用于飞行器的螺旋桨控制系统的制作方法

本主题大体上涉及可变桨距螺旋桨组件，且更具体地涉及用于可变桨距螺旋桨组件的控制系统。

背景技术：

用于飞行器的可变桨距螺旋桨组件可操作地配置成调整螺旋桨组件的螺旋桨叶片穿过多个叶片角。以此方式，螺旋桨叶片可调整至优化给定飞行状态下的发动机性能的螺旋桨叶片角。为了调整螺旋桨叶片的螺旋桨叶片角，可变桨距螺旋桨组件通常包括桨距控制单元。某些桨距控制单元可包括由电动液压伺服阀(ehsv)控制的主桨距控制阀或调节器。基于一个或多个输入信号，主控制阀有选择地允许一定量液压流体流至定位在螺旋桨组件内的变桨促动组件或从其排出。通过改变变桨促动组件中的液压流体量，螺旋桨叶片的叶片角可设置成期望的桨距。

对于恒速可变桨距螺旋桨组件，桨距控制单元配置成响应于变化的飞行状态，通过调整螺旋桨叶片角而改变螺旋桨上的负载来保持恒定发动机速度。具体而言，主控制阀调制螺旋桨叶片的桨距来保持参考速度。在一些情况中，螺旋桨组件可经历超速状态，这在螺旋桨rpm增大到高于参考速度时发生，且在一些情况中，螺旋桨组件可经历欠速状态，这在螺旋桨rpm降低到低于参考速度时发生。在经历超速或欠速状态时，主控制阀控制穿过系统的液压流体流，使得螺旋桨组件回到给定速度状态，或发动机的实际rpm与参考速度相同的状态。

然而，在一些情况中，在螺旋桨组件经历超速状态时，主控制阀可能失效或可能不响应。为了防止螺旋桨组件达到破坏性超速状态，桨距控制单元通常包括超速调节器。超速调节器在螺旋桨速度达到通常高于参考速度的超速参考值时介入，且以一种方式调整桨距，使得沿粗化(coarsening)方向超控主控制阀，且调节至超速参考值。过去，超速调节器通常是机械装置(例如，飞重调节器)。然而，此类常规机械超速调节器包括许多部分，增加了发动机重量，且通常包括用于确保超速调节器的正确操作的超速测试部件(例如，螺线管测试阀)。超速调节器和超速测试部件的重量影响发动机的效率。这样产生了较大的不利影响，因为超速调节器和测试部件使用相对不频繁。

此外，一些可变桨距螺旋桨组件构造为顺桨螺旋桨组件。此类顺桨螺旋桨组件通常包括螺线管操作的顺桨阀。螺线管操作的顺桨阀可操作地配置成将螺旋桨组件切换到完全顺桨模式。顺桨模式可由驾驶员通过专用驾驶舱开关命令，可在正常停机之后由发动机控制器命令，或可在发动机熄火或检测到非预期突然动力降低时由发动机控制器自动地命令(即，自动顺桨)。此类常规螺线管操作的顺桨阀和所附感测部件可增加发动机的重量，这影响发动机的效率。这样产生了较大的不利影响，因为顺桨阀使用相对不频繁。

因此，需要解决这些挑战中的一个或多个的改善的螺旋桨控制系统和/或其方法。

技术实现要素：

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践而得知。

在一个示例性方面中，本主题针对一种限定轴向方向、径向方向和圆周方向的发动机。发动机包括由发动机驱动的可变桨距螺旋桨组件。螺旋桨包括围绕轴向方向可旋转且沿圆周方向间隔开的多个螺旋桨叶片，每个螺旋桨叶片可围绕分别沿径向方向延伸的其相应变桨轴线延伸穿过多个叶片角。发动机还包括螺旋桨控制系统，控制系统包括用于调整多个螺旋桨叶片穿过多个叶片角的变桨促动组件。螺旋桨控制系统还包括桨距控制单元。桨距控制单元包括配置成有选择地允许液压流体流至或流自变桨促动组件的主控制阀。桨距控制单元还包括配置成有选择地允许液压流体流至或流自变桨促动组件的保护控制阀。桨距控制单元还包括与主控制阀和保护控制阀通信地联接的控制器，其中控制器配置成：确定发动机的状态；以及至少部分地基于发动机的状态控制保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体流至或流自变桨促动组件。

在一些实施例中，该状态是超速状态。

在一些实施例中，该状态是发动机故障状态，以及以其中受控量的液压流体是足以将螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

在又一些实施例中，控制器配置成如果状态是超速状态或发动机故障状态则控制保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体流至或流自变桨促动组件。

在一些实施例中，保护控制阀由电动液压伺服阀控制。

在一些实施例中，主控制阀由电动液压伺服阀控制。

在一些实施例中，保护控制阀由电动液压伺服阀控制，且主控制阀由电动液压伺服阀控制。

在又一些实施例中，控制器配备有全权数字发动机和螺旋桨控制。

在一些实施例中，螺旋桨控制系统还包括可与螺旋桨叶片一齐围绕轴向方向旋转的旋转部件。螺旋桨控制系统还包括用于感测旋转部件的转速的主速度传感器，主速度传感器与控制器通信地联接。螺旋桨控制系统还包括用于感测旋转部件的转速的保护速度传感器，保护速度传感器与控制器通信地联接。

在又一个示例性方面中，本主题针对一种用于由限定轴向方向、径向方向和圆周方向的发动机驱动的可变桨距螺旋桨组件的螺旋桨控制系统。可变桨距螺旋桨组件包括围绕轴向方向可旋转且沿圆周方向间隔开的多个螺旋桨叶片，每个螺旋桨叶片可围绕分别沿径向方向延伸的其相应变桨轴线延伸穿过多个叶片角。螺旋桨控制系统包括用于调整多个螺旋桨叶片穿过多个叶片角的变桨促动组件。螺旋桨控制系统还包括桨距控制单元。桨距控制单元包括配置成有选择地允许液压流体流至或流自变桨促动组件的主控制阀。桨距控制单元还包括配置成有选择地允许液压流体流至或流自变桨促动组件的保护控制阀。螺旋桨控制系统还包括与主控制阀和保护控制阀通信地联接的控制器，其中控制器配置成：确定发动机的状态，其中状态是超速状态或发动机故障状态中的一者；以及至少部分地基于确定的状态控制保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体至变桨促动组件。

在一些实施例中，当状态是发动机故障状态时，受控量的液压流体是足以将螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

在一些实施例中，控制器包括用于控制保护控制阀的保护逻辑模块，以及其中保护逻辑模块包括超速逻辑模块和顺桨逻辑模块。

在一些实施例中，螺旋桨控制系统还包括可与螺旋桨叶片一齐围绕轴向方向旋转的旋转部件。螺旋桨控制系统还包括用于感测旋转部件的转速的保护速度传感器，保护速度传感器与控制器通信地联接。此外，螺旋桨控制系统还可包括保护叶片角反馈传感器来用于感测旋转部件的轴向位置，使得可确定螺旋桨叶片的叶片角，保护叶片角反馈传感器与控制器通信地联接。

在一些实施例中，保护控制阀由电动液压伺服阀控制。

在一些实施例中，主控制阀由电动液压伺服阀控制。

在一些实施例中，保护控制阀由电动液压伺服阀控制，且主控制阀由电动液压伺服阀控制。

在另一个示例性方面中，本主题针对一种使用螺旋桨控制系统来控制由动力设备驱动的可变桨距螺旋桨组件的方法，动力设备限定轴向方向和径向方向，且包括控制器。可变桨距螺旋桨组件包括多个螺旋桨叶片，叶片可围绕轴向方向旋转，且可围绕分别沿径向方向延伸的其相应变桨轴线调整。螺旋桨控制系统包括用于围绕其相应的变桨轴线促动螺旋桨叶片的变桨促动组件，以及桨距控制单元，桨距控制单元包括都与控制器通信地联接的主控制阀和保护控制阀两者。主控制阀和保护控制阀分别配置成有选择地控制液压流体流至或流自变桨促动组件。该方法包括操作动力设备；确定动力设备的状态；以及至少部分地基于确定的状态来控制保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体流至或流自变桨促动组件。

在一些实施方式中，在确定状态期间，该方法还包括获得指出动力设备的动力设置的一个或多个信号；获得指出螺旋桨叶片围绕轴向方向的转速的一个或多个信号；以及将动力设置与螺旋桨叶片的转速相比较。

在一些实施方式中，状态是动力设备故障状态，以及其中在确定动力设备的状态期间，该方法还包括获得指出动力设备的动力设置的一个或多个信号；获得指出动力设备的转矩输出的一个或多个信号；以及将动力设置与动力设备的转矩输出相比较。在这些实施例中，当保护控制阀有选择地允许受控量的液压流体流至或流自变桨促动组件时，受控量是足以将螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

本申请技术方案1涉及一种限定轴向方向、径向方向和圆周方向的发动机，所述发动机包括由所述发动机驱动的可变桨距螺旋桨组件，所述发动机包括：

多个螺旋桨叶片，其围绕所述轴向方向可旋转且沿所述圆周方向间隔开，每个螺旋桨叶片可围绕其各自的变桨轴线旋转穿过多个叶片角，每个变桨轴线分别沿所述径向方向延伸；

螺旋桨控制系统，其包括：

变桨促动组件，其用于调整所述多个螺旋桨叶片穿过所述多个叶片角；

桨距控制单元，其包括：

主控制阀，其配置成有选择地允许液压流体流至或流自所述变桨促动组件；

保护控制阀，其配置成有选择地允许液压流体流至或流自所述变桨促动组件；

控制器，其与所述主控制阀和所述保护控制阀通信地联接，其中所述控制器配置成：

确定所述发动机的状态；以及

至少部分地基于所述发动机的状态来控制所述保护控制阀，以有选择地允许受控量的液压流体流至或流自所述变桨促动组件。

本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述状态是超速状态。

本申请技术方案3涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述状态是发动机故障状态，以及其中所述受控量的液压流体是足以将所述螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

本申请技术方案4涉及根据技术方案1的发动机，其中所述控制器配置成如果所述状态是超速状态或发动机故障状态则控制所述保护控制阀来有选择地允许所述受控量的液压流体流至或流自所述变桨促动组件。

本申请技术方案5涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述保护控制阀由电动液压伺服阀控制。

本申请技术方案6涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述主控制阀由电动液压伺服阀控制。

本申请技术方案7涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述控制器配备有全权数字发动机和螺旋桨控制。

本申请技术方案8涉及根据技术方案1所述的发动机，其中所述螺旋桨控制系统还包括：

与所述螺旋桨叶片一齐围绕所述轴向方向可旋转的旋转部件；

用于感测所述旋转部件的转速的主速度传感器，所述主速度传感器与所述控制器通信地联接；以及

用于感测所述旋转部件的转速的保护速度传感器，所述保护速度传感器与所述控制器通信地联接。

本申请技术方案9涉及一种用于由限定轴向方向、径向方向和圆周方向的发动机驱动的可变桨距螺旋桨组件的螺旋桨控制系统，所述可变桨距螺旋桨组件包括围绕所述轴向方向可旋转且沿所述圆周方向间隔开的多个螺旋桨叶片，每个螺旋桨叶片围绕其各自变桨轴线可旋转穿过多个叶片角，每个变桨轴线沿所述径向方向延伸；所述螺旋桨控制系统包括：

变桨促动组件，其用于调整所述多个螺旋桨叶片穿过所述多个叶片角；

桨距控制单元，其包括：

配置成有选择地允许液压流体流至或流自所述变桨促动组件的主控制阀；

配置成有选择地允许液压流体流至或流自所述变桨促动组件的保护控制阀；

与所述主控制阀和所述保护控制阀通信地联接的控制器，其中所述控制器配置成：

确定所述发动机的状态，其中所述状态是超速状态和发动机故障状态中的一者；以及

至少部分地基于确定的状态控制所述保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体流至或流自所述变桨促动组件。

本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的螺旋桨控制系统，其中所述状态是发动机故障状态，所述受控量的液压流体是足以将所述螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

本申请技术方案11涉及根据技术方案9所述的螺旋桨控制系统，其中所述控制器包括用于控制所述保护控制阀的保护逻辑模块，以及其中所述保护逻辑模块包括超速逻辑模块和顺桨逻辑模块。

本申请技术方案12涉及根据技术方案9所述的螺旋桨控制系统，其中所述螺旋桨控制系统还包括：

与所述螺旋桨叶片一齐围绕所述轴向方向可旋转的旋转部件；

用于感测所述旋转部件的转速的保护速度传感器，所述保护速度传感器与所述控制器通信地联接；以及

用于感测所述旋转部件的轴向位置而使得能够确定所述螺旋桨叶片的叶片角的保护叶片角反馈传感器，所述保护叶片角反馈传感器与所述控制器通信地联接。

本申请技术方案13涉及根据技术方案9所述的螺旋桨控制系统，其中所述保护控制阀由电动液压伺服阀控制。

本申请技术方案14涉及一种用于使用螺旋桨控制系统控制由动力设备驱动的可变桨距螺旋桨组件的方法，所述动力设备限定轴向方向和径向方向，且包括控制器，所述可变桨距螺旋桨组件具有围绕所述轴向方向可旋转且围绕其各自相应变桨轴线可调整的多个螺旋桨叶片，每个变桨轴线沿所述径向方向延伸，所述螺旋桨控制系统包括用于围绕其相应变桨轴线促动所述螺旋桨叶片的变桨促动组件，以及包括都与所述控制器通信地联接的主控制阀和保护控制阀两者的桨距控制单元，所述主控制阀和所述保护控制阀分别构造成有选择地控制液压流体流至或流自所述变桨促动组件，所述方法包括：

操作所述动力设备；

确定所述动力设备的状态；以及

至少部分地基于确定的状态控制所述保护控制阀来有选择地允许受控量的液压流体流至或流自所述变桨促动组件。

本申请技术方案15涉及根据技术方案14所述的方法，其中在确定所述状态期间，所述方法还包括：

获得指示所述动力设备的动力设置的一个或多个信号；

获得指示所述螺旋桨叶片围绕所述轴向方向的转速的一个或多个信号；以及

将所述动力设置与所述螺旋桨叶片的转速相比较。

本申请技术方案16根据技术方案14所述的方法，其中所述状态是动力设备故障状态，以及其中在确定所述动力设备的状态期间，所述方法还包括：

获得指出所述动力设备的动力设置的一个或多个信号；

获得指出所述动力设备的转矩输出的一个或多个信号；以及

将所述动力设置与所述动力设备的转矩输出相比较；以及

其中当所述保护控制阀有选择地允许所述受控量的液压流体流至或流自所述变桨促动组件时，所述受控量是足以将所述螺旋桨叶片定位在完全顺桨位置的量。

本申请技术方案17.涉及根据技术方案14所述的方法，其中所述保护控制阀由电动液压伺服阀控制。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，且连同所述描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本发明的完整和启发性公开内容，包括其最佳模式，本说明书参考了附图，在附图中：

图1提供根据本公开内容的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的侧视图；

图2提供图1中的燃气涡轮发动机的透视断面视图；

图3提供图1中的燃气涡轮发动机的示例性螺旋桨控制系统的示意图；

图4提供图1中的螺旋桨组件的示例性β管和螺旋桨变桨促动器的近视断面透视图；

图5提供图1中的燃气涡轮发动机的示例性控制器；以及

图6提供根据本公开内容的示例性实施例的示例性流程图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，在图中说明本发明的实施例的一个或多个实例。每个实例是为了解释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效物的范围内。

如本文中所使用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一部件与另一部件而并非意图表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。举例来说，“上游”是指流体从其流出的方向，而“下游”是指流体流到的方向。

本公开内容针对一种用于控制螺旋桨组件的多个螺旋桨叶片的桨距的螺旋桨控制系统及其方法。在一个示例性方面中，螺旋桨控制系统包括用于组合超速和顺桨保护功能的特征。具体而言，在一个示例性方面中，螺旋桨控制系统包括保护控制阀，其可操作地配置成保护螺旋桨组件和发动机免受超速状态，且在主桨距控制阀失效或不响应或操作状态另外需要其的情况下提供顺桨功能。保护控制阀与控制器通信地联接，控制器包括超速和顺桨逻辑模块。基于一个或多个螺旋桨速度反馈信号或一个或多个叶片角反馈信号(或两者)，使用超速和顺桨逻辑模块中的一个的控制器将一个或多个信号发送至保护控制阀，使得保护控制阀有选择地允许一定量的液压流体流至或流自螺旋桨组件的变桨促动组件。以此方式，如果主控制阀失效或不响应，则保护控制阀可保护螺旋桨组件和发动机免受破坏性超速状态或免于在发动机故障的情况下留在非顺桨位置。

通过将超速功能和顺桨功能组合到电子控制的保护控制阀中，可消除常规飞球超速调节器和其所附超速测试部件，以及常规单独螺线管操作的顺桨阀。显然，通过将超速功能和顺桨功能组合到保护控制阀中，可降低发动机或动力设备的重量。而且，在控制器控制保护超速和顺桨功能时，电子控制的保护控制阀提供更大的系统灵活性。换言之，可调整关于发动机何时在给定速度或超速中操作的阈值和设置值，或在实际发生发动机故障时，可调整这些阈值和设置。常规机械超速调节器和二元顺桨阀未提供此灵活性。

在另一个示例性方面中，螺旋桨控制系统还包括用于组合超速和顺桨保护功能的特征。通过组合超速和顺桨功能到电子控制的保护控制阀中，发动机的重量可降低且可实现附加的系统灵活性。

现在转到附图，参看图1和2，图1提供了示例性发动机的侧视图，且图2提供了根据本公开内容的示例性实施例的图1中的发动机的透视断面视图。如图1中所示，对于此实施例，发动机是构造为涡轮螺旋桨发动机的燃气涡轮发动机100。燃气涡轮发动机100限定了轴向方向a、径向方向r和围绕轴向方向a设置的圆周方向c(图2)。燃气涡轮发动机100大致沿着轴向方向a在第一端103和第二端105之间延伸，对于此实施例第一端和第二端分别是前端和后端。燃气涡轮发动机100通常包括发电机或芯部涡轮发动机104以及能够围绕轴向方向a旋转的螺旋桨组件106。燃气涡轮发动机100限定了沿着轴向方向a延伸穿过芯部涡轮发动机104和螺旋桨组件106的轴向中心线102。

如图2所示，芯部涡轮发动机104大体上包括呈串联流布置的压缩机段110、燃烧段112、涡轮段114和排气段116。芯部空气流动路径118从环形入口120延伸到排气段116的一个或多个排气出口122，使得压缩机段110、燃烧段112、涡轮段114和排气段116流体连通。

压缩机段110可以包括一个或多个压缩机，例如高压压缩机(hpc)和低压压缩机(lpc)。对于该实施例，压缩机段110包括四级轴向单离心式压缩机。具体地，压缩机包括压缩机定子轮叶和转子轮叶(未标记)的连续级，以及定位在定子轮叶和转子轮叶的轴向级的下游的螺旋桨(未标记)。燃烧段112包括逆流燃烧器(未标记)以及一个或多个燃料喷嘴(未示出)。涡轮段114可以限定一个或多个涡轮，例如高压涡轮(hpt)和低压涡轮(lpt)。对于该实施例，涡轮段114包括用于驱动压缩机段110的压缩机的两级hpt126。hpt126包括定子轮叶和涡轮轮叶(未标出)的两个连续级。涡轮段114还包括驱动螺旋桨变速箱134的三级自由或动力涡轮128，该螺旋桨变速箱继而驱动螺旋桨组件106(图1)。排气段116包括用于将燃烧产物引导至环境空气的一个或多个排气出口122。

仍参照图2，芯部涡轮发动机104可包括一个或多个轴。对于该实施例，燃气涡轮发动机100包括压缩机轴130和自由或动力轴132。压缩机轴130使涡轮段114与压缩机段110传动地联接，以驱动压缩机的旋转部件。动力轴132驱动地联接动力涡轮128以驱动螺旋桨变速箱134的齿轮系140，该螺旋桨变速箱的齿轮系继而经由转矩输出或螺旋桨轴136以降低的rpm操作性地向螺旋桨组件106提供动力和转矩。螺旋桨轴136的前端包括凸缘137，该凸缘提供用于螺旋桨组件106附接到芯部涡轮发动机104的安装界面。

螺旋桨变速箱134被包围在变速箱壳体138内。对于该实施例，壳体138包围行星齿轮系140，该行星齿轮系包括星形齿轮142和围绕星形齿轮142设置的多个行星齿轮144。行星齿轮144构造成围绕星形齿轮142旋转。环形齿轮146位于星形齿轮和行星齿轮142、144的轴向前方。随着行星齿轮144围绕星形齿轮142旋转，转矩和动力被传递到环形齿轮146。如图所示，环形齿轮146操作地联接到螺旋桨轴136或者以其他方式与螺旋桨轴136成一体。在一些实施例中，齿轮系140还可以包括附加的行星齿轮，该附加的行星齿轮径向地设置在多个行星齿轮144和星形齿轮142之间或者在多个行星齿轮144和环形齿轮146之间。另外，齿轮系140还可以包括附加的环形齿轮。

如上所述，芯部涡轮发动机104经由动力轴132将动力和转矩传递到螺旋桨变速箱134。动力轴132驱动星形齿轮142，星形齿轮142继而驱动行星齿轮144围绕星形齿轮142运动。行星齿轮144继而驱动与螺旋桨轴136操作地联接的环形齿轮146。这样，从动力涡轮128提取的能量支持螺旋桨轴136的操作，并且通过动力齿轮系140，动力轴132的相对高的rpm被减小到螺旋桨组件106的更合适的rpm。

此外，燃气涡轮发动机100包括一个或多个控制器250，控制器250控制芯部涡轮发动机104和螺旋桨组件106。对于该实施例，控制器250是配备有全权限数字发动机和螺旋桨控制(fadepc)的单个单元，用于提供芯部涡轮发动机104和螺旋桨组件106的全数字控制。在一些替代性实施例中，燃气涡轮发动机100可包括用于控制芯部涡轮发动机104和螺旋桨组件106的超过一个控制器。例如，在一些示例性实施例中，燃气涡轮发动机100可包括配备有全权限数字发动机控制(fadec)的发动机控制器和配备有全权限数字螺旋桨控制(fadpc)的螺旋桨控制器。在这些实施例中，发动机控制器和螺旋桨控制器通信联接。

对于图1和2的实施例中所示的控制器，控制器250可控制芯部涡轮发动机104和螺旋桨组件106的各种方面。例如，控制器250可接收来自感测或数据收集装置的一个或多个信号，且可至少部分地基于接收到的信号确定多个螺旋桨叶片150关于其相应变桨轴线的叶片角，以及其围绕轴向方向a的转速。控制器250可继而又基于此信号控制燃气涡轮发动机100的一个或多个部件。例如，至少部分地基于一个或多个速度或叶片桨距信号(或两者)，控制器250可操作地配置成控制一个或多个信号，使得一定量的液压流体可从燃气涡轮发动机100的变桨促动组件输送或返回，这将在本文中更详细描述。本文中同样将更详细描述控制器250的内部部件。

参照图1，在燃气涡轮发动机100的操作期间，由箭头148指示的一定量的空气横穿多个螺旋桨叶片150，多个螺旋桨叶片150沿周向方向c相互间隔开并围绕轴向方向a设置，对于此实施例更具体讲轴向方向a是轴向中心线102。螺旋桨组件106包括机头罩163，其气动轮廓促进通过多个螺旋桨叶片150的气流。机头罩163可与螺旋桨叶片150一起围绕轴向方向a旋转，并包围螺旋桨组件106的各个组件，例如，毂、螺旋桨变桨促动器、活塞/缸促动机构等。由箭头152指示的第一部分空气被引导或传送到芯部涡轮发动机104的外部以提供推进。由箭头154指示的第二部分空气被引导或传送通过燃气涡轮发动机100的环形入口120。

如图2所示，第二部分空气154通过环形入口120进入并向下游流动到压缩机区段110，在此实施例中这是沿轴向方向a的前向方向。空气154的第二部分在其朝向燃烧段112向下游流过压缩机部分110时逐渐被压缩。

由箭头156指示的压缩空气流入燃烧段112，在燃烧段中引入燃料，该燃料与至少一部分压缩空气156混合并且被点燃以形成燃烧气体158。燃烧气体158向下游流动到涡轮段114，引起涡轮段114的旋转部件旋转并且继而支持压缩机段110和/或螺旋桨组件106中相应联接的旋转部件的操作。具体地，hpt126从燃烧气体158中提取能量，从而引起涡轮叶片旋转。hpt126的涡轮叶片的旋转引起压缩机轴130旋转，且结果，压缩机的旋转部件围绕轴向方向a旋转。以类似方式，动力涡轮128从燃烧气体158获得能量，引起动力涡轮128的叶片围绕轴向方向a旋转。动力涡轮128的涡轮叶片的旋转引起动力轴132旋转，这继而又驱动螺旋桨变速箱134的动力齿轮系140.。螺旋桨变速箱134继而以降低的rpm和期望的转矩量将由动力轴132提供的动力传递到螺旋桨轴136。螺旋桨轴136继而驱动螺旋桨组件106，使得螺旋桨叶片150围绕轴向方向a旋转，并且更具体地在该实施例中围绕燃气涡轮发动机100的轴向中心线102旋转。由160表示的排气通过排气出口122离开芯部涡轮发动机104到达环境空气。

应该理解，本文描述的示例性燃气涡轮发动机100仅作为示例提供。例如，在其他示例性实施例中，发动机可以包括任何合适数量或类型的压缩机(例如反向流动和/或轴向压缩机)、涡轮、轴、级等。另外，在一些示例性实施例中，燃气涡轮发动机可以包括任何适合类型的燃烧器，并且可以不包括所示的示例性反向流动燃烧器。还要认识到，发动机可配置为任何适合类型的燃气涡轮发动机，包括例如涡轮轴发动机、涡轮喷气发动机等。而且，在其他实施例中，发动机可以被构造为往复式或活塞式发动机。另外，应当理解，本发明的主题可以应用于任何合适类型的螺旋桨或风扇构造，或者与任何适当类型的螺旋桨或风扇构造一起使用，包括例如牵引机和推动器构造。

此外，尽管上述的燃气涡轮发动机100是用于推进固定翼或旋翼飞行器的航空燃气涡轮发动机，但是燃气涡轮发动机可构造为用于任何数量的应用的任何合适类型的燃气涡轮发动机，如海洋应用。此外，本发明可用在具有可变桨距叶片的其它装置如风车上。螺旋桨组件106可以由于诸如空气或水的流体穿过螺旋桨组件106的多个叶片150而旋转。

图3提供根据本公开内容的示例性实施例的用于控制图1中的燃气涡轮发动机100的螺旋桨组件106的示例性螺旋桨控制系统200的示意图。如图3中所示，螺旋桨组件106由芯部涡轮发动机104通过螺旋桨轴136驱动。螺旋桨轴136继而又驱动毂162，多个螺旋桨叶片150从毂162沿径向方向r向外延伸。在螺旋桨轴136围绕轴向方向a旋转时，毂162继而又使螺旋桨叶片150围绕轴向方向a旋转。螺旋桨控制系统200包括用于控制螺旋桨叶片150围绕轴向方向a的转速和螺旋桨叶片150的桨距的特征，以及保护螺旋桨组件106的部件的特征。如图3中所示，对于该实施例，大体上，螺旋桨控制系统200包括变桨促动组件202、桨距控制单元204、动力杆206和控制器250。每一个将被依次论述。

大体上，变桨促动组件202可操作地配置成调整多个螺旋桨叶片150穿过多个叶片角。换言之，变桨促动组件202可操作地配置成使每个螺旋桨叶片150围绕沿径向方向r延伸的变桨轴线p(每条变桨轴线p关于对应的螺旋桨叶片150)旋转。对于图3中的示例性实施例，变桨促动组件202可操作地配置成使多个螺旋桨叶片150从低或细桨距旋转至高或粗桨距，例如，如，完全顺桨叶片角。此外，对于该示例性实施例，变桨促动组件202还可操作地配置成使多个螺旋桨叶片150旋转穿过反向桨距角，这可用于地面或滑行操作，特别是在飞行器包括多个发动机的情况下。就此而言，图3中所示的示例性螺旋桨组件106是可变桨距完全顺桨螺旋桨组件，且再更具体而言，螺旋桨组件构造为可变桨距恒速完全顺桨螺旋桨组件。

如图3中所示，对于该实施例，变桨促动组件202包括用于控制螺旋桨叶片150的桨距的单作用系统。然而，将认识到，在其它示例性实施例中，变桨促动组件202可为双作用系统。图3中的单作用系统变桨促动组件202包括壳体或缸166，其限定一个或多个室，且包围控制活塞168，控制活塞168可在缸166内沿轴向方向a平移。具体而言，如图所示，缸166和控制活塞168的外侧169限定第一室173，且缸166和控制活塞168的内侧167限定第二室174。控制活塞168沿轴向方向a将第一室173与第二室174分开。控制活塞168在其内侧169上由定位在第一室173内的顺桨弹簧172偏压，且由与一个或多个螺旋桨叶片150操作联接的配重182偏压。

如图3中进一步所示，控制活塞168与沿轴向方向a延伸的活塞杆184可操作地联接。具体而言，活塞杆184沿轴向方向a从螺旋桨组件106(其中活塞杆184连接到控制活塞168上)延伸到螺旋桨变速箱134。活塞杆184包围也沿轴向方向a(图4)延伸的油传递管或β管170。当螺旋桨叶片150围绕轴向方向a旋转时，活塞杆184和β管170同样围绕轴向方向a旋转。类似于活塞杆184，β管170至少部分地延伸到螺旋桨组件106中，且至少部分地延伸到定位在变速箱壳体138内的螺旋桨变速箱134中。为了控制螺旋桨叶片150的叶片角，液压流体(例如，油)可经由β管170和/或其它流体通道给送至第二室174(或双作用系统中的第一室173)，以沿轴向方向a平移控制活塞168。在一些实施例中，β管170可限定一个或多个孔口176，孔口176取决于期望的叶片桨距，允许液压流体从中空β管170流至第二室174。

仍参看图3，在燃气涡轮发动机100的操作期间，对于该示例性实施例，弹簧172和配重182沿轴向方向a(图3中的向右的方向)不断推动控制活塞168，使得朝粗或高桨距位置驱动与控制活塞168操作地联接的螺旋桨叶片150(例如，由活塞杆和联接到其上的促动杆)。

为了朝低或细桨距位置促动螺旋桨叶片150，一定量的液压流体输送至第二室174，使得足以克服弹簧172和配重182的偏压力的力施加到控制活塞168的内侧167上。控制活塞168的内侧167上的液压力沿轴向方向a(图3中向左的方向)促动控制活塞168。这继而又引起活塞杆184和被包围的β管170沿轴向方向a向前(或朝图3中的左侧)平移。当控制阀168沿轴向方向a向前移动时，螺旋桨叶片150旋转到更细桨距位置。

在期望将螺旋桨叶片150的角朝高桨距调整回时，第二室174内的一定量的液压流体返回或排除回发动机，使得弹簧172和配重182可沿轴向方向a(图3中向右的方向)向后推动控制活塞168。液压流体可经由β管170排放，且排至定位在螺旋桨变速箱134内的油传递轴承186。液压流体然后可排至槽或其它类似结构。

控制活塞168沿轴向方向a的平移继而又引起活塞杆184也沿轴向方向a平移。为了使螺旋桨叶片150围绕其相应的变桨轴线p移动，螺旋桨组件106包括变桨促动或螺旋桨变桨促动器178(图4)以变桨或促动螺旋桨叶片150。当控制活塞168沿轴向方向a平移时，在该实施例中可操作地联接到活塞杆184上的螺旋桨变桨促动器178使螺旋桨叶片150围绕其相应变桨轴线p旋转。因此，活塞杆184和β管170的轴向位置与螺旋桨叶片150的特定叶片角或角位置对应。

图4提供根据本公开内容的示例性实施例的活塞杆184和被包围的β管170，以及可操作地联接到其上的示例性螺旋桨变桨促动器178的近视断面透视图。如图所示，活塞杆184与螺旋桨变桨促动器178可操作地联接，促动器178在该实施例中包括促动杆180。促动杆180操作地联接到多个叶片150上，使得促动杆180沿着轴向方向a的移动使多个叶片150围绕其相应变桨轴线p移动或旋转。换言之，当活塞杆184和被包围的β管170沿轴向方向a平移(由控制活塞168的轴向位移引起)时，促动杆180也沿轴向方向a平移。这继而又引起多个叶片150围绕其相应变桨轴线p旋转，从而将螺旋桨叶片150的叶片角调整到期望的桨距。因此，通过控制第二室174内的液压流体的量，螺旋桨叶片150可由促动杆180控制成围绕其相应变桨轴线p穿过多个叶片角。

在一些示例性实施例中，将认识到，螺旋桨变桨促动器178可包括提供顺桨或变桨促动功能的附加或备选的结构。例如，此结构可包括使控制活塞168、活塞杆或其它可沿轴向位移的部件与螺旋桨叶片150联结的促动连杆机构。其它结构可包括与β管170和/或包围β管170的活塞杆184可操作地联接的轭和凸轮组件。任何适合的结构都可用于使螺旋桨叶片150围绕其相应变桨轴线p顺桨。换言之，可构想出用于将活塞杆184的平移运动转化成螺旋桨叶片150的旋转运动的任何已知的组件或结构。

转到图3，现在将在本文中描述螺旋桨控制系统200的示例性桨距控制单元204。大体上，桨距控制单元204可操作地配置成将一定量的液压流体提供至变桨促动组件202，使得变桨促动组件202可调整多个螺旋桨叶片150穿过多个叶片角。更具体而言，桨距控制单元204可操作地配置成从第二室174输送或返回一定量的液压流体，使得控制活塞168沿轴向方向a平移，这继而又沿轴向方向a驱动活塞杆184，引起螺旋桨变桨促动器178围绕其相应的变桨轴线p调整多个螺旋桨叶片150。

对于该实施例，桨距控制单元204包括定位在例如来自发动机的液压流体的润滑供应源212下游且与其流体连通的高压泵210。润滑供应源212构造成将例如油的液压流体供应至螺旋桨控制系统200。高压泵210可操作地构造成在液压流体从润滑供应源212向下游流至螺旋桨控制系统200的部件时提高液压流体的压力。润滑供应导管214提供润滑供应源212与高压泵210之间的流体连通。

泄压阀216定位在高压泵210下游，且与高压泵210流体连通。对于该示例性实施例，泄压阀216经由hp导管218与高压泵210流体连通。泄压阀216可操作地构造成调节螺旋桨控制系统200内的液压流体的压力。在hp导管218内的压力超过预定阈值的情况下，泄压阀216可从hp导管218排出一定量的液压流体。具体而言，作用于泄压阀216的阀芯上的液压流体的压力克服由泄压阀216的弹簧施加的弹簧偏压力，允许了一定量的液压流体从系统排出，如224指出。例如，液压流体然后可排除至润滑供应源212。

仍参看图3，桨距控制系统204包括主桨距控制阀230。主桨距控制阀230可操作地配置成在发动机操作期间调整螺旋桨叶片150的螺旋桨桨距或叶片角。对于该实施例，主控制阀230是由电动液压伺服阀(ehsv)232控制的滑阀型方向控制阀。

如图3中所示，主控制阀230定位在高压泵210下游，且与高压泵210流体连通。具体而言，主控制阀230经由hp导管218与高压泵210流体连通。来自高压泵210的高压液压流体的第一部分输送至主控制阀230。高压液压流体的第二部分输送至ehsv232，使得高压液压流体可用于促动滑阀型主控制阀230。以此方式，主控制阀230可有选择地控制液压流体流至或流自变桨促动组件202。具体而言，ehsv232控制主控制阀230的阀芯，以取决于螺旋桨操作的状态来促动或保持在零位置。有时，如果主控制阀230或ehsv232中存在过多液压流体，则流体可清除至润滑供应源212，例如，如224指出。

螺旋桨组件106在三个状态中的一个中操作，包括：给定速度状态、超速状态或欠速状态。给定速度状态在发动机在驾驶员设置的rpm下操作时发生。超速状态在发动机在高于驾驶员设置的rpm下操作时发生。举例来说，如果飞行器开始向下变桨到下降，则穿过螺旋桨叶片的空速增大。在此发生时，螺旋桨叶片不能完全吸收发动机动力，且结果，发动机rpm增大到高于期望的设置。另一方面，欠速状态在发动机在低于由驾驶员设置的rpm下操作时发生。举例来说，如果飞行器开始向上变桨到爬升，螺旋桨叶片的空速减小。在此发生时，发动机的rpm降到低于期望的设置。在正常操作期间，主控制阀230有选择地控制液压流体流至或流自变桨促动组件202，以保持发动机的rpm尽可能接近期望设置，或换言之，保持给定速度状态。

此外，对于该实施例，主控制阀230可操作地配置成在确定发动机故障状态时使螺旋桨叶片150顺桨到完全顺桨位置。例如，如果可操作地配置成感测螺旋桨轴136的输出转矩的转矩传感器280感测到转矩低于预定阈值，则对于该实例，确定发动机已经经历发动机故障状态。在确定发动机经历发动机故障状态时，主控制阀230可操作地构造成有选择地允许受控量的液压流体至变桨促动组件202，使得螺旋桨叶片150促动至完全顺桨位置。这防止了螺旋桨自转，且将阻力切割到最小值。

仍参看图3，桨距控制单元204还包括保护控制阀240。对于该实施例，保护控制阀240可操作地构造成在主控制阀230失效、变得不响应或错误地朝细桨距位置驱动螺旋桨叶片150的变桨的情况下接管超速保护功能。此外，对于该示例性实施例，保护控制阀240还可操作地构造成在确定发动机故障状态时(例如，这可通过感测发动机的不足转矩输出来确定)的预定时间之后使螺旋桨叶片150顺桨到完全顺桨位置。

如图3中所示，对于该实施例，保护控制阀240是滑阀型方向控制阀，其由电动液压伺服阀(ehsv)242控制。保护控制阀240定位在主控制阀230下游，且与主控制阀230流体连通。具体而言，保护控制阀240经由hp导管220与主控制阀230流体连通。来自高压泵的高压液压流体的一部分也输送至保护控制阀240的ehsv242，使得高压液压流体可用于促动滑阀类型的保护控制阀240。以此方式，保护控制阀240可有选择地控制液压流体流至和流自变桨促动组件202。具体而言，ehsv242在主控制阀230失效、变得不响应或错误地朝细桨距位置驱动螺旋桨叶片150的变桨的情况下控制保护控制阀240的阀芯。ehsv242取决于螺旋桨操作的状态，或如果发动机经历故障状态，则控制保护控制阀240的阀芯，以允许主控制阀与变桨促动组件202流体连通，或从变桨促动组件202经由排出口224排出流体。

变桨液压流体经由端口流出保护控制阀240，且向下游流至变桨促动组件202或地面β启用阀(gbev)270。流至变桨促动组件202的变桨液压流体然后可流至第二室174，使得控制活塞168可沿轴向方向a(沿图3中的向左方向)促动，使得螺旋桨叶片150可最终促动至更细的桨距位置。更具体而言，流出保护控制阀240的变桨液压流体向下游流至变桨促动组件202的油传递轴承186。变桨液压流体然后流过包围在活塞杆184内的β管170。变桨液压流体经由β管170从螺旋桨变速箱134流至由β管170限定的孔口176中的一个。变桨液压流体流过一个孔口176且进入第二室174中。变桨液压流体的体积将力施加到控制活塞168的内侧167上。当力足以克服弹簧172和配重182的偏压力时，控制活塞168沿轴向方向a(朝图3中的左侧的方向)平移。当控制活塞168沿轴向方向a移动时，活塞杆184也与控制活塞168一齐沿轴向方向a平移。与活塞杆184可操作地联接的螺旋桨变桨促动器178(图4)在活塞杆184沿轴向方向a平移时，围绕其相应变桨轴线p促动螺旋桨叶片150。

在主控制阀230失效、变得不响应或错误地朝细桨距驱动螺旋桨叶片150的变桨的情况下，或如果确定发动机故障状态，则保护控制阀240有选择地允许受控量的液压流体从变桨促动组件202排出。以此方式，第二室174内的变桨液压流体将由于压力损失而开始从室排出。当控制活塞168沿轴向方向a(沿向图3中的右侧的方向)平移时，如上文所述，螺旋桨叶片150移动到更粗或高的桨距位置。当螺旋桨叶片150的桨距移动到粗或高桨距位置时，螺旋桨叶片150能够更好吸收发动机动力，且结果，发动机rpm减小到期望的设置。结果，发动机可回到给定速度状态。

作为另一个实例，为了将螺旋桨叶片150促动到完全顺桨位置，保护控制阀240可从变桨促动组件202排出变桨液压流体。以此方式，允许第二室174内的液压流体排出室，使得控制活塞168由弹簧172和配重182朝完全顺桨位置偏压(即，对于该实施例，控制活塞168将沿轴向方向a平移到图3中的右侧最远的位置)。以此方式，螺旋桨叶片150可调整到完全顺桨位置。

如图3中所示，燃气涡轮发动机100可操作地联接的飞行器包括控制杆。具体而言，对于该实施例，飞行器包括动力杆206。动力杆206可设置在飞行范围fr内或地面范围gr内。在一些实施例中，燃气涡轮发动机100可操作地联接到其上的飞行器包括其它控制杆，例如，如，调节杆、螺旋桨控制杆、混合杆，等。

仍参看图3，桨距控制单元204还包括gbev270，其由地面β启用螺线管(gbes)272控制。gbev270可操作地配置成在动力杆206在飞行范围中时防止螺旋桨组件106驱动到地面范围。具体而言，当动力杆206设置在飞行范围中时，gbes272防止gbev270促动到允许螺旋桨组件106的地面启用功能的位置。例如，当螺旋桨组件106是反向变桨螺旋桨组件时，gbes272防止gbev270允许螺旋桨叶片150的反向变桨。将认识到，操作具有在反向桨距位置的其螺旋桨叶片的螺旋桨组件大体上不是期望的，且可能是灾难性的。因此，gbes272防止了gbes272的这种意外促动。

当动力杆206在地面范围时，gbes272允许gbev270促动，使得螺旋桨叶片150可促动到反向桨距。螺旋桨叶片150的可能对于多发动机飞行器是期望的，例如，在飞行器试图相对急转弯或掉头时。在此实例中，一个发动机的螺旋桨组件可具有定位成正角(即，使得产生向前的推力)的其螺旋桨叶片，且一个发动机可具有定位成负角(即，使得产生向后的推力)的其螺旋桨叶片。以此方式，可更容易地执行转向动作。

如图3中进一步所示，gbev270与保护控制阀240流体连通。更具体而言，gbev270经由变桨供应导管220与保护控制阀240流体连通。在变桨液压流体流出保护控制阀240之后，变桨液压流体的一部分流至gbev270。如图3中进一步所示，gbev270还与油传递轴承186流体连通。在一些实施例中，当地面范围未由动力杆206选择时，主控制阀230和保护控制阀240可促动到一个位置，使得变桨液压流体停止从这两个阀流动。因此，gbev270可采用有选择地控制一定量的变桨液压流体至变桨促动组件202的操作。为了防止将螺旋桨叶片150促动到负叶片角，液压流体从第二室174经由gbev排出，以防止朝较细桨距的运动。液压流体可沿β管170流动且流至定位在油传递轴承186内的地面廊道222。液压流体然后可流回gbev270，使得液压流体如224所示可最终排出。例如，液压流体可排出且排除回到润滑供应源212。

此外，gbes272经由hp导管218与高压泵210流体连通。以此方式，由高压泵210加压的高压液压流体可流至gbes272来引导或促动电磁阀。

仍参看图3，燃气涡轮发动机100包括配备有fadepc的控制器250。控制器250与螺旋桨控制系统200的各种部件通信地联接。更具体而言，控制器250与主速度传感器234、主叶片角反馈传感器236、保护速度传感器244、保护叶片角反馈传感器246、主控制阀230的ehsv232、保护控制阀240的ehsv242、gbes272、转矩传感器280和动力杆206通信地联接。螺旋桨控制系统200的各种部件可以以任何适合的方式与控制器250通信地联接，例如，由有线或无线通信线(由图3中的虚线所示)。接下来将描述控制器250与螺旋桨控制系统200的各种部件之间的通信。

如图3中所示，控制器250与主速度传感器234和主叶片角反馈传感器236通信地联接。主速度传感器234可操作地配置成感测围绕轴向方向a与螺旋桨叶片150一齐旋转的活塞杆184、β管170或螺旋桨组件106的一些其它旋转部件的转速。在操作期间，主速度传感器234发送或另外传输指出螺旋桨叶片150的转速的一个或多个信号。控制器250接收或另外获得指出螺旋桨叶片150的转速的一个或多个信号，且将螺旋桨叶片150的实际转速与配备有fadepc的控制器250设置的rpm相比较。以此方式，控制器250可确定螺旋桨组件106是否在给定速度状态、超速状态或欠速状态中操作。基于确定的状态，控制器250可发送一个或多个信号至主控制阀230的ehsv232，以控制主控制阀230来有选择地允许一定量的液压流体流至或流自变桨促动组件202，以便最终可调整螺旋桨叶片150的桨距。以此方式，螺旋桨组件106回到给定速度状态。

为了改善发动机100和螺旋桨组106的准确性和总体效率，控制器250可从主叶片角反馈传感器236接收或另外获得一个或多个信号。主叶片角反馈传感器236可操作地配置成通过测量或感测沿轴向方向a与控制活塞168一齐平移的活塞杆184、β管170或一些其它旋转部件的轴向位置来感测螺旋桨叶片150的叶片角或桨距。指出活塞杆184的轴向位置的一个或多个信号从主叶片角反馈传感器236发送或另外传输至控制器250。控制器250接收或另外获得指出活塞杆184的轴向位置的一个或多个信号，且至少部分地基于活塞杆184的轴向位置，控制器250可确定螺旋桨叶片150的叶片角。通过获知螺旋桨叶片150的桨距或叶片角，控制器250可确保螺旋桨控制系统200的各种部件正确起作用。此外，控制器250可使用感测的信息来改善系统的各种阀的正时和流动，使得螺旋桨控制系统200可在调整螺旋桨叶片150的桨距时变得更有效且高效。

仍参看图3，控制器250还与保护速度传感器244和保护叶片角反馈传感器246通信地联接。如上文所述，在主控制阀230失效、变得不响应或错误地朝细桨距位置驱动螺旋桨叶片150的变桨的情况下，保护控制阀240接管调节超速状态和使螺旋桨叶片150顺桨到完全顺桨位置的操作。控制器250然后使用保护速度传感器244，且可连同保护控制阀240使用保护叶片角反馈传感器246来控制螺旋桨组件106。

保护速度传感器244可操作地配置成感测围绕轴向方向a与螺旋桨叶片150一齐旋转的活塞杆184、β管170或螺旋桨组件106的一些其它旋转部件的转速。保护速度传感器244可连续地感测螺旋桨叶片150的转速。保护速度传感器244发送或另外传输指出螺旋桨叶片150的转速的一个或多个信号。控制器250接收或另外获得指出螺旋桨叶片150的转速的一个或多个信号，且可将螺旋桨叶片150的实际转速与fadepc中设置的rpm相比较来用于超速调节。以此方式，控制器250可确定螺旋桨组件106是否在给定速度状态、超速状态或欠速状态中操作。基于确定的状态，控制器250可发送一个或多个信号至保护控制阀240的ehsv242，以控制保护控制阀240来有选择地允许一定量的液压流体流至或流自变桨促动组件202，以便最终可调整螺旋桨叶片150的桨距。以此方式，螺旋桨组件106可回到超速调节给定速度状态。

为了改善发动机100和螺旋桨组106的准确性和总体效率，控制器250可从保护叶片角反馈传感器246接收或另外获得一个或多个信号。保护叶片角反馈传感器246可操作地配置成通过测量或感测活塞杆184的轴向位置来感测螺旋桨叶片150的叶片角或桨距。指出活塞杆184的轴向位置的一个或多个信号从保护叶片反馈传感器246发送或另外传输至控制器250。控制器250接收或另外获得指出活塞杆184的轴向位置的一个或多个信号，且至少部分地基于活塞杆184的轴向位置，控制器250可确定螺旋桨叶片150的叶片角。通过获知螺旋桨叶片150的桨距或叶片角，控制器250即使在使用保护控制阀240的情况下也可确保螺旋桨控制系统200的各种部件正确起作用。

控制器250还与gbes272通信地联接。如果控制器250确定动力杆206在地面范围gr中，或驾驶员为螺旋桨叶片150选择反向桨距位置，则控制器250可发送一个或多个信号至gbes272，使得促动gbev270来允许螺旋桨叶片150促动至反向桨距位置。

图3提供了用于以如上文所述的方式控制螺旋桨控制系统200的图1中的燃气涡轮发动机的示例性控制器250。控制器250包括用于执行各种操作和功能的各种部件，例如，如，从螺旋桨控制系统200和动力杆206的传感器接收一个或多个信号，确定螺旋桨组件106和发动机100的状态、如果确定螺旋桨在超速状态中或如果发生发动机故障状态则发送一个或多个信号至保护控制阀240的ehsv242来控制阀240以有选择地允许受控量的液压流体至变桨促动组件202。

如图5中所示，控制器250可包括一个或多个处理器251和一个或多个存储装置252。一个或多个处理器251可以包括任何合适的处理装置，如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其它合适的处理装置。一个或多个存储装置252可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其它存储装置。

一个或多个存储装置252可存储可由一个或多个处理器251访问的信息，包括可由一个或多个处理器251执行的计算机可读指令254。指令254可以是当由一个或多个处理器251执行时，使得一个或多个处理器251执行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令254可由一个或多个处理器251执行以使得一个或多个处理器251执行操作，如一个或多个控制器250配置成用于的操作和功能，例如，如，从传感器接收一个或多个信号，以及确定β管170的轴向位置，使得可确定螺旋桨叶片150的叶片角。指令254可以是以任何合适的编程语言编写的软件，或者可以在硬件中实施。另外和/或备选地，可以在处理器251上的逻辑和/或虚拟分开的线程中执行指令254。

存储装置252还可储存可由一个或多个处理器251访问的数据253。数据253还可包括本文所示和/或所述的各种数据集、参数、输出、信息等。控制器250还可包括通信接口255，其用于例如与燃气涡轮发动机100安装在其中的飞行器的其它部件通信，例如，配置成控制飞行器的另一个发动机的另一个控制器。通信接口255可包括与一个或多个网络对接的任何适合的部件，例如，包括发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其它适合的部件。

如图5中进一步所示，控制器250包括主逻辑256和保护逻辑257。尽管主逻辑256和保护逻辑257示为与一个或多个处理器251和一个或多个存储装置252分开，但主逻辑256和保护逻辑257可体现在上文所述的一个或多个处理器251和一个或多个存储装置252中。主逻辑256可操作地配置成控制主控制阀230，且更确切地说是主控制阀230的ehsv232。保护逻辑257可操作地配置成控制保护控制阀240，且更确切地说，保护控制阀240的ehsv242。具体而言，保护逻辑257包括超速逻辑模块258和顺桨逻辑模块260。超速逻辑模块258向控制器250提供逻辑来在促动螺旋桨叶片150至较高的更粗桨距中控制保护控制阀240的ehsv242，以最终使螺旋桨组件106从超速状态移动来调节到选择的速度状态。同样，顺桨逻辑模块260向控制器250提供逻辑来在由控制器250确定发动机故障状态时，在将螺旋桨叶片150促动到完全顺桨位置中控制保护控制阀240。

图6提供根据本公开内容的示例性实施例的用于确定螺旋桨组件106的螺旋桨叶片150关于其相应变桨轴线p的角位置的示例性方法(300)的流程图。方法(300)中的一些或所有可由本文所述的一个或多个部件实施，例如，如＝控制器250、传感器234,236,244,246、β管170，等。

在(302)处，示例性方法(300)包括操作动力设备。例如，动力设备可为图1和2中所示和所述的燃气涡轮发动机。

在(304)处，示例性方法(300)包括确定动力设备的状态。例如，状态可为超速状态、欠速状态或发动机或动力设备故障状态中的一者。

在一些示例性实施方式中，在确定状态期间，示例性方法(300)包括获得指出动力设备的动力设置的一个或多个信号。例如，指出动力设备的动力设置的一个或多个信号可由控制器250获得。动力杆206或角位置传感器装置可发送指出动力杆206的角的一个或多个信号。基于动力杆206的角，控制器250可确定由驾驶员选择的动力设置。作为另一个实例，由驾驶员选择的动力设置可数字化，且因此动力设置可数字地传输至控制器250。在此类实施方式中，示例性方法(300)包括获得指出螺旋桨叶片150围绕轴向方向a的转速的一个或多个信号。例如，螺旋桨叶片150的转速可基于来自主速度传感器234或保护速度传感器244的一个或多个信号由控制器250确定。主速度传感器234或保护速度传感器244可感测或测量旋转部件的转速，例如，如，围绕轴向方向a与螺旋桨叶片150一齐旋转的活塞杆184、β管170或一些其它旋转部件。在确定螺旋桨叶片150的转速之后，示例性方法(300)包括将动力设置与螺旋桨叶片的转速相比较。以此方式，控制器250确定动力设备或发动机是否在给定速度状态、欠速状态或超速状态中操作。一旦获知动力设备或发动机的状态，则螺旋桨控制系统200可采取所需的调整来使螺旋桨叶片150变桨。

在又一些示例性实施方式中，当确定动力设备的状态时，方法(300)还包括：获得指出动力设备的动力设置的一个或多个信号。动力设备的动力设置可以以上文所述的方式获得。例如，动力设置可至少部分地基于指出动力杆206的角位置的一个或多个信号确定。基于信号，控制器250可确定动力设备的动力设置。示例性方法(300)还可包括获得指出动力设备的转矩输出的一个或多个信号。例如，邻近螺旋桨轴136(图3)的转矩传感器280位置可感测动力设备的芯部涡轮发动机104的转矩输出。指出转矩输出的一个或多个信号可发送至控制器250。一旦指出动力设备的输出的一个或多个信号由控制器250获得，则控制器250将动力设置与动力设备的转矩输出相比较。如果动力设备的转矩输出处于或低于给定动力设置的预定阈值，则控制器250确定动力设备或发动机的故障状态发生。当确定此动力设备故障状态时，控制器250可发送一个或多个信号至主控制阀230的ehsv232，以促动主控制阀230，使得螺旋桨叶片150促动到完全顺桨位置。

在(306)处，示例性方法(300)包括至少部分地基于确定的状态控制保护控制阀240，以有选择地允许受控量的液压流体流至变桨促动组件202或从变桨促动促动202排出。当液压流体流从变桨促动组件202的室174排出时，压降引起控制活塞168移动到使得螺旋桨叶片150促动到完全顺桨位置的位置。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果此类其它实例包括并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求范围内。