solchen Schaufelrings verwendet werden. Zum Beispiel kann mindestens ein Teil der Fanschaufeln aus einem Block gefertigt sein und/oder mindestens ein Teil der Fanschaufeln kann durch Schweißen, wie etwa lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe befestigt sein.A fan as described and/or claimed herein may include a central portion from which the fan blades may extend, for example in a radial direction. The fan blades can be attached to the central section in any desired manner. For example, each fan blade may have a fastener that engages a corresponding slot in the hub (or disc). By way of example only, such an attachment may be in the form of a dovetail which inserts and/or snaps into a corresponding slot in the hub/disk to secure the fan blade to the hub/disc. As another example, the fan blades may be integral with a central portion. Such an arrangement can be referred to as a vane disk or vane ring. Any suitable method can be used to manufacture such a bladed disc or ring. For example, at least a portion of the fan blades may be machined from one block and/or at least a portion of the fan blades may be attached to the hub/disc by welding, such as linear friction welding.

Die hier beschriebenen und/oder beanspruchten Gasturbinentriebwerke können mit einer Düse mit variablem Querschnitt (VAN) ausgestattet sein oder nicht. Mit einer solchen Düse mit variablem Querschnitt kann die Austrittsfläche des Bypass-Kanals im Betrieb variiert werden. Die allgemeinen Grundsätze der vorliegenden Offenbarung können für Triebwerke mit oder ohne VAN gelten.The gas turbine engines described and/or claimed herein may or may not be equipped with a variable area nozzle (VAN). With such a nozzle with a variable cross section, the exit area of the bypass channel can be varied during operation. The general principles of the present disclosure may apply to engines with or without a VAN.

Der Fan einer Gasturbine, wie er hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige Anzahl von Fanschaufeln haben, zum Beispiel 14, 16, 18, 20, 22, 24 oder 26 Fanschaufeln.The gas turbine fan as described and/or claimed herein may have any number of fan blades, for example 14, 16, 18, 20, 22, 24 or 26 fan blades.

Die hier verwendeten Begriffe Leerlauf, Rollen, Start, Steigflug, Reiseflug, Sinkflug, Anflug und Landung haben die übliche Bedeutung und werden vom Fachmann ohne weiteres verstanden. So würde der Fachmann bei einem bestimmten Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug sofort erkennen, dass sich jeder Begriff auf eine Betriebsphase des Triebwerks innerhalb eines bestimmten Einsatzes eines Luftfahrzeugs bezieht, für das das Gasturbinentriebwerk vorgesehen ist.As used herein, the terms coast, taxi, takeoff, climb, cruise, descent, approach, and landing have their usual meanings and are readily understood by those skilled in the art. Thus, given a particular aircraft gas turbine engine, those skilled in the art would readily recognize that each term refers to a phase of operation of the engine within a particular aircraft operation for which the gas turbine engine is intended.

In diesem Zusammenhang kann sich der Begriff „Leerlauf“ auf eine Betriebsphase des Triebwerks beziehen, in der das Luftfahrzeug stillsteht und Bodenkontakt hat, das Triebwerk aber laufen muss. Während des Leerlaufs kann das Triebwerk zwischen 3 % und 9 % des verfügbaren Schubs des Triebwerks erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 5 % und 8 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 6 und 7 % des verfügbaren Schubs erzeugen. Der Rollbetrieb kann sich auf eine Betriebsphase des Triebwerks beziehen, in der das Luftfahrzeug durch den vom Triebwerk erzeugten Schub über den Boden getrieben wird. Während des Rollens kann das Triebwerk zwischen 5 % und 15 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 6 % und 12 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 7 % und 10 % des verfügbaren Schubs erzeugen. Der Begriff „Start“ kann sich auf eine Betriebsphase des Triebwerks beziehen, in der das Luftfahrzeug durch den vom Triebwerk erzeugten Schub angetrieben wird. In einer ersten Phase der Startphase kann das Luftfahrzeug angetrieben werden, während es den Boden berührt. In einem späteren Stadium der Startphase kann das Luftfahrzeug angetrieben werden, während es keinen Bodenkontakt hat. Während des Starts kann das Triebwerk zwischen 90 % und 100 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 95 % und 100 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk 100 % des verfügbaren Schubs erzeugen.In this context, the term "idle" may refer to a phase of engine operation when the aircraft is stationary and in contact with the ground, but the engine must be running. During idle, the engine can produce between 3% and 9% of the engine's available thrust. In other examples, the engine may produce between 5% and 8% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 6 and 7% of the available thrust. Taxiing may refer to a phase of engine operation during which the aircraft is propelled over the ground by the thrust produced by the engine. While taxiing, the engine can generate between 5% and 15% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 6% and 12% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 7% and 10% of the available thrust. The term "take-off" may refer to a phase of engine operation during which the aircraft is propelled by the thrust produced by the engine. In a first phase of the take-off phase, the aircraft can be propelled while touching the ground. At a later stage of the take-off phase, the aircraft can be powered while off the ground. During takeoff, the engine can generate between 90% and 100% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 95% and 100% of the available thrust. In other examples, the engine may produce 100% of the available thrust.

Steigflug kann sich auf eine Betriebsphase des Triebwerks beziehen, in der das Luftfahrzeug durch den vom Triebwerk erzeugten Schub angetrieben wird. Im Steigflug kann das Triebwerk zwischen 75 % und 100 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 80 % und 95 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 85 % und 90 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In diesem Zusammenhang kann sich der Begriff Steigflug auf eine Betriebsphase innerhalb eines Luftfahrzeugflugzyklus zwischen dem Start und dem Erreichen der Reiseflugbedingungen beziehen. Zusätzlich oder alternativ kann sich der Begriff Steigflug auf einen nominalen Punkt in einem Luftfahrzeugflugzyklus zwischen Start und Landung beziehen, in dem ein relativer Höhengewinn erforderlich ist, der einen zusätzlichen Schubbedarf des Triebwerks erfordern kann.Climb may refer to a phase of engine operation during which the aircraft is propelled by the thrust produced by the engine. During climb, the engine can generate between 75% and 100% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 80% and 95% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 85% and 90% of the available thrust. In this context, the term climb may refer to an operational phase within an aircraft flight cycle between takeoff and reaching cruise conditions. Additionally or alternatively, the term climb may refer to a nominal point in an aircraft flight cycle between takeoff and landing where a relative gain in altitude is required, which may require additional engine thrust demand.

Der hier verwendete Begriff „Reiseflugbedingungen“ hat die übliche Bedeutung und ist für den Fachmann ohne weiteres verständlich. So würde der Fachmann bei einem bestimmten Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug sofort erkennen, dass die Reiseflugbedingungen den Betriebspunkt des Triebwerks in der Mitte des Reisefluges eines bestimmten Einsatzes (der in der Branche als „wirtschaftlicher Einsatz“ bezeichnet werden kann) eines Luftfahrzeugs bedeuten, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht werden soll. In diesem Zusammenhang ist die Reiseflugmitte der Punkt im Flugzyklus eines Luftfahrzeugs, an dem 50 % des gesamten Kraftstoffs, der zwischen dem höchsten Punkt des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs verbrannt wird, verbrannt worden sind (was durch den mittleren Punkt - in Bezug auf Zeit und/oder Entfernung - zwischen dem höchsten Punkt des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs angenähert werden kann). Die Reiseflugbedingungen definieren somit einen Betriebspunkt des Gasturbinentriebwerks, der einen Schub liefert, der den stationären Betrieb (d. h. die Aufrechterhaltung einer konstanten Höhe und einer konstanten Machzahl) in der Mitte des Reiseflugs eines Luftfahrzeugs, für das es ausgelegt ist, gewährleistet, wobei die Anzahl der Triebwerke für dieses Luftfahrzeug berücksichtigt wird. Wenn beispielsweise ein Triebwerk für den Anbau an ein Luftfahrzeug mit zwei Triebwerken desselben Typs ausgelegt ist, liefert das Triebwerk im Reiseflug die Hälfte des Gesamtschubs, der für den stationären Betrieb des Luftfahrzeugs in der Reiseflugmitte erforderlich wäre.The term "cruise flight conditions" used here has the usual meaning and is readily understandable for the person skilled in the art. Thus, for a given gas turbine engine for an aircraft, one skilled in the art would immediately recognize that the cruise conditions mean the operating point of the engine at mid-cruise of a particular mission (which may be termed "economic mission" in the industry) of an aircraft at which the Gas turbine engine to be installed. In this context, mid-cruise is the point in an aircraft's flight cycle when 50% of all fuel burned between the highest point of climb and the start of descent has been burned (which is represented by the mid-point - in terms of time and/or distance - between the top of the climb and the beginning of the descent can be approximated). The cruise conditions thus define an operating point of the gas turbine engine that delivers a thrust that ensures steady-state operation (i.e. maintaining a constant altitude and a constant Mach number) in the middle of the cruise flight of an aircraft for which it is designed, where the number of engines for this aircraft is considered. For example, if an engine is designed for installation on an aircraft with two engines of the same type, the engine will deliver half the total thrust at cruise that would be required for stationary operation of the aircraft at mid-cruise.

Mit anderen Worten: Für ein bestimmtes Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug sind die Reiseflugbedingungen definiert als der Betriebspunkt des Triebwerks, der einen bestimmten Schub (der - in Kombination mit anderen Triebwerken im Luftfahrzeug - für den stationären Betrieb des Luftfahrzeugs, für das es ausgelegt ist, bei einer bestimmten Machzahl in der Reiseflugmitte erforderlich ist) bei den atmosphärischen Bedingungen in der Reiseflugmitte (definiert durch die internationale Standardatmosphäre gemäß ISO 2533 in der Reiseflughöhe) liefert. Für ein beliebiges Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug sind der Schub in der Reiseflugmitte, die atmosphärischen Bedingungen und die Machzahl bekannt, so dass der Betriebspunkt des Triebwerks unter Reiseflugbedingungen klar definiert ist.In other words, for a given gas turbine engine for an aircraft, the cruise conditions are defined as the operational point of the engine providing a specified thrust (required - in combination with other engines on the aircraft - for steady-state operation of the aircraft for which it is designed at a specified mid-cruise Mach number) at the atmospheric conditions at mid-cruise ( defined by the international standard atmosphere according to ISO 2533 at cruising altitude). For any aircraft gas turbine engine, the mid-cruise thrust, atmospheric conditions and Mach number are known so that the operating point of the engine at cruise conditions is well defined.

Rein beispielhaft kann die Vorwärtsgeschwindigkeit im Reiseflug ein beliebiger Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, z. B. 0,75 bis 0,85, z. B. 0,76 bis 0,84, z. B. 0,77 bis 0,83, z. B. 0,78 bis 0,82, z. B. 0,79 bis 0,81, z. B. in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder im Bereich von 0,8 bis 0,85 sein. Jede einzelne Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann Teil der Reiseflugbedingungen sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Reiseflugbedingungen außerhalb dieser Bereiche liegen, z. B. unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9.By way of example only, the cruise forward speed may be any point in the range of Mach 0.7 to 0.9, e.g. 0.75 to 0.85, e.g. 0.76 to 0.84, e.g. 0.77 to 0.83, e.g. 0.78 to 0.82, e.g. 0.79 to 0.81, e.g. B. on the order of Mach 0.8, on the order of Mach 0.85 or in the range of 0.8 to 0.85. Any single speed within these ranges can be part of the cruise conditions. Some aircraft may have cruising conditions outside of these ranges, e.g. B. below Mach 0.7 or above Mach 0.9.

Rein beispielhaft können die Reiseflugbedingungen den atmosphärischen Standardbedingungen (gemäß International Standard Atmosphere, ISA) in einer Höhe entsprechen, die im Bereich von 10000m bis 15000m, zum Beispiel im Bereich von 10000m bis 12000m, zum Beispiel im Bereich von 10400m bis 11600m (etwa 38000 ft) liegt, z.B. im Bereich von 10500m bis 11500m, z.B. im Bereich von 10600m bis 11400m, z.B. im Bereich von 10700m (etwa 35000 ft) bis 11300m, z.B. im Bereich von 10800m bis 11200m, z.B. im Bereich von 10900m bis 11100m, z.B. in der Größenordnung von 11000m. Die Reiseflugbedingungen können den atmosphärischen Standardbedingungen in jeder beliebigen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.By way of example only, cruise conditions may correspond to standard atmospheric conditions (according to International Standard Atmosphere, ISA) at an altitude ranging from 10000m to 15000m, for example from 10000m to 12000m, for example from 10400m to 11600m (about 38000 ft ) is, e.g. in the range of 10500m to 11500m, e.g. in the range of 10600m to 11400m, e.g. in the range of 10700m (about 35000 ft) to 11300m, e.g. in the range of 10800m to 11200m, e.g. in the range of 10900m to 11100m, e.g. in of the order of 11000m. Cruise conditions may correspond to standard atmospheric conditions at any altitude in these ranges.

Rein beispielhaft können die Reiseflugbedingungen einem Betriebspunkt des Triebwerks entsprechen, der ein bekanntes erforderliches Schubniveau (z. B. einen Wert im Bereich von 30kN bis 35kN) bei einer Vorwärts-Machzahl von 0,8 und atmosphärischen Standardbedingungen (gemäß der internationalen Standardatmosphäre) in einer Höhe von 11582m (38000 ft) liefert. Als weiteres Beispiel können die Reiseflugbedingungen einem Betriebspunkt des Triebwerks entsprechen, der einen bekannten erforderlichen Schub (z. B. einen Wert im Bereich von 50kN bis 65kN) bei einer Vorwärts-Machzahl von 0,85 und Standardatmosphärenbedingungen (gemäß der internationalen Standardatmosphäre) in einer Höhe von 10668m (35000ft) liefert.By way of example only, cruise conditions may correspond to an engine operating point having a known required thrust level (e.g. a value in the range 30kN to 35kN) at a forward Mach number of 0.8 and standard atmospheric conditions (according to the International Standard Atmosphere) in a Altitude of 11582m (38000 ft) delivers. As another example, the cruise conditions may correspond to an engine operating point having a known required thrust (eg, a value in the range of 50kN to 65kN) at a forward Mach number of 0.85 and standard atmospheric conditions (according to the International Standard Atmosphere) in a Altitude of 10668m (35000ft) delivers.

Im Betrieb kann ein hierin beschriebenes und/oder beanspruchtes Gasturbinentriebwerk unter den an anderer Stelle hierin definierten Reiseflugbedingungen arbeiten. Diese Reiseflugbedingungen können durch die Reiseflugbedingungen (z. B. die Bedingungen in der Mitte des Reiseflugs) eines Luftfahrzeugs bestimmt werden, an dem mindestens ein Gasturbinentriebwerk (z. B. 2 oder 4) angebracht sein kann, um den Vortrieb zu gewährleisten.In operation, a gas turbine engine described and/or claimed herein may operate at cruise conditions as defined elsewhere herein. These cruise conditions may be determined by the cruise conditions (e.g. mid-cruise conditions) of an aircraft which may have at least one gas turbine engine (e.g. 2 or 4) fitted to provide propulsion.

Darüber hinaus würde der Fachmann sofort erkennen, dass der Sinkflug oder der Landeanflug eine Betriebsphase innerhalb des Flugzyklus eines Luftfahrzeugs zwischen dem Reiseflug und der Landung des Luftfahrzeugs bezeichnet. Während des Sinkflugs oder des Anflugs kann das Triebwerk zwischen 20 % und 50 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 25 % und 40 % des verfügbaren Schubs erzeugen. In weiteren Beispielen kann das Triebwerk zwischen 30 % und 35 % des verfügbaren Schubs erzeugen. Zusätzlich oder alternativ kann sich der Begriff „Sinkflug“ auf einen nominalen Punkt im Flugzyklus eines Luftfahrzeugs zwischen Start und Landung beziehen, an dem ein relativer Höhenabfall erforderlich ist und der einen geringeren Schubbedarf des Triebwerks erfordern kann.Additionally, those skilled in the art would readily recognize that descent or approach to landing refers to an operational phase within an aircraft's flight cycle between cruise and landing of the aircraft. During descent or approach, the engine can generate between 20% and 50% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 25% and 40% of the available thrust. In other examples, the engine may produce between 30% and 35% of the available thrust. Additionally or alternatively, the term "descent" may refer to a nominal point in an aircraft's flight cycle between takeoff and landing where a relative altitude drop is required and which may require reduced engine thrust demand.

Gemäß einem Aspekt wird ein Luftfahrzeug mit einem Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, bereitgestellt. Das Luftfahrzeug gemäß diesem Aspekt ist das Luftfahrzeug, für das das Gasturbinentriebwerk ausgelegt ist, um angebracht zu werden. Dementsprechend entsprechen die Reiseflugbedingungen gemäß diesem Aspekt dem mittleren Reiseflug des Luftfahrzeugs, wie an anderer Stelle hierin definiert.According to one aspect, there is provided an aircraft having a gas turbine engine as described and/or claimed herein. The aircraft in this aspect is the aircraft for which the gas turbine engine is designed to be fitted. Accordingly, cruise conditions in accordance with this aspect correspond to the aircraft's mean cruise flight as defined elsewhere herein.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinentriebwerks, wie hier beschrieben und/oder beansprucht, bereitgestellt. Der Betrieb kann unter Reiseflugbedingungen erfolgen, wie sie an anderer Stelle hierin definiert sind (z. B. in Bezug auf den Schub, die atmosphärischen Bedingungen und die Machzahl).In one aspect, there is provided a method of operating a gas turbine engine as described and/or claimed herein. Operation may be at cruise conditions as defined elsewhere herein (e.g., related to thrust, atmospheric conditions, and Mach number).

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Gasturbinentriebwerk, wie hier beschrieben und/oder beansprucht, bereitgestellt. Der Betrieb gemäß diesem Aspekt kann den Betrieb in der Mitte des Reisefluges des Luftfahrzeugs, wie an anderer Stelle hierin definiert, umfassen (oder sein).According to one aspect, there is provided a method of operating an aircraft having a gas turbine engine as described and/or claimed herein. Operation in accordance with this aspect may include (or may be) operation at mid-cruise of the aircraft as defined elsewhere herein.

Der Fachmann wird verstehen, dass ein Merkmal oder ein Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der oben genannten Aspekte beschrieben wird, auch auf jeden anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sich diese nicht gegenseitig ausschließen. Darüber hinaus kann jedes hier beschriebene Merkmal oder jeder hier beschriebene Parameter auf jeden Aspekt angewandt und/oder mit jedem anderen hier beschriebenen Merkmal oder Parameter kombiniert werden, sofern sich diese nicht gegenseitig ausschließen.Those skilled in the art will understand that a feature or parameter described in relation to any of the above aspects may also be applied to any other aspect, provided they are not mutually exclusive. In addition, everyone can here any feature or parameter described herein may be applied to any aspect and/or combined with any other feature or parameter described herein, unless they are mutually exclusive.

Die Ausführungsformen werden jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen:

1 ist eine Seitenschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks;
2 ist eine Seitenschnittgroßansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks;
3 ist eine zum Teil weggeschnitte Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk;
4 ist eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugs mit einem KraftstoffVersorgungssystem;
5 ist eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugs mit einem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
6 ist eine schematische vergrößerte Darstellung des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale der 5;
7 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das in einem Kraftstoffsystem eines Gasturbinentriebwerks vorgesehen ist;
8 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs;
9 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
10 ist eine schematische vergrößerte Darstellung des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale der 9;
11 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das in einem Kraftstoffsystem eines Gasturbinentriebwerks vorgesehen ist;
12 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
13 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen mit einer Sensorkomponente, die aus dem gleichen Material wie eine oder mehrere Dichtungen in einem Kraftstoffsystem eines Luftfahrzeugs besteht;
14 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
15 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
16 ist eine schematische vergrößerte Darstellung des Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen der 15;
17 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das in einem Kraftstoffsystem eines Gasturbinentriebwerks vorgesehen ist;
18 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
19 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
20 ist eine schematische vergrößerte Darstellung des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale der 19;
21 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das in einem Kraftstoffsystem eines Gasturbinentriebwerks vorgesehen ist;
22 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
23 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
24 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
25 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
26 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
27 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem weiteren Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen;
28 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs;
29 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb eines Luftfahrzeugs;
30 ist eine schematische Darstellung eines anderen Verfahrens zum Betrieb eines Luftfahrzeugs;
31 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zum Betrieb eines Luftfahrzeugs;
32 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug;
33 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Wartung eines Luftfahrzeugs; und
34 ist eine schematische Ansicht eines Luftfahrzeugs mit einem System zur Erstellung von Wartungsplänen.

The embodiments will now be described, by way of example only, with reference to the figures, in which:

1 Figure 12 is a side sectional view of a gas turbine engine;
2 Figure 12 is a close-up side sectional view of an upstream portion of a gas turbine engine;
3 Figure 12 is a partially cut-away view of a transmission for a gas turbine engine;
4 Figure 12 is a schematic representation of an aircraft with a fuel supply system;
5 Figure 12 is a schematic representation of an aircraft having a fuel characteristic determination system;
6 12 is a schematic enlarged view of the system for determining the fuel characteristics of FIG 5 ;
7 Figure 12 is a schematic representation of a fuel characteristic determination system included in a fuel system of a gas turbine engine;
8th Fig. 12 is a schematic representation of a method for determining the fuel characteristics of an aviation fuel;
9 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
10 12 is a schematic enlarged view of the system for determining the fuel characteristics of FIG 9 ;
11 Figure 12 is a schematic representation of a fuel characteristic determination system included in a fuel system of a gas turbine engine;
12 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
13 Figure 12 is a schematic representation of a system for determining fuel characteristics having a sensor component made of the same material as one or more gaskets in an aircraft fuel system;
14 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
15 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
16 12 is a schematic enlarged view of the fuel characteristic determination system of FIG 15 ;
17 Figure 12 is a schematic representation of another example of a fuel characteristic determination system included in a fuel system of a gas turbine engine;
18 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
19 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
20 12 is a schematic enlarged view of the system for determining the fuel characteristics of FIG 19 ;
21 Figure 12 is a schematic representation of another example of a fuel characteristic determination system included in a fuel system of a gas turbine engine;
22 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
23 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
24 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
25 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
26 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
27 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with another example of a fuel characteristic determination system;
28 Figure 12 is a schematic representation of another example of a method for determining fuel characteristics of an aviation fuel;
29 Figure 12 is a schematic representation of a method of operating an aircraft;
30 Figure 12 is a schematic representation of another method of operating an aircraft;
31 Figure 12 is a schematic representation of another method of operating an aircraft;
32 Fig. 12 is a schematic representation of a method for creating a maintenance plan for an aircraft;
33 Fig. 12 is a schematic representation of a method for servicing an aircraft; and
34 Fig. 12 is a schematic view of an aircraft with a maintenance schedule generation system.

1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypassluftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A aufnimmt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerksgondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom B strömt durch den Bypasskanal 22. Das Gebläse (Fan) 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben. 1 Figure 1 shows a gas turbine engine 10 having a main axis of rotation 9. The engine 10 includes an air intake 12 and a thrust fan 23 that produces two airflows: a core airflow A and a bypass airflow B. The gas turbine engine 10 includes a core 11 that receives the core airflow A. The engine core 11 includes, in axial flow order, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 15, a combustor 16, a high pressure turbine 17, a low pressure turbine 19 and a core exhaust nozzle 20. An engine nacelle 21 surrounds the gas turbine engine 10 and defines a bypass duct 22 and a bypass exhaust nozzle 18. The bypass airflow B flows through the bypass duct 22. The blower (fan) 23 is attached via a shaft 26 and an epicycloidal gear 30 to the low-pressure turbine 19 and is driven thereby.

Im Gebrauch wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene verdichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.In use, the core airflow A is accelerated and compressed by the low pressure compressor 14 and passed into the high pressure compressor 15 where further compression occurs. The compressed air discharged from the high pressure compressor 15 is directed into the combustor 16 where it is mixed with fuel and the mixture is burned. The resultant hot products of combustion then propagate through and thereby drive the high and low pressure turbines 17, 19 before being expelled through the nozzle 20 to provide some thrust. The high pressure turbine 17 drives the high pressure compressor 15 through a suitable connecting shaft 27 . The fan 23 generally provides the majority of the thrust. The epicycloidal gear 30 is a reduction gear.

Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist. Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenräder 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 dahingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Außenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt damit.An example arrangement for a geared fan gas turbine engine 10 is shown in 2 shown. The low-pressure turbine 19 (see 1 ) drives the shaft 26 which is coupled to a sun gear 28 of the epicycloidal gear assembly 30 . A plurality of planetary gears 32, which are coupled to one another by a planetary carrier 34, are located radially outward of the sun gear 28 and mesh therewith. The planetary carrier 34 constrains the planetary gears 32 to orbit synchronously about the sun gear 28 while allowing each planetary gear 32 to rotate about its own axis. Planet carrier 34 is coupled to fan 23 via linkage 36 to drive its rotation about engine axis 9 . An outer gear or ring gear 38, which is coupled to a stationary support structure 24 via linkage 40, is radially outward of the planetary gears 32 and meshes therewith.

Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Gebläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.It is noted that the terms "low pressure turbine" and "low pressure compressor" as used herein may be construed to mean the lowest pressure turbine stage and the lowest pressure compressor stage, respectively (i.e. not including the fan 23) and/or mean the turbine and compressor stages interconnected by the lowest speed connecting shaft 26 in the engine (i.e. not including the transmission output shaft driving the fan 23). In some writings, the "low-pressure turbine" and "low-pressure compressor" referred to herein may alternatively be known as the "intermediate-pressure turbine" and "intermediate-pressure compressor." Using such alternative nomenclature, fan 23 may be referred to as a first stage or lowest pressure stage.

Das Epizykloidengetriebe 30 wird in 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Sonnenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Übersichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.The epicycloidal gear 30 is in 3 shown in more detail as an example. The sun gear 28, planet gears 32 and ring gear 38 each include teeth around their periphery for meshing with the other gears. However, for the sake of clarity, only exemplary sections of the teeth are shown in 3 shown. Although four planetary gears 32 are illustrated, those skilled in the art will recognize that more or fewer planetary gears 32 may be provided within the scope of the claimed invention. Practical applications of an epicycloidal gear 30 generally include at least three planetary gears 32.

Das in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planetengetriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige andere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohlrad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.This in 2 and 3 The epicycloidal gear 30 illustrated by way of example is a planetary gear in which the planet carrier 34 is coupled to an output shaft via linkage 36, with the ring gear 38 being fixed. However, any other suitable type of epicycloidal gear 30 may be used. As another example, the epicycloidal gear 30 may be a star arrangement in which the planetary carrier 34 is held fixed while allowing the ring gear (or ring gear) 38 to rotate. With such an arrangement, the fan 23 is driven by the ring gear 38 . As another alternative example, the transmission 30 may be a differential where both the ring gear 38 and the planetary carrier 34 are allowed to rotate.

Es versteht sich, dass die in 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne Weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei einer Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in 2 gezeigt werden, unterscheiden würden. It is understood that the in 2 and 3 The arrangement shown is exemplary only and various alternatives are within the scope of the present disclosure. Any suitable arrangement for positioning the gearbox 30 within the engine 10 and/or connecting the gearbox 30 to the engine 10 may be used, for example only. As another example, the connections (e.g., linkages 36, 40 in the example of FIG 2 ) between the transmission 30 and other parts of the engine 10 (such as the input shaft 26, the output shaft, and the fixed structure 24) can have some degree of rigidity or flexibility. As another example, any suitable arrangement of bearings between rotating and stationary parts of the engine (e.g., between the input and output shafts of the transmission and fixed structures such as the transmission case) may be used and the disclosure is not on the exemplary arrangement of 2 limited. For example, those skilled in the art will readily appreciate that the output and support linkage arrangements and bearing locations for a star configuration (described above) of the transmission 30 will typically differ from those exemplified in FIG 2 are shown would differ.

Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.Accordingly, the present disclosure extends to a gas turbine engine having any arrangement of gear types (e.g., star or planetary), support structures, input and output shaft arrangement, and bearing locations.

Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.Optionally, the transmission can drive secondary and/or alternative components (e.g., the intermediate pressure compressor and/or a booster).

Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 18, 20 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen.Other gas turbine engines to which the present disclosure may have application may have alternative configurations. For example, such engines may have an alternative number of compressors and/or turbines and/or an alternative number of connecting shafts. As a further example, this points to 1 The gas turbine engine shown has a split flow nozzle 18, 20, which means that the flow through the bypass duct 22 has its own nozzle which is separate from the engine core nozzle 20 and radially outward therefrom. However, this is not limiting and any aspect of the present disclosure may also apply to engines where flow through bypass duct 22 and flow through core 11 are upstream of (or upstream of) a single nozzle, which may be referred to as a mixed flow nozzle. be mixed or combined. One or both nozzles (whether mixed or split flow) may have a fixed or variable area.

Das beschriebene Beispiel bezieht sich zwar auf ein Turbofan-Triebwerk, die Offenbarung kann jedoch für jede Art von Gasturbinentriebwerk gelten, z. B. für ein offenes Rotor- (bei dem die Fan-Stufe nicht von einer Gondel umgeben ist) oder Turboprop-Triebwerk. In einigen Anordnungen kann das Gasturbinentriebwerk 10 kein Getriebe 30 umfassen.While the example described relates to a turbofan engine, the disclosure may apply to any type of gas turbine engine, e.g. for an open rotor (where the fan stage is not surrounded by a nacelle) or turboprop engine. In some arrangements, the gas turbine engine 10 may not include a gearbox 30 .

Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und seiner Komponenten wird durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die mit der Rotationsachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in 1 von unten nach oben) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zur Seite in der Ansicht von 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die umlaufende Richtung stehen zueinander senkrecht.The geometry of the gas turbine engine 10 and its components is defined by a conventional axis system having an axial direction (which is aligned with the axis of rotation 9), a radial direction (in 1 from bottom to top) and a circumferential direction (perpendicular to the page in the view of 1 ) includes. The axial, radial and circumferential directions are perpendicular to each other.

Der Kraftstoff F, der der Verbrennungseinrichtung 16 zugeführt wird, kann ein fossiler Kohlenwasserstoff-Kraftstoff sein, z. B. Kerosin. So kann der Kraftstoff F Moleküle aus einer oder mehreren der chemischen Familien der n-Alkane, Iso-Alkane, Cycloalkane und Aromaten umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der Kraftstoff F aus erneuerbaren Kohlenwasserstoffen bestehen, die aus biologischen oder nicht-biologischen Ressourcen hergestellt werden, auch bekannt als nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF). In jedem der genannten Beispiele kann der Kraftstoff F ein oder mehrere Spurenelemente enthalten, z. B. Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, anorganische Stoffe und Metalle.The fuel F fed to the combustor 16 may be a fossil hydrocarbon fuel, e.g. B. Kerosene. Thus, the fuel F can include molecules from one or more of the chemical families of n-alkanes, iso-alkanes, cycloalkanes and aromatics. Additionally or alternatively, the fuel F may consist of renewable hydrocarbons produced from biological or non-biological resources, also known as Sustainable Aviation Fuel (SAF). In each of the examples given, the fuel F may contain one or more trace elements, e.g. As sulfur, nitrogen, oxygen, inorganic substances and metals.

Die funktionelle Leistung einer bestimmten Zusammensetzung oder eines bestimmten Kraftstoffgemischs für einen bestimmten Einsatz kann zumindest teilweise durch die Fähigkeit des Kraftstoffs definiert werden, den Brayton-Zyklus des Gasturbinentriebwerks 10 zu bedienen. Zu den Parametern, die die funktionale Leistung definieren, gehören beispielsweise die spezifische Energie, die Energiedichte, die thermische Stabilität und die Emissionen, einschließlich der Partikelemissionen. Eine relativ höhere spezifische Energie (d. h. Energie pro Masseneinheit), ausgedrückt in MJ/kg, kann zumindest teilweise das Startgewicht verringern und damit möglicherweise eine relative Verbesserung des Kraftstoff-Wirkungsgrads bewirken. Eine relativ höhere Energiedichte (d. h. Energie pro Volumeneinheit), ausgedrückt als MJ/L, kann das Volumen des Kraftstoffs beim Start zumindest teilweise verringern, was besonders wichtig für volumenbegrenzte Einsätze oder militärische Operationen mit Betankung sein kann. Eine relativ höhere thermische Stabilität (d. h. die Verhinderung der Zersetzung oder Verkokung von Kraftstoff unter thermischer Belastung) kann es dem Kraftstoff ermöglichen, höhere Temperaturen im Triebwerk und in den Einspritzdüsen aufrechtzuerhalten, was zu einer relativen Verbesserung der Verbrennungseffizienz führen kann. Geringere Emissionen, einschließlich Feinstaub, können die Bildung von Kondensstreifen verringern und gleichzeitig die Umweltauswirkungen einer bestimmten Mission reduzieren. Auch andere Eigenschaften des Kraftstoffs können für die Funktionstüchtigkeit entscheidend sein. So kann ein relativ niedriger Gefrierpunkt (°C) bei Langstreckenmissionen eine Optimierung des Flugprofils ermöglichen; eine Mindestkonzentration an Aromaten (%) kann eine ausreichende Quellung bestimmter Materialien gewährleisten, die bei der Herstellung von O-Ringen und Dichtungen verwendet werden und zuvor Kraftstoffen mit hohem Aromatengehalt ausgesetzt waren; und eine maximale Oberflächenspannung (mN/m) kann eine ausreichende Sprühzerstäubung und Zerstäubung des Kraftstoffs sicherstellen.The functional performance of a particular composition or fuel blend for a particular service may be defined, at least in part, by the fuel's ability to service the Brayton cycle of the gas turbine engine 10 . For example, the parameters that define functional performance include specific energy, energy density, thermal stability and emissions, including particulate emissions. Relatively higher specific energy (ie, energy per unit mass), expressed in terms of MJ/kg, may at least partially reduce takeoff weight and thereby potentially provide a relative improvement in fuel efficiency. A relatively higher energy density (ie, energy per unit volume), expressed as MJ/L, can at least partially reduce the volume of fuel at launch, which can be particularly important for volume-constrained missions or military operations involving refueling. Relatively higher thermal stability (i.e., preventing fuel from degrading or coking under thermal stress) may allow the fuel to sustain higher temperatures in the engine and injectors, which may result in a relative improvement in combustion efficiency. Lower emissions, including particulate matter, can reduce contrail formation while reducing the environmental impact of a given mission. Other properties of the fuel can also be decisive for the functionality. A relatively low freezing point (°C) for long-haul missions can allow the flight profile to be optimized; a minimum concentration of aromatics (%) can ensure sufficient swelling of certain materials used in the manufacture of O-rings and seals that have previously been exposed to fuels with high aromatic content; and a maximum surface tension (mN/m) can ensure sufficient spray atomization and atomization of the fuel.

Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Wasserstoffatome und der Anzahl der Kohlenstoffatome in einem Molekül kann die spezifische Energie einer bestimmten Zusammensetzung oder Mischung von Kraftstoff beeinflussen. Kraftstoffe mit einem höheren Verhältnis von Wasserstoffatomen zu Kohlenstoffatomen können eine höhere spezifische Energie aufweisen, wenn keine Bindungsspannung vorliegt. Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe auf fossiler Basis können beispielsweise aus Molekülen mit etwa 7 bis 18 Kohlenstoffatomen bestehen, wobei ein erheblicher Anteil einer bestimmten Zusammensetzung aus Molekülen mit 9 bis 15 Kohlenstoffatomen besteht, mit einem Durchschnitt von 12 Kohlenstoffatomen. The ratio between the number of hydrogen atoms and the number of carbon atoms in a molecule can affect the specific energy of a particular composition or blend of fuel. Fuels with a higher ratio of hydrogen atoms to carbon atoms can have a higher specific energy when there is no bond strain. For example, fossil-based hydrocarbon fuels may consist of molecules having from about 7 to 18 carbon atoms, with a significant proportion of a given composition being made up of molecules having from 9 to 15 carbon atoms, with an average of 12 carbon atoms.

ASTM International (ASTM) D7566, Standard Specification for Aviation Turbine Fuels Containing Synthesized Hydrocarbons (ASTM 2019c) genehmigt eine Reihe von nachhaltigen Flugkraftstoffmischungen, die zwischen 10 % und 50 % nachhaltigen Flugkraftstoff enthalten (der Rest besteht aus einem oder mehreren fossilen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen wie Kerosin), wobei weitere Zusammensetzungen auf ihre Zulassung warten. In der Luftfahrtindustrie geht man jedoch davon aus, dass nachhaltige Flugkraftstoffmischungen mit bis zu 100 % nachhaltigem Kraftstoff (SAF) schließlich zur Verwendung zugelassen werden.ASTM International (ASTM) D7566, Standard Specification for Aviation Turbine Fuels Containing Synthesized Hydrocarbons (ASTM 2019c) approves a range of sustainable aviation fuel blends containing between 10% and 50% sustainable aviation fuel (the remainder being one or more fossil hydrocarbon fuels such as kerosene), with other compositions awaiting approval. However, the aviation industry anticipates that sustainable aviation fuel blends containing up to 100% Sustainable Fuel (SAF) will eventually be approved for use.

Nachhaltige Flugkraftstoffe können eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten: n-Alkane, Iso-Alkane, Cyclo-Alkane und Aromaten. Sie können beispielsweise aus einem oder mehreren der folgenden Elemente hergestellt werden: Synthesegas (Syngas), Lipide (z. B. Fette, Öle und Fette), Zucker und Alkohole. Nachhaltige Flugkraftstoffe können daher im Vergleich zu fossilen Kohlenwasserstoffkraftstoffen einen geringeren Gehalt an Aromaten und Schwefel aufweisen oder beides. Zusätzlich oder alternativ können nachhaltige Flugkraftstoffe einen höheren Gehalt an Iso-Alkanen und Cyclo-Alkanen im Vergleich zu fossilen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen aufweisen. So können nachhaltige Flugkraftstoffe in einigen Beispielen eine Dichte zwischen 90 % und 98 % der Dichte von Kerosin und einen Heizwert zwischen 101 % und 105 % des Heizwerts von Kerosin aufweisen.Sustainable aviation fuels can contain one or more of the following elements: n-alkanes, iso-alkanes, cyclo-alkanes and aromatics. For example, they can be made from one or more of the following elements: synthesis gas (syngas), lipids (e.g. fats, oils and fats), sugars and alcohols. Sustainable aviation fuels can therefore have lower levels of aromatics and sulfur, or both, compared to fossil hydrocarbon fuels. Additionally or alternatively, sustainable aviation fuels can have a higher content of iso-alkanes and cyclo-alkanes compared to fossil hydrocarbon fuels. For example, in some examples, sustainable aviation fuels may have a density between 90% and 98% of the density of kerosene and a calorific value between 101% and 105% of the calorific value of kerosene.

Zumindest teilweise aufgrund der molekularen Struktur nachhaltiger Flugkraftstoffe können nachhaltige Flugkraftstoffe im Vergleich zu fossilen Kohlenwasserstoffkraftstoffen (z. B. bei der Verbrennung in der Verbrennungseinrichtung 16) Vorteile bieten, wie z. B. eine höhere Energiedichte, eine höhere spezifische Energie, eine höhere spezifische Wärmekapazität, eine höhere thermische Stabilität, eine höhere Schmierfähigkeit, eine niedrigere Viskosität, eine niedrigere Oberflächenspannung, einen niedrigeren Gefrierpunkt, niedrigere Rußemissionen und niedrigere CO₂ Emissionen. Dementsprechend können nachhaltige Flugkraftstoffe im Vergleich zu fossilen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen wie Kerosin zu einem relativen Rückgang des spezifischen Kraftstoffverbrauchs oder zu einem relativen Rückgang der Wartungskosten führen.Due at least in part to the molecular structure of sustainable aviation fuels, sustainable aviation fuels may offer benefits compared to fossil hydrocarbon fuels (e.g., when burned in incinerator 16), such as: B. higher energy density, higher specific energy, higher specific heat capacity, higher thermal stability, higher lubricity, lower viscosity, lower surface tension, lower freezing point, lower soot emissions and lower CO ₂ emissions. Accordingly, sustainable aviation fuels can lead to a relative decrease in specific fuel consumption or a relative decrease in maintenance costs compared to fossil hydrocarbon fuels such as kerosene.

Ein Luftfahrzeug 1 mit zwei Gasturbinentriebwerken 10 gemäß einem der hier beschriebenen Beispiele ist in 4 dargestellt. In diesem Beispiel umfasst das Luftfahrzeug 1 zwei Gasturbinentriebwerke 10, aber in anderen Beispielen kann es ein oder mehrere Gasturbinentriebwerke umfassen. Das Luftfahrzeug 1 umfasst ferner ein Luftfahrzeug-Kraftstoffversorgungssystem, das sich an Bord des Luftfahrzeugs befindet und geeignet ist, jedes der Gasturbinentriebwerke 10 mit Kraftstoff F zu versorgen, der in der TriebwerksVerbrennungseinrichtung 16 wie oben beschrieben verbrannt wird. Das Luftfahrzeug-Kraftstoffversorgungssystem ist so angeordnet, dass es Kraftstoff an ein Triebwerkskraftstoffsystem liefert, das an jedem der Gasturbinentriebwerke 10 vorgesehen ist. Das Triebwerkskraftstoffsystem und das Luftfahrzeug-Kraftstoffversorgungssystem bilden zusammen das (gesamte) Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs 1, in dem Kraftstoff gelagert, an das Triebwerk geliefert und verbrannt wird. Das Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs umfasst alle Komponenten, in denen Kraftstoff gespeichert werden kann oder durch die Kraftstoff während der Nutzung oder beim Betanken fließt.An aircraft 1 with two gas turbine engines 10 according to one of the examples described here is in 4 shown. In this example the aircraft 1 includes two gas turbine engines 10, but in other examples it may include one or more gas turbine engines. The aircraft 1 further comprises an aircraft fuel supply system located on board the aircraft and adapted to supply each of the gas turbine engines 10 with fuel F which is combusted in the engine combustor 16 as described above. The aircraft fuel supply system is arranged to supply fuel to an engine fuel system provided on each of the gas turbine engines 10 . The engine fuel system and aircraft power The fuel supply system together form the (entire) fuel system of the aircraft 1, in which fuel is stored, delivered to the engine and burned. The aircraft fuel system includes all components in which fuel can be stored or through which fuel flows during use or refueling.

Das Kraftstoffversorgungssystem für Luftfahrzeuge besteht aus einer Luftfahrzeug-Kraftstoffquelle, die so angeordnet ist, dass sie einen Kraftstoff F enthält, der den Gasturbinentriebwerken zugeführt wird. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung ist unter dem Begriff „Kraftstoffquelle“ entweder 1) ein einzelner Kraftstofftank oder 2) eine Mehrzahl von Kraftstofftanks zu verstehen, die fluidmäßig miteinander verbunden sein können oder nicht. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Kraftstoffquelle eine Vielzahl von Flügelkraftstofftanks 53, von denen sich mindestens ein Flügelkraftstofftank im Backbordflügel und mindestens ein Flügelkraftstofftank im Steuerbordflügel befindet, sowie einen mittleren Kraftstofftank 55, der sich hauptsächlich im Rumpf des Luftfahrzeugs 1 befindet. Sowohl der mittlere Kraftstofftank 55 als auch die Flügelkraftstofftanks 53 können aus mehreren miteinander verbundenen Kraftstofftanks bestehen, die in den Figuren nicht dargestellt sind.The aircraft fuel supply system consists of an aircraft fuel source arranged to contain fuel F which is supplied to gas turbine engines. For purposes of this application, the term “fuel source” means either 1) a single fuel tank or 2) a plurality of fuel tanks, which may or may not be fluidly connected to one another. In the present example, the fuel source comprises a plurality of wing fuel tanks 53, of which at least one wing fuel tank is located in the port wing and at least one wing fuel tank is located in the starboard wing, and a center fuel tank 55, which is mainly located in the fuselage of the aircraft 1. Both the middle fuel tank 55 and the wing fuel tanks 53 can consist of several interconnected fuel tanks, which are not shown in the figures.

Für Ausgleichszwecke können ein oder mehrere Kraftstofftanks 53 im Backbordflügel mit einem oder mehreren Kraftstofftanks 53 im Steuerbordflügel verbunden werden, wie durch die gestrichelten Linien in 4 dargestellt. Dies kann entweder über den mittleren Kraftstofftank 55 oder unter Umgehung des mittleren Kraftstofftanks bzw. der mittleren Kraftstofftanks oder unter Umgehung beider erfolgen (für maximale Flexibilität und Sicherheit). In weiteren Beispielen kann die Kraftstoffquelle aus einem separaten Kraftstofftank bestehen, um das Luftfahrzeug während des Fluges auszubalancieren (in den Figuren nicht dargestellt).For balancing purposes, one or more port wing fuel tanks 53 may be connected to one or more starboard wing fuel tanks 53, as indicated by the dashed lines in FIG 4 shown. This can be done either through the center fuel tank 55, or bypassing the center fuel tank(s), or bypassing both (for maximum flexibility and safety). In other examples, the fuel source may consist of a separate fuel tank to balance the aircraft during flight (not shown in the figures).

4 zeigt, wie Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 60 in das Luftfahrzeug 1 geladen wird. Der Kraftstoffvorratsbehälter 60 kann von einem Kraftstoffversorgungsfahrzeug (z. B. einem Tankwagen) mitgeführt werden oder ein fester Vorratsbehälter sein, aus dem das Luftfahrzeug 1 betankt werden kann. Das Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs umfasst einen Anschluss 62 für die Kraftstoffleitung, der während des Betankens mit einer Kraftstoffladeleitung 61 verbunden ist. Die Kraftstoff-Ladeleitung 61 kann aus einer Kraftstoffleitung bekannter Bauart bestehen. Die Kraftstoffleitungsanschlussöffnung 62 ist über eine oder mehrere Kraftstoffübertragungsleitungen 63 an Bord des Luftfahrzeugs mit den Kraftstofftanks 53, 55 des Luftfahrzeugs 1 verbunden, so dass der über die Kraftstoffladeleitung 61 aufgenommene Kraftstoff in die Kraftstofftanks 53, 55 geleitet und dort gespeichert wird. Die Kraftstoffladeleitung 61 und die Kraftstoffübertragungsleitung 63 können zusammen eine Kraftstoffversorgungsleitung bilden, die dazu dient, die Kraftstofftanks 53, 55 an Bord des Luftfahrzeugs 1 aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 60 mit Kraftstoff zu versorgen. In einigen Beispielen kann auf die Kraftstoffübertragungsleitung(en) 63 verzichtet werden, wobei der Kraftstoff stattdessen direkt von einer Anschlussöffnung für jeden Kraftstofftank (oder einer Gruppe miteinander verbundener Kraftstofftanks) geliefert wird. Die Kraftstoff-Ladeleitung 61 und der Vorratsbehälter (sowie alle zugehörigen Steuer- oder Pumpenkomponenten) können ein Betankungssystem für das Luftfahrzeug bilden. 4 12 shows how fuel is loaded into the aircraft 1 from a fuel storage tank 60 . The fuel storage tank 60 can be carried by a fuel supply vehicle (e.g. a tank truck) or can be a fixed storage tank from which the aircraft 1 can be refueled. The aircraft fuel system includes a fuel line connector 62 which is connected to a fuel charge line 61 during refueling. The fuel charging line 61 may consist of a fuel line of known construction. The fuel line connection opening 62 is connected to the fuel tanks 53, 55 of the aircraft 1 via one or more fuel transfer lines 63 on board the aircraft, so that the fuel received via the fuel charging line 61 is fed into the fuel tanks 53, 55 and stored there. The fuel charging line 61 and the fuel transfer line 63 can together form a fuel supply line which serves to supply the fuel tanks 53, 55 on board the aircraft 1 with fuel from the fuel tank 60. In some examples, the fuel transfer line(s) 63 may be eliminated, with fuel instead being delivered directly from a port for each fuel tank (or group of interconnected fuel tanks). The fuel charge line 61 and reservoir (and any associated control or pump components) may form a refueling system for the aircraft.

Kraftstoffmerkmalefuel characteristics

(i) den prozentualen Anteil des nachhaltigen Flugkraftstoffs am Kraftstoff;
(ii) den Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff;
(iii) den Gehalt an multiaromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff;
(iv) den prozentualen Anteil an stickstoffhaltigen Spezies im Kraftstoff;
(v) das Vorhandensein oder der prozentuale Anteil einer Spurenspezies oder eines Spurenelements im Kraftstoff (z. B. eine im Kraftstoff inhärent vorhandene Spurensubstanz oder eine absichtlich zugesetzte Spurensubstanz, die als Tracer dient);
(vi) das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffs;
(vii) die Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs;
(viii) die Höhe der Emissionen nichtflüchtiger Partikel (nvPM) bei der Verbrennung (z. B. bei der Verbrennung für eine bestimmte Brennerkonstruktion, bei einer bestimmten Betriebsbedingung (FAR, T30, Brennermodus usw.));
(ix) den Naphthalin-Gehalt des Kraftstoffs;
(x) der Schwefelgehalt des Kraftstoffs;
(xi) den Cycloparaffingehalt des Kraftstoffs;
(xii) den Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs;
(xiii) die thermische Stabilität des Kraftstoffs (z. B. die Temperatur des thermischen Durchbruchs);
(xiv) der Verkokungsgrad des Kraftstoffs;
(xv) die Angabe, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff, z. B. fossiles Kerosin, handelt, und
(xvi) eine oder mehrere Eigenschaften wie Dichte, Viskosität, Heizwert und/oder Wärmekapazität.

As used herein, “fuel characteristics” refers to inherent fuel properties, such as fuel composition, and not to variable properties such as volume or temperature. Examples of fuel characteristics of a fuel include:

(i) the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel;
(ii) the content of aromatic hydrocarbons in the fuel;
(iii) the content of multiaromatic hydrocarbons in the fuel;
(iv) the percentage of nitrogenous species in the fuel;
(v) the presence or percentage of a trace species or trace element in the fuel (e.g. a trace substance inherent in the fuel or a trace substance intentionally added to serve as a tracer);
(vi) the hydrogen to carbon ratio of the fuel;
(vii) the hydrocarbon distribution of the fuel;
(viii) the level of non-volatile particulate matter (nvPM) emissions from combustion (e.g. combustion for a specific burner design, at a specific operating condition (FAR, T30, burner mode, etc.));
(ix) the naphthalene content of the fuel;
(x) the sulfur content of the fuel;
(xi) the cycloparaffin content of the fuel;
(xii) the oxygen content of the fuel;
(xiii) the thermal stability of the fuel (eg, thermal breakdown temperature);
(xiv) the degree of coking of the fuel;
(xv) a statement that the fuel is a fossil fuel, e.g. B. fossil kerosene, is, and
(xvi) one or more properties such as density, viscosity, calorific value and/or heat capacity.

Die Angaben T30, T40 und T41 sowie alle anderen nummerierten Drücke und Temperaturen werden hier unter Verwendung der in der Norm SAE AS755 aufgeführten Stationsnummerierung definiert:

• T30 = Gesamttemperatur am Auslass eines Hochdruckverdichters (HPC);
• T40 = Gesamttemperatur am Verbrennungsausgang;
• T41 = Gesamttemperatur der Hochdruckturbine (HPT) am Rotoreintritt.

The T30, T40 and T41 specifications and all other numbered pressures and temperatures are defined here using the station numbering listed in the SAE AS755 standard:

• T30 = total temperature at the outlet of a high pressure compressor (HPC);
• T40 = total temperature at the combustion outlet;
• T41 = High pressure turbine (HPT) total temperature at rotor inlet.

Piezoelektrischer SensorPiezoelectric sensor

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen während der Betankung mit einem piezoelektrischen Sensor:Determination of fuel characteristics during refueling using a piezoelectric sensor:

In 5 ist ein Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 114 dargestellt, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 114 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des in das Luftfahrzeug 1 geladenen Kraftstoffs F bestimmt, wobei es sich bei diesen Merkmalen um eines der hierin beschriebenen oder beanspruchten Merkmale handelt.In 5 1 shows an example of a system for determining fuel characteristics 114 that is located on board the aircraft 1 . The fuel attribute determination system 114 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel F loaded on the aircraft 1, which attributes are any of the attributes described or claimed herein.

Weitere Einzelheiten des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 sind in 6 dargestellt. Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 umfasst im Allgemeinen einen Sensor 115, der einen piezoelektrischen Kristall 116 enthält. Der piezoelektrische Kristall 116 ist so angeordnet, dass er dem Kraftstoff F ausgesetzt ist, der durch den Sensor 115 strömt. Im vorliegenden Beispiel wird Kraftstoff, der in das Luftfahrzeug 1 geladen wird, durch den Sensor 115 geleitet, so dass der piezoelektrische Kristall 116 dem Kraftstoff ausgesetzt ist. Der Sensor 115 umfasst einen Kraftstoffeinlass 115a und einen Kraftstoffauslass 115b sowie eine Kraftstoffleitung 115c, die in Fluidverbindung zwischen ihnen angeordnet ist. Im vorliegenden Beispiel befindet sich der Sensor 115 an Bord des Luftfahrzeugs 1 und ist so angeordnet, dass er Kraftstoff F empfängt, der durch die Kraftstoffübertragungsleitung 63 fließt, d. h. Kraftstoff, der von der Kraftstoffleitungsanschlussöffnung 62 zu den Kraftstofftanks 53, 55 fließt. Im vorliegenden Beispiel ist der Sensor 115 so angeordnet, dass der gesamte Kraftstoff, der durch die Übertragungsleitung 63 fließt, in den Sensoreinlass 115a eingelassen wird, durch die Kraftstoffleitung 115c fließt und über den Kraftstoffauslass 115b ausgegeben wird, um zu den Kraftstofftanks zu gelangen (d. h. der Sensor ist in Reihe zwischen der Anschlussöffnung 62 der Kraftstoffleitung und den Kraftstofftanks geschaltet). In anderen Beispielen kann der Sensor 115 parallel geschaltet werden, so dass nur ein Teil des Kraftstoffs von der Übertragungsleitung 63 umgeleitet wird, durch den Sensor fließt und dann zur Kraftstoffübertragungsleitung 63 oder zu den Kraftstofftanks zurückgeführt wird.Further details of the fuel characteristics determination system 114 are given in 6 shown. The system for determining fuel characteristics 114 generally includes a sensor 115 that includes a piezoelectric crystal 116 . The piezoelectric crystal 116 is arranged to be exposed to the fuel F flowing through the sensor 115 . In the present example, fuel loaded into the aircraft 1 is passed through the sensor 115 such that the piezoelectric crystal 116 is exposed to the fuel. The sensor 115 includes a fuel inlet 115a and a fuel outlet 115b and a fuel line 115c disposed in fluid communication between them. In the present example, the sensor 115 is on board the aircraft 1 and is arranged to receive fuel F flowing through the fuel transfer line 63, ie fuel flowing from the fuel line port 62 to the fuel tanks 53,55. In the present example, the sensor 115 is arranged such that all fuel flowing through the transfer line 63 is admitted into the sensor inlet 115a, flows through the fuel line 115c and is discharged via the fuel outlet 115b to go to the fuel tanks (ie the sensor is connected in series between the fuel line port 62 and the fuel tanks). In other examples, the sensor 115 may be connected in parallel so that only a portion of the fuel from the transfer line 63 is diverted, flows through the sensor, and then is returned to the fuel transfer line 63 or to the fuel tanks.

Der Sensor 115 ist so angeordnet, dass er einen Schwingungsparameter des piezoelektrischen Kristalls 116 misst. Bei dem Schwingungsparameter kann es sich um einen Schwingungsmodus des piezoelektrischen Kristalls handeln, beispielsweise um eine Resonanzfrequenz, bei der der Kristall schwingt. Im vorliegenden Beispiel umfasst der Sensor ein Modul zur Messung der Resonanzfrequenz 116a, das so beschaffen ist, dass es eine Resonanzfrequenz des Kristalls misst, indem es eine Spannung an eine Elektrode in der Nähe oder auf dem Kristall 116 anlegt. Dadurch wird der Kristall 116 in einem durch die Spannung erzeugten elektrischen Feld verzerrt. Sobald das Feld entfernt wird, erzeugt der piezoelektrische Kristall 116 ein elektrisches Feld, während er in seine vorherige Form zurückkehrt und eine Spannung erzeugt. Dies führt dazu, dass sich der Kristall wie ein RLC-Schaltkreis verhält, der sich aus einer Induktivität, einem Kondensator und einem Widerstand mit einer entsprechenden Resonanzfrequenz zusammensetzt, wie sie in der Technik bekannt sind.The sensor 115 is arranged to measure a vibration parameter of the piezoelectric crystal 116 . The vibration parameter can be a vibration mode of the piezoelectric crystal, for example a resonant frequency at which the crystal vibrates. In the present example, the sensor includes a resonant frequency measurement module 116a configured to measure a resonant frequency of the crystal by applying a voltage to an electrode near or on the crystal 116. FIG. This distorts the crystal 116 in an electric field created by the voltage. Once the field is removed, the piezoelectric crystal 116 creates an electric field while returning to its previous shape and generating a voltage. This causes the crystal to behave like an RLC circuit composed of an inductor, a capacitor and a resistor with an appropriate resonant frequency, as is known in the art.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Resonanzfrequenz des Kristalls 116 in Abhängigkeit von den Ablagerungen variiert, die sich auf seiner Oberfläche durch den Kraftstoff bilden, dem er ausgesetzt ist. Durch Messung der Resonanzfrequenz oder eines anderen Schwingungsparameters (oder deren Veränderung im Laufe der Zeit) kann die Menge der Oberflächenablagerung auf der Kristalloberfläche bestimmt werden. Im vorliegenden Beispiel umfasst das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 114 ferner ein Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 117, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Schwingungsparameters bestimmt. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 117 empfängt den Vibrationsparameter von dem Sensor 115, so dass das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale berechnet werden können.The inventors have found that the resonant frequency of the crystal 116 varies depending on the deposits that form on its surface from the fuel to which it is exposed. By measuring the resonant frequency or some other vibrational parameter (or its change over time) the amount of surface deposition on the crystal surface can be determined. In the present example, the fuel characteristic determination system 114 further comprises a fuel characteristic determination module 117 arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the vibration parameter. The fuel attribute determination module 117 receives the vibration parameter from the sensor 115 so that the one or more fuel attributes can be calculated.

In einigen Beispielen können die Oberflächenablagerungen zwischen verschiedenen Verwendungen des Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen beseitigt werden, z. B. indem der Kristall einer anderen Art von Kraftstoff ausgesetzt wird, die alle Ablagerungen von der Oberfläche des Kristalls beseitigt. In anderen Beispielen kann der Sensor Mittel zur Reinigung der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls oder Mittel zum Austausch des Kristalls zwischen den Verwendungen (z. B. zwischen Flügen des Luftfahrzeugs) enthalten. Dadurch können die Kraftstoffmerkmale für jeden Einsatz des Luftfahrzeugs bestimmt werden. In diesem Fall ist der Sensor 115 so angeordnet, dass er eine maximale Änderung des Schwingungsparameters seit der letzten Reinigung, Rückstellung oder dem letzten Austausch des piezoelektrischen Kristalls ermittelt. Auf diese Weise kann die Ansammlung von Oberflächenablagerungen über mehrere Verwendungen des Luftfahrzeugs (z. B. mehrere Flüge) ermittelt werden.In some examples, the surface deposits may be cleaned between different uses of the fuel characteristic determination system, e.g. B. by exposing the crystal to a different type of fuel that will remove any deposits from the surface of the crystal. In other examples, the sensor may include means for cleaning the surface of the piezoelectric crystal or means for replacing the crystal between uses (e.g. between flights of the aircraft). This allows the fuel characteristics to be determined for each use of the aircraft. In this case, the sensor 115 is arranged to detect a maximum change in the vibration parameter since the piezoelectric crystal was last cleaned, reset or replaced. In this way, the accumulation of surface debris can be determined over multiple uses of the aircraft (e.g., multiple flights).

Ein Kraftstoffmerkmal, das auf der Grundlage des Schwingungsparameters bestimmt wird, kann zum Beispiel der Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs, die thermische Stabilität des Kraftstoffs und/oder der Verkokungsgrad des Kraftstoffs sein. Die Menge der auf dem piezoelektrischen Kristall gebildeten und detektierten Oberflächenablagerung hängt von diesen Kraftstoffmerkmalen/Eigenschaften des Kraftstoffs ab, so dass sie auf der Grundlage der Messung des Schwingungsparameters bestimmt werden können. In anderen Beispielen können andere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage der gemessenen Schwingungsparameter oder anderer Kraftstoffmerkmale, die aus den Schwingungsparametern ermittelt wurden, bestimmt oder abgeleitet werden. So können beispielsweise die Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs, der prozentuale Anteil von SAF im Kraftstoff oder der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff (z. B. Massen- oder Volumenanteil) bestimmt werden.A fuel characteristic that is determined based on the vibration parameter may be, for example, the oxygen content of the fuel, the thermal stability of the fuel, and/or the degree of coking of the fuel. The amount of surface deposit formed and detected on the piezoelectric crystal depends on these fuel characteristics/properties so that they can be determined based on the measurement of the vibration parameter. In other examples, other fuel characteristics may be determined or inferred based on the measured vibration parameters or other fuel characteristics determined from the vibration parameters. For example, the hydrocarbon distribution of the fuel, the percentage of SAF in the fuel, or the content of aromatic hydrocarbons in the fuel (e.g., mass or volume fraction) can be determined.

Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 117 ist so angeordnet, dass es die ermittelten Kraftstoffmerkmale an das elektronische Triebwerkssteuergerät EEC 42 (oder ein anderes Steuerungssystem des Luftfahrzeugs) übermittelt. In einigen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 117 Teil des EEC 42 eines oder mehrerer der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs sein. Nach dem Empfang im EEC können die Kraftstoffmerkmale verwendet werden, um Informationen über den Kraftstoff zu liefern, der dem Triebwerk aus den Kraftstofftanks zugeführt wird, so dass der Betrieb des Gasturbinentriebwerks bzw. der Gasturbinentriebwerke entsprechend angepasst werden kann. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 117 Teil der Sensoreinheit 115 sein, die mit dem EEC in Verbindung steht.The fuel characteristics determination module 117 is arranged to communicate the determined fuel characteristics to the EEC 42 (or other aircraft control system). In some examples, the determination module 117 may be part of the EEC 42 of one or more of the aircraft's gas turbine engines. Once received at the EEC, the fuel characteristics can be used to provide information about the fuel being supplied to the engine from the fuel tanks so that the operation of the gas turbine engine or engines can be adjusted accordingly. In other examples, the determination module 117 may be part of the sensor unit 115 that communicates with the EEC.

Zur Bestimmung des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale kann das Bestimmungsmodul 117 so beschaffen sein, dass es einen gemessenen Schwingungsparameter mit einer Nachschlagetabelle von erwarteten Schwingungsparameterwerten von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des Kraftstoffs zu bestimmen, dem der Kristall ausgesetzt war. Auf diese Weise kann ein Bereich von Kraftstoffmerkmalen auf der Grundlage einer Messung der auf dem piezoelektrischen Kristall gebildeten Oberflächenablagerung bestimmt werden. In weiteren Beispielen kann das Bestimmungsmodul den Grad der auf dem Kristall gebildeten Oberflächenablagerung anhand der gemessenen Resonanzfrequenz des Kristalls bestimmen und dann den bestimmten Oberflächenablagerungsgrad mit Werten in einer Nachschlagetabelle vergleichen. Der Fachmann wird verstehen, dass dies einem Vergleich der Resonanzfrequenz gleichkommt.To determine the one or more fuel characteristics, the determination module 117 may be arranged to compare a measured vibration parameter to a look-up table of expected vibration parameter values of fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding characteristics of the fuel to which the crystal has been exposed. In this way, a range of fuel characteristics can be determined based on a measurement of the surface deposit formed on the piezoelectric crystal. In other examples, the determination module may determine the degree of surface scale formed on the crystal based on the measured resonant frequency of the crystal and then compare the determined degree of surface scale to values in a look-up table. Those skilled in the art will understand that this is tantamount to comparing the resonant frequency.

In einigen Beispielen kann ein absoluter Wert der Schwingungsparameter gemessen und von dem Bestimmungsmodul 117 verwendet werden, um die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale zu bestimmen. In anderen Beispielen kann eine Änderung des Schwingungsparameters verwendet werden. Beispielsweise kann eine Abweichung von einem erwarteten Wert gemessen werden, wenn keine Oberflächenablagerung vorhanden ist, oder eine Änderung des Schwingungsparameters über die Zeit gemessen werden. Auf diese Weise kann ein langsamer Aufbau von Oberflächenablagerungen auf dem Kristall gemessen und zur Ermittlung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale herangezogen werden. Mit dieser Methode können die Kraftstoffmerkmale des vom Luftfahrzeug über einen längeren Zeitraum verwendeten Kraftstoffs bestimmt werden.In some examples, an absolute value of the vibration parameters may be measured and used by the determination module 117 to determine the one or more fuel characteristics. In other examples, a change in vibration parameter may be used. For example, a deviation from an expected value can be measured when there is no surface deposition, or a change in the vibration parameter can be measured over time. In this way, a slow build-up of surface deposits on the crystal can be measured and used to determine one or more fuel characteristics. This method can be used to determine the fuel characteristics of the fuel used by the aircraft over an extended period of time.

Das Bestimmungsmodul 117 kann die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ferner auf einen oder mehrere Leistungsparameter des Triebwerks oder des Luftfahrzeugs stützen. Dazu kann eine Temperatur des Kraftstoffs gehören, dem die Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls ausgesetzt war. Auf diese Weise können die erwarteten Schwingungsparameter, die von Kraftstoffen mit bekannten Merkmalen bei bekannten Temperaturen gebildet werden, mit den Messdaten verglichen werden, um die Kraftstoffmerkmale zu bestimmen. In anderen Beispielen können auch andere Betriebsparameter von dem Bestimmungsmodul 117 verwendet werden, so dass ein relevantes Kraftstoffmerkmal zuverlässig bestimmt werden kann.The determination module 117 may further base the determination of the fuel characteristics on one or more engine or aircraft performance parameters. This may include a temperature of the fuel that the surface of the piezoelectric crystal has been exposed to. In this way, the expected vibrational parameters formed by fuels with known characteristics at known temperatures can be compared to the measurement data to determine the fuel characteristics. In other examples, other operating parameters may also be used by the determination module 117 so that a fuel attribute of interest can be reliably determined.

In den oben beschriebenen Beispielen befindet sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 an Bord des Luftfahrzeugs 1, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoffübertragungsleitung 63 durch dieses System fließt, bevor er die Kraftstofftanks 53, 55 erreicht. In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 114 so angeordnet sein, dass es Kraftstoff in einem der Kraftstofftanks 53, 55 verwendet oder daraus entnommen wird. In einem solchen Beispiel kann sich der Sensor 115 innerhalb des Kraftstofftanks befinden, so dass der Kraftstoff dem piezoelektrischen Kristall 116 ausgesetzt werden kann. Der Sensor kann daher aus einem piezoelektrischen Kristall bestehen, der an einer Innenwand des Kraftstofftanks angebracht ist, so dass er dem Kraftstoff im Tank ausgesetzt ist. In anderen Beispielen kann Kraftstoff aus einem Kraftstofftank an Bord des Luftfahrzeugs entnommen und durch den Sensor 115 geleitet werden.In the examples described above, the fuel characteristics determination system 114 is located on board the aircraft 1, so that the fuel in the fuel transfer line 63 flows through this system before it reaches the fuel tanks 53, 55 reached. In other examples, the fuel characteristic determination system 114 may be arranged to use or draw fuel from one of the fuel tanks 53,55. In such an example, the sensor 115 may be located within the fuel tank so that the fuel may be exposed to the piezoelectric crystal 116 . The sensor can therefore consist of a piezoelectric crystal attached to an inner wall of the fuel tank so that it is exposed to the fuel in the tank. In other examples, fuel may be drawn from a fuel tank onboard the aircraft and passed through the sensor 115 .

In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 oder zumindest ein Teil davon getrennt vom Luftfahrzeug 1 untergebracht sein. Es kann beispielsweise in der Kraftstoff-Ladeleitung 61 enthalten sein, so dass es die Eigenschaften des Kraftstoffs erfassen kann, bevor dieser das Luftfahrzeug erreicht. In einigen Beispielen kann sich der Sensor 115 innerhalb der Kraftstoff-Ladeleitung oder an anderer Stelle getrennt vom Flugzeug 1 befinden und so angeordnet sein, dass er einen Schwingungsparameter an ein an Bord des Flugzeugs 1 befindliches Bestimmungsmodul 117 übermittelt, wo er an ein Steuermodul des Triebwerks (z. B. das EEC) oder des Luftfahrzeugs weitergeleitet werden kann. In anderen Beispielen kann sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 vollständig außerhalb des Luftfahrzeugs befinden. In einem solchen Beispiel kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 117 ein Kraftstoffmerkmal bestimmen, das dann an das Luftfahrzeug 1 (z. B. an ein Steuermodul des Triebwerks oder der Triebwerke 10) weitergeleitet wird. In diesem Beispiel kann eine Datenübertragungsverbindung vorgesehen sein (z. B. eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung), über die die Kraftstoffmerkmale vom Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 114 an das Luftfahrzeug übermittelt werden können. In einigen Beispielen kann die Datenübertragung manuell durch einen Benutzer erfolgen, z. B. kann ein Techniker oder ein anderer Bediener des Systems die Kraftstoffmerkmale vom Bestimmungssystem 114 abrufen und sie manuell an ein Steuermodul an Bord des Luftfahrzeugs übermitteln.In other examples, the fuel characteristic determination system 114 , or at least a portion thereof, may be housed separately from the aircraft 1 . For example, it may be included in the fuel charge line 61 so that it can sense the properties of the fuel before it reaches the aircraft. In some examples, the sensor 115 may be located within the fuel rail or elsewhere separate from the aircraft 1 and arranged to transmit a vibration parameter to a determination module 117 onboard the aircraft 1 where it is coupled to an engine control module (e.g. the EEC) or the aircraft. In other examples, the fuel characteristics determination system 114 may be located entirely outside the aircraft. In such an example, the fuel attribute determination module 117 may determine a fuel attribute that is then communicated to the aircraft 1 (e.g., to a control module of the engine or engines 10). In this example, a communications link may be provided (e.g., a wireless or wired communications link) over which the fuel characteristics may be communicated from the fuel characteristics determination system 114 to the aircraft. In some examples, the data transfer can be done manually by a user, e.g. For example, a technician or other system operator may retrieve the fuel characteristics from the determination system 114 and manually transmit them to a control module on board the aircraft.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen im Triebwerk mittels piezoelektrischem SensorDetermination of fuel characteristics in the engine using a piezoelectric sensor

7 zeigt ein weiteres Beispiel für das oben beschriebene System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen in 7 umfasst ebenfalls einen Sensor 115 und ein Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 117, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Schwingungsparameters (z. B. der Resonanzfrequenz) eines piezoelektrischen Kristalls misst, der innerhalb des Sensors Kraftstoff ausgesetzt ist. In diesem Beispiel ist das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 so angeordnet, dass es die Auswirkungen des piezoelektrischen Kristalls 116 misst, der während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10 Kraftstoff ausgesetzt ist. 7 FIG. 12 shows another example of the fuel characteristic determination system 114 described above. The fuel characteristic determination system in FIG 7 also includes a sensor 115 and a fuel characteristic determination module 117 arranged to measure one or more fuel characteristics based on a vibration parameter (e.g. resonant frequency) of a piezoelectric crystal exposed to fuel within the sensor . In this example, the fuel characteristic determination system 114 is arranged to measure the effects of the piezoelectric crystal 116 being exposed to fuel during operation of the gas turbine engine 10 .

7 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs und der Verbrennungseinrichtung 16 des Gasturbinentriebwerks 10. Die Verbrennungseinrichtung 16 umfasst eine Vielzahl von Kraftstoffdüsen (in 7 nicht dargestellt), die so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff in einen Verbrennungsbehälter einspritzen. Der Kraftstoff wird der Verbrennungseinrichtung 16 durch einen Kraftstoffzufuhrregler 107 unter der Steuerung des EEC 42 zugeführt. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffzufuhrregler 107 durch eine Kraftstoffpumpe 108 von einer Kraftstoffquelle 109 an Bord des Luftfahrzeugs 1 (z. B. einem oder mehreren Kraftstofftanks 53, 55, wie oben beschrieben) zugeführt. Der Kraftstoffzufuhrregler 107 und die Verbrennungseinrichtung 16 können bekanntermaßen für eine gestufte Verbrennung (Magerverbrennung) oder eine fette Verbrennung ausgelegt sein. 7 12 shows a schematic view of a portion of the aircraft fuel system and the combustor 16 of the gas turbine engine 10. The combustor 16 includes a plurality of fuel nozzles (in 7 not shown) arranged to inject fuel into a combustion canister. Fuel is supplied to the combustor 16 by a fuel supply regulator 107 under EEC 42 control. Fuel is supplied to the fuel supply regulator 107 by a fuel pump 108 from a fuel source 109 on board the aircraft 1 (e.g. one or more fuel tanks 53, 55 as described above). The fuel supply regulator 107 and the combustor 16 can be designed for staged combustion (lean combustion) or rich combustion, as is known.

In diesem Beispiel wird ein Schwingungsparameter für Kraftstoff gemessen, während er vom Triebwerk verwendet wird. Der Sensor 115 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass er die Wirkung von Kraftstoff misst, der dem piezoelektrischen Kristall 116 an einem beliebigen Punkt innerhalb des Kraftstoffsystems an Bord des Luftfahrzeugs ausgesetzt ist, der sich stromaufwärts der Verbrennungseinrichtung 16 (z. B. stromaufwärts der Kraftstoffdüsen der Verbrennungseinrichtung 16) und stromabwärts der Kraftstoffquelle 109 befindet, von der der Kraftstoff zugeführt wird (z. B. stromabwärts des einen oder der mehreren Kraftstofftanks 53, 55, die die Kraftstoffquelle bilden). In einigen Beispielen befindet sich der Sensor 115 an einem Punkt innerhalb des Kraftstoffsystems des Triebwerks, z. B. in einer Kraftstoffleitung innerhalb oder als Teil des Gasturbinentriebwerks 10 (und nicht im Luftfahrzeug 1, an dem das Gasturbinentriebwerk 10 montiert ist). In einigen Beispielen befindet er sich an einem Punkt unmittelbar vor dem Eintritt des Kraftstoffs in die Brennkammer 16. In anderen Beispielen befindet sich der Sensor 115 an einem Punkt innerhalb des Kraftstoffversorgungssystems des Luftfahrzeugs, z. B. bevor der Kraftstoff in einen Teil des Gasturbinentriebwerks 10 gelangt.In this example, a fuel vibration parameter is measured as it is used by the engine. The sensor 115 is arranged in this example to measure the effect of fuel exposed to the piezoelectric crystal 116 at any point within the aircraft fuel system that is upstream of the combustor 16 (e.g. upstream of the fuel nozzles of the combustor 16) and downstream of the fuel source 109 from which the fuel is supplied (e.g. downstream of the one or more fuel tanks 53, 55 forming the fuel source). In some examples, the sensor 115 is located at a point within the engine's fuel system, e.g. B. in a fuel line within or as part of the gas turbine engine 10 (rather than in the aircraft 1 on which the gas turbine engine 10 is mounted). In some examples, it is at a point just before the fuel enters the combustion chamber 16. In other examples, the sensor 115 is at a point within the aircraft fuel supply system, e.g. B. before the fuel enters any part of the gas turbine engine 10.

In dem hier beschriebenen Beispiel umfasst das Kraftstoffsystem des Triebwerks außerdem ein Wärmemanagementsystem mit einem Wärmetauscher 118. Der Wärmetauscher ist so angeordnet, dass er Wärme zwischen dem Kraftstoff und einem Ölsystem des Triebwerks überträgt, z. B. Wärme aus dem Ölsystem in den Kraftstoff, um das Öl zu kühlen und den Kraftstoff zu erwärmen. Wie in 7 dargestellt, befindet sich der Sensor 115 innerhalb des Triebwerkskraftstoffsystems an einem Punkt, an dem der Kraftstoff während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10 durch den Wärmetauscher 118 erwärmt wurde. Die Erfinder haben beobachtet, dass während des Betriebs des Triebwerks 10 die Erwärmung des Kraftstoffs zu einem thermischen Abbau des Kraftstoffs führen kann, der Ablagerungen auf der Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls 116 verursacht. Beispielsweise kann es zu einer Verkokung des Kraftstoffs kommen, wenn der Kraftstoff durch den Wärmetauscher des Triebwerks erhitzt wird, um für Kühlung zu sorgen. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Menge der gebildeten Ablagerungen und damit die Schwingungsparameter des Kristalls von der Anfälligkeit des Kraftstoffs für thermischen Abbau abhängen. Da die Anfälligkeit des Kraftstoffs für thermische Zersetzung zwischen verschiedenen Kraftstoffen variiert, kann eine Messung, die für die thermische Zersetzung empfindlich ist, zur Bestimmung der Merkmale des vom Triebwerk verwendeten Kraftstoffs verwendet werden. So kann beispielsweise der SAF-Gehalt des Kraftstoffs bestimmt werden, da ein SAF-reicher Kraftstoff mit einem geringeren Grad an thermischer Zersetzung verbunden sein kann. Im vorliegenden Beispiel ist das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale daher so eingerichtet, dass es die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage des gemessenen Grads der thermischen Zersetzung des Kraftstoffs bestimmt.In the example described herein, the engine fuel system also includes a thermal management system with a heat sink shear 118. The heat exchanger is arranged to transfer heat between the fuel and an oil system of the engine, e.g. B. Heat from the oil system into the fuel to cool the oil and heat the fuel. As in 7 As illustrated, sensor 115 is located within the engine fuel system at a point where the fuel has been heated by heat exchanger 118 during operation of gas turbine engine 10 . The inventors have observed that during operation of the engine 10, the heating of the fuel can lead to thermal degradation of the fuel that causes deposits on the surface of the piezoelectric crystal 116. For example, fuel coking can occur when the fuel is heated by the engine's heat exchanger to provide cooling. The inventors have found that the amount of deposits formed, and hence the vibrational parameters of the crystal, depend on the fuel's susceptibility to thermal degradation. Because the fuel's susceptibility to thermal degradation varies between different fuels, a measurement that is sensitive to thermal degradation can be used to determine the characteristics of the fuel used by the engine. For example, the SAF content of the fuel can be determined since a SAF-rich fuel may be associated with a lower level of thermal degradation. In the present example, therefore, the system for determining the fuel characteristics is arranged to determine the fuel characteristics based on the measured degree of thermal decomposition of the fuel.

Im Beispiel von 7 ist das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 117 so angeordnet, dass es den gemessenen Schwingungsparameter (z. B. die Resonanzfrequenz) oder den Grad der Oberflächenabscheidung mit einer Nachschlagetabelle vergleicht, die Werte enthält, die für Kraftstoffe mit bekannten Merkmalen erwartet werden. Das Modul 117 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann den Vergleich mit der Nachschlagetabelle ferner auf eine Temperatur des Kraftstoffs stützen, der der piezoelektrische Kristall ausgesetzt ist, und zwar mit Temperaturwerten in der Nachschlagetabelle, bei denen die Änderungen der Schwingungsparameter für bekannte Kraftstoffmerkmale zu erwarten sind. So kann die gemessene Oberflächenablagerung, die bei einer bestimmten Temperatur auftritt, in der Nachschlagetabelle mit der eines bekannten Kraftstoffs bei derselben oder einer ähnlichen Temperatur in Beziehung gesetzt werden.In the example of 7 For example, the fuel characteristics determination module 117 is arranged to compare the measured vibrational parameter (e.g., resonant frequency) or degree of surface deposition to a look-up table containing values expected for fuels with known characteristics. The fuel characteristics determination module 117 may further base the look-up table comparison on a temperature of the fuel to which the piezoelectric crystal is exposed to temperature values in the look-up table at which the changes in vibration parameters for known fuel characteristics are expected. Thus, the measured surface deposit occurring at a particular temperature can be related in the look-up table to that of a known fuel at the same or a similar temperature.

In den gegenwärtig beschriebenen Beispielen ist das Modul 117 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale so angeordnet, dass es das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale nur auf der Grundlage des ermittelten Schwingungsparameters des piezoelektrischen Kristalls 116 bestimmt. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 117 so eingerichtet sein, dass es die Schwingungsparameterinformationen mit Eingaben von anderen Sensoren oder anderen hierin offengelegten Methoden zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen kombiniert. Dies kann die Ableitung eines größeren Bereichs von Kraftstoffmerkmalen ermöglichen oder die Genauigkeit der Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen verbessern.In the presently described examples, the fuel characteristic determination module 117 is arranged to determine the one or more fuel characteristics based solely on the determined vibration parameter of the piezoelectric crystal 116 . In other examples, the determination module 117 may be configured to combine the vibration parameter information with inputs from other sensors or other fuel characteristic determination methods disclosed herein. This may allow a wider range of fuel characteristics to be derived or improve the accuracy of the fuel characteristic determination.

8 veranschaulicht ein Verfahren 1014 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs, der zum Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, das von den in den 5, 6 und 7 dargestellten Systemen zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 114 durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1014 umfasst das Aussetzen 1015 der Oberfläche eines piezoelektrischen Kristalls dem Kraftstoff; das Messen 1016 eines Schwingungsparameters des piezoelektrischen Kristalls; und das Bestimmen 1017 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Schwingungsparameters. Jedes der oben im Zusammenhang mit den 5, 6 und 7 beschriebenen Merkmale kann in das Verfahren von 8 integriert werden und wird daher hier nicht wiederholt. 8th FIG. 10 illustrates a method 1014 for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering a gas turbine engine of an aircraft used by the methods described in FIGS 5 , 6 and 7 illustrated systems for determining the fuel characteristics 114 can be carried out. The method 1014 includes exposing 1015 the surface of a piezoelectric crystal to the fuel; measuring 1016 a vibration parameter of the piezoelectric crystal; and determining 1017 one or more fuel characteristics of the fuel based on the vibration parameter. Each of the above related to the 5 , 6 and 7 described features can be included in the process of 8th integrated and is therefore not repeated here.

Dichtunqsquellsensorseal swell sensor

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen beim Betanken mit einem QuellsensorDetermination of fuel characteristics during refueling with a source sensor

In 9 ist ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 119 dargestellt, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 119 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des in das Luftfahrzeug 1 geladenen Kraftstoffs F bestimmt, wobei es sich bei diesen Merkmalen um eines der hierin beschriebenen oder beanspruchten Merkmale handelt.In 9 1 shows another example of a system for determining fuel characteristics 119 that is located on board the aircraft 1 . The fuel attribute determination system 119 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel F loaded on the aircraft 1, which attributes are any of the attributes described or claimed herein.

Weitere Einzelheiten des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 sind in 10 dargestellt. Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 umfasst im Allgemeinen eine Detektionsvorrichtung 120, die sich im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs befindet. Die Detektionsvorrichtung 120 umfasst eine Sensorkomponente 121, die aus einem Dichtungsmaterial besteht. In einigen Beispielen, die später beschrieben werden, besteht das Dichtungsmaterial aus demselben Material wie eine oder mehrere Dichtungen, die im Kraftstoffversorgungssystem vorgesehen sind. Die eine oder die mehreren Dichtungen sind während der Verwendung des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs dem Kraftstoff ausgesetzt und sind so konfiguriert, dass sie bei Kontakt mit dem Kraftstoff aufquellen. In anderen Beispielen kann das Dichtungsmaterial ein anderes sein als das, das sonst im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs oder Triebwerks verwendet wird. Bei dem Dichtungsmaterial kann es sich um Nitril-Dichtungsmaterial (z. B. Nitrilkautschuk oder Buna-N) handeln. Bei den Dichtungen kann es sich um alle Dichtungen handeln, die im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs mit Kraftstoff in Berührung kommen.Further details of the fuel characteristics determination system 119 are given in 10 shown. The fuel characteristic determination system 119 generally includes a detection device 120 located in the aircraft fuel system. The detection device 120 includes a sensor component 121 made of a sealing material. In some examples, which will be described later, the sealing material consists of the same material as one or more gaskets provided in the fuel supply system are. The one or more seals are exposed to the fuel during use of the aircraft fuel system and are configured to swell upon contact with the fuel. In other examples, the gasket material may be different than that otherwise used in the aircraft or engine fuel system. The gasket material may be nitrile gasket material (e.g., nitrile rubber or Buna-N). The seals can be any seals that come into contact with fuel in the aircraft fuel system.

Im vorliegenden Beispiel wird der Kraftstoff, der in das Luftfahrzeug geladen wird, durch die Detektionsvorrichtung 120 geleitet und der Sensorkomponente 121 ausgesetzt. Die Detektionsvorrichtung 120 umfasst einen Kraftstoffeinlass 120a und einen Kraftstoffauslass 120b sowie eine Kraftstoffleitung 120c, die in Fluidverbindung zwischen ihnen angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel befindet sich die Detektionsvorrichtung 120 an Bord des Luftfahrzeugs und ist so angeordnet, dass sie Kraftstoff aufnimmt, der durch die Kraftstoffübertragungsleitung 63 fließt, d. h. Kraftstoff, der von der Kraftstoffleitungsanschlussöffnung 62 zu den Kraftstofftanks 53, 55 fließt. Der Sensor ist so angeordnet, dass der gesamte durch die Übertragungsleitung 63 fließende Kraftstoff in den Einlass 120a eingelassen wird, durch die Kraftstoffleitung 120c fließt und über den Kraftstoffauslass 120b ausgegeben wird, um weiter zu den Kraftstofftanks zu gelangen (d. h. die Detektionsvorrichtung ist in Reihe zwischen der Anschlussöffnung 62 der Kraftstoffleitung und den Kraftstofftanks geschaltet). In anderen Beispielen kann die Detektionsvorrichtung 120 parallel geschaltet sein, so dass nur ein Teil des Kraftstoffs von der Übertragungsleitung 63 umgeleitet wird, durch die Detektionsvorrichtung 120 fließt und dann in die Kraftstoffübertragungsleitung 63 oder in die Kraftstofftanks zurückgeführt wird.In the present example, the fuel loaded into the aircraft is passed through the detection device 120 and exposed to the sensor component 121 . The detection device 120 includes a fuel inlet 120a and a fuel outlet 120b and a fuel line 120c disposed in fluid communication therebetween. In the present example, the detection device 120 is on board the aircraft and is arranged to receive fuel flowing through the fuel transfer line 63, i. H. Fuel flowing from the fuel line port 62 to the fuel tanks 53,55. The sensor is arranged so that all fuel flowing through transfer line 63 is admitted into inlet 120a, flows through fuel line 120c and is discharged via fuel outlet 120b to proceed to the fuel tanks (i.e. the detection device is in series between the connection opening 62 of the fuel line and the fuel tanks). In other examples, the detection device 120 may be connected in parallel so that only a portion of the fuel from the transfer line 63 is diverted, flows through the detection device 120, and then is returned to the fuel transfer line 63 or to the fuel tanks.

Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale umfasst ferner eine Sensorkomponente 122, die so angeordnet ist, dass sie einen Quellparameter des Dichtungsmaterials misst, aus dem die Sensorkomponente 121 hergestellt ist. Der Quellparameter gibt an, inwieweit sich die Form und/oder Größe des Dichtungsmaterials in Reaktion auf die Einwirkung von Kraftstoff F auf seine Oberfläche verändert hat. Die Erfinder haben festgestellt, dass das Ausmaß der Quellung der Sensorkomponente 121 in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Kraftstoffs F, dem sie ausgesetzt ist, variiert. So kann sich beispielsweise das Dichtungsmaterial, aus dem die Sensorkomponente 121 besteht, je nach den Eigenschaften des Kraftstoffs ausdehnen oder zusammenziehen. Durch Messung der Ausdehnung oder Kontraktion des Dichtungsmaterials (oder deren Veränderung im Laufe der Zeit) können verschiedene Eigenschaften des Kraftstoffs F auf der Grundlage des entsprechenden Quellparameters bestimmt werden.The fuel characteristic determination system further includes a sensor component 122 arranged to measure a swelling parameter of the gasket material from which the sensor component 121 is made. The swelling parameter indicates the extent to which the shape and/or size of the sealing material has changed in response to the action of fuel F on its surface. The inventors have found that the amount of swelling of the sensor component 121 varies depending on the properties of the fuel F to which it is exposed. For example, the sealing material that makes up sensor component 121 may expand or contract depending on the properties of the fuel. By measuring the expansion or contraction of the sealing material (or how it changes over time), various properties of the fuel F can be determined based on the corresponding source parameter.

Wie in 10 dargestellt, ist die Sensorkomponente 121 des vorliegenden Beispiels über eine Befestigungsstruktur 123a fest in der Detektionsvorrichtung 120 montiert. Wie in 10 schematisch zu sehen ist, ist ein Teil der Sensorkomponente 121 fest mit der Detektionsvorrichtung 120 verbunden, so dass sie sich als Reaktion auf die Einwirkung des Kraftstoffs frei ausdehnen oder zusammenziehen kann. Der Sensor 122 umfasst ferner ein Messgerät 123b, an der das Dichtungsmaterial fest angebracht ist. Im vorliegenden Beispiel ist das Messgerät 123b über eine Messgerätbefestigungsstruktur 123c fest in der Detektionsvorrichtung 120 montiert. Das Messgerät 123b ist so angeordnet, dass es die Bewegung eines Teils der Sensorkomponente 121 erfasst, die sich aus deren Ausdehnung oder Zusammenziehung ergibt. Bei dem Messgerät 123b kann es sich um eine Druckmessvorrichtung handeln, die so angeordnet ist, dass sie einen von der Sensorkomponente 121 auf sie ausgeübten Druck erfasst. Wie in 10 zu sehen ist, ist die Sensorkomponente zwischen der Befestigungsstruktur 123a und dem Messgerät 123b eingespannt, so dass jede Änderung ihrer Größe zu einer Änderung des auf das Messgerät 123b ausgeübten Drucks führt.As in 10 As shown, the sensor component 121 of the present example is fixedly mounted in the detection device 120 via a mounting structure 123a. As in 10 As can be seen schematically, a portion of the sensor component 121 is rigidly connected to the detection device 120 so that it is free to expand or contract in response to exposure to the fuel. The sensor 122 further includes a gauge 123b to which the sealing material is fixedly attached. In the present example, the measuring device 123b is fixedly mounted in the detection device 120 via a measuring device attachment structure 123c. The measuring device 123b is arranged to detect the movement of a part of the sensor component 121 resulting from its expansion or contraction. Gauge 123b may be a pressure sensing device arranged to sense pressure exerted on it by sensor component 121 . As in 10 As can be seen, the sensor component is clamped between the mounting structure 123a and the gauge 123b such that any change in its size results in a change in the pressure applied to the gauge 123b.

In anderen Beispielen können auch andere Methoden zur Erfassung der Ausdehnung oder Kontraktion der Sensorkomponente 121 verwendet werden. Das Messgerät kann zum Beispiel so eingerichtet sein, dass es eine Änderung der physischen Form der Sensorkomponente erkennt. Das Messgerät kann beispielsweise so eingerichtet sein, dass es eine Änderung der physischen Position einer unbelasteten Oberfläche der Sensorkomponente erkennt, um den Grad der Ausdehnung oder Kontraktion zu bestimmen.In other examples, other methods of detecting the expansion or contraction of the sensor component 121 can also be used. For example, the meter may be configured to detect a change in the physical shape of the sensor component. For example, the gauge may be configured to detect a change in the physical position of an unloaded surface of the sensor component to determine the degree of expansion or contraction.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 119 des vorliegenden Beispiels umfasst ferner ein Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 124, das eingerichtet ist, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs F auf der Grundlage des Quellparameters zu bestimmen. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 124 empfängt den Quellparameter von dem Sensor 122, so dass die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale berechnet werden können.The fuel attribute determination system 119 of the present example further comprises a fuel attribute determination module 124 configured to determine one or more fuel attributes of the fuel F based on the source parameter. The fuel attribute determination module 124 receives the source parameter from the sensor 122 so that the one or more fuel attributes can be calculated.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 119 des vorliegenden Beispiels kann so eingerichtet sein, dass es eines oder mehrere der hierin definierten oder beanspruchten Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage des Quellparameters bestimmt. Beispielsweise kann das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 119 so eingerichtet sein, dass es eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs bestimmt, z. B. eine Eigenschaft, die mit dem Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff zusammenhängt. Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen kann daher der Massen- oder Volumenanteil an aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen im Kraftstoff gehören. Die Erfinder haben festgestellt, dass der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff mit der Quellung des Dichtungsmaterials zusammenhängt, wobei unterschiedliche Gehalte an aromatischen Verbindungen zu unterschiedlichen Quellungsgraden führen. Die Messung des Quellparameters kann daher zur Bestimmung des Aromatengehalts des Kraftstoffs verwendet werden. Auf der Grundlage des Quellparameters können jedoch auch andere Kraftstoffmerkmale bestimmt werden. So können z. B. andere Kraftstoffmerkmale wie der prozentuale Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff im Kraftstoff bestimmt werden (z. B. durch Ableitung aus dem Aromatengehalt oder aufgrund der daraus resultierenden Größenänderung des Dichtungsmaterials im Vergleich zu einem Kraftstoff mit bekannten Merkmalen). In anderen Beispielen kann das Kraftstoffmerkmal der Cycloparaffingehalt des Kraftstoffs sein.The fuel attribute determination system 119 of the present example may be arranged to determine one or more of the fuel attributes defined or claimed herein based on the source parameter. For example, the system for determining Fuel characteristics 119 be set up so that it determines a hydrocarbon distribution of the fuel, z. B. a property related to the content of aromatic hydrocarbons in the fuel. The fuel characteristics determined may therefore include the mass or volume fraction of aromatic hydrocarbon compounds in the fuel. The inventors have found that the content of aromatic hydrocarbons in the fuel is related to the swelling of the sealing material, with different content of aromatic compounds leading to different degrees of swelling. The measurement of the source parameter can therefore be used to determine the aromatic content of the fuel. However, other fuel characteristics may also be determined based on the source parameter. So e.g. B. Other fuel characteristics such as the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel can be determined (e.g. by deduction from the aromatic content or due to the resulting change in size of the sealing material compared to a fuel with known characteristics). In other examples, the fuel attribute may be the cycloparaffin content of the fuel.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 124 ist so angeordnet, dass es die ermittelten Kraftstoffmerkmale an das elektronische Triebwerkssteuergerät EEC 42 (oder ein anderes Steuermodul des Luftfahrzeugs) übermittelt. In einigen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 124 Teil des EEC 42 eines oder mehrerer der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs sein. Nach dem Empfang im EEC können die Kraftstoffmerkmale verwendet werden, um Informationen über den Kraftstoff zu liefern, der dem Triebwerk aus den Kraftstofftanks zugeführt wird, so dass der Betrieb des Gasturbinentriebwerks bzw. der Gasturbinentriebwerke entsprechend angepasst werden kann. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 124 Teil der Detektionsvorrichtung 120 sein, die mit dem EEC in Verbindung steht.The fuel characteristics determination module 124 is arranged to communicate the determined fuel characteristics to the engine electronic control unit EEC 42 (or other aircraft control module). In some examples, the determination module 124 may be part of the EEC 42 of one or more of the aircraft's gas turbine engines. Once received at the EEC, the fuel characteristics can be used to provide information about the fuel being supplied to the engine from the fuel tanks so that the operation of the gas turbine engine or engines can be adjusted accordingly. In other examples, the determination module 124 may be part of the detection device 120 that communicates with the EEC.

Zur Bestimmung des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale kann das Bestimmungsmodul 124 so eingerichtet sein, dass es einen Quellparameter mit einer Nachschlagetabelle von erwarteten Quellparameterwerten von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des Kraftstoffs zu bestimmen, dem die Sensorkomponente ausgesetzt war. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Kraftstoffmerkmalen bestimmt werden.To determine the one or more fuel characteristics, the determination module 124 may be configured to compare a source parameter to a look-up table of expected source parameter values of fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding characteristics of the fuel to which the sensor component has been exposed. A variety of fuel characteristics can be determined in this way.

In einigen Beispielen kann ein absoluter Wert der Quellparameter gemessen und von dem Bestimmungsmodul 124 verwendet werden, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale zu bestimmen. In anderen Beispielen kann eine Änderung des Quellparameters verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Abweichung von einem erwarteten Wert gemessen werden oder eine Änderung des Quellparameters über die Zeit gemessen werden. Auf diese Weise kann eine langsame Änderung der Ausdehnung oder Kontraktion des Dichtungsmaterials gemessen und zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale verwendet werden. Mit dieser Methode können die Kraftstoffmerkmale des vom Luftfahrzeug über einen längeren Zeitraum verwendeten Kraftstoffs bestimmt werden.In some examples, an absolute value of the source parameters can be measured and used by the determination module 124 to determine one or more fuel characteristics. In other examples, changing the source parameter may be used. For example, a deviation from an expected value can be measured or a change in the source parameter can be measured over time. In this way, a slow change in expansion or contraction of the gasket material can be measured and used to determine one or more fuel characteristics. This method can be used to determine the fuel characteristics of the fuel used by the aircraft over an extended period of time.

In den oben beschriebenen Beispielen befindet sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 an Bord des Luftfahrzeugs 1, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoffübertragungsleitung 63 durch dieses System fließt, bevor er die Kraftstofftanks 53, 55 erreicht. In anderen Beispielen kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 119 so angeordnet sein, dass es Kraftstoff mit einem der Kraftstofftanks 53, 55 verwendet oder aus einem dieser Tanks entnommen wird. In einem solchen Beispiel kann die Detektionsvorrichtung 120 innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet sein, so dass der Kraftstoff der Sensorkomponente 121 ausgesetzt werden kann. Die Detektionsvorrichtung kann daher die Sensorkomponente umfassen, die an einer Innenwand des Kraftstofftanks angebracht ist, so dass sie dem Kraftstoff innerhalb des Tanks ausgesetzt ist. In einem solchen Beispiel sind der Einlass 120a, der Auslass 120b und die Leitung 120c möglicherweise nicht erforderlich. Die Befestigungsstruktur 123a, die Messgerätbefestigungsstruktur 123c und das Messgerät 123b können jedoch weiterhin vorhanden sein. In anderen Beispielen kann Kraftstoff aus dem Tank entnommen und durch die Detektionsvorrichtung 120 geleitet werden.In the examples described above, the fuel characteristics determination system 119 is on board the aircraft 1 so that the fuel in the fuel transfer line 63 flows through this system before reaching the fuel tanks 53,55. In other examples, the fuel attribute determination system 119 may be arranged to use fuel with or be drawn from one of the fuel tanks 53, 55. In such an example, the detection device 120 may be located within the fuel tank such that the fuel may be exposed to the sensor component 121 . The detection device may therefore include the sensor component attached to an inner wall of the fuel tank so that it is exposed to the fuel inside the tank. In such an example, inlet 120a, outlet 120b, and conduit 120c may not be required. However, the attachment structure 123a, the gauge attachment structure 123c, and the gauge 123b may still be present. In other examples, fuel may be drawn from the tank and passed through detection device 120 .

In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 oder zumindest ein Teil davon getrennt vom Luftfahrzeug 1 untergebracht sein. Es kann beispielsweise in der Kraftstoff-Ladeleitung 61 enthalten sein, so dass es die Eigenschaften des Kraftstoffs ermitteln kann, bevor dieser das Luftfahrzeug erreicht. In einigen Beispielen kann sich die Detektionsvorrichtung 120 innerhalb der Kraftstoffladeleitung oder an anderer Stelle getrennt vom Luftfahrzeug 1 befinden und so angeordnet sein, dass sie einen Quellparameter an ein an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindliches Modul 124 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen übermittelt, wo er an ein Steuermodul des Triebwerks (z. B. das EEC) oder des Luftfahrzeugs weitergeleitet werden kann. In anderen Beispielen kann sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 vollständig außerhalb des Luftfahrzeugs befinden. In einem solchen Beispiel kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 124 ein Kraftstoffmerkmal bestimmen, das dann an das Luftfahrzeug 1 (z. B. an ein Steuermodul des Triebwerks oder der Triebwerke 10) weitergeleitet wird. In diesem Beispiel kann eine Datenübertragungsverbindung vorgesehen sein (z. B. eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung), über die die Kraftstoffmerkmale vom Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 119 an das Luftfahrzeug übermittelt werden können. In einigen Beispielen kann die Datenübertragung manuell durch einen Benutzer erfolgen, z. B. kann ein Techniker oder ein anderer Bediener des Systems die Kraftstoffmerkmale vom System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 abrufen und sie manuell an ein Steuermodul an Bord des Luftfahrzeugs übermitteln.In other examples, the fuel characteristic determination system 119 , or at least a portion thereof, may be housed separately from the aircraft 1 . For example, it may be included in the fuel charge line 61 so that it can determine the properties of the fuel before it reaches the aircraft. In some examples, the detection device 120 may be located within the fuel loading line or elsewhere separate from the aircraft 1 and arranged to transmit a source parameter to a fuel characteristic determination module 124 onboard the aircraft 1 where it is communicated to a control module of the engine (e.g. the EEC) or the aircraft. In other examples, the fuel characteristics determination system 119 may be located entirely outside the aircraft. In such an example, the fuel attribute determination module 124 may determine a fuel attribute that is then transmitted to the aircraft 1 (e.g., to an engine or powertrain control module works 10) is forwarded. In this example, a communications link may be provided (e.g., a wireless or wired communications link) over which the fuel characteristics may be communicated from the fuel characteristics determination system 119 to the aircraft. In some examples, the data transfer can be done manually by a user, e.g. eg, a technician or other system operator may retrieve the fuel characteristics from the fuel characteristics determination system 119 and manually transmit them to a control module onboard the aircraft.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen im Triebwerksbetrieb mittels QuellsensorDetermination of fuel characteristics in engine operation using a source sensor

11 zeigt ein weiteres Beispiel für das oben beschriebene System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen in 11 umfasst ebenfalls eine Detektionsvorrichtung 120 und ein Bestimmungsmodul 124, das zur Messung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Quellparameters eingerichtet ist. Der Quellparameter wird durch Messung der Ausdehnung oder Kontraktion einer Sensorkomponente, die dem Kraftstoff ausgesetzt ist, innerhalb der Detektionsvorrichtung 120 bestimmt. In diesem Beispiel ist das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 so angeordnet, dass es die Auswirkungen des Kraftstoffs misst, dem die Sensorkomponente 121 während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10 ausgesetzt ist. 11 shows another example of the above-described system for determining the fuel characteristics 119. The system for determining fuel characteristics in 11 also includes a detection device 120 and a determination module 124 configured to measure one or more fuel characteristics based on a source parameter. The source parameter is determined by measuring the expansion or contraction of a sensor component within the detection device 120 that is exposed to the fuel. In this example, the fuel characteristic determination system 119 is arranged to measure the effects of fuel to which the sensor component 121 is exposed during operation of the gas turbine engine 10 .

11 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs und der Verbrennungseinrichtung 16 des Gasturbinentriebwerks 10. Die Verbrennungseinrichtung 16 umfasst eine Vielzahl von Kraftstoffdüsen (in 11 nicht dargestellt), die so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff in einen Verbrennungsbehälter einspritzen. Der Kraftstoff wird der Verbrennungseinrichtung 16 durch einen Kraftstoffzufuhrregler 107 unter der Steuerung des EEC 42 zugeführt. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffzufuhrregler 107 durch eine Kraftstoffpumpe 108 von einer Kraftstoffquelle 109 an Bord des Luftfahrzeugs 1 (z. B. einem oder mehreren Kraftstofftanks wie oben beschrieben) zugeführt. Der Kraftstoff-Förderregler 107 und die Verbrennungseinrichtung 16 können bekanntermaßen für eine gestufte Verbrennung (Magerverbrennung) oder eine fette Verbrennung ausgelegt sein. 11 12 shows a schematic view of a portion of the aircraft fuel system and the combustor 16 of the gas turbine engine 10. The combustor 16 includes a plurality of fuel nozzles (in 11 not shown) arranged to inject fuel into a combustion canister. Fuel is supplied to the combustor 16 by a fuel supply regulator 107 under EEC 42 control. Fuel is supplied to the fuel supply regulator 107 by a fuel pump 108 from a fuel source 109 on board the aircraft 1 (e.g. one or more fuel tanks as described above). As is known, the fuel delivery controller 107 and the combustion device 16 can be designed for staged combustion (lean combustion) or rich combustion.

In diesem Beispiel wird ein Quellparameter für den Kraftstoff gemessen, wenn er vom Triebwerk verwendet wird. Die Detektionsvorrichtung 120 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass sie die Wirkung des Kraftstoffs misst, der der Sensorkomponente 121 an einem beliebigen Punkt innerhalb des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs ausgesetzt ist, der sich stromaufwärts der Verbrennungseinrichtung 16 (z. B. stromaufwärts der Kraftstoffdüsen der Verbrennungseinrichtung 16) und stromabwärts der Kraftstoffquelle 109 befindet, aus der der Kraftstoff zugeführt wird (z. B. stromabwärts des einen oder der mehreren Kraftstofftanks 53, 55, die die Kraftstoffquelle bilden). In einigen Beispielen befindet sich die Erkennungsvorrichtung 120 an einer Stelle innerhalb des Kraftstoffsystems des Triebwerks, z. B. in einer Kraftstoffleitung innerhalb des Gasturbinentriebwerks 10 oder als Teil des Triebwerks (und nicht im Luftfahrzeug 1, an dem das Gasturbinentriebwerk 10 montiert ist). In einigen Beispielen befindet sie sich an einem Punkt unmittelbar vor der Verbrennung des Kraftstoffs (z. B. unmittelbar vor dem Eintritt in die Brennkammer). In wieder anderen Beispielen befindet sich die Detektorvorrichtung 120 an einem Punkt innerhalb des Kraftstoffversorgungssystems des Luftfahrzeugs, z. B. bevor der Kraftstoff in einen Teil des Gasturbinentriebwerks 10 gelangt.In this example, a fuel source parameter is measured as it is used by the engine. The detection device 120 is arranged in this example to measure the effect of fuel exposed to the sensor component 121 at any point within the aircraft fuel system that is upstream of the combustor 16 (e.g. upstream of the combustor fuel nozzles 16) and downstream of the fuel source 109 from which the fuel is supplied (e.g. downstream of the one or more fuel tanks 53, 55 forming the fuel source). In some examples, the detection device 120 is located at a location within the engine's fuel system, e.g. B. in a fuel line within the gas turbine engine 10 or as part of the engine (rather than in the aircraft 1 on which the gas turbine engine 10 is mounted). In some examples, it is at a point just before the fuel combusts (e.g., just before it enters the combustion chamber). In still other examples, the detector device 120 is located at a point within the aircraft fuel supply system, e.g. B. before the fuel enters any part of the gas turbine engine 10.

In dem in 11 gezeigten Beispiel ist die Detektorvorrichtung 120 so angeordnet, dass der gesamte Kraftstoff, der in die Brennkammer fließt, sie durchläuft (z. B. ist sie in Reihe angeordnet). In anderen Beispielen kann nur ein Teil des Kraftstoffs durch die Detektorvorrichtung 120 fließen. So kann sich die Detektorvorrichtung beispielsweise in der Entnahmeleitung des Kraftstoffsystems befinden, an der der Kraftstoff aus der Kraftstoffzufuhr zur Brennkammer entnommen wird (z. B. vor oder nach der Kraftstoffmischung).in the in 11 In the example shown, the detector device 120 is arranged so that all fuel flowing into the combustion chamber passes through it (e.g. it is arranged in series). In other examples, only a portion of the fuel may flow through the detector device 120 . For example, the detector device can be located in the extraction line of the fuel system, where the fuel is extracted from the fuel supply to the combustion chamber (e.g. before or after the fuel mixture).

In den gegenwärtig beschriebenen Beispielen (z. B. wie in den 9, 10 und 11 dargestellt) ist das Modul 124 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale so angeordnet, dass es das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale nur auf der Grundlage des bestimmten Quellparameters der Dichtungsmaterialkomponente 121 bestimmt. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 124 so eingerichtet sein, dass es die Quellparameterinformationen mit Eingaben von anderen Sensoren oder anderen hierin offenbarten Methoden zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen kombiniert. Dies kann es ermöglichen, einen größeren Bereich oder Typen von Kraftstoffmerkmalen abzuleiten oder die Genauigkeit der Bestimmung der Kraftstoffmerkmale zu verbessern.In the examples currently described (e.g. as in 9 , 10 and 11 As shown), the fuel characteristic determination module 124 is arranged to determine the one or more fuel characteristics based solely on the determined source parameter of the gasket material component 121 . In other examples, the determination module 124 may be configured to combine the source parameter information with inputs from other sensors or other fuel characteristic determination methods disclosed herein. This may allow a wider range or types of fuel characteristics to be derived or to improve the accuracy of the fuel characteristic determination.

In jedem der oben beschriebenen Beispiele ist das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale so eingerichtet, dass es ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Quellparameter über einer Alarmschwelle oder außerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, d. h. über einer ersten oberen Schwelle oder unter einer zweiten unteren Schwelle. Das Alarmsignal kann von dem Modul 124 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale oder von dem Sensor 122 erzeugt werden. Das Alarmsignal kann auf der Grundlage eines Vergleichs mit einer Alarmschwelle erzeugt werden, z. B. wenn der Quellparameter die Alarmschwelle über- oder unterschreitet. Zeigt der Quellparameter beispielsweise an, dass die Quellung des Materials unter einen Sicherheitsschwellenwert gesunken ist, kann das Alarmsignal erzeugt werden, um anzuzeigen, dass sich Dichtungen aus demselben oder einem ähnlichen Material an Bord des Luftfahrzeugs möglicherweise so weit zusammengezogen haben, dass ihre Dichtungsfähigkeit beeinträchtigt wird. Dies kann als Hinweis darauf dienen, dass die Gefahr einer unzureichenden Abdichtung durch Dichtungen besteht, die bei Kontakt mit Kraftstoff während des Gebrauchs anschwellen.In each of the examples described above, the fuel characteristic determination system is arranged to generate an alarm signal if the source parameter is above an alarm threshold or outside an acceptable range, ie above a first upper threshold or below a second lower threshold. The alarm signal may come from the fuel characteristics determination module 124 or from the sensor 122 be generated. The alarm signal may be generated based on a comparison to an alarm threshold, e.g. B. if the source parameter exceeds or falls below the alarm threshold. For example, if the swelling parameter indicates that the swelling of the material has fallen below a safety threshold, the alarm signal may be generated to indicate that seals of the same or similar material on board the aircraft may have contracted to the point of compromising their ability to seal . This can serve as an indication that there is a risk of improper sealing from gaskets that swell when in contact with fuel during use.

12 veranschaulicht ein Verfahren 1021 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist. Das Verfahren 1021 kann mit den in den 9, 10 und 11 dargestellten Systemen zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 119 durchgeführt werden. 12 10 illustrates a method 1021 for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine. Method 1021 can be performed using the methods described in FIGS 9 , 10 and 11 illustrated systems for determining the fuel characteristics 119 are carried out.

Das Verfahren 1021 umfasst das Aussetzen 1022 der Oberfläche einer aus einem Nitril-Dichtungsmaterial gebildeten Komponente (z.B. Sensorkomponente 121); das Messen 1023 eines Quellparameters des Dichtungsmaterials; und das Bestimmen 1024 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters. Das Verfahren kann ferner das Erzeugen 1024a eines Alarmsignals umfassen, wenn der Quellparameter außerhalb einer Alarmschwelle liegt (z.B. oberhalb oder unterhalb der Schwelle). Jedes der oben im Zusammenhang mit den 9, 10 und 11 beschriebenen Merkmale kann in dem Verfahren 1021 verwendet werden und wird daher hier nicht wiederholt.Method 1021 includes exposing 1022 the surface of a component (eg, sensor component 121) formed from a nitrile sealant material; measuring 1023 a swelling parameter of the sealing material; and determining 1024 one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter. The method may further include generating 1024a an alarm signal when the source parameter is outside an alarm threshold (eg, above or below the threshold). Each of the above related to the 9 , 10 and 11 described features can be used in the method 1021 and is therefore not repeated here.

Wie weiter unten allgemeiner erläutert, kann das Verfahren 1021 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale Teil eines Verfahrens zum Betrieb eines Luftfahrzeugs 1065 sein. Bei einem solchen Verfahren wird das Luftfahrzeug, oder genauer gesagt ein an dem Luftfahrzeug angebrachtes Gasturbinentriebwerk, entsprechend einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen betrieben, die mit dem Verfahren 1021 bestimmt wurden. In einigen Beispielen kann der Betrieb des Luftfahrzeugs gemäß den Kraftstoffmerkmalen die Zuführung eines Kraftstoffs mit mindestens einem anderen Merkmal als dem gemessenen zur Brennkammer des Gasturbinentriebwerks umfassen. Dies kann durch Betanken mit Kraftstoff mit anderen Kraftstoffmerkmalen bei der nächsten Betankung des Luftfahrzeugs geschehen oder die Steuerung der Zufuhr von Kraftstoff aus verschiedenen Kraftstoffquellen an Bord des Luftfahrzeugs umfassen. So kann beispielsweise Kraftstoff aus einem alternativen Kraftstofftank verwendet werden, der Kraftstoff mit anderen Merkmalen enthält, oder es kann eine andere Mischung von Kraftstoffen aus zwei oder mehr verschiedenen Quellen verwendet werden.As discussed more generally below, the method 1021 of determining one or more fuel characteristics may be part of a method of operating an aircraft 1065 . In such a method, the aircraft, or more specifically a gas turbine engine mounted on the aircraft, is operated in accordance with one or more fuel characteristics determined by method 1021 . In some examples, operating the aircraft in accordance with the fuel characteristics may include supplying a fuel having at least one characteristic different than that measured to the combustor of the gas turbine engine. This may be done by refueling with fuel of different fuel characteristics the next time the aircraft is refueled, or by controlling the delivery of fuel from different fuel sources onboard the aircraft. For example, fuel from an alternative fuel tank containing fuel with different characteristics may be used, or a different blend of fuels from two or more different sources may be used.

Die Zufuhr eines Kraftstoffs mit anderen Kraftstoffmerkmalen kann Folgendes umfassen: Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ höheren Aromatengehalt im Vergleich zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen; ii) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem geringeren SAF-Gehalt im Vergleich zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen; und/oder iii) Bereitstellung von fossilem Kerosin-Kraftstoff. Dies kann die Verwendung eines Kraftstoffs ermöglichen, der eine größere Ausdehnung des Dichtungsmaterials bewirkt, was die Leistung anderer Dichtungen im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs unterstützen kann, indem deren Quellverhalten auf den Kraftstoff erhöht wird. In anderen Beispielen können andere Betriebsparameter des Luftfahrzeugs oder des Gasturbinentriebwerks in Abhängigkeit von den ermittelten Kraftstoffmerkmalen geändert werden.Supplying a fuel with different fuel characteristics may include: providing fuel with a relatively higher aromatic content compared to the determined fuel characteristics; ii) Provision of fuel with a lower SAF content compared to the determined fuel characteristics; and/or iii) providing fossil kerosene fuel. This can allow the use of a fuel that causes greater expansion of the gasket material, which can assist the performance of other gaskets in the aircraft fuel system by increasing their swelling behavior on the fuel. In other examples, other operational parameters of the aircraft or gas turbine engine may be changed depending on the determined fuel characteristics.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen mit einer Sensorkomponente aus einem Material, das dem anderer Dichtungen an Bord des Luftfahrzeugs entspricht:Determination of fuel characteristics with a sensor component made of a material similar to that of other seals on board the aircraft:

In den oben beschriebenen Beispielen ist das Dichtungsmaterial der Sensorkomponente 121 ein Nitril-Dichtungsmaterial. Das spezifische Material, das für die Verwendung als Sensor gewählt wird, kann unabhängig von anderen an Bord des Luftfahrzeugs verwendeten Dichtungsmaterialien sein. Das Material kann daher je nach gewünschter Reaktion auf bestimmte Kraftstoffmerkmale ausgewählt werden, die bestimmt werden sollen. In anderen Beispielen ist das Dichtungsmaterial jedoch nicht auf eine bestimmte Art von Material beschränkt, sondern wird so gewählt, dass es dem Material einer oder mehrerer Dichtungen entspricht, die an Bord des Luftfahrzeugs verwendet werden.In the examples described above, the sealing material of the sensor component 121 is a nitrile sealing material. The specific material chosen for use as the sensor may be independent of other sealing materials used on board the aircraft. The material can therefore be chosen depending on the desired response to specific fuel characteristics that are to be determined. In other examples, however, the gasket material is not limited to any particular type of material, but is chosen to match the material of one or more gaskets used onboard the aircraft.

Ein Beispiel, bei dem der Werkstoff der Dichtung dem des Luftfahrzeugs entspricht, ist in 13 dargestellt. Gemeinsame Merkmale der 9, 10 und 11 sind entsprechend gekennzeichnet. Dargestellt ist ein Antriebssystem 10a für ein Luftfahrzeug mit Gasturbinentriebwerken 10 und einem Kraftstoffsystem 10b mit Kraftstofftanks 53, 55, die Kraftstoff für die Versorgung des Gasturbinentriebwerks enthalten. In anderen Beispielen kann eine beliebige Anzahl von Gasturbinentriebwerken und Kraftstofftanks vorgesehen werden. Das Kraftstoffsystem 10b kann dem zuvor vorgestellten „Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs“ entsprechen, einschließlich des Kraftstoffsystems des Triebwerks und des Kraftstoffversorgungssystems des Luftfahrzeugs.An example where the material of the seal is the same as that of the aircraft is in 13 shown. Common features of 9 , 10 and 11 are marked accordingly. Shown is a drive system 10a for an aircraft with gas turbine engines 10 and a fuel system 10b with fuel tanks 53, 55 containing fuel for supplying the gas turbine engine. In other examples, any number of gas turbine engines and fuel tanks may be provided. The fuel system 10b may correspond to the “aircraft fuel system” previously presented, including the engine fuel system and the aircraft fuel supply system.

Das Kraftstoffsystem 10b umfasst ferner Dichtungen 125 (von denen nur eine beschriftet ist). Die Dichtungen in den vorliegenden Beispielen sind so angeordnet, dass sie Kraftstoffleitungen abdichten, die sich zwischen dem mittleren (Rumpf-)Kraftstofftank 55 und den Flügelkraftstofftanks 53 und den Gasturbinentriebwerken 10 erstrecken. Die Dichtungen 125 sind während des Betriebs des Luftfahrzeugs dem Kraftstoff aus den Kraftstofftanks 53, 55 ausgesetzt. In anderen Beispielen können die Dichtungen für jede andere Verwendung innerhalb des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs vorgesehen sein, das während des Betriebs mit Kraftstoff in Berührung kommt. Sie können z. B. Teil einer Kraftstoffpumpe sein. Die Dichtungen 125 sind so beschaffen, dass sie als Reaktion auf die Einwirkung von Kraftstoff während des Betriebs anschwellen, um eine Abdichtung zu gewährleisten, und können aus einem Nitril-Dichtungsmaterial hergestellt werden.The fuel system 10b further includes seals 125 (only one of which is labeled). The seals in the present examples are arranged to seal fuel lines extending between the center (fuselage) fuel tank 55 and the wing fuel tanks 53 and the gas turbine engines 10 . The seals 125 are exposed to fuel from the fuel tanks 53, 55 during operation of the aircraft. In other examples, the seals may be for any other use within the aircraft's fuel system that is in contact with fuel during operation. You can e.g. B. be part of a fuel pump. The seals 125 are designed to swell in response to exposure to fuel during operation to ensure a seal and may be made from a nitrile sealing material.

Das Antriebssystem umfasst ferner eine Detektionsvorrichtung 120, die sich im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs 1 befindet. Die Detektionsvorrichtung kann dieselben Komponenten enthalten, die oben im Zusammenhang mit den 10 und 11 beschrieben wurden, und umfasst eine Sensorkomponente 121, die dem Kraftstoff im Kraftstoffsystem ausgesetzt ist. Die Sensorkomponente besteht aus demselben Material wie die im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs vorgesehenen Dichtungen 125. Die Detektionsvorrichtung 120 ist so eingerichtet, dass sie einen Quellparameter des Dichtungsmaterials wie oben beschrieben erfasst oder bestimmt.The propulsion system also includes a detection device 120 which is located in the fuel system of the aircraft 1 . The detection device may contain the same components as those described above in connection with the 10 and 11 and includes a sensor component 121 exposed to fuel in the fuel system. The sensor component consists of the same material as the seals 125 provided in the aircraft fuel system. The detection device 120 is set up in such a way that it detects or determines a source parameter of the seal material as described above.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch die Erfassung der Schwellung einer Sensorkomponente aus dem gleichen Material wie die sonst im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs vorgesehenen Dichtungen der Schwellungsgrad der Dichtungen selbst ermittelt werden kann. Dies ermöglicht eine indirekte Überwachung des Schwellungsgrades der Dichtungen, ohne dass Bauteile zur Inspektion demontiert werden müssen. Da die Dichtungen 125 quellen sollen, um eine ausreichende Abdichtung zu gewährleisten, kann die Messung der Quellung der Sensorkomponente 121 ein indirektes Maß für deren Leistung sein. Beispielsweise kann eine Verringerung der Quellung der Sensorkomponente 121 unter einen Schwellenwert darauf hindeuten, dass die anderen Dichtungen im Kraftstoffsystem des Luftfahrzeugs keine ausreichende Quellung aufweisen, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Die Erkennungsvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Quellparameter unter einen Alarmschwellenwert fällt, um anzuzeigen, dass die Dichtungen 125 möglicherweise nicht ausreichend aufquellen.The inventors have discovered that by detecting the swelling of a sensor component made of the same material as the seals otherwise provided in the aircraft fuel system, the degree of swelling of the seals themselves can be determined. This allows indirect monitoring of the degree of swelling of the seals without having to disassemble components for inspection. Since the gaskets 125 are intended to swell to ensure an adequate seal, measuring the swell of the sensor component 121 can be an indirect measure of its performance. For example, a reduction in the swelling of the sensor component 121 below a threshold may indicate that the other seals in the aircraft fuel system do not have sufficient swelling to ensure a seal. The detection device may be configured to generate an alarm signal when the swelling parameter falls below an alarm threshold to indicate that the seals 125 may not be swelling sufficiently.

Die Detektionsvorrichtung 120 kann so vorgesehen werden, dass sie während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks Kraftstoff erhält. Sie kann z. B. so angeordnet sein, wie im Zusammenhang mit 11 beschrieben.The detection device 120 may be arranged to receive fuel during operation of the gas turbine engine. You can e.g. B. be arranged as in connection with 11 described.

Im vorliegenden Beispiel umfasst das Antriebssystem ferner ein Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 124, wie oben beschrieben, um Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage des Quellparameters bestimmen zu können. Dies kann auf die gleiche Weise geschehen, wie oben im Zusammenhang mit den 9, 10 und 11 beschrieben. Jedes oben im Zusammenhang mit diesen Figuren beschriebene Merkmal kann in Kombination mit dem in 13 dargestellten Beispiel verwendet werden.In the present example, the propulsion system further includes a fuel attribute determination module 124, as described above, for determining fuel attributes based on the source parameter. This can be done in the same way as above in connection with the 9 , 10 and 11 described. Each feature described above in connection with these figures can be used in combination with the 13 example shown can be used.

In anderen Beispielen kann das Modul 124 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen nicht vorgesehen sein. In solchen Beispielen kann der Quellparameter des Kraftstoffs verwendet werden, um die Schwellung der Dichtungen 125 anzuzeigen, anstatt die Kraftstoffmerkmale zu bestimmen.In other examples, the fuel characteristic determination module 124 may not be provided. In such examples, the fuel swelling parameter may be used to indicate swelling of the seals 125 rather than determining fuel characteristics.

14 zeigt ein Verfahren 1025, das unter Verwendung des Beispiels von 13 durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1025 umfasst: das Aussetzen 1026 einer oder mehrerer Dichtungen des Kraftstoffversorgungssystems des Luftfahrzeugs gegenüber Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffversorgungssystems; das Aussetzen 1027 der Sensorkomponente 121, die aus demselben Material wie die eine oder mehreren Dichtungen besteht, gegenüber dem Kraftstoff, wobei sich die Komponente innerhalb des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs befindet; und das Messen 1028 eines Quellparameters des Dichtungsmaterials. Das Verfahren 1025 kann ferner das Bestimmen 1029a eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Quellparameters und/oder das Erzeugen 1029b eines Alarmsignals umfassen, wenn der Quellparameter eine Alarmschwelle überschreitet. Jedes der oben im Zusammenhang mit den 9 bis 13 beschriebenen Merkmale kann in das Verfahren der 14 integriert werden. 14 FIG. 10 shows a method 1025 performed using the example of FIG 13 can be carried out. The method 1025 includes: exposing 1026 one or more seals of the aircraft fuel supply system to fuel within the fuel supply system; exposing 1027 the sensor component 121, which is made of the same material as the one or more seals, to the fuel, the component being within the aircraft fuel system; and measuring 1028 a swelling parameter of the gasket material. The method 1025 may further include determining 1029a one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter and/or generating 1029b an alarm signal when the source parameter exceeds an alarm threshold. Each of the above related to the 9 until 13 features described may be in the process of 14 to get integrated.

Sensor für SpurenstoffeSensor for trace substances

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen beim Betanken mit einem Sensor für Spurenstoffe:Determination of fuel characteristics when refueling with a sensor for trace substances:

In 15 ist ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126 dargestellt, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 126 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des in das Luftfahrzeug 1 geladenen Kraftstoffs bestimmt, wobei es sich bei diesen Merkmalen um eines der hierin beschriebenen oder beanspruchten Merkmale handelt. In diesem Beispiel wird das Kraftstoffmerkmal auf der Grundlage des Nachweises von Spurenstoffen im Kraftstoff F bestimmt.In 15 1 shows another example of a system for determining fuel characteristics 126 that is located on board the aircraft 1 . The fuel attribute determination system 126 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel loaded on the aircraft 1, which attributes are any of the attributes described or claimed herein. In this example, the fuel flag times determined on the basis of the detection of trace substances in the fuel F.

Weitere Einzelheiten des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 sind in 16 dargestellt. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126 umfasst im Allgemeinen einen Spurensensor 127, der so angeordnet ist, dass er einen oder mehrere Spurenstoffparameter des Kraftstoffs misst, der den Kraftstofftanks der Luftfahrzeuge 53, 55 zugeführt wird.Further details of the fuel characteristics determination system 126 are given in 16 shown. The system for determining fuel characteristics 126 generally includes a tracer sensor 127 arranged to measure one or more tracer parameters of the fuel supplied to the fuel tanks of the aircraft 53,55.

Die vom Sensor 127 gemessenen Spurenstoffparameter sind jeweils einem bestimmten Spurenstoff im Kraftstoff zugeordnet. Unter einem Spurenstoff versteht man eine Substanz im Kraftstoff, deren Konzentration (oder ein anderes Maß für die Menge) sehr gering ist, d. h. sie ist in einer Spurenmenge vorhanden. Ein Spurenstoff kann jede Art von Stoff sein, der in Spurenmengen vorhanden ist, z. B. chemische Elemente, Verbindungen, Moleküle usw. Bei der Spurensubstanz kann es sich um eine Substanz handeln, aus deren Vorhandensein, Fehlen oder Menge im Kraftstoff ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale direkt bestimmt oder abgeleitet werden können. Der/die Spurenstoffparameter kann/können in einigen Beispielen das Vorhandensein einer Konzentration des zugehörigen Spurenstoffs im Kraftstoff anzeigen. Es kann sich also um eine Konzentration handeln, die als Massenanteil eines Spurenstoffs im Kraftstoff gemessen wird (z. B. eine Konzentration in Teilen pro Million). In anderen Beispielen kann/können der/die Spurenstoffparameter das Nichtvorhandensein oder Vorhandensein (z. B. innerhalb der Messgrenzen) eines zugehörigen Spurenstoffs im Kraftstoff anzeigen.The tracer parameters measured by sensor 127 are each assigned to a specific tracer in the fuel. A trace substance is a substance in fuel whose concentration (or other measure of quantity) is very low, i. H. it is present in a trace amount. A trace substance can be any type of substance that is present in trace amounts, e.g. B. chemical elements, compounds, molecules, etc. The trace substance can be a substance from the presence, absence or amount of which in the fuel one or more fuel characteristics can be directly determined or derived. The tracer parameter(s), in some examples, may be indicative of the presence of a concentration of the associated tracer in the fuel. It can therefore be a concentration measured as a mass fraction of a trace substance in the fuel (e.g. a concentration in parts per million). In other examples, the tracer parameter(s) may indicate the absence or presence (e.g., within measurement limits) of an associated tracer in the fuel.

Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126 umfasst ferner ein Bestimmungsmodul 128, das so eingerichtet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage der Spurenstoffparameter bestimmt. Das Bestimmungsmodul 128 ist so eingerichtet, dass es die Spurenstoffparameter von dem Spurensensor 127 empfängt, so dass die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale berechnet werden können.The system for determining fuel characteristics 126 further includes a determination module 128 configured to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the tracer parameters. The determination module 128 is configured to receive the tracer parameters from the tracer sensor 127 so that the one or more fuel characteristics can be calculated.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch die Messung von Spurenstoffen, die in einem Kraftstoff vorhanden oder nicht vorhanden sind, die Kraftstoffmerkmale entweder direkt oder indirekt bestimmt werden können.The inventors have found that by measuring trace elements that are present or absent in a fuel, fuel characteristics can be determined either directly or indirectly.

In einem Beispiel ist der vom Spurensensor 127 gemessene Spurenstoffparameter mit dem Schwefelgehalt des Kraftstoffs verbunden. Der Spurenstoffparameter kann in diesem Beispiel eine Konzentration (oder eine andere Messung der Menge) von Schwefelmolekülen im Kraftstoff sein. Die Erfinder haben festgestellt, dass bei allen SAF-Herstellungswegen der resultierende Kraftstoff durch eine fast vollständige Abwesenheit von Schwefelmolekülen gekennzeichnet ist. Die Erfinder haben festgestellt, dass dies als Indikator für den SAF-Gehalt des Kraftstoffs durch Messung der Konzentration von Schwefelmolekülen durch den Spurensensor 127 verwendet werden kann. Das System 126 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen kann in diesem Beispiel den gemessenen Schwefelgehalt des Kraftstoffs mit demjenigen vergleichen, der einem fossilen Kraftstoff entspricht. Auf diese Weise kann das System 126 einen prozentualen Anteil von SAF im Kraftstoff F, der dem Luftfahrzeug zugeführt wird, bestimmen. Da ein SAF fast keine Schwefelmoleküle enthält, kann die gemessene Konzentration mit einer Schwefelkonzentration von typischerweise etwa 500 ppm (und bis zu 3000 ppm) elementarem Schwefel in einem fossilen Kraftstoff für Luftfahrzeuge verglichen werden. Durch Messung einer Verringerung des Schwefelgehalts kann daher die relative Menge der im Kraftstoff vorhandenen SAF als Prozentsatz des Gesamtkraftstoffs (z. B. der prozentuale SAF-Anteil pro Massen- oder Volumeneinheit) abgeleitet werden (z. B. unter Verwendung der Kenntnis der Schwefelmenge (z. B. in ppm) im fossilen Kraftstoff, um von einer gemessenen Schwefelmenge (z. B. in ppm) in einem Kraftstoffgemisch auf den prozentualen SAF-Anteil in diesem Gemisch zu schließen). In einigen Beispielen können die Spurenstoffparameter das Fehlen von Schwefelmolekülen (innerhalb eines messbaren Grenzwerts) im Kraftstoff F anzeigen, woraufhin das Modul 128 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale feststellen kann, dass der Kraftstoff kein fossiles Kerosin (innerhalb messbarer Grenzen) enthält.In one example, the tracer parameter measured by tracer sensor 127 is related to the sulfur content of the fuel. The tracer parameter, in this example, may be a concentration (or other measure of the amount) of sulfur molecules in the fuel. The inventors have found that with all SAF production routes, the resulting fuel is characterized by an almost complete absence of sulfur molecules. The inventors have found that this can be used as an indicator of the SAF content of the fuel by measuring the concentration of sulfur molecules by trace sensor 127 . The fuel characteristic determination system 126 may, in this example, compare the measured sulfur content of the fuel to that which corresponds to a fossil fuel. In this way, the system 126 can determine a percentage of SAF in the fuel F supplied to the aircraft. Since a SAF contains almost no sulfur molecules, the measured concentration can be compared to a sulfur concentration of typically around 500 ppm (and up to 3000 ppm) elemental sulfur in a fossil aircraft fuel. Therefore, by measuring a reduction in sulfur content, the relative amount of SAF present in the fuel as a percentage of the total fuel (e.g. the percentage of SAF per unit mass or volume) can be derived (e.g. using knowledge of the amount of sulfur ( e.g. in ppm) in the fossil fuel to infer the percentage of SAF in that mixture from a measured amount of sulfur (e.g. in ppm) in a fuel mixture). In some examples, the tracer parameters may indicate the absence of sulfur molecules (within a measurable limit) in the fuel F, whereupon the fuel characteristics determination module 128 may determine that the fuel contains no fossil kerosene (within measurable limits).

In dem in 16 dargestellten Beispiel umfasst der Sensor 127 eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, die so angeordnet ist, dass sie die Menge der Schwefelmoleküle im Kraftstoff F misst. Wie in 16 zu sehen ist, wird der in das Luftfahrzeug geladene Kraftstoff durch den Sensor 127 geleitet, wo eine Spurenstoffmessung des Kraftstoffs durchgeführt wird. Der Sensor 127 umfasst einen Kraftstoffeinlass 127a und einen Kraftstoffauslass 127b sowie eine Kraftstoffleitung 127c, die in Fluidverbindung zwischen ihnen angeordnet ist. Im vorliegenden Beispiel befindet sich der Sensor 127 an Bord des Luftfahrzeugs und ist so angeordnet, dass er Kraftstoff aufnimmt, der durch die Kraftstoffübertragungsleitung 63 fließt, d. h. Kraftstoff, der von der Kraftstoffleitungsanschlussöffnung 62 zu den Kraftstofftanks 53, 55 fließt. Der Fluoreszenzdetektor kann eine zuverlässige Methode zum Nachweis der Konzentration von Schwefelmolekülen im Kraftstoff darstellen. Es können jedoch auch andere Sensoren oder Messverfahren verwendet werden.in the in 16 In the example shown, the sensor 127 comprises a fluorescence detection device arranged to measure the amount of sulfur molecules in the fuel F. As in 16 As shown, the fuel loaded into the aircraft is passed through sensor 127 where a tracer measurement of the fuel is performed. The sensor 127 includes a fuel inlet 127a and a fuel outlet 127b and a fuel line 127c disposed in fluid communication between them. In the present example, the sensor 127 is on board the aircraft and is arranged to receive fuel flowing through the fuel transfer line 63, ie fuel flowing from the fuel line port 62 to the fuel tanks 53,55. The fluorescence detector can be a reliable method to detect the concentration of sulfur molecules in the fuel. However, other sensors or measuring methods can also be used.

Die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung umfasst eine Anregungsquelle 129a, z. B. eine LED, die so angeordnet ist, dass sie Strahlung in den Kraftstoff F emittiert. Die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung umfasst ferner einen Detektor 129b, der so angeordnet ist, dass er das emittierte Fluoreszenzlicht erfasst. Der Detektor 129b kann mit einem Prozessormodul 129c in Verbindung stehen, das so konfiguriert ist, dass es ein Fluoreszenzsignal vom Detektor 129c verarbeitet und entsprechend einen Spurenstoffparameter berechnet.The fluorescence detection device comprises an excitation source 129a, e.g. Legs LED arranged to emit radiation into the fuel F. The fluorescence detection device further includes a detector 129b arranged to detect the emitted fluorescence light. Detector 129b may be in communication with a processor module 129c configured to process a fluorescence signal from detector 129c and calculate a tracer parameter accordingly.

Im vorliegenden Beispiel ist der Sensor 127 so angeordnet, dass der gesamte Kraftstoff, der durch die Übertragungsleitung 63 fließt, dem Sensoreinlass 127a zugeführt wird, durch die Kraftstoffleitung 127c fließt und über den Kraftstoffauslass 127b ausgegeben wird, um weiter zu den Kraftstofftanks zu gelangen (d. h. der Sensor ist in Reihe zwischen der Anschlussöffnung 62 der Kraftstoffleitung und den Kraftstofftanks angeschlossen). In anderen Beispielen kann der Sensor 127 parallel geschaltet sein, so dass nur ein Teil des Kraftstoffs von der Übertragungsleitung 63 umgeleitet wird, durch den Sensor fließt und dann zur Kraftstoffübertragungsleitung 63 oder zu den Kraftstofftanks zurückgeführt wird. In einigen Beispielen kann der Sensor eine mikrofluidische (Lab-on-chip)-Vorrichtung sein, durch die eine kleine Probe des Kraftstoffs geleitet wird, um eine Messung eines Spurenstoffparameters durchzuführen.In the present example, the sensor 127 is arranged so that all fuel flowing through the transfer line 63 is supplied to the sensor inlet 127a, flows through the fuel line 127c and is discharged via the fuel outlet 127b to proceed to the fuel tanks (i.e. the sensor is connected in series between the fuel line port 62 and the fuel tanks). In other examples, the sensor 127 may be connected in parallel so that only a portion of the fuel from the transfer line 63 is diverted, flows through the sensor, and then is returned to the fuel transfer line 63 or to the fuel tanks. In some examples, the sensor may be a microfluidic (lab-on-chip) device through which a small sample of the fuel is passed to perform a measurement of a tracer parameter.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 128 ist so angeordnet, dass es die ermittelten Kraftstoffmerkmale an das elektronische Triebwerkssteuergerät EEC 42 oder ein anderes Steuermodul des Luftfahrzeugs übermittelt. In einigen Beispielen kann das Modul 128 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale Teil des EEC 42 eines oder mehrerer der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs sein. Nach dem Empfang im EEC können die Kraftstoffmerkmale verwendet werden, um Informationen über den Kraftstoff zu liefern, der dem Triebwerk aus den Kraftstofftanks zugeführt wird, so dass der Betrieb des Gasturbinentriebwerks bzw. der Gasturbinentriebwerke entsprechend angepasst werden kann. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 128 Teil der Sensoreinheit 127 sein, die mit dem EEC in Verbindung steht.The fuel characteristics determination module 128 is arranged to communicate the determined fuel characteristics to the engine electronic control unit 42 or other aircraft control module. In some examples, the fuel characteristics determination module 128 may be part of the EEC 42 of one or more of the aircraft's gas turbine engines. Once received at the EEC, the fuel characteristics can be used to provide information about the fuel being supplied to the engine from the fuel tanks so that the operation of the gas turbine engine or engines can be adjusted accordingly. In other examples, the determination module 128 may be part of the sensor unit 127 that communicates with the EEC.

In einem anderen Beispiel kann der Parameter für die Spurensubstanz mit dem Aromatengehalt des Kraftstoffs F in Verbindung gebracht werden. In einem solchen Beispiel kann der Parameter für die Spurensubstanz eine Konzentration (oder ein anderes äquivalentes Maß für die Menge) der aromatischen Verbindungen im Kraftstoff sein. Die Erfinder haben festgestellt, dass bei vielen SAF-Herstellungswegen der resultierende Kraftstoff im Wesentlichen keine aromatischen Verbindungen enthält. Die Erfinder haben festgestellt, dass dies als alternativer Indikator für den SAF-Gehalt des Kraftstoffs verwendet werden kann. In einem solchen Beispiel ist der Sensor 127 so angeordnet, dass er die Konzentration einer aromatischen Verbindung im Kraftstoff F misst. Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 kann in diesem Beispiel die gemessene Konzentration der aromatischen Verbindung mit der Konzentration eines fossilen Kraftstoffs vergleichen, um den prozentualen Anteil von SAF in dem dem Luftfahrzeug zugeführten Kraftstoff F zu bestimmen. Durch die Messung einer Verringerung des Aromatengehalts im Vergleich zu fossilem Kerosin kann somit die relative Menge an SAF im Kraftstoff als Prozentsatz des gesamten Kraftstoffs (z. B. der prozentuale SAF-Anteil pro Massen- oder Volumeneinheit) abgeleitet werden. In einigen Beispielen können die Spurenstoffparameter auf eine messbare Abwesenheit von aromatischen Verbindungen im Kraftstoff F hinweisen, woraufhin das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale feststellen kann, dass kein fossiles Kerosin im Kraftstoff F vorhanden ist.In another example, the trace substance parameter may be related to the aromatic content of the fuel F . In such an example, the trace substance parameter may be a concentration (or other equivalent measure of the amount) of the aromatic compounds in the fuel. The inventors have found that with many SAF production routes, the resulting fuel contains essentially no aromatic compounds. The inventors have found that this can be used as an alternative indicator of fuel SAF content. In one such example, sensor 127 is arranged to measure the concentration of an aromatic compound in fuel F . The fuel attribute determination system 126, in this example, may compare the measured aromatic compound concentration to the concentration of a fossil fuel to determine the percentage of SAF in the fuel F supplied to the aircraft. Thus, by measuring a reduction in aromatics content compared to fossil kerosene, the relative amount of SAF in the fuel as a percentage of the total fuel (e.g. the percentage of SAF per unit mass or volume) can be derived. In some examples, the tracer parameters may indicate a measurable absence of aromatic compounds in the fuel F, whereupon the fuel characteristics module may determine that no fossil kerosene is present in the fuel F.

Zur Messung der Aromatenkonzentration im Kraftstoff F kann der Sensor 127 eine Spektroskopievorrichtung umfassen (anstelle der Fluoreszenzvorrichtung aus dem Beispiel in 16). Die Spektroskopievorrichtung kann eine Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopievorrichtung (FT-IR) oder eine Ultraviolett-Vis-Spektroskopievorrichtung (UV-Vis) umfassen. Solche Spektroskopietechniken können eine zuverlässige Unterscheidung von Aromaten von Paraffinen und anderen Arten von Kohlenwasserstoffen in einem Flugkraftstoff ermöglichen. Es können jedoch auch andere Spektroskopiegeräte und -techniken verwendet werden. Die Spektroskopievorrichtung kann ähnlich aufgebaut sein wie die in 16 gezeigte Fluoreszenzvorrichtung.To measure the concentration of aromatics in the fuel F, the sensor 127 can comprise a spectroscopy device (instead of the fluorescence device from the example in 16 ). The spectroscopy device may comprise a Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy device or an ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy device. Such spectroscopy techniques can provide reliable differentiation of aromatics from paraffins and other types of hydrocarbons in an aviation fuel. However, other spectroscopy devices and techniques can also be used. The spectroscopy device can be constructed similarly to that in 16 fluorescence device shown.

In anderen Beispielen können andere Spurenstoffparameter verwendet werden, die verschiedenen Spurenstoffen zugeordnet sind, um Kraftstoffmerkmale zu bestimmen. Je nach der zu messenden Spurensubstanz können geeignete Sensoreinrichtungen verwendet werden. Um die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale zu bestimmen, kann das Bestimmungsmodul 128 so eingerichtet sein, dass es einen gemessenen Spurenstoffparameter mit einer Nachschlagetabelle von erwarteten Spurenstoffparameterwerten von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des Kraftstoffs F zu bestimmen.In other examples, other tracer parameters associated with different tracers may be used to determine fuel characteristics. Depending on the trace substance to be measured, suitable sensor devices can be used. To determine the one or more fuel characteristics, the determination module 128 may be configured to compare a measured tracer parameter to a look-up table of expected tracer parameter values of fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding fuel F characteristics.

Die Parameter für die Spurensubstanz können beispielsweise mit dem Vorhandensein/der Abwesenheit/der Menge einer Nicht-Kohlenwasserstoffspezies im Kraftstoff in Verbindung gebracht werden, einschließlich einer oder mehrerer der folgenden Arten:

i) Stickstoff
ii) Wasser
iii) Schwefel
iv) Metalle (einschließlich eines oder mehrerer der folgenden Elemente: Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Pt, Sn, Sr, Ti, V, und/oder Zn); und/oder
v) Halogene

For example, the trace substance parameters may be associated with the presence/absence/amount of a non-hydrocarbon species in the fuel, including one or more of the following types:

i) nitrogen
ii) water
iii) sulphur
iv) metals (including one or more of the following elements: Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Pt, Sn, Sr, Ti, V, and/or Zn); and or
v) halogens

Die Erfinder haben festgestellt, dass SAF im Allgemeinen ein sehr viel reinerer Kohlenwasserstoff-Kraftstoff ist, der im Vergleich zu herkömmlichem, aus Rohöl hergestelltem Düsenkraftstoff nur sehr wenige Spuren enthält. Da es sich bei SAF um einen kontrollierten chemischen Prozess handelt, sind alle heteroatomaren Spezies, die in herkömmlichem Kraftstoff vorkommen (Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff), oder Spuren von Metallen nur in sehr geringen Mengen vorhanden (oft unterhalb der Nachweisgrenze für analytische Verfahren). Der Nachweis des Vorhandenseins/Fehlens/Konzentration einer oder mehrerer dieser Spezies kann daher Aufschluss darüber geben, ob es sich bei einem Kraftstoff um SAF oder um herkömmlichen Düsenkraftstoff aus einer fossilen Quelle handelt.The inventors have found that SAF is generally a much purer hydrocarbon fuel, containing very few traces compared to conventional crude oil-derived jet fuel. Because SAF is a controlled chemical process, any heteroatomic species found in conventional fuel (sulphur, nitrogen, oxygen) or trace metals are present in very small amounts (often below the detection limit for analytical methods). Detection of the presence/absence/concentration of one or more of these species can therefore indicate whether a fuel is SAF or conventional jet fuel from a fossil source.

In den oben genannten Beispielen kommen die Spurenstoffe von Natur aus im Kraftstoff F vor. Damit ist gemeint, dass es sich um Spurenstoffe handelt, die dem Kraftstoff nicht künstlich zugesetzt werden, sondern aufgrund der Art der Herstellung des Kraftstoffs oder der Quelle, aus der er stammt, vorhanden (oder nicht vorhanden) sind. In anderen Beispielen können die Spurensubstanz(en) dem Kraftstoff zugefügt werden, um einen Indikator für einen bestimmten Kraftstoff oder ein Kraftstoffmerkmal zu liefern (z. B. sind sie eine „Tracer“-Substanz). Solche Tracer-Substanzen können absichtlich hinzugefügt werden, um sie später mit den vorliegenden Methoden nachzuweisen. Sie können eine binäre Unterscheidung zwischen einem SAF- und einem Nicht-SAF-Kraftstoff ermöglichen, indem der Tracer vorhanden ist oder nicht, oder die Menge der Spurensubstanz könnte im Verhältnis zu einem Kraftstoffmerkmal zugegeben werden, z. B. im Verhältnis zum SAF-Gehalt oder zum Aromatengehalt. In einem solchen Beispiel kann die Menge des vorhandenen Tracers dann die Menge eines anderen Bestandteils des Kraftstoffs anzeigen. Als Tracer kann beispielsweise eine phosphoreszierende oder chemiluminiszierende Spezies, wie Phosphor oder Kalium, verwendet werden. Solche Tracer-Spezies können mit einem Licht- oder Brechungssensor nachgewiesen werden.In the above examples, the trace substances are naturally present in the fuel F. By this it is meant that they are trace substances that are not artificially added to the fuel but are present (or absent) due to the way the fuel was made or the source from which it is obtained. In other examples, the tracer substance(s) may be added to the fuel to provide an indicator of a particular fuel or fuel attribute (e.g., they are a "tracer" substance). Such tracer substances can be intentionally added for later detection with the present methods. They may provide a binary distinction between a SAF and a non-SAF fuel by the presence or absence of the tracer, or the amount of tracer could be added in relation to a fuel attribute, e.g. B. in relation to the SAF content or to the aromatic content. In such an example, the amount of tracer present can then indicate the amount of another constituent of the fuel. For example, a phosphorescent or chemiluminescent species such as phosphorus or potassium can be used as a tracer. Such tracer species can be detected with a light or refractive sensor.

In den oben beschriebenen Beispielen befindet sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 an Bord des Luftfahrzeugs 1, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoffübertragungsleitung 63 durch dieses System fließt, bevor er die Kraftstofftanks 53, 55 erreicht. In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126 so angeordnet sein, dass es Kraftstoff in einem der Kraftstofftanks 53, 55 verwendet oder daraus entnommen wird. In einem solchen Beispiel kann der Sensor 127 innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet sein, so dass eine Fluoreszenz- oder Spektroskopiemessung durchgeführt werden kann (oder eine andere geeignete Messung, abhängig von der nachgewiesenen Spurensubstanz). Der Sensor 127 kann daher in eine Innenwand des Kraftstofftanks eingebaut werden, so dass er dem Kraftstoff im Tank ausgesetzt ist. In anderen Beispielen kann der Kraftstoff aus dem Tank entnommen und durch den Sensor 127 geleitet werden.In the examples described above, the fuel characteristics determination system 126 is on board the aircraft 1 so that the fuel in the fuel transfer line 63 flows through this system before reaching the fuel tanks 53,55. In other examples, the fuel characteristic determination system 126 may be arranged to use or draw fuel from one of the fuel tanks 53,55. In such an example, the sensor 127 may be located within the fuel tank so that a fluorescence or spectroscopy measurement (or other appropriate measurement depending on the trace substance detected) may be performed. The sensor 127 can therefore be installed in an inner wall of the fuel tank so that it is exposed to the fuel in the tank. In other examples, fuel may be drawn from the tank and passed through sensor 127 .

In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 oder zumindest ein Teil davon getrennt vom Luftfahrzeug 1 untergebracht sein. Es kann beispielsweise in die Kraftstoff-Ladeleitung 61 integriert sein, um die Eigenschaften des Kraftstoffs zu erfassen, bevor dieser das Luftfahrzeug erreicht. In einigen Beispielen kann sich der Sensor 127 innerhalb der Kraftstoff-Ladeleitung oder an anderer Stelle getrennt vom Luftfahrzeug 1 befinden und so angeordnet sein, dass er einen Parameter der Spurensubstanz an das an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindliche Bestimmungsmodul 128 übermittelt, wo er an ein Steuermodul des Triebwerks (z. B. das EEC) weitergeleitet werden kann. In weiteren Beispielen kann sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 vollständig außerhalb des Luftfahrzeugs befinden. In einem solchen Beispiel kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 128 ein Kraftstoffmerkmal bestimmen, das dann an das Luftfahrzeug 1 (z. B. an ein Steuermodul der Triebwerke oder Triebwerke 10) übermittelt wird. In diesem Beispiel kann eine Datenübertragungsverbindung vorgesehen sein (z. B. eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung), über die die Kraftstoffmerkmale vom Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 126 an das Luftfahrzeug übermittelt werden können. In einigen Beispielen kann die Datenübertragung manuell durch einen Benutzer erfolgen, z. B. kann ein Techniker oder ein anderer Bediener des Systems die Kraftstoffmerkmale vom Bestimmungssystem 126 abrufen und sie manuell an ein Steuermodul an Bord des Luftfahrzeugs übermitteln.In other examples, the fuel characteristics determination system 126 , or at least a portion thereof, may be housed separately from the aircraft 1 . For example, it can be integrated into the fuel charging line 61 to detect the properties of the fuel before it reaches the aircraft. In some examples, the sensor 127 may be located within the fuel charge line or elsewhere separate from the aircraft 1 and arranged to transmit a trace substance parameter to the determination module 128 located on board the aircraft 1 where it is coupled to a control module of the engine (e.g. the EEC). In other examples, the fuel characteristics determination system 126 may be located entirely outside the aircraft. In such an example, the fuel attribute determination module 128 may determine a fuel attribute that is then communicated to the aircraft 1 (eg, to an engine or engines 10 control module). In this example, a communications link may be provided (e.g., a wireless or wired communications link) over which the fuel characteristics may be communicated from the fuel characteristics determination system 126 to the aircraft. In some examples, the data transfer can be done manually by a user, e.g. For example, a technician or other system operator may retrieve the fuel characteristics from the determination system 126 and manually transmit them to a control module on board the aircraft.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen im Triebwerk mittels eines Sensor für Spurenstoffe:Determination of fuel properties in the engine using a sensor for trace substances:

17 zeigt ein weiteres Beispiel für das oben beschriebene System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 126 in 17 umfasst ebenfalls einen Sensor 127 und ein Bestimmungsmodul 128, die so angeordnet sind, dass sie ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Spurenstoffparameters messen. 17 12 shows another example of the fuel characteristic determination system 126 described above. The fuel characteristic determination system 126 in FIG 17 also includes a sensor 127 and a determination module 128 arranged so that they measure one or more fuel characteristics based on a tracer parameter.

17 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs und der Verbrennungseinrichtung 16 des Gasturbinentriebwerks 10. Die Verbrennungseinrichtung 16 umfasst eine Vielzahl von Kraftstoffdüsen (in 17 nicht dargestellt), die so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff in einen Verbrennungsbehälter einspritzen. Der Kraftstoff wird der Verbrennungseinrichtung 16 durch einen Kraftstoffzufuhrregler 107 unter der Steuerung des EEC 42 zugeführt. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffzufuhrregler 107 durch eine Kraftstoffpumpe 108 von einer Kraftstoffquelle 109 an Bord des Luftfahrzeugs 1 (z. B. einem oder mehreren Kraftstofftanks wie oben beschrieben) zugeführt. Der Kraftstoff-Förderregler 107 und die Verbrennungseinrichtung 16 können bekanntermaßen für eine gestufte Verbrennung (Magerverbrennung) oder eine fette Verbrennung ausgelegt sein. 17 12 shows a schematic view of a portion of the aircraft fuel system and the combustor 16 of the gas turbine engine 10. The combustor 16 includes a plurality of fuel nozzles (in 17 not shown) arranged to inject fuel into a combustion canister. Fuel is supplied to the combustor 16 by a fuel supply regulator 107 under EEC 42 control. Fuel is supplied to the fuel supply regulator 107 by a fuel pump 108 from a fuel source 109 on board the aircraft 1 (e.g. one or more fuel tanks as described above). As is known, the fuel delivery controller 107 and the combustion device 16 can be designed for staged combustion (lean combustion) or rich combustion.

In diesem Beispiel wird ein Spurenstoffparameter für Kraftstoff gemessen, während er vom Triebwerk verwendet wird. Der Sensor 127 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass er einen Spurenstoffparameter an einem beliebigen Punkt innerhalb des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs misst, der sich stromaufwärts von der Verbrennungseinrichtung 16 (z. B. stromaufwärts von den Kraftstoffdüsen der Verbrennungseinrichtung 16) und stromabwärts von der Kraftstoffquelle 109 befindet, aus der der Kraftstoff zugeführt wird (z. B. stromabwärts von dem einen oder den mehreren Kraftstofftanks 53, 55, die die Kraftstoffquelle bilden). In einigen Beispielen befindet sich der Sensor 127 an einer Stelle innerhalb des Kraftstoffsystems des Triebwerks, z. B. in einer Kraftstoffleitung innerhalb oder als Teil des Gasturbinentriebwerks 10 (und nicht im Luftfahrzeug 1, an dem das Gasturbinentriebwerk 10 montiert ist). In einigen Beispielen befindet er sich an einem Punkt unmittelbar vor der Verbrennung des Kraftstoffs (z. B. vor dem Eintritt in die Brennkammer). In anderen Beispielen befindet sich der Sensor 127 an einem Punkt innerhalb des Kraftstoffversorgungssystems des Luftfahrzeugs, z. B. bevor der Kraftstoff in einen Teil des Gasturbinentriebwerks 10 gelangt. Alle oben im Zusammenhang mit dem Beispiel von 16 beschriebenen Merkmale können auch für das in 17 dargestellte Beispiel gelten.In this example, a fuel tracer parameter is measured as it is used by the engine. The sensor 127 is arranged in this example to measure a tracer parameter at any point within the aircraft fuel system that is upstream of the combustor 16 (e.g. upstream of the combustor 16 fuel nozzles) and downstream of the fuel source 109 from which the fuel is supplied (e.g. downstream of the one or more fuel tanks 53, 55 forming the fuel source). In some examples, the sensor 127 is located at a location within the engine's fuel system, e.g. B. in a fuel line within or as part of the gas turbine engine 10 (rather than in the aircraft 1 on which the gas turbine engine 10 is mounted). In some examples, it is at a point just before the fuel burns (e.g., before it enters the combustion chamber). In other examples, the sensor 127 is located at a point within the aircraft fuel supply system, e.g. B. before the fuel enters any part of the gas turbine engine 10. All above related to the example of 16 features described can also be used for the in 17 example shown apply.

In dem in 17 gezeigten Beispiel ist der Spurensensor 127 so angeordnet, dass der gesamte Kraftstoff, der zur Brennkammer 16 fließt, durch ihn hindurchgeht (z. B. in Reihe angeordnet ist). In anderen Beispielen kann nur ein Teil des Kraftstoffs durch den Spurensensor 127 fließen. So kann der Spurensensor beispielsweise in der Entnahmeleitung des Kraftstoffsystems angeordnet sein, an der der Kraftstoff aus der Kraftstoffzufuhr zur Brennkammer entnommen wird (z. B. vor oder nach der Kraftstoffmischung).in the in 17 In the example shown, trace sensor 127 is positioned so that all fuel flowing to combustor 16 passes through it (e.g., is arranged in-line). In other examples, only a portion of the fuel may flow through trace sensor 127 . For example, the trace sensor can be arranged in the extraction line of the fuel system, where the fuel is extracted from the fuel supply to the combustion chamber (eg before or after the fuel mixture).

18 veranschaulicht ein Verfahren 1030 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs, der zum Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, das von den in den 15, 16 und 17 gezeigten Systemen zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 126 durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1030 umfasst: Messen 1031 eines oder mehrerer Spurenstoffparameter des Kraftstoffs, wobei der eine oder die mehreren Spurenstoffparameter jeweils einem entsprechenden Spurenstoff in dem Kraftstoff zugeordnet sind; und Bestimmen 1032 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Spurenstoffparameter. Jedes der oben im Zusammenhang mit den 15, 16 und 17 beschriebenen Merkmale kann in das Verfahren der 18 integriert werden. 18 FIG. 10 illustrates a method 1030 for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering a gas turbine engine of an aircraft used by the methods described in FIGS 15 , 16 and 17 shown systems for determining the fuel characteristics 126 can be performed. The method 1030 includes: measuring 1031 one or more tracer parameters of the fuel, wherein the one or more tracer parameters are each associated with a corresponding tracer in the fuel; and determining 1032 one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more tracer parameters. Each of the above related to the 15 , 16 and 17 features described may be in the process of 18 to get integrated.

UV- Vis-Spektroskopie-SensorUV-Vis spectroscopy sensor

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen bei der Betankung mit einem UV-Vis-Sensor:Determination of fuel characteristics during refueling with a UV-Vis sensor:

Unter Bezugnahme auf 19 ist ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130 dargestellt, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 130 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des in das Luftfahrzeug 1 geladenen Kraftstoffs bestimmt, wobei es sich bei diesen Merkmalen um eines der hierin beschriebenen oder beanspruchten Merkmale handelt. In diesem Beispiel werden die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage einer Messung der Durchlässigkeit von Licht im UV- und visuellen Spektrum (UV-Vis) durch den Kraftstoff bestimmt.With reference to 19 1 shows another example of a system for determining fuel characteristics 130 that is located on board the aircraft 1 . The fuel attribute determination system 130 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel loaded on the aircraft 1, which attributes are any of the attributes described or claimed herein. In this example, the one or more fuel characteristics are determined based on a measurement of the transmittance of light in the UV and visible spectrum (UV-Vis) through the fuel.

Weitere Einzelheiten des Systems zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 130 sind in 20 dargestellt. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130 umfasst im Allgemeinen einen UV-Vis-Sensor 131, der so angeordnet ist, dass er einen oder mehrere UV-Transmissionsparameter des Kraftstoffs misst, der den Kraftstofftanks 53, 55 des Luftfahrzeugs zugeführt wird.Further details of the fuel characteristics determination system 130 are given in 20 shown. The fuel characteristic determination system 130 generally includes a UV-Vis sensor 131 arranged to measure one or more UV transmission parameters of the fuel supplied to the aircraft fuel tanks 53,55.

Das System 130 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale umfasst ferner ein Modul 132 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage der Transmissionsparameter bestimmt. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 132 ist so angeordnet, dass es die Transmissionsparameter vom UV-Vis-Spektrum-Sensor 131 empfängt, so dass die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale berechnet werden können.The fuel characteristics determination system 130 further includes a fuel characteristics determination module 132 arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the transmission parameters. The fuel attribute determination module 132 is arranged to determine the transmission parameters from the UV-Vis spectrum Sensor 131 receives so that the one or more fuel characteristics can be calculated.

In dem in 20 dargestellten Beispiel umfasst der Sensor 131 eine UV-Vis-Spektroskopievorrichtung, die so angeordnet ist, dass sie die Durchlässigkeit des Kraftstoffs für Licht im UV- und sichtbaren Bereich misst. Wie in 20 zu sehen ist, wird der Kraftstoff, der in das Luftfahrzeug geladen wird, durch den Sensor 131 geleitet, wo der Kraftstoff mit UV-Vis-Licht bestrahlt wird. Der Sensor 131 umfasst einen Kraftstoffeinlass 131a und einen Kraftstoffauslass 131b sowie eine Kraftstoffleitung 131 c, die in Fluidverbindung zwischen ihnen angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel befindet sich der Sensor 131 an Bord des Luftfahrzeugs und ist so angeordnet, dass er Kraftstoff aufnimmt, der durch die Kraftstoffübertragungsleitung 63 fließt, d. h. Kraftstoff, der von der Kraftstoffleitungsanschlussöffnung 62 zu den Kraftstofftanks 53, 55 fließt.in the in 20 In the example shown, the sensor 131 comprises a UV-Vis spectroscopy device arranged to measure the transmittance of the fuel to light in the UV and visible range. As in 20 As can be seen, the fuel being loaded into the aircraft is passed through the sensor 131 where the fuel is irradiated with UV-Vis light. The sensor 131 includes a fuel inlet 131a and a fuel outlet 131b and a fuel line 131c disposed in fluid communication between them. In the present example, the sensor 131 is on board the aircraft and is arranged to receive fuel flowing through the fuel transfer line 63, ie fuel flowing from the fuel line port 62 to the fuel tanks 53,55.

Die UV-Vis-Spektroskopievorrichtung umfasst eine Lichtquelle 133a, z. B. eine LED, eine Bogenlampe usw., die so angeordnet ist, dass sie Strahlung in den Kraftstoff F emittiert. In einigen Beispielen kann die Lichtquelle 133a zwei oder mehr verschiedene einzelne Lichtquellen umfassen, die so angeordnet sind, dass sie Licht über verschiedene Wellenlängen liefern, die, wenn sie kombiniert werden, den gewünschten UV-Vis-Spektralbereich ergeben. Die UV-Vis-Spektroskopievorrichtung umfasst ferner einen Detektor 133b, der so angeordnet ist, dass er das von der Lichtquelle 133a durch den Kraftstoff übertragene Licht erfasst. Der Detektor 133b kann eine Fotodiode oder einen ähnlichen Sensor umfassen, der so angeordnet ist, dass er das von der Lichtquelle 133a emittierte Licht erfasst. Der Detektor 133b steht mit einem Prozessormodul 133c in Verbindung, das so konfiguriert ist, dass es ein Signal von dem Detektor 133c verarbeitet und entsprechend einen Transmissionsparameter berechnet.The UV-Vis spectroscopy device comprises a light source 133a, e.g. an LED, arc lamp, etc. arranged to emit radiation into the fuel F. In some examples, light source 133a may include two or more different individual light sources arranged to provide light over different wavelengths that when combined yield the desired UV-Vis spectral range. The UV-Vis spectroscopy device further includes a detector 133b arranged to detect the light transmitted through the fuel from the light source 133a. Detector 133b may comprise a photodiode or similar sensor arranged to detect the light emitted by light source 133a. The detector 133b communicates with a processor module 133c configured to process a signal from the detector 133c and calculate a transmission parameter accordingly.

Der Transmissionsparameter definiert den Grad der Absorption von Licht bei bestimmten Wellenlängen des von der Lichtquelle 133a emittierten Lichts. Die Erfinder haben festgestellt, dass durch die Messung eines UV-Vis-Absorptionsspektrums des Kraftstoffs das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul verschiedene Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs berechnen kann.The transmission parameter defines the degree of absorption of light at certain wavelengths of the light emitted by the light source 133a. The inventors have found that by measuring a UV-Vis absorption spectrum of the fuel, the fuel attribute determination module can calculate various fuel attributes of the fuel.

In einem Beispiel können die von dem Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 132 ermittelten Kraftstoffmerkmale eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs umfassen. Genauer gesagt, können sie den Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff enthalten. In einigen Beispielen können andere Kraftstoffmerkmale direkt aus dem Transmissionsparameter bestimmt oder daraus indirekt abgeleitet oder bestimmt werden. Zu den ermittelten Kraftstoffmerkmalen kann zum Beispiel der prozentuale Anteil an nachhaltigem Flugkraftstoff in dem Kraftstoff gehören, an dem die Messung durchgeführt wird. Wie an anderer Stelle beschrieben, ist SAF typischerweise mit einem Aromatengehalt von im Wesentlichen Null verbunden. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130 kann in diesem Beispiel die gemessene Konzentration der aromatischen Verbindung mit der eines fossilen Kraftstoffs vergleichen, um den prozentualen Anteil von SAF in dem Kraftstoff F zu bestimmen, der dem Luftfahrzeug zugeführt wird. Durch die Messung einer Verringerung des Aromatengehalts im Vergleich zu fossilem Kerosin kann daher die relative Menge der im Kraftstoff vorhandenen SAF als Prozentsatz des gesamten Kraftstoffs (z. B. der prozentuale SAF-Anteil pro Massen- oder Volumeneinheit) abgeleitet werden. In einigen Beispielen können die Transmissionsparameter auf eine messbare Abwesenheit von aromatischen Verbindungen im Kraftstoff F hinweisen, woraufhin das Modul 132 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale feststellen kann, dass kein fossiles Kerosin im Kraftstoff F vorhanden ist. In anderen Beispielen kann festgestellt werden, dass es sich bei dem Kraftstoff um fossiles Kerosin handelt.In one example, the fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination module 132 may include a hydrocarbon distribution of the fuel. More specifically, they can contain the content of aromatic hydrocarbons in the fuel. In some examples, other fuel characteristics may be determined directly from the transmission parameter, or may be inferred or determined indirectly therefrom. The determined fuel characteristics can include, for example, the percentage of sustainable aviation fuel in the fuel on which the measurement is performed. As described elsewhere, SAF is typically associated with essentially zero aromatic content. The fuel attribute determination system 130, in this example, may compare the measured aromatic compound concentration to that of a fossil fuel to determine the percentage of SAF in the fuel F supplied to the aircraft. Therefore, by measuring a reduction in aromatics compared to fossil kerosene, the relative amount of SAF present in the fuel as a percentage of the total fuel (e.g. the percentage of SAF per unit mass or volume) can be derived. In some examples, the transmission parameters may indicate a measurable absence of aromatic compounds in the fuel F, whereupon the fuel characteristics determination module 132 may determine that the fuel F does not contain fossil kerosene. In other examples, the fuel may be determined to be fossil kerosene.

Zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale kann das Bestimmungsmodul 132 so eingerichtet sein, dass es einen gemessenen Transmissionsparameter mit einer Nachschlagetabelle erwarteter Parameterwerte von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des Kraftstoffs zu bestimmen, für den der Transmissionswert gemessen wird. Auf diese Weise kann ein Bereich von Kraftstoffmerkmalen auf der Grundlage der Transmissionssignatur als Funktion der Wellenlänge bestimmt werden, die mit denen bekannter Kraftstofftypen verglichen wird.To determine one or more fuel characteristics, the determination module 132 may be configured to compare a measured transmission parameter to a look-up table of expected parameter values of fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding characteristics of the fuel for which the transmission value is measured. In this way, a range of fuel characteristics can be determined based on the transmission signature as a function of wavelength, which is compared to those of known fuel types.

Im vorliegenden Beispiel ist der UV-Vis-Sensor 131 so angeordnet, dass der gesamte durch die Übertragungsleitung 63 fließende Kraftstoff dem Sensoreinlass 131 a zugeführt wird, durch die Kraftstoffleitung 131c fließt und über den Kraftstoffauslass 131b ausgegeben wird, um weiter zu den Kraftstofftanks zu gelangen (d. h. der Sensor ist in Reihe zwischen der Anschlussöffnung 62 der Kraftstoffleitung und den Kraftstofftanks angeschlossen). In anderen Beispielen kann der Sensor 131 parallel geschaltet sein, so dass nur ein Teil des Kraftstoffs aus der Übertragungsleitung 63 umgeleitet wird, durch den Sensor fließt und dann zur Kraftstoffübertragungsleitung 63 oder zu den Kraftstofftanks zurückgeführt wird. In einigen Beispielen kann der Sensor 131 eine mikrofluidische (Lab-on-chip) Vorrichtung sein, durch die eine kleine Probe des Kraftstoffs geleitet wird, um eine UV-Vis-Spektroskopie-Messung durchzuführen.In the present example, the UV-Vis sensor 131 is arranged such that all fuel flowing through the transmission line 63 is supplied to the sensor inlet 131a, flows through the fuel line 131c and is discharged via the fuel outlet 131b to proceed to the fuel tanks (ie the sensor is connected in series between the fuel line port 62 and the fuel tanks). In other examples, the sensor 131 may be connected in parallel so that only a portion of the fuel from the transfer line 63 is diverted, flows through the sensor, and then is returned to the fuel transfer line 63 or to the fuel tanks. In some examples, the sensor 131 may be a microfluidic (lab-on-chip) device through which a small sample of the fuel is passed is used to perform a UV-Vis spectroscopy measurement.

Das Bestimmungsmodul 132 ist so eingerichtet, dass es die ermittelten ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale an ein Steuermodul des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs übermittelt. In dem hier beschriebenen Beispiel werden die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale an das elektronische Triebwerkssteuergerät EEC 42 übermittelt. In einigen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 132 Teil des EEC 42 eines oder mehrerer der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs sein, wobei das Steuermodul ein Untermodul des EEC ist. Nach dem Empfang im EEC können die Kraftstoffmerkmale verwendet werden, um Informationen über den Kraftstoff zu liefern, der dem Triebwerk aus den Kraftstofftanks zugeführt wird, so dass der Betrieb des Gasturbinentriebwerks bzw. der Gasturbinentriebwerke entsprechend angepasst werden kann. In anderen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 132 Teil der Sensoreinheit 131 sein, die mit dem EEC in Verbindung steht.The determination module 132 is configured to communicate the determined one or more fuel characteristics to a gas turbine engine or aircraft control module. In the example described herein, the one or more fuel characteristics are communicated to engine electronic control unit EEC 42 . In some examples, the determination module 132 may be part of the EEC 42 of one or more of the aircraft's gas turbine engines, with the control module being a sub-module of the EEC. Once received at the EEC, the fuel characteristics can be used to provide information about the fuel being supplied to the engine from the fuel tanks so that the operation of the gas turbine engine or engines can be adjusted accordingly. In other examples, the determination module 132 may be part of the sensor unit 131 that communicates with the EEC.

In den oben beschriebenen Beispielen befindet sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 130 an Bord des Luftfahrzeugs 1, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoffübertragungsleitung 63 durch dieses System fließt, bevor er die Kraftstofftanks 53, 55 erreicht. In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130 so angeordnet sein, dass es Kraftstoff in einem der Kraftstofftanks 53, 55 verwendet oder daraus entnommen wird. In einem solchen Beispiel kann sich der UV-Vis-Sensor 131 in einem Kraftstofftank befinden, so dass eine Fluoreszenz- oder Spektroskopie-Messung durchgeführt werden kann (oder eine andere geeignete Messung, abhängig von der nachgewiesenen Spurensubstanz). Der UV-Vis-Sensor 131 kann daher in eine Innenwand des Kraftstofftanks eingebaut werden, so dass er dem Kraftstoff im Tank ausgesetzt ist. In anderen Beispielen kann der Kraftstoff aus dem Tank entnommen und durch den Sensor 131 geleitet werden.In the examples described above, the fuel characteristics determination system 130 is on board the aircraft 1 so that the fuel in the fuel transfer line 63 flows through this system before reaching the fuel tanks 53,55. In other examples, the fuel characteristic determination system 130 may be arranged to use or draw fuel from one of the fuel tanks 53,55. In such an example, the UV-Vis sensor 131 can be located in a fuel tank so that a fluorescence or spectroscopy measurement can be taken (or other suitable measurement depending on the trace substance detected). The UV-Vis sensor 131 can therefore be installed in an inner wall of the fuel tank so that it is exposed to the fuel in the tank. In other examples, fuel may be drawn from the tank and passed through sensor 131 .

In anderen Beispielen kann das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 130 oder zumindest ein Teil davon getrennt vom Luftfahrzeug 1 untergebracht sein. Es kann beispielsweise in der Kraftstoff-Ladeleitung 61 enthalten sein, so dass es die Eigenschaften des Kraftstoffs ermitteln kann, bevor dieser das Luftfahrzeug erreicht. In einigen Beispielen kann sich der UV-Vis-Sensor 131 innerhalb der Kraftstoff-Ladeleitung oder an anderer Stelle getrennt vom Luftfahrzeug 1 befinden und so angeordnet sein, dass er einen Transmissionsparameter an ein an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindliches Bestimmungsmodul 132 übermittelt, von wo aus er an ein Steuermodul des Triebwerks (z. B. das EEC) weitergeleitet werden kann. In anderen Beispielen kann sich das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 130 vollständig außerhalb des Luftfahrzeugs befinden. In einem solchen Beispiel kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul ein Kraftstoffmerkmal bestimmen, das dann an das Luftfahrzeug 1 (z. B. an ein Steuermodul der Triebwerke oder der Triebwerke 10) übermittelt wird. In diesem Beispiel kann eine Datenübertragungsverbindung vorgesehen sein (z. B. eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung), über die die Kraftstoffmerkmale vom Kraftstoffmerkmalsbestimmungssystem 130 an das Luftfahrzeug übermittelt werden. In einigen Beispielen kann die Datenübertragung manuell durch einen Benutzer erfolgen, z. B. kann ein Techniker oder ein anderer Bediener des Systems die Kraftstoffmerkmale vom Bestimmungssystem 130 abrufen und sie manuell an ein Steuermodul an Bord des Luftfahrzeugs übermitteln.In other examples, the fuel characteristic determination system 130 , or at least a portion thereof, may be housed separately from the aircraft 1 . For example, it may be included in the fuel charge line 61 so that it can determine the properties of the fuel before it reaches the aircraft. In some examples, the UV-Vis sensor 131 may be located within the fuel-charge line or elsewhere separate from the aircraft 1 and arranged to transmit a transmission parameter to a determination module 132 located onboard the aircraft 1, from where it can be forwarded to an engine control module (e.g., the EEC). In other examples, the fuel characteristics determination system 130 may be located entirely outside the aircraft. In such an example, the fuel attribute determination module may determine a fuel attribute that is then communicated to the aircraft 1 (e.g., to an engine or engine 10 control module). In this example, a communications link may be provided (e.g., a wireless or wired communications link) over which the fuel attributes are communicated from the fuel attribute determination system 130 to the aircraft. In some examples, the data transfer can be done manually by a user, e.g. For example, a technician or other system operator may retrieve the fuel characteristics from the determination system 130 and manually transmit them to a control module onboard the aircraft.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen im Triebwerk mittels UV-Vis-Sensor:Determination of fuel characteristics in the engine using UV-Vis sensor:

21 zeigt ein weiteres Beispiel für das oben beschriebene System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130. Das System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 130 in 21 umfasst ebenfalls einen UV-Vis-Sensor 131 und ein Bestimmungsmodul 132, das so angeordnet ist, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Transmissionsparameters misst. 21 13 shows another example of the fuel characteristic determination system 130 described above. The fuel characteristic determination system 130 in FIG 21 also includes a UV-Vis sensor 131 and a determination module 132 arranged to measure one or more fuel characteristics based on a transmission parameter.

21 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs und der Verbrennungseinrichtung 16 des Gasturbinentriebwerks 10. Die Verbrennungseinrichtung 16 umfasst eine Vielzahl von Kraftstoffdüsen (in 21 nicht dargestellt), die so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff in einen Verbrennungsbehälter einspritzen. Der Kraftstoff wird der Verbrennungseinrichtung 16 durch einen Kraftstoffzufuhrregler 107 unter der Steuerung des EEC 42 zugeführt. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffzufuhrregler 107 durch eine Kraftstoffpumpe 108 von einer Kraftstoffquelle 109 an Bord des Luftfahrzeugs 1 (z. B. einem oder mehreren Kraftstofftanks wie oben beschrieben) zugeführt. Der Kraftstoff-Förderregler 107 und die Verbrennungseinrichtung 16 können bekanntermaßen für eine gestufte Verbrennung (Magerverbrennung) oder eine fette Verbrennung ausgelegt sein. 21 12 shows a schematic view of a portion of the aircraft fuel system and the combustor 16 of the gas turbine engine 10. The combustor 16 includes a plurality of fuel nozzles (in 21 not shown) arranged to inject fuel into a combustion canister. Fuel is supplied to the combustor 16 by a fuel supply regulator 107 under EEC 42 control. Fuel is supplied to the fuel supply regulator 107 by a fuel pump 108 from a fuel source 109 on board the aircraft 1 (e.g. one or more fuel tanks as described above). As is known, the fuel delivery controller 107 and the combustion device 16 can be designed for staged combustion (lean combustion) or rich combustion.

In diesem Beispiel wird ein Transmissionsparameter für den Kraftstoff gemessen, während er vom Triebwerk verwendet wird. Der UV-Vis-Sensor 131 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass er einen Transmissionsparameter an einem beliebigen Punkt innerhalb des Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs misst, der sich stromaufwärts der Verbrennungseinrichtung 16 (z. B. stromaufwärts der Kraftstoffdüsen der Verbrennungseinrichtung 16) und stromabwärts der Kraftstoffquelle 109 befindet, aus der der Kraftstoff zugeführt wird (z. B. stromabwärts des einen oder mehrerer Kraftstofftanks 53, 55, die die Kraftstoffquelle bilden). In einigen Beispielen befindet sich der UV-Vis-Sensor 131 an einer Stelle innerhalb des Kraftstoffsystems des Triebwerks, z. B. in einer Kraftstoffleitung innerhalb oder als Teil des Gasturbinentriebwerks 10 (und nicht im Luftfahrzeug 1, an dem das Gasturbinentriebwerk 10 montiert ist). In einigen Beispielen befindet sie sich an einem Punkt unmittelbar vor der Verbrennung des Kraftstoffs (z. B. bevor er in die Brennkammer eintritt). Sie kann z. B. in einer Entlüftungsleitung des Kraftstoffsystems des Triebwerks (z. B. vor oder nach der Kraftstoffmischung) angeordnet sein. In weiteren Beispielen befindet sich der UV-Vis-Sensor 131 an einem Punkt im Kraftstoffversorgungssystem des Luftfahrzeugs, z. B. bevor er in einen Teil des Gasturbinentriebwerks 10 gelangt. Alle oben im Zusammenhang mit dem Beispiel von 20 beschriebenen Merkmale können auch für das in 21 dargestellte Beispiel gelten.In this example, a transmission parameter for the fuel is measured as it is used by the engine. The UV-Vis sensor 131 is arranged in this example to measure a transmission parameter at any point within the aircraft fuel system that is upstream of the combustor 16 (e.g. upstream of the combustor 16 fuel nozzles) and downstream of the Fuel source 109 is off to which the fuel is supplied (e.g. downstream of the one or more fuel tanks 53, 55 forming the fuel source). In some examples, the UV-Vis sensor 131 is located at a location within the engine's fuel system, e.g. B. in a fuel line within or as part of the gas turbine engine 10 (rather than in the aircraft 1 on which the gas turbine engine 10 is mounted). In some examples, it is at a point just before the fuel burns (e.g., before it enters the combustion chamber). You can e.g. B. in a vent line of the fuel system of the engine (z. B. before or after the fuel mixture) can be arranged. In other examples, the UV-Vis sensor 131 is located at a point in the aircraft fuel supply system, e.g. B. before entering any part of the gas turbine engine 10. All above related to the example of 20 features described can also be used for the in 21 example shown apply.

22 zeigt ein Verfahren 1034 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist. Das Verfahren 1034 kann mit den in den 19, 20 und 21 dargestellten Systemen zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 130 durchgeführt werden. Das Verfahren 1030 umfasst das Durchleiten 1035 von Licht im UV-Spektrum durch den Kraftstoff und das Messen 1036 eines Transmissionsparameters, der die Lichtdurchlässigkeit des Kraftstoffs angibt. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung 1037 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des Transmissionsparameters. Sobald das Kraftstoffmerkmal bestimmt ist, umfasst das Verfahren 1034 das Übermitteln 1038 des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale an ein Steuermodul des Gasturbinentriebwerks. 22 10 shows a method 1034 for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering an aircraft gas turbine engine. Method 1034 can be performed using the methods described in FIGS 19 , 20 and 21 illustrated systems for determining the fuel characteristics 130 are carried out. The method 1030 includes passing 1035 light in the UV spectrum through the fuel and measuring 1036 a transmission parameter indicative of the light transmission of the fuel. The method further includes determining 1037 one or more fuel characteristics of the fuel based on the transmission parameter. Once the fuel attribute is determined, the method 1034 includes communicating 1038 the one or more fuel attributes to a control module of the gas turbine engine.

Jedes der oben im Zusammenhang mit den 19, 20 und 21 beschriebenen Merkmale kann in das Verfahren nach 22 integriert werden.Each of the above related to the 19 , 20 and 21 described features can be included in the procedure 22 to get integrated.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen durch KondensstreifenmessunaDetermination of fuel characteristics by contrail measurement

23 zeigt ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 140, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 140 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage von Beobachtungen der Kondensstreifenbildung bestimmt. 23 zeigt das Luftfahrzeug 1 im Flug, wobei jedes Gasturbinentriebwerk 10 eine Abgasfahne 141 erzeugt. In der Abgasfahne 141 jedes Triebwerks 10 bildet sich auch ein Kondensstreifen 142. Die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs 1 sind in 23 nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, aber es versteht sich von selbst, dass sie noch vorhanden sein können. 23 14 shows another example of a system for determining fuel characteristics 140 that is located on board the aircraft 1. FIG. The fuel attribute determination system 140 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel based on observations of contrail formation. 23 FIG. 1 shows the aircraft 1 in flight with each gas turbine engine 10 producing an exhaust plume 141. FIG. A contrail 142 also forms in the exhaust plume 141 of each engine 10. The fuel tanks of the aircraft 1 are in 23 not shown for clarity, but it goes without saying that they may still be present.

Das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 140 umfasst einen Kondensstreifensensor 143 und ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 144. Im vorliegenden Beispiel umfasst das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 140 drei Kondensstreifensensoren 143, von denen sich jeweils einer an den Tragflächen des Luftfahrzeugs 1 und einer am Leitwerk des Luftfahrzeugs befindet. In anderen Beispielen kann auch nur ein oder eine andere Anzahl von Kondensstreifensensoren vorgesehen sein, wie später beschrieben. Die Kondensstreifensensoren sind jeweils so angeordnet, dass sie einen oder mehrere Kondensstreifenparameter in Bezug auf die Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk 1 bestimmen. Die Kondensstreifensensoren 143 sind so angeordnet, dass sie eine Sensormessung in einem Bereich hinter jedem Gasturbinentriebwerk 10 des Luftfahrzeugs 1 durchführen, in dem ein Kondensstreifen 142 gebildet wird oder gebildet werden kann, z. B. die Abgasfahnen 141 jedes Triebwerks 10.The system for determining the fuel characteristics 140 comprises a contrail sensor 143 and a module for determining the fuel characteristics 144. In the present example, the system for determining the fuel characteristics 140 comprises three contrail sensors 143, one on the wings of the aircraft 1 and one on the tail unit of the aircraft is located. In other examples, only one or a different number of contrail sensors can be provided, as described later. The contrail sensors are each arranged to determine one or more contrail parameters related to contrail formation by the gas turbine engine 1 . The contrail sensors 143 are arranged to perform a sensor measurement in an area behind each gas turbine engine 10 of the aircraft 1 where a contrail 142 is or may be formed, e.g. B. the exhaust plumes 141 of each engine 10.

Die von den Kontrollsensoren 143 gemessenen Kondensstreifenparameter umfassen einen Messwert, der dem Grad der Kondensstreifenbildung in der Abgasfahne 141 entspricht. In einigen Beispielen kann dies ein Hinweis auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kondensstreifens 142 in der jeweiligen Abgasfahne 141 jedes Triebwerks 10 sein. In anderen Beispielen können die Kondensstreifenparameter eine Variable sein, die den relativen Grad der Kondensstreifenbildung anzeigt, der zwischen keinem Kondensstreifen und einem maximalen Grad der Kondensstreifenbildung liegt.The contrail parameters measured by the control sensors 143 include a reading that corresponds to the degree of contrail formation in the exhaust plume 141 . In some examples, this may be an indication of the presence or absence of a contrail 142 in the respective exhaust plume 141 of each engine 10 . In other examples, the contrail parameters may be a variable indicative of the relative degree of contrail formation ranging between no contrail and a maximum degree of contrail formation.

Die Kondensstreifensensoren 143 stehen in Verbindung mit dem Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 144, das so angeordnet ist, dass es den/die Kondensstreifenparameter von jedem Sensor 143 empfängt. Das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ist so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage der empfangenen Kondensstreifenparameter bestimmt.The contrail sensors 143 are in communication with the fuel characteristics determination module 144 which is arranged to receive the contrail parameter(s) from each sensor 143 . The fuel characteristic determination module is arranged to determine one or more fuel characteristics based on the received contrail parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass das Vorhandensein eines Kondensstreifens oder das Ausmaß der Bildung eines Kondensstreifens (zumindest teilweise) von den Kraftstoffmerkmalen abhängt, die in der Brennkammer der Triebwerke 10 verbrannt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Merkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage einer aktiven Messung der Kondensstreifenbildung in der Abgasfahne eines jeweiligen Gasturbinentriebwerks 10 bestimmt werden können.The inventors have determined that the presence of a contrail, or the extent to which a contrail forms, is dependent (at least in part) on the fuel characteristics being combusted in the combustion chamber of the engines 10 . The inventors found that the characteristics of the fuel based on an active measurement of contrail formation in the Exhaust plume of a respective gas turbine engine 10 can be determined.

In einem Beispiel umfassen die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale, die auf der Grundlage der gemessenen Kontrollparameter bestimmt werden, eine Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs. Genauer gesagt können sie einen Aromatengehalt des Kraftstoffs umfassen. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Bildung eines Kondensstreifens von der Anwesenheit aromatischer Moleküle im verwendeten Kraftstoff abhängt. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine Verringerung des Aromatengehalts des Kraftstoffs zu einer erhöhten Anfälligkeit eines Triebwerks für die Bildung von Kondensstreifen führt, da der geringere Aromatengehalt des Kraftstoffs bedeutet, dass das Verhältnis von Wasserdampf zu Wärme, das vom Triebwerk in die Abgasfahne eingebracht wird, erhöht wird. Dies ermöglicht die Bildung von Kondensstreifen über einen größeren Bereich atmosphärischer Bedingungen im Vergleich zu Kraftstoffen mit einem höheren Aromatengehalt wie fossilem Kerosin. Darüber hinaus kann ein geringerer Aromatengehalt zu weniger emittierten Rußpartikeln führen, was (in den meisten Fällen) zu weniger (und damit individuell größeren) Eispartikeln im jungen Kondensstreifen führen sollte.In one example, the one or more fuel characteristics determined based on the measured control parameters include a hydrocarbon distribution of the fuel. More specifically, they may include an aromatic content of the fuel. The inventors have found that the formation of a contrail depends on the presence of aromatic molecules in the fuel used. The inventors have determined that reducing the aromatics content of the fuel results in an engine's increased susceptibility to contrail formation, since the lower aromatics content of the fuel means that the ratio of water vapor to heat introduced by the engine into the exhaust plume is is increased. This allows for the formation of contrails over a wider range of atmospheric conditions compared to fuels with a higher aromatic content such as fossil kerosene. In addition, lower aromatic content may result in fewer soot particles emitted, which should (in most cases) result in fewer (and thus individually larger) ice particles in the young contrail.

In einigen Beispielen können der eine oder die mehreren Kondensstreifenparameter Messungen umfassen, die von den Kontrollsensoren 143 über einen längeren Zeitraum vorgenommen wurden (und nicht nur eine momentane Beobachtung eines Kondensstreifens). In einigen Beispielen können der eine oder die mehreren Kontrollparameter eine längere Beobachtung an der Grenze zwischen den Bedingungen für die Bildung von Kondensstreifen und den Bedingungen für die Bildung von Nicht-Kontrails (oder umgekehrt) umfassen.In some examples, the one or more contrail parameters may include measurements taken by the control sensors 143 over a period of time (rather than just a momentary observation of a contrail). In some examples, the one or more control parameters may include prolonged observation at the boundary between contrail formation conditions and non-contrail formation conditions (or vice versa).

In einigen Beispielen können andere Kraftstoffmerkmale, wie sie an anderer Stelle hierin definiert oder beansprucht werden, auf der Grundlage der Kondensstreifenparameter bestimmt werden. In einigen Beispielen kann der SAF-Gehalt des Kraftstoffs auf der Grundlage der Kondensstreifenparameter bestimmt werden. Da der Aromatengehalt eines SAF im Vergleich zu fossilem Kerosin-Kraftstoff typischerweise niedriger ist, wird die resultierende Kondensstreifenbildung daher anders sein und eine Bestimmung des SAF-Gehalts des Kraftstoffs ermöglichen. In anderen Beispielen können die ermittelten Kraftstoffmerkmale einen Hinweis darauf enthalten, dass es sich bei dem Kraftstoff um fossiles Kerosin handelt. Dies kann sich daraus ergeben, dass die gemessenen Kondensstreifenparameter denjenigen entsprechen, die bei der Verbrennung von fossilem Kerosin durch das Gasturbinentriebwerk zu erwarten wären. In anderen Beispielen kann die Kohlenwasserstoffverteilung des Kraftstoffs auf der Grundlage der Kondensstreifenparameter bestimmt oder abgeleitet werden, z. B. durch Vergleich der Kondensstreifenparameter mit denen, die für einen Kraftstoff mit bekannter Kohlenwasserstoffverteilung erwartet werden. Die Kraftstoffmerkmale können durch einen ähnlichen Vergleich der Parameter mit denen bekannter Kraftstoffarten bestimmt werden.In some examples, other fuel characteristics, as defined or claimed elsewhere herein, may be determined based on the contrail parameters. In some examples, the SAF content of the fuel may be determined based on the contrail parameters. Since the aromatic content of a SAF is typically lower compared to fossil kerosene fuel, the resulting contrail formation will therefore be different and allow for a determination of the fuel's SAF content. In other examples, the determined fuel characteristics may include an indication that the fuel is fossil kerosene. This may be due to the fact that the measured contrail parameters correspond to those that would be expected from the combustion of fossil kerosene by the gas turbine engine. In other examples, the hydrocarbon distribution of the fuel may be determined or inferred based on the contrail parameters, e.g. B. by comparing the contrail parameters with those expected for a fuel with known hydrocarbon distribution. The fuel characteristics can be determined by a similar comparison of the parameters with those of known fuel types.

In dem in 23 dargestellten Beispiel umfasst jeder der Kondensstreifensensoren 143 einen Kondensstreifendetektor 143a, der so angeordnet ist, dass er elektromagnetische Strahlung erfasst, die von einem Kondensstreifen 142 reflektiert und/oder wieder emittiert wird. Jeder Kondensstreifensensor umfasst ferner eine Beleuchtungsquelle 143b, die so angeordnet ist, dass sie Strahlung aussendet, die auf den Kondensstreifen 142 auftrifft, wo sie reflektiert und/oder wieder emittiert und vom Detektor 143a erfasst wird. In anderen Beispielen kann jeder der Detektoren 143a so angeordnet sein, dass er auf elektromagnetische Strahlung reagiert, die von einem Kondensstreifen 142 als Reaktion auf Umgebungslicht (z. B. Sonnenlicht) reflektiert und/oder wieder emittiert wird, oder alternativ als Reaktion auf Infrarotstrahlung (oder andere Strahlung), die von den heißen Abgasen des Triebwerks abgegeben wird. In solchen Beispielen können die Beleuchtungsquellen 143b auch nicht vorhanden sein. Bei der von den Detektoren 143a erfassten Strahlung kann es sich um Infrarotstrahlung handeln, die von einem Kondensstreifen ausgesandt oder reflektiert wird. In anderen Beispielen können auch andere Wellenlängen der Strahlung erfasst werden.in the in 23 In the example shown, each of the contrail sensors 143 includes a contrail detector 143a arranged to detect electromagnetic radiation reflected and/or re-emitted by a contrail 142. Each contrail sensor further includes an illumination source 143b arranged to emit radiation which impinges on contrail 142 where it is reflected and/or re-emitted and detected by detector 143a. In other examples, each of the detectors 143a may be arranged to be responsive to electromagnetic radiation reflected and/or re-emitted from a contrail 142 in response to ambient light (eg, sunlight), or alternatively, in response to infrared radiation ( or other radiation) emitted by the hot engine exhaust. In such examples, the illumination sources 143b may not be present. The radiation detected by the detectors 143a can be infrared radiation, which is emitted or reflected by a contrail. In other examples, other wavelengths of radiation can also be detected.

Die Sensoren 143 haben jeweils ein Sichtfeld 143c, in dem ein Signal von einem Kondensstreifen empfangen werden kann. Die Sensoren können an jeder geeigneten Stelle des Luftfahrzeugs angebracht werden, so dass der Bereich, in dem sich der Kondensstreifen bildet, im Sichtfeld der Sensoren liegt. Im vorliegenden Beispiel befinden sich die Sensoren 143 an den Tragflächen und dem Leitwerk des Luftfahrzeugs. Es können jedoch auch andere Sensorpositionen vorgesehen werden, um jede Abgasfahne einzeln oder gemeinsam zu beobachten.The sensors 143 each have a field of view 143c in which a signal from a contrail can be received. The sensors can be placed at any convenient location on the aircraft so that the area where the contrail is forming is within the sensors' field of view. In the present example, the sensors 143 are located on the wings and tail unit of the aircraft. However, other sensor positions can also be provided in order to observe each exhaust plume individually or together.

In anderen Beispielen können auch andere Arten von Sensoren verwendet werden, um einen Kondensstreifenparameter zu messen, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kondensstreifens oder den Grad der Bildung eines Kondensstreifens anzeigt. In einigen Beispielen können die Kondensstreifensensoren 143 so angeordnet sein, dass sie den von Partikeln in einem Kondensstreifen zurückgeworfenen Schall erfassen. Beispielsweise können die Beleuchtungsquellen durch Quellen von Schall- (oder Ultraschall-)wellen ersetzt werden, die den vom Triebwerk im Betrieb erzeugten Schall umfassen könnten. Die Detektoren 143a wären dann so angeordnet, dass sie den von den Eispartikeln in einem Kondensstreifen zurückgeworfenen Schall erfassen.In other examples, other types of sensors may also be used to measure a contrail parameter indicative of the presence or absence of a contrail or the degree of contrail formation. In some examples, contrail sensors 143 may be arranged to detect sound reflected back from particles in a contrail. For example, sources of sonic (or ultrasonic) waves may be substituted for the sources of illumination which could include noise generated by the engine during operation. The detectors 143a would then be arranged to detect the sound reflected back from the ice particles in a contrail.

In anderen Beispielen können die Sensoren 143 Bildsensoren sein. In diesem Beispiel können die Sensoren eine Bildgebungsvorrichtung umfassen, die so angeordnet ist, dass sie ein Bild der Abgasfahne aufnimmt (z. B. an einer Stelle, an der sich hinter den Gasturbinentriebwerken ein Kondensstreifen bilden kann) und anhand des Bildes feststellt, ob sich ein Kondensstreifen gebildet hat oder nicht bzw. in welchem Ausmaß ein Kondensstreifen gebildet wurde. Dies kann mit Hilfe von Bildverarbeitungstechniken oder einem KI-Algorithmus (künstliche Intelligenz) erfolgen, der so konfiguriert ist, dass er die Größe und Form eines gebildeten Kondensstreifens misst oder feststellt, ob ein Kondensstreifen in den erhaltenen Bildern nicht vorhanden ist.In other examples, sensors 143 may be image sensors. In this example, the sensors may include an imaging device arranged to capture an image of the exhaust plume (e.g., at a location where a contrail may form behind the gas turbine engines) and use the image to determine whether whether or not a contrail has formed or to what extent a contrail has formed. This can be done using image processing techniques or an AI (Artificial Intelligence) algorithm configured to measure the size and shape of a contrail that has formed, or to determine if a contrail is absent in the images obtained.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 144 ist so angeordnet, dass es die ermittelten Kraftstoffmerkmale an das elektronische Triebwerkssteuergerät EEC 42 (in 23 nicht dargestellt) übermittelt. In einigen Beispielen kann das Bestimmungsmodul 144 Teil des EEC 42 eines oder mehrerer der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs sein. Sobald die Kraftstoffmerkmale beim EEC eingegangen sind, können sie dazu verwendet werden, Informationen über den Kraftstoff zu liefern, der dem Triebwerk aus den Kraftstofftanks zugeführt wird, so dass der Betrieb des Gasturbinentriebwerks bzw. der Gasturbinentriebwerke entsprechend angepasst werden kann. In anderen Beispielen kann das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 144 Teil eines der Sensoren 143 sein, der mit dem EEC in Verbindung steht.The fuel characteristics determination module 144 is arranged to transmit the determined fuel characteristics to the engine electronic control unit EEC 42 (in 23 not shown) transmitted. In some examples, the determination module 144 may be part of the EEC 42 of one or more of the aircraft's gas turbine engines. Once the fuel characteristics are received by the EEC, they can be used to provide information about the fuel being supplied to the engine from the fuel tanks so that the operation of the gas turbine engine or engines can be adjusted accordingly. In other examples, the fuel characteristics determination module 144 may be part of one of the sensors 143 that communicates with the EEC.

Zur Bestimmung der ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale kann das Bestimmungsmodul 144 so eingerichtet sein, dass es einen gemessenen Kondensstreifenparameter mit einer Nachschlagetabelle von erwarteten Kondensstreifenparameterwerten von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des von den Gasturbinentriebwerken verwendeten Kraftstoffs zu bestimmen.To determine the one or more fuel characteristics, the determination module 144 may be configured to compare a measured contrail parameter to a look-up table of expected contrail parameter values of fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding characteristics of the fuel used by the gas turbine engines.

In einigen Beispielen werden die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale vom Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 144 auf der Grundlage eines oder mehrerer atmosphärischer Umgebungsbedingungen bestimmt. Jeder dieser atmosphärischen Zustandsparameter ist ein Indikator für die atmosphärischen Umgebungsbedingungen, unter denen die Gasturbinentriebwerke 10 derzeit betrieben werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Bildung eines Kondensstreifens zumindest teilweise von den atmosphärischen Bedingungen abhängt, unter denen das jeweilige Triebwerk betrieben wird, zusätzlich zu den Kraftstoffmerkmalen des verbrannten Kraftstoffs. Zu den Parametern der atmosphärischen Bedingungen können der Umgebungsdruck, die Temperatur und/oder der Dampfdruck (Feuchtigkeit) gehören, unter denen das Gasturbinentriebwerk betrieben wird. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen kann die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale verbessert werden.In some examples, the one or more fuel attributes are determined by the fuel attribute determination module 144 based on one or more ambient atmospheric conditions. Each of these atmospheric condition parameters is indicative of the ambient atmospheric conditions in which the gas turbine engines 10 are currently operating. The inventors have determined that the formation of a contrail is dependent, at least in part, on the atmospheric conditions in which the particular engine is operating, in addition to the fuel characteristics of the fuel being burned. Atmospheric condition parameters may include ambient pressure, temperature, and/or vapor pressure (humidity) under which the gas turbine engine is operating. The additional consideration of the ambient conditions can improve the determination of the fuel characteristics.

In einigen Beispielen können die Parameter für die atmosphärischen Umgebungsbedingungen von einem oder mehreren Sensoren an Bord des Luftfahrzeugs gewonnen werden, die so angeordnet sind, dass sie die Bedingungen in der Umgebung des Luftfahrzeugs messen. Dies kann eine direkte Messung der aktuellen Bedingungen, unter denen das Triebwerk betrieben wird, ermöglichen. In anderen Beispielen können die Parameter der Umgebungsbedingungen aus einer Quelle für meteorologische Daten gewonnen werden, die Echtzeit- oder erwartete Informationen über die Umgebungsbedingungen liefern, unter denen das Triebwerk arbeitet.In some examples, the parameters for the ambient atmospheric conditions may be obtained from one or more sensors on board the aircraft arranged to measure the conditions in the vicinity of the aircraft. This can allow for a direct measurement of the actual conditions under which the engine is operating. In other examples, the environmental condition parameters may be obtained from a meteorological data source that provides real-time or expected information about the environmental conditions in which the engine is operating.

In einigen Beispielen werden die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines oder mehrerer Betriebsparameter des Triebwerks oder des Luftfahrzeugs bestimmt. Verschiedene Betriebsparameter des Luftfahrzeugs oder des Triebwerks können einen Einfluss darauf haben, ob sich ein Kondensstreifen bildet, und können daher berücksichtigt werden.In some examples, the fuel characteristics are determined based on one or more engine or aircraft operating parameters. Various aircraft or engine operating parameters may have an impact on whether a contrail will form and may therefore be taken into account.

In einigen Beispielen kann das Kraftstoffmerkmal berechnet werden, indem der Wert eines sich ändernden Parameters (z. B. eines Parameters für den Betrieb des Triebwerks und/oder eines Parameters für die Umgebungsbedingungen) bestimmt wird, bei dem sich der Kondensstreifen erstmals bildet.In some examples, the fuel attribute may be calculated by determining the value of a changing parameter (eg, an engine operation parameter and/or an environmental condition parameter) at which the contrail first forms.

In einem Beispiel können die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines während der Steigphase des Triebwerks gemessenen Kondensstreifenparameters bestimmt werden. Der Kondensstreifen-Parameter kann beispielsweise angeben, wann ein Kondensstreifen während einer Steigflugphase zum ersten Mal auftritt, und zusammen mit den Umgebungsbedingungen und den Betriebsparametern des Triebwerks, bei denen sich der Kondensstreifen zu bilden beginnt, können ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale bestimmt werden. Daraus lassen sich die Eigenschaften des Kraftstoffs ableiten, insbesondere die Menge des bei der Verbrennung pro Energieeinheit des Kraftstoffs freigesetzten Wasserdampfs, die wiederum mit Kraftstoffmerkmalen wie dem Wasserstoffmassenanteil des Kraftstoffs zusammenhängt.In one example, the one or more fuel characteristics may be determined based on a contrail parameter measured during the engine climb phase. For example, the contrail parameter may indicate when a contrail first occurs during a climb phase, and one or more fuel characteristics may be determined along with the ambient conditions and engine operating parameters at which the contrail begins to form. From this, the properties of the fuel can be derived, in particular the amount of water vapor released during combustion per unit of energy of the fuel, which in turn is associated with fuel characteristics such as the hydrogen mass fraction of the fuel.

24 zeigt ein Verfahren 1040 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen eines Flugkraftstoffs, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, das von dem in 23 gezeigten und oben beschriebenen System 140 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1040 umfasst die Bestimmung 1041 eines oder mehrerer Kondensstreifenparameter während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10. Die Kondensstreifenparameter stehen im Zusammenhang mit der Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk 10, wie oben beschrieben. Beispielsweise können die Kondensstreifenparameter einen Parameter umfassen, der den Grad der stattfindenden Kondensstreifenbildung anzeigt oder ob ein Kondensstreifen vorhanden oder nicht vorhanden ist. Die Bestimmung 1041 des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter umfasst die Durchführung 1042 einer Sensormessung in einem Bereich (z. B. Abgasfahne 141) hinter dem Gasturbinentriebwerk, in dem ein Kondensstreifen 142 gebildet wird oder gebildet werden kann. Das Verfahren umfasst ferner die Bestimmung 1043 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter wie oben beschrieben. Jedes der oben im Zusammenhang mit 23 beschriebenen Merkmale kann in das Verfahren von 24 integriert werden. 24 FIG. 10 shows a method 1040 for determining fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering a gas turbine engine of an aircraft that is controlled by the in 23 system 140 for determining fuel characteristics, shown and described above. The method 1040 includes determining 1041 one or more contrail parameters during operation of the gas turbine engine 10. The contrail parameters are related to contrail formation by the gas turbine engine 10, as described above. For example, the contrail parameters may include a parameter indicative of the degree of contrail formation taking place or whether or not a contrail is present. Determining 1041 the one or more contrail parameters includes performing 1042 a sensor measurement in an area (e.g., exhaust plume 141) behind the gas turbine engine where a contrail 142 is or may be formed. The method further includes determining 1043 one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more contrail parameters as described above. Each of the above related 23 described features can be included in the process of 24 to get integrated.

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen durch AbgasmessungDetermination of fuel characteristics through exhaust gas measurement

25 zeigt ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 150, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 150 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des einem Gasturbinentriebwerk zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage von Messungen eines Abgases dieses Triebwerks 10 bestimmt. 25 zeigt das Luftfahrzeug 1 im Flug, wobei jedes Gasturbinentriebwerk 10 eine Abgasfahne 141 erzeugt. Die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs 1 sind in 25 nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, aber es ist davon auszugehen, dass sie noch vorhanden sein können. 25 FIG. 12 shows another example of a system for determining the fuel characteristics 150 that is on board the aircraft 1. FIG. The fuel attribute determination system 150 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of fuel supplied to a gas turbine engine based on measurements of an exhaust gas from that engine 10 . 25 FIG. 1 shows the aircraft 1 in flight with each gas turbine engine 10 producing an exhaust plume 141. FIG. Aircraft 1 fuel tanks are in 25 not shown for clarity, but it is assumed that they may still be present.

Das Bestimmungssystem 150 umfasst einen Abgassensor 151 und ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 152. In dem in 25 gezeigten Beispiel ist für jedes Triebwerk ein System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 150 vorgesehen, aber in anderen Beispielen könnte ein einziges System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 150 gemeinsam genutzt werden, wobei der/die Abgassensor(en) 151 für jedes Triebwerk 10 Informationen an das einzelne Bestimmungsmodul 152 liefern.The determination system 150 comprises an exhaust gas sensor 151 and a module for determining the fuel characteristics 152. In FIG 25 In the example shown, one fuel characteristics determination system 150 is provided for each engine, but in other examples a single fuel characteristics determination system 150 could be shared, with the exhaust gas sensor(s) 151 for each engine 10 providing information to the single determination module 152 deliver.

Der Abgassensor 151 ist so angeordnet, dass er einen oder mehrere Abgasinhaltsparameter des von dem jeweiligen Gasturbinentriebwerk 10 erzeugten Abgases bestimmt. Der Abgassensor ist so angeordnet, dass er eine Messung der von dem Triebwerk während des Betriebs erzeugten Abgase vornimmt. Dies kann bei Betriebsbedingungen des Triebwerks erfolgen, die einer beliebigen Flugphase entsprechen (z. B. während des Reiseflugs), oder bei Betrieb des Luftfahrzeugs am Boden (z. B. während des Starts oder Rollens). Die Abgasinhaltsparameter können den chemischen Gehalt der vom Triebwerk erzeugten Abgase angeben und die Konzentration, das Vorhandensein oder die Abwesenheit der jeweiligen Stoffe oder Spezies in den Abgasen aufzeigen. In einigen Beispielen kann der/die Abgassensor(en) 151 innerhalb des jeweiligen Gasturbinentriebwerks 10 angeordnet sein, so dass er/sie eine Messung der Abgase vornehmen kann/können, bevor diese von dem Triebwerk ausgestoßen werden. In einigen Beispielen kann der Abgassensor eine Messung der Abgase vornehmen, während sie durch den Triebwerkskern strömen, oder alternativ dazu eine Probenahme aus dem Kernstrom vornehmen. In anderen Beispielen kann der Abgassensor 151 so angeordnet sein, dass er eine Messung der Abgase vornimmt, sobald diese das Triebwerk verlassen haben, z. B. über die Kernauslassdüse 20 (wie in 1 dargestellt).The exhaust gas sensor 151 is arranged to determine one or more exhaust gas content parameters of the exhaust gas produced by the respective gas turbine engine 10 . The exhaust gas sensor is arranged to take a measurement of the exhaust gases produced by the engine during operation. This may be done at engine operating conditions corresponding to any phase of flight (e.g. during cruise) or when the aircraft is operating on the ground (e.g. during takeoff or taxiing). The exhaust gas content parameters can indicate the chemical content of the exhaust gases produced by the engine and indicate the concentration, presence or absence of the respective substances or species in the exhaust gases. In some examples, the exhaust gas sensor(s) 151 may be located within the respective gas turbine engine 10 so that it/they can take a measurement of the exhaust gases before they are emitted from the engine. In some examples, the exhaust gas sensor may take a measurement of the exhaust gases as they flow through the engine core, or alternatively take a sample from the core flow. In other examples, the exhaust gas sensor 151 may be arranged to take a measurement of the exhaust gases once they have exited the engine, e.g. B. via the core outlet nozzle 20 (as in 1 shown).

Der Abgassensor 151 steht in Verbindung mit dem Modul 152 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen, das so angeordnet ist, dass es den/die Abgasinhaltsparameter von diesem empfängt. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 152 ist dann so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage der empfangenen Abgasinhaltsparameter bestimmt.The exhaust gas sensor 151 is in communication with the fuel characteristic determination module 152 which is arranged to receive the exhaust gas content parameter(s) therefrom. The fuel attribute determination module 152 is then arranged to determine one or more fuel attributes based on the received exhaust gas content parameters.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kraftstoffmerkmale, die dem Gasturbinentriebwerk zugeführt und von dessen Brennkammer verbrannt werden, während des Betriebs des Triebwerks durch aktive Messung der Eigenschaften des erzeugten Abgases bestimmt werden können. In diesem Beispiel umfassen die Abgasinhaltsparameter andere Eigenschaften des Abgases als das Vorhandensein eines Kondensstreifens.The inventors have found that the fuel characteristics supplied to the gas turbine engine and combusted by its combustor can be determined during operation of the engine by actively measuring the properties of the exhaust gas produced. In this example, the exhaust gas content parameters include properties of the exhaust gas other than the presence of a contrail.

In einem Beispiel umfassen die ein oder mehreren Abgasinhaltsparameter einen Parameter, der den nvPM-Gehalt des Abgases angibt. Die Erfinder haben festgestellt, dass durch aktive Messung des nvPM-Gehalts des Abgases verschiedene Merkmale des Kraftstoffs F bestimmt werden können. Durch die Messung des nvPM-Gehalts kann beispielsweise das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des verbrannten Kraftstoffs F bestimmt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass ein niedrigeres Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis (z. B. im Vergleich zu fossilem Kerosin) mit einer höheren nvPM-Produktion einhergeht, und die Abhängigkeit zwischen diesen beiden Werten kann zur Bestimmung der Merkmale des Kraftstoffs verwendet werden.In one example, the one or more exhaust gas content parameters include a parameter indicative of the nvPM content of the exhaust gas. The inventors have found that by actively measuring the nvPM content of the exhaust gas, various characteristics of the fuel F can be determined. By measuring the nvPM content, for example, the hydrogen-carbon ratio of the burned fuel F can be determined. The inventors have found that a lower hydrogen-to-carbon ratio (eg, compared to fossil kerosene) is associated with higher nvPM production, and the relationship between these two values can be used to determine fuel characteristics.

In einem anderen Beispiel kann der Naphthalin-Gehalt auf der Grundlage des gemessenen nvPM-Gehalts bestimmt werden. In diesem Beispiel ist ein hoher Naphthalin-Gehalt (z. B. im Vergleich zu fossilem Kerosin-Kraftstoff) mit einer höheren nvPM-Produktion verbunden. Diese Abhängigkeit zwischen nvPM-Produktion und Naphthalin-Gehalt kann zur Bestimmung des Naphthalin-Gehalts des Kraftstoffs F verwendet werden.In another example, the naphthalene content can be determined based on the measured nvPM content. In this example, high naphthalene content (e.g. compared to fossil kerosene fuel) is associated with higher nvPM production. This relationship between nvPM production and naphthalene content can be used to determine the naphthalene content of fuel F.

In einem weiteren Beispiel kann der Aromatengehalt (z. B. der Aromatenmassenanteil) des Kraftstoffs F auf der Grundlage des gemessenen nvPM-Gehalts bestimmt werden. In diesem Beispiel ist ein hoher Aromatengehalt (z. B. im Vergleich zu fossilem Kerosin-Kraftstoff) mit einer höheren nvPM-Produktion verbunden. Diese Abhängigkeit zwischen nvPM-Produktion und Aromatengehalt kann zur Bestimmung des Aromatengehalts des Kraftstoffs F verwendet werden.In another example, the aromatics content (eg, aromatics mass fraction) of the fuel F may be determined based on the measured nvPM content. In this example, high aromatic content (e.g. compared to fossil kerosene fuel) is associated with higher nvPM production. This dependence between nvPM production and aromatic content can be used to determine the aromatic content of the fuel F.

Zur Messung des nvPM-Gehalts der Abgase kann der Abgassensor 151 in einem Beispiel ein laserinduziertes Glühlichtmessgerät (LII) umfassen, das zur Bestimmung der Volumenkonzentration von nvPM in den Abgasen angeordnet ist. Das LII-Messgerät kann so beschaffen sein, dass es einen sehr kurzen, hochenergetischen Puls eines 1064-nm-Lasers auf Partikel im Abgas abgibt. Dies führt dazu, dass sich die nvPM-Partikel erhitzen und im sichtbaren Spektrum leuchten. Das Spitzenglühen steht in direktem Zusammenhang mit der Volumenkonzentration des nvPM. Die Materialdichte kann dann auch zur Umrechnung in die nvPM-Massenkonzentration verwendet werden.To measure the nvPM content of the exhaust gases, the exhaust gas sensor 151 may, in one example, comprise a laser-induced incandescent light meter (LII) arranged to determine the volume concentration of nvPM in the exhaust gases. The LII gauge can be arranged to emit a very short, high-energy pulse of a 1064 nm laser onto particulate matter in the exhaust. This causes the nvPM particles to heat up and glow in the visible spectrum. The peak glow is directly related to the volume concentration of the nvPM. The material density can then also be used to convert to the nvPM mass concentration.

In anderen Beispielen kann der Abgassensor 151 eine Vorrichtung zur Messung der Kondensationspartikelzahl (CPC) umfassen, die so angeordnet ist, dass sie eine nvPM-Zahl im Abgas bestimmt. Die CPC-Vorrichtung ist so angeordnet, dass sie die Partikel mittels Laserstreuung zählt, nachdem die Partikel durch eine Wolke aus Butanoldampf vergrößert wurden. Dieser kondensiert, so dass die Partikel groß genug sind, um mit Hilfe einer Laserstreumessung gezählt zu werden. In diesem Beispiel kann ein Entferner für flüchtige Partikel vor dem CPC-Messgerät erforderlich sein, um alle flüchtigen Partikel aus dem Abgas zu entfernen.In other examples, the exhaust gas sensor 151 may include a condensation particle number (CPC) measurement device arranged to determine an nvPM number in the exhaust gas. The CPC device is arranged to count the particles by laser scattering after the particles have been magnified by a cloud of butanol vapor. This condenses so that the particles are large enough to be counted using a laser scattering measurement. In this example, a particulate matter eliminator may be required before the CPC meter to remove all particulate matter from the exhaust.

Zusätzlich oder alternativ zum nvPM-Gehalt kann der eine oder die mehreren Abgasinhaltsparameter einen Parameter umfassen, der auf SO₂ , CO₂ oder CO im Abgas hinweist. Auf der Grundlage einer Messung des SO₂ -Gehalts des Abgases kann der elementare Schwefelgehalt des Kraftstoffs durch das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ermittelt werden. Der SO₂ -Gehalt der Abgase ist beispielsweise auf die Oxidation des Schwefelgehalts des Kraftstoffs zurückzuführen. In ähnlicher Weise kann das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage einer Messung von CO₂ oder CO im Abgas den Kohlenstoffgehalt im Kohlenwasserstoffgehalt des Kraftstoffs bestimmen. Der Kohlenstoffgehalt kann auf der Grundlage der Oxidation des Kohlenstoffgehalts des Kraftstoffs bestimmt werden. In anderen Beispielen sind die Abgasinhaltsparameter ein Indikator für den Sulfataerosolgehalt des Abgases. Diese Abgasinhaltsparameter können zur Bestimmung eines Kraftstoffmerkmals für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs F verwendet werden.Additionally or alternatively to the nvPM content, the one or more exhaust gas content parameters may include a parameter indicative of SO ₂ , CO ₂ or CO in the exhaust gas. Based on a measurement of the SO ₂ content of the exhaust gas, the elemental sulfur content of the fuel can be determined by the fuel characteristic determination module. The SO ₂ content of the exhaust gases is due, for example, to the oxidation of the sulfur content of the fuel. Similarly, the fuel characteristics determination module may determine carbon content in the hydrocarbon content of the fuel based on a measurement of CO ₂ or CO in the exhaust. The carbon content can be determined based on the oxidation of the carbon content of the fuel. In other examples, the exhaust gas content parameters are an indicator of the sulfate aerosol content of the exhaust gas. These exhaust gas content parameters can be used to determine a fuel characteristic for the sulfur content of the fuel F.

Zur Messung des SO₂, CO₂ oder CO -Gehalts der Abgase kann der Abgassensor 151 ein Gerät zur Messung der nichtdispersiven Infrarotabsorption (NDIR) umfassen. Zur Messung des Sulfat-Aerosol-Massengehalts der Abgase kann der Sensor 151 ein Aerosol-Massenspektrometer (AMS) umfassen. Das AMS-Gerät kann so beschaffen sein, dass es Aerosole auf eine Heizplatte (z. B. bei 600 °C) leitet und ein daraus resultierendes Molekularmassenspektrum misst. Das AMS-Gerät kann so eingerichtet sein, dass es alle mit Sulfaten assoziierten Spektrumspitzen summiert. Bei dieser Methode wird der Schwefel-Keimbildungspeak übersehen, falls er in der gekühlten Abluft vorhanden ist. Die Partikelgrößenverteilung (elektrische Mobilität) kann entweder durch eine Messung vom Typ „Scanning Mobility Particle Sizer“ (SMPS) oder vom Typ „Differential Mobility Particle Sizer“ (DMS) gemessen werden, um einen Schwefel-Keimbildungspeak von ~10 nm zu bestimmen. Die AMS-Messung kann mit einer gekühlten Abgasprobe aus dem Triebwerk durchgeführt werden.To measure the SO ₂ , CO ₂ or CO content of the exhaust gases, the exhaust gas sensor 151 may comprise a non-dispersive infrared absorption (NDIR) device. The sensor 151 can comprise an aerosol mass spectrometer (AMS) for measuring the sulfate aerosol mass content of the exhaust gases. The AMS device can be designed to direct aerosols onto a hot plate (e.g. at 600 °C) and measure a resulting molecular mass spectrum. The AMS device can be set up to sum all spectrum peaks associated with sulfates. This method misses the sulfur nucleation peak if it is present in the cooled exhaust air. Particle size distribution (electrical mobility) can be measured by either a Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) or Differential Mobility Particle Sizer (DMS) measurement to determine a sulfur nucleation peak of ~10 nm. The AMS measurement can be carried out with a cooled exhaust gas sample from the engine.

Die oben genannten Arten von Abgassensoren sind nur als Beispiele zu verstehen, und es können auch andere Arten von Sensoren zur Bestimmung von nvPM und Schwefelgehalt des Abgases verwendet werden. In weiteren Beispielen können andere Eigenschaften des Abgasinhalts mit Hilfe geeigneter Sensoren bestimmt werden, um verschiedene andere Kraftstoffmerkmale zu ermitteln (z. B. alle an anderer Stelle hierin definierten Merkmale).The above types of exhaust gas sensors are only examples and other types of sensors can be used to determine nvPM and sulfur content of the exhaust gas. In other examples, other characteristics of the exhaust gas content may be determined using appropriate sensors to determine various other fuel characteristics (e.g., any characteristics defined elsewhere herein).

In einigen Beispielen können andere Kraftstoffmerkmale, wie sie an anderer Stelle definiert oder beansprucht werden, auf der Grundlage der Abgasparameter bestimmt werden. In einigen Beispielen kann der SAF-Gehalt des Kraftstoffs auf der Grundlage der Abgasparameter bestimmt werden. Da beispielsweise der Aromatengehalt eines SAF-Kraftstoffs in der Regel niedriger ist als der eines fossilen Kerosinkraftstoffs, sind die resultierenden Abgaseigenschaften (z. B. der nvPM-Gehalt) unterschiedlich und ermöglichen eine Bestimmung des SAF-Gehalts des Kraftstoffs. In anderen Beispielen können die ermittelten Kraftstoffmerkmale einen Hinweis darauf enthalten, dass es sich bei dem Kraftstoff um fossiles Kerosin handelt. Dies kann sich daraus ergeben, dass die gemessenen Abgasinhaltsparameter denjenigen entsprechen, die bei der Verbrennung von fossilem Kerosin durch das Gasturbinentriebwerk zu erwarten wären.In some examples, other fuel characteristics, as defined or claimed elsewhere, may be determined based on the exhaust gas parameters. In some examples, the SAF content of the fuel on the Based on the exhaust gas parameters are determined. For example, since the aromatics content of a SAF fuel is typically lower than that of a fossil kerosene fuel, the resulting exhaust gas properties (e.g., nvPM content) are different and allow the SAF content of the fuel to be determined. In other examples, the determined fuel characteristics may include an indication that the fuel is fossil kerosene. This may result from the fact that the measured exhaust gas content parameters correspond to those that would be expected from the combustion of fossil kerosene by the gas turbine engine.

Zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale kann das Bestimmungsmodul 152 so eingerichtet sein, dass es einen oder mehrere gemessene Abgasparameter mit einer Nachschlagetabelle der erwarteten Abgasparameterwerte von Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen vergleicht, um die entsprechenden Merkmale des von den Gasturbinentriebwerken verwendeten Kraftstoffs zu bestimmen. Beispielsweise können die gemessenen Abgasparameter mit einer Basislinie verglichen werden, die für einen Kraftstoff mit bekannten Kraftstoffmerkmalen, wie Kerosin oder Jet A-1 Standardkraftstoff, zu erwarten wäre.To determine one or more fuel characteristics, the determination module 152 may be configured to compare one or more measured exhaust gas parameters to a look-up table of expected exhaust gas parameter values from fuels with known fuel characteristics to determine the corresponding characteristics of the fuel used by the gas turbine engines. For example, the measured exhaust gas parameters can be compared to a baseline that would be expected for a fuel with known fuel characteristics, such as kerosene or standard Jet A-1 fuel.

In einigen Beispielen werden die Kraftstoffmerkmale von dem Bestimmungsmodul 152 auf der Grundlage eines oder mehrerer atmosphärischer Umgebungsbedingungen bestimmt. Jeder der atmosphärischen Zustandsparameter ist ein Indikator für die atmosphärischen Umgebungsbedingungen, unter denen das Gasturbinentriebwerk gerade betrieben wird. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Abgaseigenschaften zumindest teilweise von den atmosphärischen Bedingungen abhängen, unter denen das Triebwerk betrieben wird, zusätzlich zu den Eigenschaften des verbrannten Kraftstoffs. Zu den Parametern der atmosphärischen Bedingungen können der Umgebungsdruck, die Temperatur und/oder der Dampfdruck (Feuchtigkeit) gehören, unter denen das Gasturbinentriebwerk betrieben wird. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen kann die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale verbessert werden.In some examples, the fuel characteristics are determined by the determination module 152 based on one or more ambient atmospheric conditions. Each of the atmospheric state parameters is indicative of the ambient atmospheric conditions in which the gas turbine engine is currently operating. The inventors have determined that the exhaust properties are dependent, at least in part, on the atmospheric conditions in which the engine is operated, in addition to the properties of the fuel being burned. Atmospheric condition parameters may include ambient pressure, temperature, and/or vapor pressure (humidity) under which the gas turbine engine is operating. The additional consideration of the ambient conditions can improve the determination of the fuel characteristics.

In einigen Beispielen werden die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines oder mehrerer Betriebsparameter des Triebwerks oder des Luftfahrzeugs bestimmt. Zu den Betriebsparametern des Triebwerks kann zum Beispiel die Leistungseinstellung des Triebwerks gehören.In some examples, the fuel characteristics are determined based on one or more engine or aircraft operating parameters. Engine operating parameters may include, for example, engine power setting.

Die Abgasinhaltsparameter können zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs des Luftfahrzeugs gemessen werden. In einigen Beispielen können die Abgasinhaltsparameter während einer Betriebsphase vor dem Start des Luftfahrzeugs gemessen werden, so dass ein Kraftstoffparameter für die spätere Verwendung während des Betriebs der Gasturbine für diesen speziellen Flug bestimmt werden kann. In einigen Beispielen können die Abgasinhaltsparameter während einer Start- oder Rollphase des Triebwerks gemessen werden.The exhaust gas content parameters can be measured at any time during the operation of the aircraft. In some examples, the exhaust gas content parameters may be measured during a phase of operation prior to aircraft takeoff so that a fuel parameter may be determined for later use during operation of the gas turbine engine for that particular flight. In some examples, the exhaust gas content parameters may be measured during an engine start or roll phase.

In anderen Beispielen können die Abgasinhaltsparameter bei einem ersten Betriebszustand des Motors gemessen werden, der mit hohen Emissionswerten des betreffenden Stoffes im erzeugten Abgas verbunden ist, im Vergleich zu einem Betriebszustand des Motors, bei dem niedrigere Werte zu erwarten wären. Beziehen sich die Abgasinhaltsparameter beispielsweise auf den nvPM-Gehalt des Abgases, so können sie während einer Betriebsphase des Triebwerks gemessen werden, in der die nvPM-Produktion im Vergleich zu anderen Phasen mit niedrigen nvPM-Emissionen erwartungsgemäß hoch ist. Der erste Betriebszustand des Motors kann z. B. eine niedrige Triebwerksleistung sein, während der zweite Betriebszustand eine relativ hohe Triebwerksleistung sein kann.In other examples, the exhaust gas content parameters may be measured at a first engine operating condition associated with high emission levels of the subject matter in the generated exhaust gas compared to an engine operating condition where lower levels would be expected. For example, where the exhaust gas content parameters are related to the nvPM content of the exhaust gas, they may be measured during an operating phase of the engine where the nvPM production is expected to be high compared to other phases with low nvPM emissions. The first operating condition of the engine can, for. B. be a low engine power, while the second operating condition may be a relatively high engine power.

In einigen Beispielen kann das Modul 152 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale auf einem Vergleich von Abgasinhaltsparametern basieren, die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Triebwerks gemessen wurden. Beispielsweise kann die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale auf einem Vergleich von Abgasinhaltsparametern beruhen, die bei verschiedenen Triebwerksleistungen gemessen wurden.In some examples, the fuel characteristics determination module 152 may be based on a comparison of exhaust gas content parameters measured at different engine operating conditions. For example, the determination of fuel characteristics can be based on a comparison of exhaust gas content parameters measured at different engine powers.

26 zeigt ein Verfahren 1050 zur Bestimmung eines Kraftstoffmerkmals eines Flugkraftstoffs, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, das von dem in 25 gezeigten und oben beschriebenen System 150 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1050 umfasst die Bestimmung 1051 eines oder mehrerer Abgasinhaltsparameter während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10. Der eine oder die mehreren Abgasparameter werden bestimmt, indem eine Sensormessung an einem Abgas des Gasturbinentriebwerks 10 wie oben beschrieben durchgeführt 1052 wird. Das Verfahren 1050 umfasst ferner die Bestimmung 1053 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Abgasparameter. 26 FIG. 1050 shows a method 1050 for determining a fuel characteristic of an aviation fuel that is suitable for powering a gas turbine engine of an aircraft that is controlled by the in 25 system 150 for determining fuel characteristics shown and described above. The method 1050 includes determining 1051 one or more exhaust gas content parameters during operation of the gas turbine engine 10. The one or more exhaust gas parameters are determined by a Sen sensor measurement is performed 1052 on an exhaust gas of the gas turbine engine 10 as described above. The method 1050 further includes determining 1053 one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more exhaust gas parameters.

Das Verfahren 1050 kann die Messung der Parameter des Abgasinhalts bei einem ersten Triebwerksbetriebszustand umfassen, bei dem die Emission der jeweiligen zu messenden Substanz größer ist als bei einem zweiten Triebwerksbetriebszustand. Der erste Motorbetriebszustand kann einer geringeren Triebwerksleistung im Vergleich zum zweiten entsprechen. In weiteren Beispielen können die Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Vergleichs von Abgasinhaltsparametern bestimmt werden, die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Triebwerks (z. B. dem ersten und dem zweiten Betriebszustand des Triebwerks) ermittelt wurden.The method 1050 may include measuring parameters of exhaust gas content at a first engine operating condition where the emission of the respective substance to be measured is greater than at a second engine operating condition. The first engine operating condition may correspond to lower engine performance compared to the second. In other examples, the fuel characteristics may be determined based on a comparison of exhaust gas content parameters determined at different engine operating conditions (eg, the first and second engine operating conditions).

Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen anhand von Messungen der TriebwerksleistungDetermination of fuel characteristics from engine performance measurements

27 zeigt ein weiteres Beispiel für ein System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 155, das sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befindet. Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 155 ist in diesem Beispiel so angeordnet, dass es ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des einem Gasturbinentriebwerk des Luftfahrzeugs zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage von Messungen der Leistungsparameter dieses Triebwerks 10 bestimmt. 27 FIG. 12 shows another example of a system for determining the fuel characteristics 155 that is on board the aircraft 1. FIG. The fuel attribute determination system 155 is arranged in this example to determine one or more fuel attributes of the fuel supplied to a gas turbine engine of the aircraft based on measurements of the performance parameters of that engine 10 .

Das Bestimmungssystem 150 umfasst einen Leistungsparametersensor 156 und ein Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 157. In dem in 27 gezeigten Beispiel ist für jedes Triebwerk ein Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 155 vorgesehen, aber in anderen Beispielen könnte ein einzelnes Kraftstoffmerkmal-Bestimmungssystem 155 von ihnen gemeinsam genutzt werden, wobei der/die Leistungsparametersensor(en) 156 für jedes Triebwerk 10 Informationen an das einzelne Bestimmungsmodul 157 liefern.The determination system 150 includes a performance parameter sensor 156 and a fuel characteristics determination module 157. In FIG 27 In the example shown, a fuel characteristics determination system 155 is provided for each engine, but in other examples a single fuel characteristics determination system 155 could be shared between them, with the performance parameter sensor(s) 156 for each engine 10 providing information to the single determination module 157 .

Das Modul 157 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ist so angeordnet, dass es einen oder mehrere Leistungsparameter des jeweiligen Gasturbinentriebwerks 10 bestimmt, die während einer ersten Betriebsperiode des Triebwerks (z. B. während des Betriebs bei einem ersten Triebwerksbetriebszustand) gemessen wurden. Die Leistungsparameter können aus einer von dem Sensor 156 durchgeführten Messung gewonnen werden. In dem beschriebenen Beispiel ist das Modul 157 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale so eingerichtet, dass es die Leistungsparameter direkt vom Sensor 156 erhält. In anderen Beispielen kann der Sensor 156 mit dem EEC 42 des Triebwerks 10 in Verbindung stehen und als Teil eines bestehenden Triebwerkssteuerungsprozesses verwendet werden. Das Modul 157 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann in einem solchen Beispiel Leistungsmerkmale vom EEC 42 erhalten. Auf diese Weise kann das System 155 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale die bereits am Gasturbinentriebwerk 10 vorhandenen Sensoren nutzen. In 27 ist das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 157 zwar getrennt vom EEC 42 und in Kommunikation mit diesem dargestellt, es kann aber in einigen Beispielen auch Teil des EEC sein.The fuel characteristics determination module 157 is arranged to determine one or more performance parameters of the respective gas turbine engine 10 measured during a first period of operation of the engine (e.g., during operation at a first engine operating condition). The performance parameters can be obtained from a measurement performed by the sensor 156 . In the example described, the fuel characteristics determination module 157 is configured to receive the performance parameters directly from the sensor 156 . In other examples, the sensor 156 may be in communication with the EEC 42 of the engine 10 and used as part of an existing engine control process. The fuel characteristics determination module 157 may receive performance characteristics from the EEC 42 in such an example. In this way, the system 155 can utilize the sensors already present on the gas turbine engine 10 to determine fuel characteristics. In 27 While the fuel characteristics module 157 is shown separate from and in communication with the EEC 42, it may also be part of the EEC in some examples.

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale können von dem Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 157 bestimmt werden, nachdem sie von dem Sensor 156 empfangen wurden. Die Kraftstoffmerkmale können in einigen Beispielen während einer zweiten späteren Betriebsperiode (z. B. während des Betriebs bei einem zweiten, vom ersten verschiedenen Betriebszustand des Triebwerks) bestimmt werden, nachdem sie während der ersten Betriebsperiode erfasst wurden. In anderen Beispielen kann die Bestimmung während des ersten Betriebszeitraums erfolgen. Die Erfinder haben festgestellt, dass bestimmte Leistungsparameter des Triebwerks von den Eigenschaften des verwendeten Kraftstoffs abhängen und dass dies zur Bestimmung verschiedener Kraftstoffmerkmale genutzt werden kann.The one or more fuel attributes may be determined by the fuel attribute determination module 157 after being received from the sensor 156 . The fuel characteristics may, in some examples, be determined during a second later period of operation (eg, while operating at a second engine operating condition different from the first) after being sensed during the first period of operation. In other examples, the determination may be made during the first period of operation. The inventors have found that certain engine performance parameters depend on the properties of the fuel used and that this can be used to determine various fuel characteristics.

Der erste Betriebszeitraum, in dem die Leistungsparameter gemessen werden, kann eine erste Flugphase sein, z. B. eine Start- oder Steigflugphase. Der zweite Betriebszeitraum, in dem dann ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale bestimmt werden können (und auf den optional durch entsprechende Steuerung des Triebwerks eingewirkt werden kann), kann eine zweite Flugphase sein, die im Vergleich zur ersten später in einer Betriebsmission oder einem Flug stattfindet. Bei der zweiten Flugphase kann es sich um eine Reiseflugphase handeln. Durch die Verwendung von Leistungsparametern, die während des Starts oder des Steigflugs gemessen werden, kann das Triebwerk in einem Betriebszustand betrieben werden, in dem eine größere Leistungsschwankung aufgrund der Kraftstoffmerkmale beobachtet werden kann. Beispielsweise kann sich während der Steigflugphase eine variable Einlassleitschaufel (VIGV) des Triebwerks in einem maximal geöffneten Zustand befinden, was einer größeren beobachtbaren Abhängigkeit der Leistung von Kraftstoffmerkmalen entsprechen würde. The first period of operation, in which the performance parameters are measured, can be a first phase of flight, e.g. B. a takeoff or climb phase. The second operational period, during which one or more fuel characteristics can then be determined (and optionally acted upon by appropriate engine control), may be a second phase of flight occurring later in an operational mission or flight than the first. The second flight phase can be a cruise flight phase. By using performance parameters measured during takeoff or climb, the engine can be operated in an operating condition where greater performance variation due to fuel characteristics can be observed. For example, during the climb phase, an engine variable inlet guide vane (VIGV) may be in a maximum open condition, which would correspond to a greater observable dependence of performance on fuel characteristics.

Verschiedene Leistungsparameter des Triebwerks können von dem/den Sensor(en) 156 gemessen werden. Die Leistungsparameter können direkt durch eine Sensormessung oder indirekt durch eine Abhängigkeit von einem anderen Parameter bestimmt werden. Zur Bestimmung des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale kann das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 157 so eingerichtet sein, dass es einen gemessenen Leistungsparameter mit einer Nachschlagetabelle von erwarteten Leistungsparameterwerten vergleicht, die Kraftstoffen mit bekannten Kraftstoffmerkmalen bei dem entsprechenden Betriebszustand des Triebwerks entsprechen, um die Merkmale des verwendeten Kraftstoffs zu bestimmen. Beispielsweise können die gemessenen Leistungsparameter mit einer Basislinie verglichen werden, die für einen Kraftstoff mit bekannten Kraftstoffmerkmalen, wie Kerosin oder Jet A-1 Standardkraftstoff, zu erwarten wäre.Various engine performance parameters may be measured by the sensor(s) 156 . The performance parameters can be determined directly by a sensor measurement or indirectly by a dependency on another parameter. To determine one or of the multiple fuel characteristics, the fuel characteristics determination module 157 may be configured to compare a measured performance parameter to a look-up table of expected performance parameter values corresponding to fuels with known fuel characteristics at the corresponding engine operating condition to determine the characteristics of the fuel used. For example, the measured performance parameters can be compared to a baseline that would be expected for a fuel with known fuel characteristics, such as kerosene or Jet A-1 standard fuel.

Verschiedene Kraftstoffmerkmale, wie sie an anderer Stelle hierin definiert oder beansprucht werden, können auf der Grundlage der Leistungsparameter auf diese Weise bestimmt werden. In einigen Beispielen kann der SAF-Gehalt des Kraftstoffs auf der Grundlage der Leistungsparameter bestimmt werden. In anderen Beispielen können die ermittelten Kraftstoffmerkmale einen Hinweis darauf enthalten, dass es sich bei dem Kraftstoff um fossiles Kerosin handelt. Dies kann sich daraus ergeben, dass die gemessenen Leistungsparameter denjenigen entsprechen, die bei der Verbrennung von fossilem Kerosin im Gasturbinentriebwerk zu erwarten wären.Various fuel attributes, as defined or claimed elsewhere herein, may be determined based on the performance parameters in this manner. In some examples, the SAF content of the fuel may be determined based on the performance parameters. In other examples, the determined fuel characteristics may include an indication that the fuel is fossil kerosene. This may be because the performance parameters measured correspond to those that would be expected from burning fossil kerosene in the gas turbine engine.

In einem Beispiel können die Leistungsparameter, die dem Modul 157 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale zur Verfügung gestellt werden, die Drehzahl des Fans 23 und die Menge des dem Triebwerk zugeführten Kraftstoffs umfassen. Die Drehzahl des Bläsers 23 kann durch die Drehzahl der Niederdruckturbine/des Verdichters N1 bestimmt werden, die bei einer Architektur ohne Getriebe der Drehzahl des Bläsers 23 entspricht, oder durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 30 mit der Drehzahl des Bläsers verbunden sein. Die Variation der Fan-Drehzahl mit den Kraftstoffmerkmalen kann sich auf die unterschiedliche Energie des Kraftstoffs pro Volumen- und/oder Masseneinheit der verschiedenen Kraftstoffarten beziehen. Das Kraftstoffsystem des Triebwerks umfasst einen Kraftstoffdurchflussmesser, der so angeordnet ist, dass er die Rate (z. B. nach Masse oder Volumen) misst, mit der der Kraftstoff dem Triebwerk zugeführt wird, was in Verbindung mit der Kenntnis der resultierenden Lüfterdrehzahl die Bestimmung des Nutzens des Kraftstoffs ermöglicht (d. h. mehr Brennstoffenergie pro Zeiteinheit führt zu einer höheren Lüfterdrehzahl). Auf der Grundlage der Gebläsedrehzahl und des Kraftstoffdurchsatzes kann das Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale so eingerichtet werden, dass es berechnet, wie viel Brennstoffenergie pro Massen- oder Volumeneinheit des Kraftstoffdurchsatzes in die Brennkammer eingebracht wird, und somit auf Kraftstoffmerkmale schließen kann, z. B. ob es sich bei dem bereitgestellten Kraftstoff um SAF, fossile Brennstoffe oder eine prozentuale Mischung aus beiden handelt (d. h. Bestimmung des prozentualen SAF-Anteils).In one example, the performance parameters provided to the fuel characteristics determination module 157 may include the speed of the fan 23 and the amount of fuel supplied to the engine. The speed of the fan 23 may be determined by the speed of the low pressure turbine/compressor N1, which corresponds to the speed of the fan 23 in a gearless architecture, or may be linked to the speed of the fan by the gear ratio of the gearbox 30. The variation of fan speed with fuel characteristics may relate to the different energy of fuel per unit volume and/or mass of the different fuel types. The engine fuel system includes a fuel flow meter arranged to measure the rate (e.g. by mass or volume) at which fuel is being delivered to the engine which, in conjunction with knowledge of the resulting fan speed, enables the determination of the fuel efficiency (i.e. more fuel energy per unit time results in higher fan speed). Based on fan speed and fuel flow, the fuel characteristics determination module can be set up to calculate how much fuel energy is introduced into the combustion chamber per unit mass or volume of fuel flow, and thus infer fuel characteristics, e.g. B. whether the fuel provided is SAF, fossil fuel or a percentage mix of both (i.e. SAF percentage determination).

In anderen Beispielen können die Leistungsparameter, die dem Modul 157 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale zur Verfügung gestellt werden, eine Turbineneintrittstemperatur (TET) umfassen. Die TET kann wie an anderer Stelle hierin definiert sein und kann in diesem Beispiel am ersten Rotor der ersten Turbine 17 stromabwärts der Brennkammer 16 (z. B. an der Turbine mit dem höchsten Druck) gemessen werden. Die TET kann direkt gemessen werden, oder in einigen Beispielen indirekt auf der Grundlage einer Messung weiter stromabwärts im Kernluftstrom, beispielsweise an der zweiten Turbine 19, gemessen werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass der Heizwert des Kraftstoffs, der in der Brennkammer verbrannt wird, einen Einfluss auf die TET hat. Eine Messung der TET kann daher von dem Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen verwendet werden, um ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs durch Vergleich mit der erwarteten TET für bekannte Kraftstoffarten zu bestimmen. Beispielsweise haben die Erfinder festgestellt, dass eine Erhöhung des Heizwerts des Kraftstoffs zu einer Erhöhung der TET führen würde. Dies kann als Methode verwendet werden, um festzustellen, ob es sich bei dem verwendeten Kraftstoff um SAF handelt, da SAF im Vergleich zu Kerosin in der Regel einen höheren Heizwert hat. In einigen Beispielen kann bei der Verwendung von SAF im Vergleich zu Kerosin ein TET-Anstieg von etwa 3K beobachtet werden.In other examples, the performance parameters provided to the fuel characteristics determination module 157 may include a turbine inlet temperature (TET). The TET may be as defined elsewhere herein and, in this example, may be measured at the first rotor of the first turbine 17 downstream of the combustor 16 (eg, at the highest pressure turbine). The TET can be measured directly, or measured indirectly based on a measurement further downstream in the core airflow, for example at the second turbine 19 in some examples. The inventors found that the calorific value of the fuel burned in the combustion chamber has an impact on the TET. A measurement of the TET can therefore be used by the fuel attribute determination module to determine one or more fuel attributes of the fuel by comparison to the expected TET for known fuel types. For example, the inventors found that increasing the heating value of the fuel would result in an increase in the TET. This can be used as a method to determine if the fuel being used is SAF, as SAF typically has a higher calorific value compared to kerosene. In some examples, a TET increase of about 3K can be observed when using SAF compared to kerosene.

In einem anderen Beispiel kann die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale auf dem Verhältnis von Kraftstoff zu Luft in der Brennkammer basieren. Dieses kann durch die Masse des in die Brennkammer strömenden Kraftstoffs im Vergleich zum Kernluftstrom bestimmt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass dieses Verhältnis bei Verwendung eines Kraftstoffs wie SAF abnimmt, und können daher eine weitere Möglichkeit bieten, um festzustellen, dass SAF vom Triebwerk verwendet wird.In another example, the determination of the fuel characteristics may be based on the fuel to air ratio in the combustion chamber. This can be determined by the mass of fuel flowing into the combustion chamber compared to the core airflow. The inventors have found that this ratio decreases when using a fuel such as SAF and can therefore provide another way to determine that SAF is being used by the engine.

In anderen Beispielen können auch andere Leistungsparameter des Triebwerks verwendet werden, z. B. HP-Spool-Drehzahl, T30 und/oder T40 (wie an anderer Stelle hier definiert). In anderen Beispielen kann der Kraftstoffdurchsatz, der zum Erreichen einer gewünschten Fan-Drehzahl bei den aktuellen Umgebungsbedingungen und der Vorwärtsgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs (Fluggeschwindigkeit) erforderlich ist, zur Bestimmung der Merkmale des dem Triebwerk zugeführten Kraftstoffs verwendet werden. Bei SAF wird der erforderliche Kraftstoffdurchsatz zum Erreichen einer bestimmten Fan-Drehzahl niedriger (in Bezug auf die Masse) oder höher (in Bezug auf das Volumen) sein als der erforderliche Durchsatz an fossilem Kraftstoff zum Erreichen derselben Fan-Drehzahl bei denselben Betriebsbedingungen. Ähnliche Vergleiche zwischen gemessenen Leistungsparametern und solchen, die bei bekannten Kraftstoffmerkmalen erwartet werden, können zur Bestimmung einer Vielzahl von Kraftstoffmerkmalen herangezogen werden.In other examples, other engine performance parameters may also be used, e.g. B. HP Spool RPM, T30 and/or T40 (as defined elsewhere herein). In other examples, the fuel flow required to achieve a desired fan speed at the current ambient conditions and aircraft forward speed (airspeed) may be used to determine the characteristics of the fuel supplied to the engine. With SAF, the required fuel flow rate to achieve a given fan speed will be lower (in terms of mass) or higher (in terms of volume) than the required fossil fuel flow rate to achieve a given fan speed Achieving the same fan speed under the same operating conditions. Similar comparisons between measured performance parameters and those expected given known fuel characteristics can be used to determine a variety of fuel characteristics.

Das Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul 157 kann so eingerichtet sein, dass es jedes Kraftstoffmerkmal auf der Grundlage einer Vielzahl verschiedener Triebwerksleistungsparameter bestimmt. Die Vielzahl der Leistungsparameter kann mindestens zwei verschiedene Leistungsparameter und vorzugsweise mindestens drei verschiedene Leistungsparameter umfassen. Das Kraftstoffmerkmal kann auf der Grundlage eines Vergleichs dieser verschiedenen Leistungsparameter miteinander bestimmt werden. Durch die Verwendung von mehr als einem Leistungsparameter kann die Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der Bestimmung der Kraftstoffmerkmale verbessert werden.The fuel attribute determination module 157 may be configured to determine each fuel attribute based on a variety of different engine performance parameters. The plurality of performance parameters may include at least two different performance parameters, and preferably at least three different performance parameters. The fuel attribute can be determined based on a comparison of these various performance parameters to each other. Using more than one performance parameter may improve the accuracy or reliability of the fuel characteristic determination.

Als Reaktion auf die vom Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ermittelten Kraftstoffmerkmale kann der Betrieb des Gasturbinentriebwerks (oder des Luftfahrzeugs) während des zweiten Betriebszeitraums entsprechend angepasst oder geändert werden. Beispielsweise können die während der Start- oder Steigflugphase ermittelten Triebwerksleistungsparameter während des Reisefluges oder des Sinkfluges berücksichtigt werden.In response to the fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination module, operation of the gas turbine engine (or aircraft) during the second operating period may be adjusted or modified accordingly. For example, the engine performance parameters determined during the takeoff or climb phase can be taken into account during cruising or descent.

In dem vorliegenden Beispiel, in dem das Luftfahrzeug Kraftstofftanks umfasst, die so konfiguriert sein können, dass sie Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffmerkmalen speichern, wird das Gasturbinentriebwerk während des zweiten Zeitraums nur dann entsprechend den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen betrieben, wenn Kraftstoff aus demselben Kraftstoffstank oder Kraftstoff mit bekanntermaßen denselben Kraftstoffmerkmalen wie während des ersten Zeitraums verwendet wird. Das bedeutet, dass der Betrieb des Triebwerks nur dann geändert wird, wenn derselbe Kraftstoff verwendet wird, so dass die Änderung der Reaktion auf den Kraftstoff geeignet ist.In the present example, where the aircraft includes fuel tanks that may be configured to store fuel having different fuel characteristics, the gas turbine engine is operated according to the one or more fuel characteristics during the second period only when fuel is from the same fuel tank or fuel known to have the same fuel characteristics as during the first period. This means that the operation of the engine is only changed when using the same fuel, so the change in response to the fuel is appropriate.

In einem Beispiel kann ein Kraftstoffverbrauchsparameter oder -merkmal des Triebwerks auf der Grundlage der ermittelten Kraftstoffmerkmale gesteuert werden. Beispielsweise kann das Triebwerk während der Reiseflugphase unter dem Gesichtspunkt des Kraftstoffverbrauchs auf der Grundlage der Kraftstoffmerkmale gesteuert werden, die anhand der Leistungsparameter der Start-/Steigflugphase ermittelt wurden. In anderen Beispielen kann die N1-Drehzahl der Hochdruckturbine/des Verdichters in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen geändert werden. Beispielsweise kann die N1-Drehzahl während des Steigflugs reduziert werden, so dass die resultierende TET der Temperatur entspricht, die beim Betrieb mit Kerosin herrscht (in einem solchen Beispiel kann die erste Flugphase die Startphase und die zweite die Steigflugphase sein). In anderen Beispielen kann die N1-Drehzahl im Reiseflug in Abhängigkeit von den beim Start ermittelten Kraftstoffmerkmalen geändert werden. In einem weiteren Beispiel kann die N1-Drehzahl während einer Sinkflugphase auf der Grundlage der ermittelten Kraftstoffmerkmale modifiziert werden, wobei die N1-Drehzahl wiederum so geändert wird, dass sie derjenigen entspricht, die bei einem mit Kerosin betriebenen Triebwerk zu erwarten wäre. Die N1-Drehzahl kann in diesen Beispielen durch Änderung der entsprechenden Leistungstabellen im Triebwerkssteuergerät (z. B. EEC 42) geändert werden.In one example, a fuel economy parameter or characteristic of the engine may be controlled based on the determined fuel characteristics. For example, during the cruise phase, the engine may be controlled from a fuel economy perspective based on the fuel characteristics determined from the takeoff/climb phase performance parameters. In other examples, the high pressure turbine/compressor N1 speed may be altered depending on one or more fuel characteristics. For example, the N1 speed may be reduced during climb so that the resulting TET matches the temperature encountered when operating on kerosene (in such an example, the first phase of flight may be the takeoff phase and the second phase may be the climb phase). In other examples, N1 speed at cruise may be changed depending on fuel characteristics determined at takeoff. In another example, the N1 speed may be modified during a descent phase based on the determined fuel characteristics, with the N1 speed in turn being modified to match what would be expected from a kerosene fueled engine. The N1 speed can be changed in these examples by changing the corresponding performance tables in the engine control unit (e.g. EEC 42).

28 zeigt ein Verfahren 1058 zur Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Flugkraftstoffs, der für den Antrieb eines Gasturbinentriebwerks eines Luftfahrzeugs geeignet ist, das von dem in 27 gezeigten und oben beschriebenen System 155 zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale durchgeführt werden kann. Das Verfahren 1058 umfasst die Bestimmung 1059 eines oder mehrerer Leistungsparameter des Gasturbinentriebwerks, die während eines ersten Betriebszeitraums des Gasturbinentriebwerks gemessen wurden. Sobald die Leistungsparameter bestimmt sind, umfasst das Verfahren 1060 die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale des Kraftstoffs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Leistungsparameter. In einigen Beispielen werden die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale während eines zweiten Betriebszeitraums, wie oben beschrieben, bestimmt, oder können während des ersten Betriebszeitraums bestimmt werden. 28 Figure 1058 shows a method 1058 for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel suitable for powering a gas turbine engine of an aircraft operated by the in 27 The fuel characteristics determination system 155 shown and described above may be performed. The method 1058 includes determining 1059 one or more performance parameters of the gas turbine engine measured during a first period of operation of the gas turbine engine. Once the performance parameters are determined, the method 1060 includes determining one or more fuel characteristics of the fuel based on the one or more performance parameters. In some examples, the one or more fuel attributes are or may be determined during a second period of operation, as described above, during the first period of operation.

In einigen Beispielen ist das Verfahren 1058 Teil eines Verfahrens zum Betreiben eines Flugzeugs mit dem Gasturbinentriebwerk (z. B. das unten beschriebene Verfahren 1065) und kann daher einen Schritt 1061 zum Betreiben des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs entsprechend den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen während des zweiten Betriebszeitraums umfassen. Der Betrieb des Luftfahrzeugs oder des Gasturbinentriebwerks kann die Änderung eines Steuerparameters in Abhängigkeit von den ermittelten Kraftstoffmerkmalen umfassen, wie nachstehend beschrieben.In some examples, method 1058 is part of a method for operating an aircraft with the gas turbine engine (e.g., method 1065 described below) and may therefore include a step 1061 for operating the gas turbine engine or the aircraft according to the one or more fuel characteristics during the second Operating period include. Operation of the aircraft or gas turbine engine may include changing a control parameter in response to the determined fuel characteristics, as described below.

Jedes der Merkmale, die oben im Zusammenhang mit dem System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale 157 in Bezug auf das in 27 gezeigte Beispiel beschrieben wurden, kann in das Verfahren von 28 einbezogen werden.Each of the features described above in connection with the system for determining the fuel characteristics 157 in relation to the in 27 example shown, can be incorporated into the method of 28 be included.

Betrieb eines Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem Kraftstoffmerkmal oder einem Parameter, auf dem die Bestimmung eines Kraftstoffmerkmals beruhtOperation of an aircraft in dependence on a fuel characteristic or a parameter on which the determination of a fuel characteristic is based

Die Kraftstoffmerkmale, die mit einem der Systeme oder Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen in den hier genannten Beispielen ermittelt wurden, können für den Betrieb des Luftfahrzeugs und insbesondere für den Betrieb des Gasturbinentriebwerks/der Gasturbinentriebwerke des Luftfahrzeugs verwendet werden. Dadurch kann der Betrieb des Luftfahrzeugs 1 in Abhängigkeit von den ermittelten Kraftstoffmerkmalen modifiziert werden.The fuel characteristics determined by any of the systems or methods for determining fuel characteristics in the examples given herein may be used for the operation of the aircraft and in particular for the operation of the aircraft's gas turbine engine(s). As a result, the operation of the aircraft 1 can be modified depending on the determined fuel characteristics.

Die vorliegende Anmeldung stellt daher auch ein Verfahren 1065 zum Betrieb eines Luftfahrzeugs 1 bereit, das von einem oder mehreren Gasturbinentriebwerken 10 angetrieben wird, wie in 29 dargestellt. Bei dem Verfahren 1065 kann es sich um ein Verfahren zum Betrieb des Luftfahrzeugs 1 aus einem der hier beschriebenen Beispiele handeln. Das Verfahren 1065 umfasst die Bestimmung 1066 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale. Dazu kann eine der hier beschriebenen Methoden verwendet werden. Das Verfahren 1065 umfasst ferner das Betreiben 1067 des Luftfahrzeugs 1 in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen. Der Betrieb des Luftfahrzeugs 1067 kann insbesondere den Betrieb des Gasturbinentriebwerks (der Gasturbinentriebwerke) 10 umfassen, das (die) am Luftfahrzeug 1 angebracht ist (sind), kann aber auch den Betrieb anderer Teile des Luftfahrzeugs umfassen.The present application therefore also provides a method 1065 for operating an aircraft 1 that is powered by one or more gas turbine engines 10, as in FIG 29 shown. The method 1065 can be a method for operating the aircraft 1 from one of the examples described here. Method 1065 includes determining 1066 one or more fuel characteristics. One of the methods described here can be used for this. The method 1065 further includes operating 1067 the aircraft 1 depending on the one or more fuel characteristics. Operation of aircraft 1067 may particularly include operation of the gas turbine engine(s) 10 attached to aircraft 1, but may also include operation of other parts of the aircraft.

Sobald ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale bekannt sind, kann das Gasturbinentriebwerk 10 oder das Luftfahrzeug im Allgemeinen auf verschiedene Weise gesteuert oder betrieben werden, um dieses Wissen auszunutzen. Der Schritt des Betriebs 1067 des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs kann die Änderung 1067a eines Steuerparameters des Luftfahrzeugs, insbesondere eines Steuerparameters des Gasturbinentriebwerks, in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen umfassen. Das Ändern des Steuerparameters kann einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen:

i) Änderung eines Steuerparameters eines Wärmemanagementsystems des Gasturbinentriebwerks (z. B. eines Brennstoff-Öl-Wärmetauschers 118) auf der Grundlage eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale. Durch Änderung des Betriebs des Wärmetauschers 118 kann die Temperatur des der Brennkammer 16 des Triebwerks 10 zugeführten Kraftstoffs verändert werden. In einem Beispiel kann die Änderung des Betriebs des Wärmemanagementsystems oder die Änderung der Temperatur des Kraftstoffs darin bestehen, die Temperatur des Kraftstoffs zu erhöhen, wenn die Kraftstoffmerkmale darauf hindeuten, dass der Kraftstoff den Betrieb bei einer höheren Temperatur ohne die Gefahr des Verkokens oder des thermischen Zusammenbruchs tolerieren kann.
ii) Wenn mehr als ein Kraftstoff an Bord eines Luftfahrzeugs (1) gelagert wird, Änderung eines Steuerparameters, der die Auswahl des Kraftstoffs steuert, der für welche Vorgänge zu verwenden ist (z. B. für bodengestützte Vorgänge im Gegensatz zu Flugvorgängen, für den Start bei niedrigen Temperaturen oder für Vorgänge mit unterschiedlichen Schubanforderungen), auf der Grundlage von Kraftstoffmerkmalen wie %SAF, nVPM-Erzeugungspotenzial, Viskosität und Heizwert. Ein Kraftstoffzufuhrsystem des Luftfahrzeugs kann daher auf der Grundlage der Kraftstoffmerkmale entsprechend gesteuert werden. Das Kraftstoffzufuhrsystem kann so gesteuert werden, dass das Triebwerk mit Kraftstoff versorgt wird, der andere Kraftstoffmerkmale als die gemessenen aufweist. Dies kann z. B. die Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ geringeren Aromatengehalt, die Bereitstellung von Kraftstoff mit einem geringeren SAF-Gehalt oder die Bereitstellung von fossilem Kerosinkraftstoff umfassen. Die Kraftstoffzufuhr kann durch Umschalten zwischen Kraftstofftanks oder durch Änderung des Mischungsverhältnisses gesteuert werden.
iii) Änderung eines Steuerparameters, um eine oder mehrere Flugsteuerungsflächen des Luftfahrzeugs 1 so einzustellen, dass die Flugroute und/oder die Flughöhe auf der Grundlage der Kenntnis des Kraftstoffs geändert wird.
iv) Änderung eines Steuerparameters zur Änderung des Überlaufanteils einer Kraftstoffpumpe (d. h. des Anteils des gepumpten Kraftstoffs, der zurückgeführt wird, anstatt zur Verbrennungseinrichtung geleitet zu werden) eines Kraftstoffsystems des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen, z. B. basierend auf dem %SAF des Kraftstoffs. Die Pumpe und/oder ein oder mehrere Ventile können daher in Abhängigkeit von den Kraftstoffmerkmalen entsprechend gesteuert werden.
v) Modifizierung eines Steuerparameters zur Änderung der Planung von Leitschaufeln mit variablem Einlass (VIGVs) auf der Grundlage der Kraftstoffmerkmale. Die VIGVs können je nach Kraftstoffmerkmalen verschoben werden oder eine Verschiebung der VIGVs wird aufgehoben.

Once one or more fuel characteristics are known, the gas turbine engine 10, or aircraft in general, can be controlled or operated in a variety of ways to take advantage of this knowledge. The step of operating 1067 the gas turbine engine or the aircraft may comprise changing 1067a a control parameter of the aircraft, in particular a control parameter of the gas turbine engine, depending on the one or more fuel characteristics. Changing the control parameter may involve one or more of the following steps:

i) changing a control parameter of a gas turbine engine thermal management system (e.g., a fuel-to-oil heat exchanger 118) based on one or more fuel characteristics. By changing the operation of the heat exchanger 118, the temperature of the fuel supplied to the combustion chamber 16 of the engine 10 can be changed. In one example, changing the operation of the thermal management system or changing the temperature of the fuel may be to increase the temperature of the fuel when fuel characteristics indicate that the fuel can operate at a higher temperature without risk of coking or thermal can tolerate collapse.
ii) When more than one fuel is stored on board an aircraft (1), changing a control parameter that controls the selection of fuel to use for which operations (e.g. for ground-based operations versus flight operations, for which starting at low temperatures or for operations with different thrust requirements) based on fuel characteristics such as %SAF, nVPM generation potential, viscosity and heating value. A fueling system of the aircraft can therefore be controlled accordingly based on the fuel characteristics. The fueling system can be controlled to supply the engine with fuel having fuel characteristics different from those measured. This can e.g. B. providing fuel with a relatively lower aromatic content, providing fuel with a lower SAF content or providing fossil kerosene fuel. Fuel delivery can be controlled by switching between fuel tanks or by changing the mixture ratio.
iii) Changing a control parameter to adjust one or more flight control surfaces of the aircraft 1 to change flight path and/or flight altitude based on knowledge of fuel.
iv) changing a control parameter to change the fraction of fuel pump spill (ie the fraction of pumped fuel that is recirculated instead of going to the combustor) of an aircraft fuel system depending on one or more fuel characteristics, e.g. B. Based on the %SAF of the fuel. The pump and/or one or more valves can therefore be controlled accordingly depending on the fuel characteristics.
v) Modification of a control parameter to alter scheduling of variable inlet nozzles (VIGVs) based on fuel characteristics. VIGVs may be shifted or unshifted VIGVs depending on fuel characteristics.

In den obigen Beispielen wird das Gasturbinentriebwerk oder das Luftfahrzeug in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen betrieben, indem Änderungen an der Steuerung des Luftfahrzeugs oder des Gasturbinentriebwerks während des Betriebs vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Steuersystem des Triebwerks (wie das EEC 42) Änderungen an verschiedenen Steuerparametern des Triebwerks vornimmt. Ähnliche Änderungen können von anderen Steuersystemen des Luftfahrzeugs während des Betriebs (z. B. während des Flugs) vorgenommen werden. Das EEC kann allgemeiner als ein Beispiel für ein Steuersystem 42 bezeichnet werden, das den Betrieb des Luftfahrzeugs steuert (z. B. kann es sich um ein Steuermodul eines Steuersystems handeln).In the above examples, the gas turbine engine or aircraft is operated in response to one or more fuel characteristics by making changes to the controls of the aircraft or gas turbine engine during operation. This can be done, for example, by an engine control system (such as the EEC 42) making changes to various engine control parameters. Similar changes may be made by other aircraft control systems during operation (e.g., in flight). The EEC may be referred to more generally as an example of a control system 42 that controls operation of the aircraft (e.g., it may be a control module of a control system).

Die vorliegende Anmeldung stellt ferner ein Luftfahrzeug 1 mit einem System zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen gemäß einem oder mehreren der hierin offenbarten oder beanspruchten Beispiele bereit. Das Luftfahrzeug umfasst ferner ein Steuersystem, das so eingerichtet ist, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen steuert, die von dem System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ermittelt wurden. Das Steuersystem kann das Triebwerk EEC 42 umfassen, mit dem das System zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale in Verbindung stehen oder teilweise darin integriert sein kann. In anderen Beispielen können auch andere Steuersysteme des Luftfahrzeugs mit Kraftstoffmerkmalen versehen werden und das Luftfahrzeug entsprechend steuern. Das Steuersystem kann so eingerichtet sein, dass es den Betrieb des Luftfahrzeugs nach einem Parameter steuert, auf dem die Bestimmung eines Kraftstoffmerkmals direkt beruht, anstatt dass ein Kraftstoffmerkmal wie unten beschrieben bestimmt werden muss.The present application also provides an aircraft 1 with a system for determining fuel characteristics according to one or more examples disclosed or claimed herein. The aircraft further includes a control system configured to control operation of the aircraft in response to one or more fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination system. The control system may include the engine EEC 42 with which the fuel characteristic determination system may be associated or partially integrated. In other examples, other aircraft control systems may also be fueled and control the aircraft accordingly. The control system may be arranged to control the operation of the aircraft according to a parameter on which the determination of a fuel attribute is based directly, rather than requiring a fuel attribute to be determined as described below.

Der Schritt des Betriebs 1067 des Gasturbinentriebwerks oder des Luftfahrzeugs entsprechend den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen kann automatisch als Reaktion auf die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale ohne Eingreifen des Piloten erfolgen. In einigen Beispielen kann er nach Genehmigung durch einen Piloten durchgeführt werden, nachdem der Pilot über eine vorgeschlagene Änderung informiert wurde. In einigen Beispielen kann der Schritt 1067a beinhalten, dass einige Änderungen automatisch vorgenommen und andere angefordert werden, je nach Art der Änderung. Insbesondere können Änderungen, die für den Piloten „transparent“ sind - wie z. B. interne Änderungen innerhalb der Triebwerksströme, die sich nicht auf die Triebwerksleistung auswirken und von einem Piloten nicht bemerkt würden - automatisch vorgenommen werden, während alle Änderungen, die der Pilot bemerken würde, dem Piloten mitgeteilt werden können (d. h. es erscheint eine Mitteilung, dass die Änderung vorgenommen wird, sofern der Pilot nichts anderes anordnet) oder dem Piloten vorgeschlagen werden können (d. h. die Änderung wird ohne positive Eingabe des Piloten nicht vorgenommen). In Implementierungen, in denen dem Piloten eine Benachrichtigung oder ein Vorschlag unterbreitet wird, kann dies auf einem Cockpit-Display des Luftfahrzeugs erfolgen und/oder an ein separates Gerät wie ein tragbares Tablet oder ein anderes Computergerät gesendet werden und/oder über einen hörbaren Ton wie eine synthetische Sprache oder eine aufgezeichnete Nachricht oder einen bestimmten Ton, der die vorgeschlagene/angekündigte Änderung anzeigt, angekündigt werden.The step of operating 1067 the gas turbine engine or the aircraft according to the one or more fuel characteristics may occur automatically in response to the determination of the fuel characteristics without pilot intervention. In some examples, it may be performed upon approval by a pilot after the pilot has been notified of a proposed change. In some examples, step 1067a may involve automatically making some changes and requesting others, depending on the type of change. In particular, changes that are "transparent" to the pilot - such as B. Internal changes within engine currents that do not affect engine performance and would not be noticed by a pilot - can be made automatically, while any changes that the pilot would notice can be communicated to the pilot (i.e. a message appears that the change is made unless otherwise instructed by the pilot) or can be suggested to the pilot (i.e. the change will not be made without positive input from the pilot). In implementations where a notification or suggestion is made to the pilot, it may be on an aircraft cockpit display and/or sent to a separate device such as a portable tablet or other computing device and/or via an audible tone such as a synthetic speech or a recorded message or a specific sound indicating the proposed/announced change.

In anderen Beispielen kann der Schritt des Betriebs 1067 des Gasturbinentriebwerks gemäß den ein oder mehreren Kraftstoffmerkmalen die Versorgung 1067b des Gasturbinentriebwerks mit Kraftstoff umfassen, der andere Merkmale aufweist als der Kraftstoff, für den die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale in Schritt 1066 gemessen wurden. Diese Bereitstellung eines anderen Kraftstoffs kann das Laden von Kraftstoff mit anderen Kraftstoffmerkmalen in die Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs beim Betanken des Luftfahrzeugs umfassen.In other examples, the step of operating 1067 the gas turbine engine according to the one or more fuel characteristics may include supplying 1067b the gas turbine engine with fuel having different characteristics than the fuel for which the one or more fuel characteristics were measured in step 1066 . This provision of a different fuel may include loading fuel with different fuel characteristics into the aircraft's fuel tanks when refueling the aircraft.

In einigen Beispielen kann der Betrieb des Luftfahrzeugs als Reaktion auf einen oder mehrere der hier offengelegten Parameter, anhand derer die Kraftstoffmerkmale bestimmt werden, geändert werden. Dazu können beispielsweise der Vibrationsparameter, der Quellparameter, der Parameter für die Spurenstoffe, der UV-Vis-Transmissionsparameter, der Kondensstreifenparameter, der Abgasparameter und der Parameter für die Triebwerksleistung gehören. Das Luftfahrzeug kann also auf der Grundlage solcher Parameter gesteuert werden, ohne dass notwendigerweise auch ein Kraftstoffmerkmal berechnet wird.In some examples, aircraft operation may be altered in response to one or more of the parameters disclosed herein used to determine fuel characteristics. This can include, for example, the vibration parameter, the source parameter, the parameter for the trace substances, the UV-Vis transmission parameter, the contrail parameter, the exhaust gas parameter and the parameter for the engine power. The aircraft can thus be controlled on the basis of such parameters without necessarily also calculating a fuel attribute.

In einem solchen Beispiel kann der Betrieb des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kondensstreifenparametern geändert werden, ohne dass ein Kraftstoffmerkmal bestimmt wird. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist in 30 dargestellt. 30 zeigt ein Verfahren 1070 zum Betrieb eines Luftfahrzeugs 1 mit einem Gasturbinentriebwerk 10. Das Verfahren 1070 umfasst: Bestimmen 1071, während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10, eines oder mehrerer Kondensstreifenparameter, die mit der Kondensstreifenbildung durch das Gasturbinentriebwerk 10 zusammenhängen. Das Bestimmen 1071 des einen oder der mehreren Kondensstreifenparameter umfasst das Durchführen 1073 einer Sensormessung in einem Bereich hinter dem Gasturbinentriebwerk, in dem sich ein Kondensstreifen bildet oder gebildet werden kann, wie oben in Verbindung mit dem in 23 dargestellten Beispiel beschrieben. Die Kondensstreifenparameter werden in Schritt 1071 während eines sich ändernden Betriebs des Luftfahrzeugs (z.B. während eines Zeitraums, in dem sich die Betriebsparameter des Triebwerks und/oder die Parameter der Umgebungsbedingungen ändern) bestimmt. Die ermittelten Kondensstreifenparameter können den Wert eines variierenden Parameters angeben, bei dem sich erstmals ein Kondensstreifen bildet. Sobald der eine oder die mehreren Kondensstreifenparameter auf diese Weise bestimmt sind, umfasst das Verfahren 1070 ferner die Steuerung 1074 eines Betriebsparameters des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren Kondensstreifenparametern und dem Wert des sich ändernden Parameters, dem sie entsprechen. Wie oben beschrieben, kann dies die Messung der Triebwerksparameter und/oder der Umgebungsbedingungen beinhalten, bei denen die Kondensstreifenbildung während einer Steigflugphase des Luftfahrzeugs beginnt. Die Steuerung des Luftfahrzeugs kann zusätzlich oder alternativ jedes der oben beschriebenen Beispiele für die Steuerung des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von Kraftstoffmerkmalen umfassen.In such an example, operation of the aircraft may be altered depending on one or more contrail parameters without determining a fuel attribute. An example of such a procedure is in 30 shown. 30 10 shows a method 1070 for operating an aircraft 1 having a gas turbine engine 10. The method 1070 includes: determining 1071, during operation of the gas turbine engine 10, one or more contrail parameters associated with contrail formation by the gas turbine engine 10. Determining 1071 the one or more contrail parameters includes performing 1073 a sensor measurement in an area behind the gas turbine engine in which a contrail forms or can form, as above in connection with the in 23 shown th example. The contrail parameters are determined at step 1071 during changing operation of the aircraft (eg, during a period when engine operating parameters and/or ambient condition parameters are changing). The determined contrail parameters can indicate the value of a varying parameter at which a contrail forms for the first time. Once the one or more contrail parameters are so determined, the method 1070 further includes controlling 1074 an operational parameter of the aircraft as a function of the one or more contrail parameters and the value of the changing parameter to which they correspond. As described above, this may include measuring engine parameters and/or the environmental conditions at which contrail formation begins during an aircraft climb phase. Controlling the aircraft may additionally or alternatively include any of the examples described above for controlling the aircraft in response to fuel characteristics.

Ein weiteres Beispiel, bei dem das Luftfahrzeug auf der Grundlage eines Sensorparameters und nicht eines Kraftstoffmerkmals gesteuert wird, ist in 31 dargestellt. In diesem Beispiel werden die Schritte 1026, 1027 und 1028 des in 14 dargestellten Verfahrens 1025 in ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs integriert. In diesem Beispiel zeigt 31 daher ein Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeugs 1090, das die Messung 1091 eines Quellparameters eines Dichtungsmaterials (das dasselbe Material wie andere am Luftfahrzeug 1 vorgesehene Dichtungen 125 ist) unter Verwendung der Schritte des Verfahrens 1025 umfasst. Das Verfahren 1090 umfasst ferner das Betreiben 1092 des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Quellparameter. Das Betreiben 1092 des Luftfahrzeugs gemäß dem Quellparameter kann das Versorgen 1093 des einen oder der mehreren Gasturbinentriebwerke mit Kraftstoff umfassen, der eine andere Eigenschaft hat als der Kraftstoff, für den der Quellparameter gemessen wurde. Der Kraftstoff mit einem anderen Merkmal kann bereitgestellt werden, indem das Luftfahrzeug mit Kraftstoff betankt wird, der ein anderes Merkmal aufweist als der, der sich bereits in seinem Kraftstofftank bzw. seinen Kraftstofftanks befindet, oder indem Kraftstoff aus einem anderen Kraftstofftank an Bord des Luftfahrzeugs zugeführt wird, der Kraftstoff mit einem anderen Merkmal enthält. Die Versorgung mit Kraftstoff aus einer anderen Kraftstoffquelle an Bord des Luftfahrzeugs kann die Änderung einer Mischung von Kraftstoffen aus verschiedenen Kraftstoffquellen oder den Wechsel zwischen Kraftstoffen mit unterschiedlichen Kraftstoffmerkmalen umfassen. Die Bereitstellung von Kraftstoff mit anderen Eigenschaften kann eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: i) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem relativ höheren Aromatengehalt; ii) Bereitstellung von Kraftstoff mit einem geringeren SAF-Gehalt; iii) Bereitstellung von Kerosin. Auf diese Weise kann die Dichtungsquellung erhöht werden, wenn festgestellt wird, dass der Betrieb mit dem aktuellen Kraftstoff eine unzureichende Dichtungsquellung bewirkt, was zu einer Verringerung der Dichtungsleistung führen könnte.Another example where the aircraft is controlled based on a sensor parameter and not a fuel characteristic is in 31 shown. In this example, steps 1026, 1027 and 1028 of the in 14 The method 1025 shown is integrated into a method for operating an aircraft. In this example shows 31 Hence, a method of operating an aircraft 1090 comprising measuring 1091 a source parameter of a gasket material (which is the same material as other gaskets 125 provided on the aircraft 1) using the steps of the method 1025. The method 1090 further includes operating 1092 the aircraft depending on the source parameter. Operating 1092 the aircraft according to the source parameter may include fueling 1093 the one or more gas turbine engines with fuel that has a different property than the fuel for which the source parameter was measured. The fuel of a different characteristic may be provided by refueling the aircraft with fuel of a different characteristic than that already in its fuel tank(s), or by supplying fuel from another fuel tank on board the aircraft that contains fuel with a different characteristic. Refueling from a different fuel source on board the aircraft may involve changing a blend of fuels from different fuel sources or switching between fuels with different fuel characteristics. Providing fuel with different characteristics may include one or more of the following elements: i) providing fuel with a relatively higher aromatic content; ii) providing fuel with a lower SAF content; iii) Provision of kerosene. In this way, the seal swell may be increased when it is determined that running on the current fuel causes insufficient seal swell, which could lead to a reduction in seal performance.

In den zuvor beschriebenen Beispielen sind die verschiedenen Systeme zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen so eingerichtet, dass sie das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale nur auf der Grundlage des jeweiligen in jedem Beispiel beschriebenen Parameters bestimmen (z. B. In anderen Beispielen kann jedes der hierin beschriebenen oder beanspruchten Module zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen oder Verfahren zur Bestimmung von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen so eingerichtet sein, dass die Kraftstoffmerkmale auf einem oder mehreren der hierin beschriebenen Parameter beruhen, d. h. auf einem oder mehreren der Parameter Schwingungsparameter, Quellparameter, Parameter der Spurensubstanz, UV-Vis-Transmissionsparameter, Kondensstreifenparameter, Abgasparameter und Triebwerksleistungsparameter. Dies kann die Bestimmung eines größeren Bereichs oder größerer Arten von Kraftstoffmerkmalen ermöglichen oder die Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen verbessern.In the examples described above, the various systems for determining fuel characteristics are configured to determine the one or more fuel characteristics based only on the particular parameter described in each example (eg. In other examples, any of those described herein or Claimed modules for determining fuel characteristics or methods for determining one or more fuel characteristics can be set up in such a way that the fuel characteristics are based on one or more of the parameters described herein, i.e. on one or more of the parameters vibration parameters, source parameters, trace substance parameters, UV-Vis -Transmission parameters, contrail parameters, exhaust gas parameters, and engine performance parameters.This may allow a larger range or types of fuel characteristics to be determined, or improve the accuracy or reliability of fuel characteristic determinations.

In jedem der hier beschriebenen Beispiele können Kraftstoffmerkmale bestimmt werden, während der Kraftstoff in das Luftfahrzeug geladen wird (z. B. wie in den Beispielen der 5, 9, 13, 15 und 19 gezeigt). In solchen Beispielen können die ermittelten Kraftstoffmerkmale direkt an das EEC 42 übermittelt werden, wenn es während des Betankungsvorgangs in Betrieb ist, oder sie können anderweitig gespeichert und an das EEC übermittelt werden, wenn es aktiviert ist. Ist das EEC bei der Ermittlung der Kraftstoffmerkmale nicht aktiv, können diese an ein anderes Steuersystem des Luftfahrzeugs übermittelt werden.In each of the examples described herein, fuel characteristics may be determined while the fuel is being loaded onto the aircraft (e.g., as in the examples of 5 , 9 , 13 , 15 and 19 shown). In such examples, the determined fuel characteristics may be transmitted directly to the EEC 42 if it is operational during the fueling process, or otherwise stored and transmitted to the EEC when it is activated. If the EEC is not active when determining the fuel characteristics, these can be transmitted to another control system of the aircraft.

Werden Kraftstoffmerkmale für den in das Luftfahrzeug geladenen Kraftstoff ermittelt, kann dieser Kraftstoff mit bereits in den Kraftstofftanks vorhandenem Kraftstoff (z. B. von früheren Flügen) vermischt werden. Die ermittelten Kraftstoffmerkmale können daher mit denjenigen kombiniert werden, die bei früheren Betankungen des Luftfahrzeugs ermittelt wurden, um die Merkmale des in den Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs gespeicherten Kraftstoffs zu bestimmen. Dies kann mit Hilfe eines Summierungsverfahrens geschehen, bei dem die in die Tanks eingefüllte Kraftstoffmenge, die bei jedem Flug verbrauchte Kraftstoffmenge und die entsprechenden Kraftstoffmerkmale aufgezeichnet und kombiniert werden, um die Kraftstoffmerkmale des zu einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich in den Tanks des Luftfahrzeugs gespeicherten Kraftstoffs zu ermitteln.If fuel characteristics are determined for the fuel loaded on the aircraft, this fuel can be mixed with fuel already present in the fuel tanks (e.g. from previous flights). The determined fuel characteristics can therefore be combined with those determined during previous refueling of the aircraft to determine the characteristics of the fuel stored in the aircraft fuel tanks. This can be done with the help of a summation method, in which the amount of fuel put into the tanks, which at each The quantity of fuel consumed in flight and the corresponding fuel characteristics are recorded and combined to determine the fuel characteristics of the fuel actually stored in the aircraft's tanks at a given point in time.

Erstellung von Wartungsplänen gemäß KraftstoffmerkmalenCreation of maintenance schedules according to fuel characteristics

Die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale, die mit einem der hier beschriebenen oder beanspruchten Verfahren ermittelt werden, können zur Erstellung eines Wartungsplans für das jeweilige Gasturbinentriebwerk oder allgemeiner für das Luftfahrzeug, in das das Gasturbinentriebwerk eingebaut ist, verwendet werden.The one or more fuel characteristics determined using any of the methods described or claimed herein may be used to generate a maintenance schedule for the particular gas turbine engine or, more generally, for the aircraft on which the gas turbine engine is installed.

32 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 1080 zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug. Das Luftfahrzeug umfasst ein oder mehrere Gasturbinentriebwerke und kann das Flugzeug 1 sein, das in Bezug auf eines der anderen Beispiele hierin beschrieben wird. Das Verfahren 1080 umfasst die Bestimmung 1081 eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale eines Kraftstoffs, mit dem das Gasturbinentriebwerk betrieben wurde oder werden soll. Bei dem einen oder den mehreren Kraftstoffmerkmalen kann es sich um die eines oder mehrerer Kraftstoffe handeln, die bei früheren Einsätzen des Gasturbinentriebwerks verwendet wurden, oder um Kraftstoff, der sich in den Kraftstofftanks des Luftfahrzeugs befindet. Das eine oder die mehreren Kraftstoffmerkmale können mit jedem der hier beschriebenen Verfahren bestimmt werden, sind aber nicht auf die Verfahren in anderen Beispielen beschränkt. Die Kraftstoffmerkmale können wie hierin beschrieben ermittelt und automatisch und ohne menschliches Eingreifen an ein Modul zur Bestimmung des Wartungsplans weitergeleitet werden. In einigen anderen Beispielen kann die Bestimmung des einen oder der mehreren Kraftstoffmerkmale bedeuten, dass sie manuell in ein Modul zur Bestimmung des Wartungsplans eingegeben werden, z. B. während des Betankens des Luftfahrzeugs. Dies kann das Lesen der Kraftstoffmerkmale aus einer Kraftstoffspezifikation oder aus der Ausgabe eines Systems zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen und die manuelle Eingabe durch einen menschlichen Benutzer in das Modul zur Bestimmung des Wartungsplans umfassen. Das Verfahren 1080 umfasst ferner das Erzeugen 1082 von Wartungsplänen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen. In anderen Beispielen können ein oder mehrere Wartungspläne (z. B. einer für jedes Triebwerk) bestimmt werden. 32 FIG. 10 shows an example of a method 1080 for creating a maintenance plan for an aircraft. The aircraft includes one or more gas turbine engines and may be the aircraft 1 described in relation to any of the other examples herein. The method 1080 includes determining 1081 one or more fuel characteristics of a fuel on which the gas turbine engine has been or is to be operated. The one or more fuel attributes may be one or more fuels used in previous service of the gas turbine engine or fuel located in the aircraft's fuel tanks. The one or more fuel characteristics can be determined using any of the methods described herein, but are not limited to the methods in other examples. The fuel characteristics may be determined as described herein and forwarded to a maintenance schedule determination module automatically and without human intervention. In some other examples, determining the one or more fuel characteristics may mean manually entering them into a maintenance schedule determination module, e.g. B. during refueling of the aircraft. This may include reading the fuel characteristics from a fuel specification or from the output of a fuel characteristics determination system and manually entering them into the maintenance schedule determination module by a human operator. The method 1080 further includes generating 1082 maintenance schedules depending on one or more fuel characteristics. In other examples, one or more maintenance schedules (e.g., one for each engine) may be determined.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kraftstoffmerkmale des für den Antrieb der Gasturbine verwendeten Kraftstoffs Auswirkungen auf den Betrieb des Gasturbinentriebwerks und des Luftfahrzeugs im Allgemeinen haben und daher eine Änderung des Wartungsplans für das Gasturbinentriebwerk oder das Luftfahrzeug erforderlich machen können. Die Änderung des Wartungsplans kann eine Änderung der geplanten Wartungsarbeiten und/oder eine Änderung des Zeitpunkts/der Häufigkeit, mit der die Wartungsarbeiten durchgeführt werden, beinhalten. In einigen Beispielen kann die Erstellung eines Wartungsplans die Änderung eines bestehenden Plans in Abhängigkeit von den Kraftstoffmerkmalen oder die Erstellung eines neuen Plans umfassen.The inventors have found that the fuel characteristics of the fuel used to power the gas turbine have an impact on the operation of the gas turbine engine and the aircraft in general and may therefore require a change in the maintenance schedule for the gas turbine engine or the aircraft. The change in the maintenance schedule may include a change in the scheduled maintenance work and/or a change in the timing/frequency at which the maintenance work is performed. In some examples, creating a maintenance schedule may include modifying an existing schedule based on fuel characteristics or creating a new schedule.

Der Schritt der Erstellung 1082 des Wartungsplans kann den Vergleich 1083 der ein oder mehreren ermittelten Kraftstoffmerkmale mit einem erwarteten Kraftstoffmerkmal und die entsprechende Änderung 1084 eines Wartungsplans umfassen. Ein bestehender vordefinierter Wartungsplan für ein Gasturbinentriebwerk oder ein Luftfahrzeug im Allgemeinen kann mit einem erwarteten Kraftstoffmerkmal verknüpft werden. Beispielsweise kann der Wartungsplan anhand eines bestimmten Kraftstofftyps für das Luftfahrzeug festgelegt werden, so dass die Wartung auf der Grundlage des erwarteten Betriebs des Triebwerks mit diesem Kraftstoff durchgeführt werden kann. Der bestehende Wartungsplan kann geändert werden, wenn eine Abweichung von den erwarteten Kraftstoffmerkmalen festgestellt wird. Auf diese Weise kann der Wartungsplan auf den tatsächlich verwendeten Kraftstoff zugeschnitten werden, anstatt davon auszugehen, dass der angegebene Kraftstoff verwendet wurde.The step of creating 1082 the maintenance plan may include comparing 1083 the one or more determined fuel characteristics with an expected fuel characteristic and changing 1084 a maintenance plan accordingly. An existing predefined maintenance schedule for a gas turbine engine or an aircraft in general can be linked to an expected fuel characteristic. For example, the maintenance schedule may be based on a specific fuel type for the aircraft so that maintenance can be performed based on the expected operation of the engine on that fuel. The existing maintenance schedule can be modified if a deviation from the expected fuel characteristics is detected. This allows the maintenance schedule to be tailored to the actual fuel used, rather than assuming the specified fuel was used.

In einem Beispiel kann der bestehende Wartungsplan den Betrieb des Luftfahrzeugs 1 mit einem Kraftstoff vorschreiben, der einen bestimmten SAF-Gehalt aufweist, z. B. einen SAFreichen Kraftstoff mit einem bestimmten SAF-Anteil im Vergleich zu fossilem Kerosin, oder die Verwendung von 100 % SAF-Kraftstoff verlangen. Eine Abweichung von der Verwendung eines Kraftstoffs mit dem vorgegebenen SAF-Gehalt, wie er sich aus den ermittelten Kraftstoffmerkmalen ergibt, kann eine Änderung des Wartungsplans zur Folge haben, um dem Betrieb außerhalb der Spezifikation Rechnung zu tragen. In anderen Beispielen kann die Änderung des Wartungsplans auf anderen Kraftstoffmerkmalen beruhen, wie sie an anderer Stelle hier definiert sind. So kann z. B. der Aromatengehalt des Kraftstoffs oder ein Hinweis darauf, dass fossiles Kerosin verwendet wurde, ermittelt und der Wartungsplan entsprechend geändert oder anderweitig erstellt werden.In one example, the existing maintenance schedule may dictate the operation of the aircraft 1 on a fuel having a specific SAF level, e.g. B. A SAF-rich fuel with a certain SAF percentage compared to fossil kerosene, or the use of 100% SAF fuel. Deviation from using a fuel with the specified SAF content, as determined from the determined fuel characteristics, may result in a change in the maintenance schedule to account for the out of specification operation. In other examples, the maintenance schedule change may be based on other fuel characteristics, as defined elsewhere herein. So e.g. B. the aromatic content of the fuel or an indication that fossil kerosene was used, determined and the maintenance plan modified accordingly or otherwise created.

In einigen Beispielen kann eine periodische Messung der Kraftstoffmerkmale durchgeführt werden, auf der die Bestimmung des Wartungsplans basiert. Auf diese Weise kann der Wartungsplan auf der Grundlage einer Auswirkung auf die Leistung des Triebwerks oder Luftfahrzeugs erstellt werden, die über einen längeren Zeitraum bei der Verwendung von Kraftstoff mit bestimmten Eigenschaften auftreten kann. Auf diese Weise können auch langsame Veränderungen in der Leistung des Triebwerks berücksichtigt werden, anstatt eine „Echtzeit“-Modifikation des Wartungsplans auf der Grundlage einer einzigen Bestimmung der Kraftstoffmerkmale in Echtzeit vorzunehmen. Beispielsweise können die in Schritt 1081 ermittelten Kraftstoffmerkmale anzeigen, dass ein Schwellenwert für die Verkokung oder den thermischen Abbau des Kraftstoffs erreicht ist. Dies kann dazu führen, dass sich im Laufe der Zeit Oberflächenablagerungen in den Komponenten des Gasturbinentriebwerks (z. B. in den Kraftstoffdüsen) bilden, die eine häufigere Wartung oder den Austausch bzw. die Reinigung der anfälligen Komponenten erforderlich machen. Durch die regelmäßige Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann der Grad der Verkokung im Laufe der Zeit überwacht und der Wartungsplan entsprechend angepasst werden.In some examples, a periodic measurement of fuel characteristics may be performed upon which the determination of the maintenance schedule is based. This allows the maintenance schedule to be based on an impact on the performance of the engine or aircraft, which can occur over a longer period of time when using fuel with certain properties. In this way, slow changes in engine performance can also be taken into account, rather than making a "real-time" modification of the maintenance schedule based on a single real-time determination of fuel characteristics. For example, the fuel characteristics determined in step 1081 may indicate that a threshold for coking or thermal degradation of the fuel has been reached. This can cause surface deposits to form in gas turbine engine components (e.g., fuel nozzles) over time, requiring more frequent maintenance or the replacement or cleaning of vulnerable components. By regularly determining fuel characteristics, the level of coking can be monitored over time and the maintenance schedule adjusted accordingly.

In einigen Beispielen kann die Bestimmung eines oder mehrerer Kraftstoffmerkmale die Messung einer Änderung der Eigenschaften einer Sensorkomponente umfassen, die dem Kraftstoff ausgesetzt ist, der zum Antrieb der Triebwerke 10 des Luftfahrzeugs verwendet wird. Bei der Sensorkomponente kann es sich in einigen Beispielen um einen piezoelektrischen Kristall handeln, der dem Kraftstoff ausgesetzt ist, der in das Luftfahrzeug geladen oder von dem Gasturbinentriebwerk verwendet wird, wie im Zusammenhang mit den in den 5 bis 8 dargestellten Beispielen erörtert. In diesem Beispiel kann das Verfahren 1080 daher das in den obigen Beispielen beschriebene Kraftstoff-Bestimmungssystem 114 verwenden. Die Bestimmung der ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale kann in einem solchen Beispiel die Messung einer Schwingungsform des piezoelektrischen Kristalls umfassen, die einen Hinweis auf eine auf dem Kristall gebildete Oberflächenablagerung liefert. Der Wartungsplan kann auf der Grundlage der Feststellung einer solchen Oberflächenablagerung modifiziert werden, die anzeigt, dass Kraftstoff mit einer Eigenschaft verwendet wurde, die zur Bildung von Oberflächenablagerungen im Triebwerk oder im Kraftstoffsystem führt, und dass eine entsprechende Wartung durchzuführen ist. Der Wartungsplan kann geändert werden, wenn ein Schwellenwert für die Verkokung oder den thermischen Abbau des Kraftstoffs überschritten wurde. In einem solchen Beispiel kann das Kraftstoffmerkmal ein Hinweis darauf sein, dass der Kraftstoff eine Oberflächenablagerung verursacht hat, anstatt dass eine weitere Bestimmung eines Kraftstoffmerkmals erforderlich ist, das mit der Feststellung einer solchen Oberflächenablagerung verbunden ist. Auf diese Weise kann der Wartungsplan auf der Grundlage einer gebildeten Oberflächenablagerung geändert werden, unabhängig davon, durch welchen Mechanismus sie gebildet wurde.In some examples, determining one or more fuel characteristics may include measuring a change in characteristics of a sensor component exposed to the fuel used to power aircraft engines 10 . The sensor component may, in some examples, be a piezoelectric crystal that is exposed to the fuel loaded on the aircraft or used by the gas turbine engine, as described in connection with the methods described in FIGS 5 until 8th illustrated examples discussed. In this example, therefore, the method 1080 may use the fuel determination system 114 described in the examples above. In one such example, determining the one or more fuel characteristics may include measuring a mode shape of the piezoelectric crystal that provides an indication of a surface deposit formed on the crystal. The maintenance schedule may be modified based on the detection of such surface deposits as indicating that fuel with a property that causes surface deposits to form in the engine or fuel system has been used and appropriate maintenance is to be performed. The maintenance schedule may be changed if a fuel coking or thermal degradation threshold has been exceeded. In such an example, the fuel attribute may be an indication that the fuel has caused a surface deposit, rather than requiring a further determination of a fuel attribute associated with detecting such a surface deposit. In this way, the maintenance schedule can be changed based on a surface debris being formed, regardless of the mechanism by which it was formed.

In anderen Beispielen kann das Verfahren 1081 auf die in den 10, 11 und 13 dargestellte und oben beschriebene Detektionsvorrichtung 120 zurückgreifen. In diesem Beispiel umfasst die Sensorkomponente, die dem Kraftstoff ausgesetzt ist und auf der die Bestimmung der Kraftstoffmerkmale beruht, ein Dichtungsmaterial 121. Dabei kann es sich um ein Dichtungsmaterial handeln, das dasselbe ist wie eine oder mehrere Dichtungen, die im Kraftstoffsystem des Gasturbinentriebwerks 10 verwendet werden, wie oben im Zusammenhang mit den 13 und 14 beschrieben. Wie bereits erwähnt, können ein oder mehrere Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Quellparameters des Dichtungsmaterials bestimmt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass die auf diese Weise ermittelten Kraftstoffmerkmale dazu verwendet werden können, einen Wartungsplan in Abhängigkeit von den Auswirkungen der Kraftstoffmerkmale auf Dichtungen zu erstellen, die an Bord des Luftfahrzeugs (z. B. in dem Kraftstoffsystem, das zur Lagerung und Versorgung des Gasturbinentriebwerks mit Kraftstoff eingerichtet ist, und im Triebwerk selbst) mit Kraftstoff in Berührung kommen. In diesem Beispiel geben die Kraftstoffmerkmale, anhand derer der Wartungsplan erstellt wird, an, ob ein Schwellenwert für die Quellung des Dichtungsmaterials erreicht wurde. Wenn die Quellung einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschritten hat, kann dies darauf hindeuten, dass die Dichtungsleistung beeinträchtigt wurde und der Wartungsplan entsprechend erstellt oder geändert werden sollte.In other examples, method 1081 may refer to the methods described in FIGS 10 , 11 and 13 detection device 120 shown and described above. In this example, the sensor component that is exposed to the fuel and on which the determination of the fuel characteristics is based includes a gasket material 121. This may be a gasket material that is the same as one or more gaskets used in the fuel system of the gas turbine engine 10 be, as above in connection with the 13 and 14 described. As previously mentioned, one or more fuel characteristics may be determined based on a swelling parameter of the gasket material. The inventors have found that the fuel characteristics determined in this way can be used to create a maintenance plan depending on the effects of the fuel characteristics on seals used on board the aircraft (e.g. in the fuel system used for storage and supply of the gas turbine engine is set up with fuel, and in the engine itself) come into contact with fuel. In this example, the fuel characteristics used to create the maintenance schedule indicate whether a threshold for seal material swelling has been reached. If the swelling has not exceeded a predetermined threshold, this may indicate that seal performance has been compromised and the maintenance schedule should be established or modified accordingly.

Das Verfahren 1080 zur Erstellung eines Wartungsplans für ein Luftfahrzeug kann Teil eines Verfahrens zur Wartung eines Luftfahrzeugs sein. Ein Beispiel für ein solches Verfahren 1085 ist in 33 dargestellt. Das Verfahren 1085 zur Wartung eines Luftfahrzeugs umfasst die Erstellung 1086 eines Wartungsplans unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens 1080. Sobald der Wartungsplan erstellt wurde, umfasst das Verfahren 1085 die Durchführung 1087 von Wartungsarbeiten an dem Luftfahrzeug gemäß dem Wartungsplan. Die Durchführung von Wartungsarbeiten kann die Durchführung von Wartungsarbeiten am Gasturbinentriebwerk (an den Gasturbinentriebwerken) 10 oder am Luftfahrzeug im Allgemeinen umfassen. Der Schritt der Durchführung der Wartung kann Schritte umfassen, die von einem Techniker als Reaktion auf den erstellten Wartungsplan durchgeführt werden. In anderen Beispielen können die Wartungsschritte automatisch und ohne Zutun eines Technikers durchgeführt werden. So können z. B. Software-Updates oder Änderungen an Steuerprogrammen (z. B. an denen des EEC) während der Wartung automatisch und ohne menschliches Eingreifen durchgeführt werden.The method 1080 for creating a maintenance plan for an aircraft can be part of a method for maintenance of an aircraft. An example of such a procedure 1085 is in 33 shown. The method 1085 for servicing an aircraft includes creating 1086 a maintenance plan using the method 1080 described above. Once the maintenance plan is created, the method 1085 includes performing 1087 maintenance on the aircraft according to the maintenance plan. Performing maintenance may include performing maintenance on the gas turbine engine(s) 10 or on the aircraft in general. The step of performing maintenance may include steps performed by a technician in response to the generated maintenance plan. In other examples, the maintenance steps can be performed automatically and without the intervention of a technician. So e.g. B. Software updates or changes to control programs (e.g. those of the EEC) automatically during maintenance and performed without human intervention.

34 zeigt ein Beispiel eines Luftfahrzeugs 1 mit einem Wartungsplanerstellungssystem 160, das zur Durchführung des Verfahrens 1085 von 32 eingerichtet ist. Das System zur Erstellung von Wartungsplänen 160 umfasst in diesem Beispiel ein Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen 117, das dem oben beschriebenen Beispiel entspricht, bei dem Kraftstoffmerkmale auf der Grundlage eines Schwingungsparameters eines piezoelektrischen Kristalls bestimmt werden (z. B. unter Verwendung des Sensors 115, der einen piezoelektrischen Kristall 116 umfasst, wie oben beschrieben). Bei dem Modul zur Bestimmung der Kraftstoffmerkmale kann es sich jedoch um eines oder mehrere der an anderer Stelle hierin offenbarten oder beanspruchten Module handeln. 34 shows an example of an aircraft 1 with a maintenance plan creation system 160, which is used to carry out the method 1085 of 32 is set up. The system for generating maintenance schedules 160 comprises in this example a fuel characteristics determination module 117, which corresponds to the example described above in which fuel characteristics are determined on the basis of a vibration parameter of a piezoelectric crystal (e.g. using the sensor 115, comprising a piezoelectric crystal 116 as described above). However, the module for determining fuel characteristics may be one or more of those modules disclosed or claimed elsewhere herein.

Das System 160 zur Erzeugung von Wartungsplänen umfasst ferner ein Modul 162 zur Erzeugung von Wartungsplänen, das mit dem Modul 117 zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen in Verbindung steht und so konfiguriert ist, dass es einen Wartungsplan in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Kraftstoffmerkmalen erzeugt, die von diesem Modul empfangen werden. Das Wartungsplan-Erzeugungsmodul 162 kann so konfiguriert sein, dass es den Wartungsplan wie oben beschrieben erzeugt.The maintenance plan generation system 160 further includes a maintenance plan generation module 162 in communication with the fuel attribute determination module 117 and configured to generate a maintenance plan in accordance with one or more fuel attributes determined thereby module are received. The maintenance plan generation module 162 may be configured to generate the maintenance plan as described above.

Das System zur Erstellung von Wartungsplänen 160 kann sich an Bord des Luftfahrzeugs 1 befinden, wie in dem Beispiel in 34 gezeigt. In diesem Beispiel ist für jedes Triebwerk 10 ein eigenes System zur Erstellung von Wartungsplänen 160 vorgesehen. In anderen Beispielen kann ein einziges System vorgesehen sein, z. B. mit einem einzigen Erzeugungsmodul 162, das so konfiguriert ist, dass es Kraftstoffmerkmale von einem einzigen Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodul an Bord des Luftfahrzeugs oder von separaten Kraftstoffmerkmal-Bestimmungsmodulen für jedes Triebwerk erhält. Es kann ein einziger Wartungsplan für das Luftfahrzeug 1 als Ganzes erstellt werden, oder es können separate Wartungspläne für jedes Triebwerk 10 erstellt werden.The system for creating maintenance plans 160 can be on board the aircraft 1, as in the example in FIG 34 shown. In this example, each engine 10 has its own system for creating maintenance schedules 160 . In other examples, a single system may be provided, e.g. e.g., with a single generation module 162 configured to receive fuel attributes from a single fuel attribute determination module onboard the aircraft or from separate fuel attribute determination modules for each engine. A single maintenance schedule may be established for the aircraft 1 as a whole, or separate maintenance schedules may be established for each engine 10.

In anderen Beispielen kann sich das System zur Erstellung von Wartungsplänen 160 zumindest teilweise außerhalb des Luftfahrzeugs 1 befinden. Beispielsweise kann sich das Modul 162 zur Erstellung des Wartungsplans getrennt vom Luftfahrzeug 1 befinden und so konfiguriert sein, dass es über eine drahtgebundene oder drahtlose Datenverbindung mit einem Modul zur Bestimmung von Kraftstoffmerkmalen kommuniziert, so dass die ein oder mehreren Kraftstoffmerkmale empfangen und ein entsprechender Wartungsplan erstellt werden kann.In other examples, the maintenance scheduling system 160 may be at least partially located external to the aircraft 1 . For example, the maintenance plan generation module 162 may be separate from the aircraft 1 and configured to communicate with a fuel characteristics determination module via a wired or wireless data link to receive the one or more fuel characteristics and generate a corresponding maintenance plan can be.

Das Modul 162 zur Erstellung des Wartungsplans kann so eingerichtet sein, dass es einen Wartungsplan an einen Techniker ausgibt, der die Wartung des Luftfahrzeugs 1 durchführt, oder an ein System zur Überwachung des Zustands des Luftfahrzeugs, das die Wartung des Luftfahrzeugs 1 (oder der einzelnen Triebwerke 10) verwaltet. In einigen Beispielen kann das Modul 162 zur Erstellung des Wartungsplans mit dem EEC 42 kommunizieren, so dass Aktualisierungen oder Neukonfigurationen der im EEC gespeicherten Steuerparameter (z. B. automatisch) durchgeführt werden können.The maintenance plan generation module 162 may be configured to issue a maintenance plan to a technician performing maintenance on aircraft 1 or to an aircraft condition monitoring system performing maintenance on aircraft 1 (or the individual Engines 10) managed. In some examples, the maintenance plan generation module 162 may communicate with the EEC 42 so that updates or reconfigurations of the control parameters stored in the EEC can be performed (e.g., automatically).

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Mit Ausnahme der Fälle, in denen sich die Merkmale gegenseitig ausschließen, kann jedes der Merkmale separat oder in Kombination mit anderen Merkmalen verwendet werden, und die Offenbarung erstreckt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen von einem oder mehreren hier beschriebenen Merkmalen und schließt diese ein.It should be understood that the invention is not limited to the examples described above, and various changes and improvements can be made without departing from the concepts described herein. Except where the features are mutually exclusive, each of the features may be used separately or in combination with other features, and the disclosure extends to and includes all combinations and sub-combinations of one or more features described herein.

Claims

A method (1021) for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel (F) for powering a gas turbine engine (10) of an aircraft (1), the method comprising: exposing (1022) the surface of a sensor component composed of a nitrile sealing material to the fuel (F); measuring (1023) a swelling parameter of the gasket material; and determining (1024) one or more fuel characteristics of the fuel (F) based on the source parameter.

procedure after claim 1 wherein measuring (1023) the source parameter comprises measuring expansion or contraction of the sensor component as a result of exposure to the fuel.

procedure after claim 2 , wherein measuring the expansion or contraction of the sensor component comprises measuring a change in physical size of the sensor component or measuring a force exerted by the sensor component on a measuring device.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the one or more determined fuel characteristics comprise a hydrocarbon distribution of the fuel (F).

A method according to any one of the preceding claims, wherein the one or more determined fuel characteristics comprise one or more of the following characteristics: (i) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel (F); (ii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel (F); and/or (iii) a cycloparaffin content of the fuel (F).

The method of any preceding claim, further comprising generating (1024a) an alarm signal when the source parameter is above an alarm threshold.

A method as claimed in any preceding claim, wherein the fuel (F) is exposed (1022) to the surface of the sensor component during operation of the gas turbine engine (10).

A method as claimed in any preceding claim, wherein the fuel (F) is exposed (1022) to the surface of the sensor component in a fuel system of the gas turbine engine (10), preferably in a bleed line of the fuel system.

The method of any preceding claim, wherein fuel located in, withdrawn from, or supplied to a fuel tank of the aircraft is exposed (1022) to the surface of the sensor component, and wherein measuring (1023) the source parameter optionally includes exposing the A fuel sensor component outside the aircraft during a fuel loading operation in which a fuel tank or tanks of the aircraft are being filled with fuel.

Fuel characteristics determination system (119) for determining one or more fuel characteristics of an aviation fuel (F) for powering a gas turbine engine (10) of an aircraft (1), the system comprising: a sensor component (121) formed of a nitrile sealing material, a surface of the sensor component (121) being intended to be exposed to the fuel (F); a sensor (122) arranged to measure a swelling parameter of the sealing material; and a fuel characteristic determination module (124) arranged to determine one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter.

Fuel attribute determination system (119). claim 10 , wherein the sensor component (121) formed from the sealing material is arranged to be fixedly mounted relative to a gauge (123b), and wherein the gauge (123b) is arranged to permit movement of the sensor component (121) due to Expansion or contraction detected.

Fuel attribute determination system (119). claim 11 , wherein the measuring device (123b) is arranged to detect a change in the physical size of the sensor component (121).

Fuel attribute determination system (119). claim 11 , wherein the gauge (123b) is arranged to detect a pressure exerted by the sensor component (123b) resulting from its expansion or contraction.

Fuel attribute determination system (119) according to any one of Claims 10 until 13 wherein the fuel characteristics determined by the fuel characteristics determination module (124) include a hydrocarbon distribution of the fuel (F).

Fuel attribute determination system (119) according to any one of Claims 10 until 14 wherein the one or more fuel characteristics determined by the fuel characteristic determination module (124) comprise one or more of the following characteristics: (i) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel (F); (ii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel (F); and/or (iii) a cycloparaffin content of the fuel (F).

Fuel attribute determination system (119) according to any one of Claims 10 until 15 , the system being further arranged to generate an alarm signal if the source parameter is above an alarm threshold.

Fuel attribute determination system (119) according to any one of Claims 10 until 16 wherein: a) the sensor component (121) is adapted to be onboard the aircraft and optionally arranged so that fuel contacts the component during operation of the gas turbine engine (10); or b) the sensor component (121) is designed in such a way that it can be exposed to fuel (F) which is located in, taken from or supplied to a fuel tank of the aircraft (1), and optionally the sensor component (121) so is designed to be exposed to fuel (F) outside the aircraft (1), the fuel being filled into the aircraft (1) during a fueling operation.

A method (1065) of operating an aircraft (1) having a gas turbine engine (10), the method comprising: determining (1066) one or more fuel characteristics using the method of any one of Claims 1 until 9 ; and operating (1067) the aircraft (1) according to one or more fuel characteristics.

procedure after Claim 18 wherein operating the aircraft (1) in accordance with the one or more fuel characteristics comprises: a) changing (1067a) an aircraft control parameter, preferably a gas turbine engine control parameter, in dependence on the one or more fuel characteristics; and/or b) providing (1067b) fuel with different fuel characteristics during refueling of the aircraft, and optionally wherein changing (1067a) a control parameter of the aircraft (1) comprises changing a control parameter that controls a selection of fuel that can be supplied to the gas turbine engine (10) from various fuel sources on board the aircraft (1) to provide fuel with different fuel characteristics.

procedure after claim 19 wherein providing fuel with a different fuel attribute comprises one or more of the following attributes: i) providing fuel with a relatively higher aromatic content; ii) providing fuel with a lower SAF content; and/or iii) providing fossil kerosene fuel.

Aircraft (1) having: a gas turbine engine (10); a fuel system (10b) comprising one or more fuel tanks (53, 55) arranged to contain fuel (F) for supply to the gas turbine engine (10), the fuel system (10b) having one or more seals (125 ) wherein the seals are at least partially exposed to the fuel (F); a detection device (120) located within the fuel system (10b) and comprising a sensor component (121) made of the same material as the one or more seals (125), the detection device (120) being arranged so that it measures a swelling parameter of the sealing material.

aircraft after Claim 21 wherein the detection device (120) is arranged to measure the expansion or contraction of the sensor component (121) as a result of exposure to the fuel (F).

aircraft after Claim 22 wherein the detection device (120) is arranged to measure a change in physical size of the sensor component (121) or to measure a force exerted by the sensor component (121) on a measuring device.

Aircraft according to any of Claims 21 until 23 , wherein the propulsion system (10a) further comprises a fuel attribute determination module (124) configured to determine one or more fuel attributes of the fuel (F) based on the source parameter.

aircraft after Claim 24 wherein the one or more fuel characteristics include one or more of the following characteristics: (i) a hydrocarbon distribution of the fuel (F); (ii) a percentage of sustainable aviation fuel in the fuel (F); (iii) a content of aromatic hydrocarbons in the fuel (F); and/or (iv) a cycloparaffin content of the fuel (F).

Aircraft according to any of Claims 21 until 25 , wherein the detection device (120) is arranged to generate an alarm signal if the source parameter is above an alarm threshold value.

A method (1025) comprising: exposing (1026) one or more seals of a fuel system of an aircraft to fuel within the fuel system, the aircraft having a gas turbine engine supplied with fuel by the fuel system; exposing (1027) to the fuel a sensor component composed of the same material as the one or more seals, the component being disposed within the fuel system; and measuring (1028) a swelling parameter of the gasket material.

procedure after Claim 27 , further comprising determining (1029a) one or more fuel characteristics of the fuel based on the source parameter and/or generating (1029b) an alarm signal if the source parameter is beyond an alarm threshold.

A method (1090) for operating an aircraft (1) having one or more gas turbine engines (10), comprising: measuring (1091) a source parameter of a dich material using the method Claim 27 or claim 28 ; and operating (1092) the aircraft according to the source parameter, optionally by supplying (1093) the one or more gas turbine engines (10) with fuel having a different characteristic than the fuel for which the seal swell value was determined either by refueling the aircraft (1) or by using fuel from another source on board the aircraft (1).

procedure after claim 29 wherein providing (1093) fuel having a different characteristic comprises one or more of the following characteristics: i) providing fuel having a relatively higher aromatic content; ii) providing fuel with a lower SAF content; and/or iii) providing kerosene.

Aircraft with the fuel characteristic determination system (119) according to one of Claims 10 until 17 , or the aircraft according to any of Claims 21 until 26 , further comprising a control system (42) which is set up in such a way that it controls the operation of the aircraft (1) in accordance with the one or more fuel characteristics which have been determined by the fuel characteristic determination system (119) or in accordance with that determined by the detection device ( 120) controls measured source parameters.