飞行器发动机的同步的制作方法

文档序号:13077855阅读:180来源:国知局
飞行器发动机的同步的制作方法与工艺

对相关申请的交叉参考

本申请要求2015年3月16日申请的美国临时专利申请第62/133,656号和2015年6月1日申请的美国临时专利申请第62/169,125号的优先权,所述两个申请的全部内容在此以引用的方式并入本文。

本公开大体上涉及飞行器发动机同步,且更具体来说,涉及具有至少两个发动机的飞行器上的多转子发动机的同步。

技术背景

多发动机飞行器的发动机同步是已知的。双转子气体涡轮发动机的现有的同步方法通常涉及将第一发动机的低压或高压转子的旋转速度调整为基本上匹配第二发动机的对应的低压或高压转子的旋转速度。可以经由发动机的节流阀调整来进行此类调整,基于所述调整来调整低压或高压转子的旋转速度。此方法的一个问题是,所述方法仅使一个发动机的一个转子与另一发动机的一个转子同步。每个发动机的另一未同步的转子之间的旋转速度的任何差不予考虑。依据所述差的量值,发动机的另一未同步的转子之间的旋转速度差异在一些情形下可能会导致飞行器机舱内的可听噪声差拍(振幅调制)。此类噪声差拍可能会让飞行器乘客不快。

概要

在一个方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的方法,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述方法包括:

接收可用于控制第一发动机的被感测参数的值,所述被感测参数指示高度和来自第一发动机的引气的流量中的一者;

向所述值添加偏置;以及

使用经偏置值来控制第一发动机以引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化,且进而减小第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的旋转速度差异。

所述方法可以包括基于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的旋转速度差异来确定所述偏置。

所述方法可以包括基于被感测参数的值来确定所述偏置。

所述方法可以包括接收指示第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的旋转速度差异的反馈。

所述反馈可以基于在飞行器上获取的振动测量值。

所述反馈可以基于从飞行器的机舱内获取的声学测量值。声学反馈可以指示飞行器的机舱内的可听差拍的周期。

所述反馈可以基于从第一发动机获取的第一振动测量值和从第二发动机获取的第二振动测量值。举例来说,所述反馈可以基于第一振动测量值与第二振动测量值的组合。

所述方法可以包括基于所述反馈来确定偏置。

所述方法可以包括基于所述反馈来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而使用经偏置值来控制第一发动机。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述反馈可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

所述偏置可以是在飞行器的多个飞行循环期间使用的恒定偏置。

所述方法可以包括从飞行器的飞行员接收偏置。所述方法可以包括使用反馈回路来自动地确定偏置。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的方法,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述方法包括:

接收指示第一发动机的第二转子和第二发动机的第二转子具有不同旋转速度的不同步信号;

基于所述不同步信号而确定将向可用于控制第一发动机的被感测参数添加的偏置,所述被感测参数指示高度和来自第一发动机的引气的流量中的一者;以及

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器使用偏置与被感测参数来控制第一发动机,以引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化。

所述不同步信号可以指示旋转速度差异的量值。

所述方法可以包括基于被感测参数来确定偏置。

所述不同步信号可以基于在飞行器上获取的振动测量值。

所述不同步信号可以基于从飞行器的机舱内获取的声学测量值。所述不同步信号可以指示飞行器的机舱内的可听差拍的周期。

所述不同步信号可以基于从第一发动机获取的第一振动测量值和从第二发动机获取的第二振动测量值。所述不同步信号可以基于第一振动测量值与第二振动测量值的组合。

所述方法可以包括基于所述不同步信号来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而产生输出。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述不同步信号可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

所述方法可以包括从查找表检索偏置。

所述方法可以包括使用反馈回路来自动地确定偏置。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的方法,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述方法包括:

接收指示第一发动机的第二转子和第二发动机的第二转子具有不同旋转速度的声学反馈;

基于所述声学反馈来确定将向可用于控制第一发动机的被感测参数添加的偏置;以及

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器使用偏置与被感测参数来控制第一发动机,进而引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化。

所述被感测参数可以指示第一发动机的入口处的空气的温度。所述被感测参数可以指示压力高度。所述被感测参数可以指示来自第一发动机的引气的流量。

所述方法可以包括基于被感测参数的值来确定所述偏置。

所述声学反馈可以基于在飞行器的机舱内获取的声学测量值。所述声学反馈可以指示可听差拍的周期。

所述方法可以包括使用反馈回路来自动地确定偏置。

所述方法可以包括基于所述声学反馈来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而产生输出。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述声学反馈可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的设备,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述设备包括:

声学传感器,其被配置成检测飞行器机舱的内部的可听差拍;

处理器,其以操作方式耦合以接收指示由声学传感器检测到的可听差拍的信号;以及

非暂时性存储介质,其包括机器可读指令,所述机器可读指令可以由处理器执行且被配置成致使所述处理器:

使用指示由声学传感器检测到的可听差拍的信号来确定将向可用于控制第一发动机的被感测参数添加的偏置,以引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化;以及

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器使用所述偏置与被感测参数来控制第一发动机。

所述被感测参数可以指示第一发动机的入口处的空气的温度。所述被感测参数可以指示压力高度。所述被感测参数可以指示来自第一发动机的引气的流量。

所述指令可以被配置成致使处理器基于被感测参数的值来确定偏置。

所述指令可以被配置成致使处理器基于可听差拍的周期来确定偏置。

所述指令可以被配置成致使处理器基于可听差拍来确定优选的同步时间,且基于优选的同步时间而产生输出。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述可听差拍可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的方法,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述方法包括:

接收指示第一发动机的第二转子和第二发动机的第二转子具有不同旋转速度的反馈,所述反馈是基于从第一发动机获取的第一振动测量值和从第二发动机获取的第二振动测量值;

基于所述反馈来确定将向可用于控制第一发动机的被感测参数添加的偏置;以及

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器使用偏置与被感测参数来控制第一发动机,进而引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化。

所述被感测参数可以指示第一发动机的入口处的空气的温度。所述被感测参数可以指示压力高度。所述被感测参数可以指示来自第一发动机的引气的流量。

所述方法可以包括基于被感测参数的值来确定所述偏置。

所述反馈可以基于第一振动测量值与第二振动测量值的组合。

所述方法可以包括使用反馈回路来自动地确定偏置。

所述方法可以包括基于所述反馈来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而产生输出。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述反馈可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个发动机的同步的设备,其中每个发动机包括第一转子和第二转子,且其中第一发动机的第一转子的旋转速度已经基本上与第二发动机的第一转子的旋转速度同步。所述设备包括:

第一振动传感器,其被配置成检测第一发动机的振动;

第二振动传感器,其被配置成检测第二发动机的振动;

处理器,其以操作方式耦合以接收指示由第一和第二振动传感器检测到的振动的信号;以及

非暂时性存储介质,其包括机器可读指令,所述机器可读指令可以由处理器执行且被配置成致使所述处理器:

使用指示由第一和第二振动传感器检测到的振动的信号来确定将向可用于控制第一发动机的被感测参数添加的偏置,以引起第一发动机的第二转子的旋转速度相对于第一发动机的第一转子的旋转速度的变化;以及

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器使用所述偏置与被感测参数来控制第一发动机。

所述被感测参数可以指示第一发动机的入口处的空气的温度。所述被感测参数可以指示压力高度。所述被感测参数可以指示来自第一发动机的引气的流量。

所述指令可以被配置成致使处理器基于被感测参数的值来确定偏置。

所述指令可以被配置成致使处理器基于由第一传感器检测到的振动与由第二传感器检测到的振动的组合来确定偏置。

所述指令可以被配置成致使处理器基于振动来确定优选的同步时间,且基于优选的同步时间而产生输出。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的第二转子与第二发动机的第二转子之间的优选相位角。所述振动可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,其中优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

在另一方面中,本公开描述了一种用于提高飞行器上的两个涡轮风扇发动机的同步的方法,其中每个涡轮风扇发动机包括转子。所述方法包括:

接收指示第一发动机的转子和第二发动机的转子具有不同旋转速度的反馈;

产生输出,所述输出被配置成指导第一发动机的控制器控制第一发动机以引起第一发动机的转子的旋转速度相对于第二发动机的转子的旋转速度的变化,且使第一发动机的转子基本上与第二发动机的转子同步;以及

基于所述反馈来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而产生输出。

所述优选的同步时间可以对应于第一发动机的转子与第二发动机的转子之间的优选相位角。

所述反馈可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间,优选的同步时间对应于所述较低噪声水平的时间。

在另一方面中,本公开描述了一种包括如本文中所描述的设备的飞行器。

通过下文包括的详细描述和图式,此申请的标的的这些和其他方面的其他细节将显而易见。

附图说明

现在参考附图,其中:

图1是包括用于提高安装到其的两个或更多个发动机的同步的设备的示例性飞行器的俯视平面图;

图2示出图1的飞行器的示例性涡轮风扇气体涡轮发动机的示意性轴向横截面视图;

图3是用于提高图1的飞行器的两个发动机的同步的示例性设备的示意性表示;

图4a是用于使用声学反馈来提高图1的飞行器的两个发动机的同步的另一示例性设备的示意性表示;

图4b是用于使用振动反馈来提高图1的飞行器的两个发动机的同步的另一示例性设备的示意性表示;

图5a和图5b示出分别说明图4a或图4b的设备的未经过滤反馈和经过滤反馈的两个曲线图;

图6说明第一发动机的转子与第二发动机的对应转子的相位调整;

图7是说明用于提高图1的飞行器的两个发动机的同步的示例性方法的流程图;

图8是说明用于提高图1的飞行器的两个发动机的同步的另一示例性方法的流程图;以及

图9是说明用于提高图1的飞行器的两个发动机的同步的另一示例性方法的流程图;以及

图10是说明用于提高图1的飞行器的两个发动机的同步的另一示例性方法的流程图。

详细描述

本公开的各个方面对于使飞行器上的两个或更多个多转子发动机同步可为有用的。在一些实施例中,本文公开的设备和方法对于提高已经使用已知(常规)方法同步的多转子飞行器发动机的同步可为有用的。举例来说,可以使用本文公开的设备和方法来提高双转子飞行器发动机的另一转子之间的同步,这在已知的发动机同步方法中通常不予考虑。即使本公开涉及来自单独飞行器发动机的转子的同步,但应注意,本文公开的设备和方法意在提高转子之间的同步,而不一定实现转子之间的绝对同步。在一些情形中,同步方面的提高可以对应于朝向不大打扰乘客(例如,烦人)的范围的飞行器的机舱内的可听差拍的周期的增加,以便提高乘客舒适度。

下文参考附图来描述各种实施例的方面。

图1是示例性飞行器10的俯视平面图,所述飞行器10可以包括用于提高安装到飞行器10的两个或更多个发动机的同步的一个或多个设备。飞行器10可以是任何类型的飞行器,例如适合于民用航空的公司、私人、商用和客运飞行器。举例来说,飞行器10可以是窄主体、双发动机喷气式客机。飞行器10可以是包括两个或更多个发动机的固定翼飞行器或旋转翼飞行器。飞行器10可以包括一个或多个机翼12、机身14、两个或更多个发动机16a、16b和尾翼18。发动机16a、16b中的一者或多者可以安装到机身14。替代地或另外,发动机16a、16b中的一者或多者可以安装到机翼12。

图2示出图1的飞行器10的飞行器发动机16a、16b中的一者的示意性轴向横截面视图。飞行器10的两个发动机16可以基本上相同。举例来说,每个发动机16可以是涡轮风扇气体涡轮发动机。仅举例示出在图2中说明的发动机16的特定配置,且无意具限制性。举例来说,本公开的各个方面还可以适用于包括涡轴类型的发动机的其他类型的多转子发动机。举例来说,发动机16可以是双转子气体涡轮发动机。

发动机16可以包括:风扇20,周围空气被推进穿过所述风扇;低压压缩机22和高压压缩机24,其用于将空气增压;燃烧器26,被压缩的空气在其中与燃料混合且被点燃以用于产生热燃烧气体的环形流;高压涡轮机区段28和低压涡轮机区段30,其用于从燃烧气体提取能量。风扇20、低压压缩机22和低压涡轮机区段30可以机械地耦合在一起以用于经由低压轴32共同旋转。可以将风扇20、低压压缩机22、低压涡轮机区段30和低压轴32一起视为低压转子34(在下文称为“lp转子34”)。高压压缩机24和高压涡轮机区段28可以机械地耦合在一起以用于经由高压轴36共同旋转。可以将高压压缩机24、高压涡轮机区段28和高压轴36一起视为高压转子38(在下文称为“hp转子38”)。低压轴32和高压轴36可以独立地可旋转地受到支撑,使得lp转子34和hp转子38可以彼此分开地以不同的旋转速度和/或在不同方向上旋转。举例来说,高压轴36可以是中空的,且低压轴32可以延伸穿过高压轴36且与其基本上同轴地安装。

在其中收容低压轴32和高压轴36的发动机16的部分还可以被称为发动机16的“芯”,且可以由壳体40定界。环绕壳体40且由壳体42定界的环形通路还可以被称为旁路管道44。

低压压缩机22和高压压缩机24可以一起形成用于对经由入口46被吸入发动机16中的空气进行增压的多级压缩机。发动机16可以包括安置在低压压缩机22和/或高压压缩机24内的可变定子导引叶片48的一个或多个级。可变定子导引叶片48可以是可致动的,使得可以依据发动机16的环境和/或操作条件来改变它们相对于穿过发动机16的芯的气体流的定向。可以通过电子发动机控制器50(在下文被称为“eec50”)来控制可变定子导引叶片48的致动。

eec50可以包括一个或多个数字计算机、数据处理器、微控制器或其他适当经编程或可编程逻辑电路,且可以形成发动机16的全权限数字发动机控制(fadec)的部分。eec50和相关配件可以控制发动机16的性能的至少一些方面。eec50可以(例如)被配置成作出关于控制发动机16的决策,且可以被配置成在给定飞行条件下提供最佳发动机效率。eec50可以接收一个或多个输入,且基于所述输入而产生可用于控制发动机16的操作的一些方面的一个或多个信号。举例来说,此类输入可以包括经由传感器52a、52b、53a、53b测量/感测的参数。此类被感测参数可以包括环境参数或与发动机16和/或飞行器10相关联的操作参数。

举例来说,传感器52a可以包括温度传感器,所述温度传感器被配置成向eec50提供指示发动机16的入口46处的空气的温度的信号。举例来说,传感器52a可以包括总空气温度探头。传感器52b可以被配置成提供从发动机16的压缩机区段引出的空气流的量的指示。举例来说,传感器52b可以提供引气流的流动速率的指示。在一些实施例中,传感器52b可以包括压力传感器。在一些实施例中,传感器52b可以是指示引气阀的位置的位置传感器(例如,线性可变差动变压器、旋转可变差动变压器)。

举例来说,传感器53a可以包括被配置成获取指示外部发动机壳体42的振动的测量值的已知或其他类型的振动传感器(例如,加速度计)。类似地,传感器53b可以包括被配置成获取指示内部发动机壳体40的振动的测量值的已知或其他类型的振动传感器(例如,加速度计)。在各种实施例中,发动机16a、16b可以各自包括振动传感器53a、53b中的一者或多者。

eec50还可以操作性地耦合以用于与飞行器航空电子设备54进行数据通信。举例来说,eec50可以从飞行器航空电子设备54接收参数和/或指令。eec50还可以向飞行器航空电子设备54传输参数和/或指令。举例来说,eec50可以从飞行器航空电子设备54接收例如压力高度等一个或多个被感测参数。

振动传感器53a、53b可以耦合到eec50,使得eec50可以使用经由此类传感器获取的振动测量值。因此,飞行器航空电子设备54还可以经由eec50使用振动测量值。替代地或另外,振动传感器53a、53b可以直接或间接地耦合到飞行器航空电子设备54,使得飞行器航空电子设备54可以在不经过eec50的情况下使用由振动传感器53a、53b获取的振动测量值。

基于可用的一个或多个被感测参数和其他数据,eec50可以控制可变定子导引叶片48的位置,以便控制它们对穿过发动机16的芯的气体流的影响。在发动机16的操作期间,可变定子导引叶片48的调整可以导致lp转子34与hp转子38之间的相对旋转速度的变化。因此,可以通过调整可变定子导引叶片48来实现改变lp转子34与hp转子38之间的旋转速度的关系,且改变所述关系可以用于提高两个发动机16a、16b之间的同步。

举例来说,在其中第一发动机16a的lp转子34的旋转速度n1已经基本上与第二发动机16b的lp转子34的旋转速度n1同步的情况下,所述两个发动机16a、16b中的一者的lp转子34和hp转子38的旋转速度之间的速度比率n1/n2的改变可以用于提高第一发动机16a的hp转子38的旋转速度n2与第二发动机16b的hp转子38的旋转速度n2的同步。如下文阐释,可以在由eec50读取的参数中的一者或多者中有意地引入偏置(即,修整值),以便“诱使”eec50命令一个或多个可变定子导引叶片48的与原本在没有使用所述偏置的情况下所命令的位置略微不同的位置。可以选择所述偏置的量值以导致速度比率n1/n2的所要改变,且所述量值可以相对较小,使得所述量值可能不会另外显著影响发动机16a或16b的性能。在一些实施例中,本文公开的方法可能不需要改变eec50的功能或者需要所述功能的最小改变,这是因为可以在飞行器侧上(例如,通过飞行器航空电子设备54)执行选择和引入合适的偏置来提高发动机同步,使得可以不需要向eec50提供额外的参数或值。因此,可以在不需要改变正常/现有的eec50逻辑的情况下使用此方法。替代地,在一些实施例中,可以替代地由eec50执行在本文描述为由飞行器航空电子设备54执行的与发动机同步相关的一些功能。

图3是用于提高飞行器10的两个发动机16a、16b的同步的示例性设备56的示意性表示,其中每个发动机16a、16b包括第一转子(例如,lp转子34和hp转子38中的一者)和第二转子(例如,lp转子34和hp转子38中的另一者)。在已经使用已知方法使第一发动机16a的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)基本上与第二发动机16b的对应第一转子的旋转速度(例如,对应的n1或n2)同步的情况下,可以使用设备56。举例来说,设备56和本文所描述的方法可以用于提高使用现有的已知方法尚未同步的发动机16a、16b的另一转子之间的同步。即使关于两个飞行器发动机16a、16b来描述设备和方法,但应注意,本公开的各方面可以用于提高多于两个发动机16a、16b的同步。

设备56可以包括一个或多个数据处理器58(在下文被称为“处理器58”),以及包括可以由处理器58执行的机器可读指令60的一个或多个机器可读存储器,例如非暂时性存储介质/媒体59(在下文被称为“存储介质59”)。指令60可以被配置成致使处理器58确定将向可用于控制第一发动机16a的被感测参数64添加的合适的偏置62,以引起第一发动机16a的第二转子的旋转速度n2相对于第一发动机16a的第一转子的旋转速度n1的改变(即,改变发动机16a、16b中的一者的比率n1/n2)。

处理器58可以是飞行器航空电子设备54的部分,且可以包括或者可以是致使执行一连串操作步骤以基于指令60而产生计算机实施的过程的任何合适的计算机、可编程数据处理设备、逻辑电路或其他装置。

本公开的各个方面可以体现为设备、方法或计算机程序产品。因此,本公开的各方面可以采取全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式。此外,本公开的各方面可以采取在存储介质59中体现的计算机程序产品的形式,所述存储介质具有在上面体现的计算机可读程序代码(例如,机器可读指令60)。可以利用一种或多种已知或其他存储介质59的任何组合来在上面存储指令60。

指令60可以包括用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码,且可以通过一种或多种编程语言的任何组合来编写,所述编程语言包括面向对象的编程语言(例如,java、smalltalk、c++等)以及常规的程序性编程语言,例如,“c”编程语言,或其他编程语言。指令60可以完全或部分由处理器58执行。举例来说,在一些实施例中,eec50可以执行一些或全部指令60。

依据哪个被感测参数64用于引入偏置62,可以将被感测参数64提供给飞行器航空电子设备54和/或直接提供给eec50。基于指令60,处理器58可以确定将向被感测参数64添加的合适的偏置62,且可以向eec50提供合适的输出66。eec50可以使用输出66以执行发动机16的一个或多个控制功能。举例来说,eec50可以输出一个或多个发动机控制信号68。如上文描述,发动机控制信号68可以用于控制一个或多个可变定子导引叶片48的位置,且因此引起lp转子34与hp转子38之间的旋转速度比率n1/n2的改变。

在一些实施例中,可以提供一个或多个输入70以便确定偏置62。举例来说,可以由飞行器10的飞行员经由飞行器10的驾驶舱内的合适的接口提供输入70,或者可以由维护人员经由维护终端提供输入70。在一些实施例中,输入70可以表示偏置62,使得可以预先选择偏置62的值,且处理器58可以不需要确定偏置62的值。在此类情况下,可以简单地将偏置62作为输出66传递到eec50,使得eec50可以向对应的被感测参数64添加偏置62,且相应地控制发动机16。替代地,指令60可以被配置成致使处理器58向被感测参数64添加偏置62,且将被偏置的被感测参数(即,被感测参数64+偏置62)作为输出66进行传递以供eec50使用。

偏置62的值可以基于一个或多个因素。举例来说,偏置62的值可以基于被感测参数64的性质(例如,入口46处的空气的温度、压力高度、引气的流量)。可以基于偏置62的一个或多个合适的值对n1/n2比率的对应影响而通过经验来确定所述值。因此,可以将偏置62的值保持在可接受界限之间,以便不会另外显著地影响对应发动机16a、16b的操作。举例来说,此类界限可以存储在存储介质59中,且由指令60使用,以便不会超过所述界限。在一些实施例中,在发现由处理器58计算出的偏置62在此类界限之外的情况下可以产生合适的警报或错误代码。举例来说,在一些情形下,入口46处的空气的温度的±2℉的范围内的偏置62可以足以引起提高同步的n1/n2比率的改变。

在一些情况下,仅初始或周期性设置需要输入70,以提供在飞行器10的多个后续飞行循环中或在飞行器10的整个飞行阶段期间使用的合适的偏置62。举例来说,相同的偏置62可以是合适的定值,在发动机16a、16b的状况不发生显著改变的时间周期期间使用所述定值。在这种情况下,偏置62的定值可以存储在存储介质59中,且只要认为适合于提供发动机同步的可接受提高,便使用所述定值。偏置62的值可以针对不同的被感测参数64而不同,且可以依据特定被感测参数64的特定值而不同。因此,与不同的被感测参数64相关联的偏置62的不同值可以存储在位于存储介质59中的一个或多个查找表中。因此,指令60可以被配置成致使处理器58基于被感测参数64而从查找表检索合适的偏置62。

在一些实施例中,可以连续地或间歇地提供或计算输入70,使得可以在需要时确定合适的偏置62。举例来说,输入70可以包括或基于指示发动机16a、16b的同步的质量的反馈信号。因此,输入70可以是反馈回路的部分,其中基于输入70来确定偏置62,且同步质量的所要设定点可以存储在存储介质59中,或者也经由输入70提供。举例来说,输入70可以包括指示第一发动机16a的第二转子和第二发动机16b的第二转子可能具有不同旋转速度的不同步信号。在一些实施例中,此类不同步信号可以指示存在旋转速度差和/或可以提供此类旋转速度差的某一量化。举例来说,在一些实施例中,此类不同步信号可以基于每个第二转子的被感测的旋转速度差异(例如,使用转速表确定的转/分钟),或者可以基于如下文所描述的声学反馈和/或振动反馈。在一些实施例中,可以基于不同步信号来选择(例如,从存储在存储介质59上的查找表)或计算偏置62的值。

图4a是用于提高图1的飞行器10上的两个发动机16a、16b的同步的另一示例性设备56的示意性表示。在此特定实施例中,输入70(来自图3)是呈经由一个或多个传感器72(在下文被称为“传感器72”)获取的振动或声学反馈测量值(例如,信号)的形式。在振动反馈70的情况下,传感器72可以包括振动传感器(例如,加速度计、位置传感器、速度传感器),所述振动传感器可以被配置成感测飞行器10的组件的振动。举例来说,传感器72可以被配置成感测机体组件(例如,机舱74的内壁)的振动,其中此类振动可以指示每个发动机16a、16b的第二转子的旋转速度差异。在声学反馈70的情况下,传感器72可以被配置成从内部乘客舱74捕获噪声。在各种实施例中,传感器72可以包括麦克风或声压传感器。

图4a还包括沿着图1的线4-4取得的飞行器10的机身14的横截面视图,其说明机舱74内部。在此实施例中,在声学反馈70的情况下,反馈70可以不是依据转/分钟而是通过从乘客舱74内可听到的噪声差拍来提供每个发动机16a、16b的第二转子的旋转速度差异的某一量化。如上文提及,可听噪声差拍可以是烦人的且影响乘客舒适度,在噪声差拍具有(例如)五(5)秒以下的相对短的周期的情况下尤其如此。因此,设备56可以被配置成从声学反馈70提取差拍周期,且使用所述差拍周期来作为确定合适的偏置62以将所述差拍周期充分增加到较不让乘客烦恼的值的基础。举例来说,具有高于五(5)秒的差拍周期或者基本上消除噪声差拍可能是合意的。在一些实施例中,声学反馈70可以包括不与发动机同步相关的其他可听噪声,且可以使用已知或其他方法来忽略或滤除此类其他噪声。在一些实施例中,可以使用声学反馈70来执行相应的lp转子34和/或hp转子38之间的相位调整,如下文所描述。

图4b是用于提高图1的飞行器10上的两个发动机16a、16b的同步的另一示例性设备56的示意性表示。在此特定实施例中,输入70(来自图3)是呈经由每个发动机16a、16b的振动传感器53a和53b中的一者或多者而获取的振动测量值70a、70b的形式。振动测量值70a、70b可以指示取决于振动传感器53a和/或53b的位置的相应的lp转子34和/或hp转子38的相应旋转速度。因此,振动测量值70a、70b可以用于提高发动机16a、16b的同步的目的,如本文中所描述。在各种实施例中,可以使用振动测量值70a、70b以作为在图4a中说明的声学和/或振动反馈70的补充或代替。在一些情形中,根据已知或其他方法向振动测量值70a、70b应用某一过滤可为合意的,以便提取与确定不同的发动机16a、16b的相应的lp转子34和/或hp转子38的旋转速度差异相关的数据。在一些实施例中,将振动测量值70a、70b组合在一起以便执行相应的lp转子34和/或hp转子38之间的相位调整可为合意的,如下文所描述。

在各种实施例中,设备56可以被配置成连续地监视反馈70且确定适合于将差拍周期保持充分长的偏置62,或者设备56可以由飞行器10的飞行员或维护人员选择性地启动或停止,以确定合适的恒定偏置62来供eec50随后使用。举例来说,当确定当前偏置62不再合适时,可以启动设备56以确定新的偏置62。

图5a和图5b示出分别说明未经过滤的反馈70和经过滤的反馈70的两个曲线图。如上文阐释,可以根据已知或其他方法对反馈70执行某一过滤以便从反馈70提取相关信息。图5a示出呈相对于时间而绘制的分贝的形式的示例性未经过滤的声学反馈70。图5b示出呈相对于时间而绘制的分贝的形式的示例性经过滤的声学反馈70。图5b更清楚地示出由飞行器机舱74内的振幅调制而导致的差拍76。差拍76可以具有振幅a和周期t,如图5b中说明。可以通过设备56对反馈70进行合适的过滤。替代地,可以向设备56提供呈经过滤的形式的反馈70。举例来说,可以从待调整/控制的适用的转子34、38的旋转速度以+/-10hz向未经过滤的反馈70应用合适的带通过滤器。

即使在图5a和图5b中示出的示例性反馈是声学测量值特有的,但应理解,分别来自第一发动机16a和第二发动机16b的振动信号70a和70b与来自机体组件的振动反馈70的组合可以提供在功能上类似于在图5a和图5b中示出的反馈的未经过滤和经过滤的反馈70。举例来说,应理解,还可以使用振动测量值70a、70b的组合来识别可以对应于在图5b中示出的噪声差拍76和/或与所述噪声差拍相关联的振动差拍。

图6说明第一发动机16a的lp转子34或hp转子38的相位调整与第二发动机16b的对应的lp转子34或hp转子38的相位调整。可以基于声学反馈70、振动反馈70和/或第一振动测量值70a与第二振动测量值70b的组合来进行相位调整,如上文阐释。可以进行相位调整以在lp转子34和/或hp转子38同步之后获得较低噪声水平。出于下文阐释的目的,参考声学噪声,但应理解,还可以使用振动测量值70a、70b来实现相位调整。由于振幅调制,经由麦克风72获得的经过滤噪声可以展现界定较高噪声水平的峰和较低噪声水平的谷的差拍76。因此,如果在对应于峰(较高噪声水平)的时间处完成lp转子34和/或hp转子38的同步,那么可以减少或消除差拍76,但所得的噪声水平可以是较高噪声水平(例如,72db左右,如图6中所示)。相反地,如果在对应于谷(较低噪声水平)的时间处完成lp转子34和/或hp转子38的同步,那么可以减少或消除差拍76,但所得的噪声水平可以是较低噪声水平(例如,58db左右,如图6中所示)。实现lp转子34和/或hp转子38的速度同步的时间(即,lp转子34和/或hp转子38之间的相位角)可以影响同步之后的噪声水平。

图6说明实例,其中两个发动机的lp转子34和/或hp转子38之间的0度相位角对应于较高噪声水平,且所述两个发动机的lp转子34和/或hp转子38之间的90度相位角对应于较低噪声水平。因此,在基本上对应于较低噪声水平的时间处应用lp转子34和/或hp转子38的同步可为合意的,以便获得同步之后的较低噪声水平。参考图3、图4a和图4b,偏置62的施加和/或输出66的产生或使用可以基于反馈70,使得可以在所要时间处实现实质同步,从而获得lp转子34和/或hp转子38之间的所要相位角,且进而进一步降低噪声水平。

图7是说明用于提高飞行器10上的两个或更多个发动机16a、16b的同步的示例性方法700的流程图。可以使用上文描述的设备56至少部分基于机器可读指令60来执行方法700或其部分。替代地,可以使用具有与本文公开的配置不同的配置的设备来执行方法700或其部分。可以结合飞行器发动机16a、16b来执行方法700,所述发动机16a、16b各自具有第一转子(例如,lp转子34或hp转子38中的一者)和第二转子(例如,lp转子34或hp转子38中的另一者),其中已经使用已知方法使第一发动机16a的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)基本上与第二发动机16b的对应的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)同步。

如本文参考,第一转子表示已经使用已知方法同步的第一转子,且第二转子表示用于使第一转子同步的已知同步方法未考虑到的另一转子,如果所述两个转子未充分同步,所述已知同步方法仍然可能会导致一些问题(例如,可听噪声差拍)。本文参考的第一和第二转子不特定分别与lp转子34和hp转子38相关。举例来说,现有的已知同步方法可以基于使lp转子34一起同步或使hp转子38一起同步。因此,本文参考的第一和第二转子可以表示lp转子34或hp转子38。类似地,本文参考的第一和第二发动机不分别与任何特定发动机相关,且不暗示任何次序,而是如此提及以便仅仅在两个发动机16a、16b之间进行区分。

方法700可以包括:接收可用于控制第一发动机16a的被感测参数64的值(参看框702);向所述值添加偏置62(参看框704)且使用所述经偏置值来控制第一发动机16a(参看框706)。被感测参数64可以指示以下各者中的一者:第一发动机16a的入口46处的空气的温度、压力高度和来自第一发动机16a的引气的流量。对第一发动机16a的控制可以导致第一发动机16a的第二转子的旋转速度相对于第一发动机16a的第一转子的旋转速度的变化(即,改变比率n1/n2),且进而减小第一发动机16a的第二转子与第二发动机16b的第二转子之间的旋转速度差异。可以基于被感测参数64来确定偏置62。

方法700可以包括基于第一发动机16a的第二转子与第二发动机16b的第二转子之间的旋转速度差异来确定偏置62。如上文阐释,旋转速度差异的此指示可以表示量化,例如不同的每分钟转数(rpm)或可听噪声差拍的周期。因此,方法700可以包括接收基于从飞行器10的机舱74内获取的声学测量值的声学反馈70。声学反馈70可以指示可听差拍的周期。可以基于声学反馈70来确定偏置62。

反馈70可以基于从第一发动机16a获取的第一振动测量值70a和从第二发动机16b获取的第二振动测量值70b。举例来说,反馈70可以基于第一振动测量值70a与第二振动测量值70b的组合。

如上文阐释,方法700可以包括基于反馈70来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而使用经偏置值62来控制第一发动机16a。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机16a的第二转子与第二发动机16b的第二转子之间的优选相位角。所述优选的同步时间可以对应于由反馈70指示的较低噪声水平的时间。

可以使用反馈回路自动地确定偏置62。在各种实施例中,可以连续地或间歇地确定偏置62。在一些实施例中,偏置62可以是在整个飞行阶段期间或在飞行器10的多个飞行循环期间使用的恒定偏置。在一些实施例中,可以从飞行器10的飞行员或从维护人员接收偏置62。

图8是说明用于提高飞行器10上的两个或更多个发动机16a、16b的同步的另一示例性方法800的流程图。上文描述的方法700的各方面还可以适用于方法800,且反之亦然。可以使用上文描述的设备56至少部分基于机器可读指令60来执行方法800或其部分。替代地,可以使用具有与本文公开的配置不同的配置的设备来执行方法800或其部分。可以结合飞行器发动机16a、16b来执行方法800,所述发动机16a、16b各自具有第一转子(例如,lp转子34或hp转子38中的一者)和第二转子(例如,lp转子34或hp转子38中的另一者),其中已经使用已知方法使第一发动机16a的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)基本上与第二发动机16b的对应的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)同步。

方法800可以包括:接收指示第一发动机16a的第二转子和第二发动机16b的第二转子具有不同旋转速度的不同步信号(参看框802);基于所述不同步信号,确定将向可用于控制第一发动机16a的被感测参数64添加的偏置62(参看框804);以及产生输出66,所述输出66被配置成指导第一发动机16a的eec50使用偏置62与被感测参数64来控制第一发动机16a(参看框806)。如上文阐释,输出66可以将偏置62和/或被偏置的被感测参数(即,被感测参数64+偏置62)传递到eec50。被感测参数64可以指示以下各者中的一者:第一发动机16a的入口46处的空气的温度、压力高度和来自第一发动机16a的引气的流量。使用偏置62与被感测参数64可以引起第一发动机16a的第二转子的旋转速度相对于第一发动机16a的第一转子的旋转速度的变化(即,改变比率n1/n2)。可以基于被感测参数64来确定偏置62。

所述不同步信号可以指示旋转速度差异的量值。举例来说,所述不同步信号可以基于从飞行器10的机舱74内获取的声学测量值。举例来说,所述不同步信号可以指示机舱74内的可听差拍的周期。

如上文阐释,可以从存储介质59中的查找表检索偏置62。在一些实施例中,可以使用反馈回路自动地确定偏置。

图9是说明用于提高飞行器10上的两个或更多个发动机16a、16b的同步的另一示例性方法900的流程图。上文描述的方法700和800的各方面还可以适用于方法900,且反之亦然。可以使用上文描述的设备56至少部分基于机器可读指令60来执行方法900或其部分。替代地,可以使用具有与本文公开的配置不同的配置的设备来执行方法900或其部分。可以结合飞行器发动机16a、16b来执行方法900,所述发动机16a、16b各自具有第一转子(例如,lp转子34或hp转子38中的一者)和第二转子(例如,lp转子34或hp转子38中的另一者),其中已经使用已知方法使第一发动机16a的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)基本上与第二发动机16b的对应的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)同步。

方法900可以包括:接收指示第一发动机16a的第二转子和第二发动机16b的第二转子具有不同旋转速度的声学反馈70(参看框902);基于声学反馈70来确定将向可用于控制第一发动机16a的被感测参数64添加的偏置62(参看框904);以及产生输出66,所述输出66被配置成指导第一发动机16a的eec50使用偏置62与被感测参数64来控制第一发动机16a,进而引起第一发动机16a的第二转子的旋转速度相对于第一发动机16a的第一转子的旋转速度的变化(参看框906)。如上文阐释,输出66可以将偏置62和/或被偏置的被感测参数(即,被感测参数64+偏置62)传递到eec50。

在各种实施例中,被感测参数64可以指示以下各者中的一者:第一发动机16a的入口46处的空气的温度、压力高度和来自第一发动机16a的引气的流量。再次地,可以基于被感测参数64的值来确定偏置62。

声学反馈70可以基于在飞行器10的机舱74内获取的声学测量值。举例来说,声学反馈70可以指示可听差拍的周期,且可以用于在反馈回路中自动地确定偏置62,以便维持在不大打扰乘客的范围内测得的可听差拍的周期。

图10是说明用于提高飞行器10上的两个或更多个发动机16a、16b的同步的另一示例性方法1000的流程图。上文描述的方法700、800和900的各方面还可以适用于方法1000,且反之亦然。可以使用上文描述的设备56至少部分基于机器可读指令60来执行方法1000或其部分。替代地,可以使用具有与本文公开的配置不同的配置的设备来执行方法1000或其部分。可以结合飞行器发动机16a、16b来执行方法1000,所述发动机16a、16b各自具有第一转子(例如,lp转子34或hp转子38中的一者)和第二转子(例如,lp转子34或hp转子38中的另一者),其中已经使用已知方法使第一发动机16a的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)基本上与第二发动机16b的对应的第一转子的旋转速度(例如,n1或n2)同步。

方法1000可以包括:接收指示第一发动机16a的第二转子和第二发动机16b的第二转子具有不同旋转速度的反馈70(参看框1002),其中反馈70是基于从第一发动机16a获取的第一振动测量值70a和从第二发动机16b获取的第二振动测量值70b;基于反馈70来确定将向可用于控制第一发动机16a的被感测参数64添加的偏置62(参看框1004);以及产生输出66,所述输出66被配置成指导第一发动机16a的eec50使用偏置62与被感测参数64来控制第一发动机16a,进而引起第一发动机16a的第二转子的旋转速度相对于第一发动机16a的第一转子的旋转速度的变化。

反馈70可以基于第一振动测量值70a与第二振动测量值70b的组合。

方法1000可以包括基于反馈70来确定优选的同步时间,且基于所述优选的同步时间而使用经偏置值62来控制第一发动机16a。所述优选的同步时间可以对应于第一发动机16a的第二转子与第二发动机16b的第二转子之间的优选相位角。所述优选的同步时间可以对应于由反馈70指示的较低噪声水平的时间。

应理解,本文公开的相位调整方法还可以用于提高第一发动机16a的第一转子与第二发动机16b的第一转子的同步。举例来说,可以使用所述相位调整方法来提高飞行器10上的两个涡轮风扇发动机16a、16b的同步,其中每个涡轮风扇发动机包括转子34、38。此方法可以包括:接收指示第一发动机16a的转子34或38和第二发动机16b的转子34或38具有不同旋转速度的反馈70;产生输出66,所述输出66被配置成指导第一发动机16a的eec50控制第一发动机16a,以引起第一发动机16a的转子34或38的旋转速度相对于第二发动机16b的转子34或38的旋转速度的变化,且使第一发动机16a的转子34或38基本上与第二发动机16b的转子34或38同步;以及基于反馈70来确定优选的同步时间且基于所述优选的同步时间而产生输出66。

所述优选的同步时间可以对应于第一发动机16a的转子34或38与第二发动机16b的转子34或38之间的优选相位角。反馈70可以指示对应于较高噪声水平的第一时间和对应于较低噪声水平的第二时间。所述优选的同步时间可以对应于较低噪声水平的时间。

以上描述打算仅是示例性的,且本领域技术人员将认识到,在不脱离所公开的本发明的范围的情况下,可以对实施例作出改变。举例来说,本文中所描述的流程图和图式中的框和/或操作仅用于实例的目的。在不脱离本公开的教导的情况下,这些框和/或操作可能存在许多变化。例如,可以通过不同次序执行框,或者可以添加、删除或修改框。在不脱离权利要求书的标的的情况下,可以通过其他特定形式来体现本公开。而且,虽然本文公开和示出的设备、组件和方法可以包括特定数目的元件,但可以修改所述设备、组件和方法以包括额外的或更少的此类元件。本公开还意在涵盖且包括技术上的所有合适的改变。鉴于对本公开的检视,本领域技术人员将明白属于本发明的范围的修改,且此类修改意在属于所附权利要求书。而且,权利要求书的范围不应受到实例中陈述的优选实施例限制,而是应被整体给予与描述一致的最广泛的解释。

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