在结冰状况期间限制燃气轮机的核心发动机速度的方法与流程

本发明主题大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体地说，涉及一种调节燃气涡轮发动机的核心速度以改进结冰状况期间的可操作性的方法。

背景技术：

燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括呈串流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮机区段和排气区段。在操作中，空气从风扇被提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段处，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导引到涡轮机区段。通过涡轮机区段的燃烧气体流驱动涡轮机区段，且接着被导引通过排气区段，例如到大气环境。

常规燃气涡轮发动机包括用以在各种操作状况期间适当地调节到燃气涡轮发动机的燃烧区段中的燃料流的燃料流调节器和控制系统。举例来说，在结冰状况期间，归因于冰的累积，风扇和低压压缩机可能速度减缓，且因此可能无法将经充分加压空气提供到高压压缩机。因此，燃料调节器可被配置成通过将额外燃料提供到燃烧区段来增加核心发动机速度和风扇速度。在某些状况下，以此方式使发动机加速充分升高核心温度且增加转子速度，从而造成累积的冰脱落。

然而，此类控制系统可能在极端结冰状况期间难以调节燃料流。在此类情形中，例如归因于冰的堵塞，风扇和低压压缩机区段可能“中止”或速度减缓，而核心发动机继续加速。

因此，用于在结冰状况期间调节燃气涡轮发动机的核心发动机速度的方法将是有用的。

技术实现要素：

本发明的方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，或者可由所述描述显而易见，或者可通过实施本发明来了解。

在本发明的一个示范性实施例中，提供一种用于控制燃气涡轮发动机的方法。燃气涡轮发动机包括风扇、压缩机区段、燃烧区段和涡轮机区段。所述方法包括提供到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流和确定存在结冰状况。所述方法进一步包括响应于确定存在结冰状况且经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值而确定燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值且减少到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流。

在本发明的另一示范性实施例中，提供一种控制燃气涡轮发动机的方法。燃气涡轮发动机包括风扇、压缩机区段、燃烧区段和涡轮机区段。所述方法包括提供到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流、确定经校正风扇速度百分比和确定经校正核心速度百分比。所述方法进一步包括在经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值的情况下在第一操作算法下调节到燃烧区段的燃料流，所述第一操作算法包括限制到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流以将经校正核心速度百分比维持在预定核心速度阈值以下。所述方法还包括在经校正风扇速度百分比超过预定风扇速度阈值的情况下在第二操作算法下调节到燃烧区段的燃料流。

在本发明的又另一示范性实施例中，提供一种控制燃料流的计算机实施的方法。所述方法包括通过一个或多个计算装置确定到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料的流动速率。所述方法进一步包括确定存在燃气涡轮发动机的结冰状况且确定燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值。所述方法还包括响应于确定存在结冰状况且经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值而通过一个或多个计算装置减少到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料的流动速率。

技术方案1.一种用于控制燃气涡轮发动机的方法，所述燃气涡轮发动机包括风扇、压缩机区段、燃烧区段和涡轮机区段，所述方法包括：

提供到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的燃料流；

确定存在潜在结冰状况；

确定所述燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值；以及

响应于确定存在所述潜在结冰状况且所述经校正核心速度百分比超过所述预定核心速度阈值而减少到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述燃料流。

技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其中，所述预定核心速度阈值对应于所述压缩机区段的最高温度阈值或可操作性界限。

技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其中，所述确定存在所述潜在结冰状况的步骤包括：

确定经校正风扇速度百分比；

确定所述经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值；以及

响应于确定所述经校正风扇速度百分比低于所述预定风扇速度阈值而确定存在所述潜在结冰状况。

技术方案4.根据技术方案3所述的方法，其中，所述预定风扇速度阈值对应于冰通常从所述风扇脱落所处的风扇速度。

技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其中，所述减少到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述燃料流的步骤包括调节所述燃料流以防止所述压缩机区段中的失速状况或过热状况。

技术方案6.根据技术方案3所述的方法，其中，进一步包括：

在确定存在所述潜在结冰状况之后确定不存在所述结冰状况；以及

响应于确定不存在所述结冰状况而操作所述燃气涡轮发动机，使得所述经校正核心速度百分比超过所述预定核心速度阈值。

技术方案7.一种控制到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流的计算机实施的方法，所述方法包括：

通过一个或多个计算装置确定到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料的流动速率；

通过所述一个或多个计算装置确定存在所述燃气涡轮发动机的潜在结冰状况；

通过所述一个或多个计算装置确定所述燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值；以及

响应于确定存在所述潜在结冰状况且所述经校正核心速度百分比超过所述预定核心速度阈值而通过所述一个或多个计算装置减少到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的燃料的所述流动速率。

技术方案8.根据技术方案7所述的计算机实施的方法，其中，所述预定核心速度阈值对应于所述压缩机区段的最高温度阈值或可操作性界限。

技术方案9.根据技术方案7所述的计算机实施的方法，其中，所述确定存在所述燃气涡轮发动机的潜在结冰状况的步骤包括：

响应于确定经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值而通过所述一个或多个计算装置确定存在所述潜在结冰状况。

技术方案10.根据技术方案9所述的计算机实施的方法，其中，所述预定风扇速度阈值对应于冰通常从所述风扇脱落所处的风扇速度。

技术方案11.根据技术方案7所述的计算机实施的方法，其中，所述减少到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述燃料流的步骤包括调节所述燃料流以防止所述压缩机区段中的失速状况或过热状况。

技术方案12.根据技术方案7所述的方法，其中，进一步包括：

在确定存在所述潜在结冰状况之后确定不存在所述结冰状况；以及

响应于确定不存在所述结冰状况而操作所述燃气涡轮发动机，使得所述经校正核心速度百分比超过所述预定核心速度阈值。

技术方案13.一种能与燃气涡轮发动机一起操作的计算系统，所述计算系统包括：

一个或多个处理器；以及

一个或多个存储装置，所述一个或多个存储装置存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：

确定存在所述燃气涡轮发动机的潜在结冰状况；

确定所述燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值；以及

响应于确定存在所述潜在结冰状况且所述经校正核心速度百分比超过所述预定核心速度阈值而减少到所述燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料的所述流动速率。

技术方案14.根据技术方案13所述的计算系统，其中，所述预定核心速度阈值对应于所述压缩机区段的最高温度阈值或可操作性界限。

技术方案15.根据技术方案13所述的计算系统，其中，确定存在所述潜在结冰状况包括：

确定经校正风扇速度百分比；

确定所述经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值；以及

响应于确定所述经校正风扇速度百分比低于所述预定风扇速度阈值而确定存在所述潜在结冰状况。

技术方案16.根据技术方案13所述的计算系统，其中，减少到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述燃料流包括调节所述燃料流以防止所述压缩机区段中的失速状况或过热状况。

技术方案17.根据技术方案13所述的计算机实施的方法，其中，所述预定风扇速度阈值对应于冰通常从所述风扇脱落所处的风扇速度。

参考下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。被并入到所述说明书中并组成其一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与所述描述一起用来解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述本发明的完全和充分的公开，包括其对于本领域普通技术人员而言的最佳模式。

图1是根据本主题的各种实施例的示范性燃气涡轮发动机的示意性剖视图。

图2提供根据本主题的示范性实施例的包括控制系统的图1的示范性燃气涡轮发动机的示意性表示。

图3提供根据本主题的示范性实施例的在结冰状况期间操作图1的示范性燃气涡轮发动机的方法的流程图。

图4提供根据本主题的示范性实施例的说明在严重结冰情况期间实施燃料调节算法的标绘图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的当前实施例，所述当前实施例的一个或多个实例在附图中说明。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中使用相同或相似的标记来指代本发明的相同或相似的部件。如本文中所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一个部件与另一部件，而并非希望表示个别部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。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。

现在参考附图，其中贯穿附图相同的数字指示相同的元件，图1是根据本发明的示范性实施例的涡轮机的示意性剖视图。更具体地说，对于图1的实施例，涡轮机被配置为燃气涡轮发动机或配置为高旁路涡扇喷气发动机10，其在本文中被称为“涡扇发动机10”。如图1所示，涡扇发动机10界定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)、径向方向R和围绕纵向中心线12延伸的圆周方向(未展示)。通常，涡扇10包括风扇区段14和安置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

所描绘的示范性核心涡轮发动机16通常包括基本上管状的外部壳体18，所述外部壳体18界定环形入口20。外部壳体18以串流关系包封且核心涡轮发动机16以串流关系包括：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮机区段，其包括高压(HP)涡轮机28和低压(LP)涡轮机30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴杆(shaft)或线轴(spool)34将HP涡轮机28传动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36将LP涡轮机30传动地连接到LP压缩机22。因此，L轴杆36和H轴杆34各自是旋转式部件，其在涡扇发动机10的操作期间围绕轴向方向A旋转。

仍参考图1的实施例，风扇区段14包括变桨距(pitch)风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如所描绘的，风扇叶片40大体上沿着径向方向R从盘42向外延伸。每个风扇叶片40能够围绕桨距轴线P相对于盘42旋转，其通过将风扇叶片40操作性地联接到合适的变桨距构件44来实现，所述变桨距构件被配置成联合地共同改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和变桨距构件44一起能够通过L轴杆36跨越动力齿轮箱46围绕纵向轴线12而旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将风扇38相对于L轴杆36的旋转速度调整到更高效的旋转风扇速度。更具体地说，风扇区段包括能够通过L轴杆36跨越功率齿轮箱46旋转的风扇轴。因此，风扇轴也可被认为是旋转式部件，且以相似方式由一个或多个轴承支撑。应了解，根据替代性实施例，风扇叶片40实际上可具有固定桨距。

仍然参考图1的示范性实施例，盘42由可旋转的前轮毂48覆盖，所述前轮毂48具有空气动力学轮廓以促进空气流通过所述多个风扇叶片40。另外，示范性风扇区段14包括环形风扇壳体或外部舱体50，所述环形风扇壳体或外部舱体50沿圆周包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。通过多个沿圆周间隔开的出口导叶52而相对于核心涡轮发动机16支撑示范性舱体50。此外，舱体50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部部分上方延伸，以便在其间界定旁路空气流通道56。

在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气58通过舱体50和/或风扇区段14的相关联的入口60进入涡扇10。随着所述体积的空气58经过风扇叶片40，由箭头62指示的空气58的第一部分压力增大且被导向或导引进旁路空气流通道56中，并且由箭头64指示的空气58的第二部分在压力上增加且被导向或导引进核心空气流动路径中，或者更具体地说，被导向或导引进LP压缩机22中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常被称为涵道比。在空气的第二部分64被导引通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26时，空气的第二部分64的压力接着增加，在燃烧区段26处，空气的第二部分64与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66被导引通过HP涡轮机28，在那里，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由联接到外部壳体18的HP涡轮定子静叶68和联接到H轴杆或线轴34的HP涡轮转子叶片70的顺序级被抽取，由此导致H轴杆或线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66接着被导引通过LP涡轮机30，在那里，来自燃烧气体66的热能和动能的第二部分经由联接到外部壳体18的LP涡轮定子静叶72和联接到L轴杆或线轴36的LP涡轮转子叶片74的顺序级被抽取，由此导致L轴杆或线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后被导引通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进力。同时，空气的第一部分62在从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导引通过旁路空气流通道56，从而也提供推进力。HP涡轮机28、LP涡轮机30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地界定热气体路径78，以用于将燃烧气体66导引通过核心涡轮发动机16。

然而，应了解，仅以举例方式提供图1中所描绘的示范性涡扇发动机10，并且在其它示范性实施例中，涡扇发动机10可具有任何其它合适的配置。还应了解，在其它示范性实施例中，本发明的各方面可并入到任何其它合适的燃气涡轮发动机中。举例来说，在其它示范性实施例中，本发明的各方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或涡轮喷气发动机中。此外，在其它实施例中，本发明的各方面可并入到任何其它合适的涡轮机中，包括但不限于汽轮机、离心式压缩机和/或涡轮增压机。

现参考图2，提供例如涡扇发动机10的燃气涡轮发动机的示意性表示。如所说明，涡扇发动机10包括燃料调节器100。燃料调节器100被配置成用于将燃料传送到燃烧区段26，在燃烧区段26处，燃料与经压缩空气混合且燃烧，如上文所论述。如下文更详细地描述，燃料调节器100通常可取决于应用和状况根据一个或多个控制算法将燃料提供到燃烧区段26。举例来说，燃料调节可取决于多种系统参数，包括涡扇发动机10内部的系统参数和例如环境空气速度、温度和压力的外部状况。另外，燃料调节可取决于控制输入，例如，来自用户或飞行员的控制输入。

值得注意的是，涡扇发动机10在整个涡扇发动机10和飞机中包括许多传感器，所述传感器被安装到涡扇发动机10和飞机以用于监测这些各种参数且提供反馈供控制算法使用。举例来说，如图2中所说明，涡扇发动机10可具有风扇入口温度传感器102、压缩机入口温度传感器104、高压线轴或轴杆速度传感器106以及低压线轴或轴杆速度传感器108。应了解，上文所描述的传感器仅为示范性传感器且涡扇发动机10视操作需要可具有任何合适数目和类型的传感器。

仍参考图2，涡扇发动机10进一步包括控制系统120。如所展示，控制系统120可包括一个或多个计算装置122。计算装置122可被配置成根据本发明的示范性方面执行一个或多个方法(例如下文参看图3所描述的方法)。计算装置122可包括一个或多个处理器124和一个或多个存储装置126。一个或多个处理器124可包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置或其它合适的处理装置。一个或多个存储装置126可包括一个或多个计算机可读媒体，包括但不限于非暂时性计算机可读媒体、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器或其它存储装置。

一个或多个存储装置126可存储可由一个或多个处理器124访问的信息，包括可由一个或多个处理器124执行的计算机可读指令128。指令128可以是在由一个或多个处理器124执行时使得一个或多个处理器124执行操作的指令的任何集合。指令128可以是以任何合适的编程语言编写的软件或可在硬件中实施。在一些实施例中，指令128可由一个或多个处理器124执行以使得一个或多个处理器124执行操作，例如如本文中所描述的用于调节燃料流的操作和/或一个或多个计算装置122的任何其它操作或功能。另外，和/或替代地，指令128可在处理器124的在逻辑上分离和/或实际上分离的线程中执行。存储装置126可进一步存储可由处理器124访问的数据130。

计算装置122还可包括用于例如与涡扇发动机10的其它部件通信的通信接口132。通信接口132可包括用于与一个多个通信网络接合的任何合适部件，包括例如发送器、接收器、端口、控制器、天线或其它合适的部件。控制系统120还可(例如经由通信接口132)与各种传感器通信，例如上文所描述的传感器102、104、106、108，且可响应于用户输入和来自这些传感器的反馈而选择性地操作涡扇发动机10。

本文中所论述的技术参考基于计算机的系统和由基于计算机的系统采取的措施以及被发送到基于计算机的系统和从基于计算机的系统发送的信息。所属领域的技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许部件之间和当中的任务以及功能性的多种多样的可能的配置、组合和划分。举例来说，本文中所论述的过程可使用单个计算装置或组合地工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用程序可在单个系统上实施或跨越多个系统分布。分布式部件可依序或并行操作。

由于已呈现涡扇发动机10的构造和配置，因此将描述操作涡扇发动机10(例如，通过调节燃料调节器100)的示范性方法200。方法200在本文中被描述为操作涡扇发动机10。然而，应了解，方法200的方面可用于操作任何燃气涡轮发动机，且出于解释性目的使用涡扇发动机10不旨在限制本主题的范围。

现特定地参看图3，方法200包括在步骤210处例如经由燃料调节器100提供到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流。在步骤220处，方法200包括确定存在潜在结冰状况。根据一个示范性实施例，可通过监测经校正风扇速度百分比来检测潜在结冰状况。更确切地说，在步骤222处，方法200包括确定经校正风扇速度百分比，且步骤224包括确定经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值。步骤226包括响应于在224处确定经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值而确定存在潜在结冰状况。

因此，如果经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值，那么方法200可在步骤220处确定存在潜在结冰状况。就此而言，经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值可指示冰已在风扇或LP压缩机上累积且使得所述风扇或LP压缩机“中止(hang up)”或比预期旋转得慢。应了解，检测潜在结冰状况的其它方法是可能的且在本主题的范围内。举例来说，根据一些实施例，多种传感器可用于检测水分的存在和冰在累积时的积聚。

方法200进一步包括在步骤230处确定燃气涡轮发动机的经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值。如本文中所使用的经校正轴速度通常是指针对环境状况校正且表示为标称值的百分比的特定线轴(例如，HP线轴34或LP线轴36)的旋转速度。标称值可以是任何合适的参考值，例如线轴的“全部推力”旋转线轴速度或最大等级旋转速度。举例来说，如本文中所使用的经校正核心速度N2K是指针对压缩机入口温度(例如，由压缩机入口温度传感器104测量)校正的核心发动机转子的速度(例如，HP线轴34的旋转速度)。更确切地说，可通过将HP线轴34的旋转速度除以压缩机入口温度的平方根来计算经校正核心速度N2K。相似地，如本文中所使用的经校正风扇速度N1K是指针对风扇入口温度(例如，由风扇入口温度传感器102测量)校正的风扇38的速度(例如，LP线轴36的旋转速度)。更确切地说，可通过将LP线轴36的旋转速度除以风扇入口温度的平方根来计算经校正风扇速度N1K。应了解，用于确定经校正速度百分比的其它方法是可能的且在本主题的范围内。

方法200进一步包括在步骤240处响应于确定存在潜在结冰状况且经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值而减少到燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流。如下文所解释，在严重结冰状况期间关于经校正核心速度百分比的此硬界限(hard limit)旨在防止燃气涡轮发动机的可操作性问题。如本文中所使用，“可操作性问题”可指由在高于所期望的速度的速度下运行的压缩机引起的燃气涡轮发动机的任何不利操作状况。举例来说，可操作性问题可包括核心发动机过热、压缩机失速(stall)等等。因而，预定核心速度阈值可被选择成对应于例如燃气涡轮发动机的最高温度阈值或另一可操作性界限以防止出现可操作性问题。

根据一个示范性实施例，方法200进一步包括在步骤242处在确定存在潜在结冰状况之后确定不存在结冰状况且接着响应于确定不存在结冰状况而操作燃气涡轮发动机以使得经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值。如下文所解释，在干燥或无冰状况期间关于经校正核心速度百分比的此软界限(soft limit)旨在在涡扇发动机10的正常操作期间应用。

作为一实例，在使用上文所描述的方法200的情况下，涡扇发动机10，且更具体地说，燃料调节器100可取决于是否存在结冰状况而在两个不同模式下操作。举例来说，如果经校正风扇速度百分比低于预定风扇速度阈值(例如，图4中的N1K界限144)，那么此可指示存在潜在结冰状况。在此类状况下，燃料调节器100可根据针对结冰状况优化的第一操作算法调节燃料。

第一操作算法可包括限制到涡扇发动机10的燃烧区段26的燃料流以将经校正核心速度百分比维持在预定核心速度阈值(例如图4中的N2K界限142)以下。可选择此预定核心速度阈值以防止当风扇38因冰累积而中止或减缓时核心发动机的失控(runaway)或不受控加速。就此而言，第一操作算法是“硬”控制算法，其被配置成在风扇38速度例如归因于冰累积而过低从而不能支持涡扇发动机10的操作的情况下防止涡扇发动机10的不受控加速。

相比之下，当不存在潜在结冰状况时，燃料调节器100可根据第二操作算法调节燃料。继续以上实例，如果经校正风扇速度百分比超过预定风扇速度阈值(例如图4中的N1K界限144)，那么此可指示风扇38正常旋转且提供充足空气以支持HP压缩机24的操作。在这些状况下，燃料调节器100可根据针对正常操作状况优化的第二操作算法调节燃料。

第二操作算法可试图将经校正核心速度百分比和经校正风扇速度百分比推动到所期望的操作点(例如，由参考数字138指示)。然而，值得注意的是，第二操作算法还可允许经校正核心速度百分比超过预定核心速度阈值(例如，图4中的N2K界限142)。就此而言，第二操作算法是“软”控制算法，其被配置成使涡扇发动机10加速到所期望的风扇和核心发动机设定点同时防止压缩机区段中的失速状况。在软界限第二操作算法期间，以使得涡扇发动机10可在所有状况下加速的方式限制燃料流，但燃料调节器100被配置成确保发动机达到所期望的操作点138。

现参考图4，提供根据本主题的各方面操作的燃气涡轮发动机的经校正风扇速度百分比(N1K)相对于经校正核心速度百分比(N2K)的标绘图。举例来说，使用涡扇发动机10作为一实例，在干燥且结冰状况期间，相对于HP线轴34的经校正核心速度百分比N2K标绘风扇38的经校正风扇速度百分比N1K。

图4说明至少两个不同操作区。如上文所解释，较低经校正风扇速度百分比N1K可指示冰在风扇38或LP压缩机22上累积的可能性。因此，相较于干燥状况，例如，当水分将不太可能在涡扇发动机10内的部件上聚集且冻结时，可能需要根据不同控制算法操作涡扇发动机10。图4中的第一操作区(由参考数字140指示)说明根据此第一操作算法操作的涡扇发动机10的此性能。第一操作区140对应于“硬界限”操作(根据方法200调节)。如上文所说明，可将硬界限(由参考数字142指示)设定为任何合适的经校正核心速度百分比N2K。

经校正风扇速度N1K界限144和经校正核心速度N2K界限142可以是任何合适的百分比或可被选择成对应于涡扇发动机10的任何特定操作状况。举例来说，经校正核心速度N2K界限142可被选择成对应于涡扇发动机操作10的有可能出现可操作性问题的区。举例来说，可选择经校正核心速度N2K界限142以防止压缩机在可能出现失速或过热的速度下运行。应了解，选定百分比可取决于应用、发动机的类型、操作环境等而变化。举例来说，根据示范性实施例，可将硬N2K界限142设定为100％与125％之间或90％与150％之间的经校正核心速度N2K。

当在第一操作区140中操作时，核心发动机可维持在此速度下，直到涡扇发动机10的结冰部分脱落为止，此时风扇速度将增加。因此，在经校正风扇速度N1K达到预定阈值(例如，下文所描述的N1K界限144)之前，燃料调节器100限制到燃烧区段26的燃料流以防止经校正核心速度百分比超过经校正核心速度N2K界限142。

第二操作区(由参考数字146指示)对应于软界限操作区。在风扇速度增加到超过预定风扇速度阈值(即，N1K界限144)之后，启动软界限操作区。根据以上实例，将N1K界限144设定为具体百分比。然而，应了解，可根据替代性实施例选择其它预定风扇速度阈值(N1K界限144)。举例来说，预定风扇速度阈值(N1K界限144)可被选择成对应于充足的冰已从风扇38和LP压缩机22脱落以确保适当的风扇38操作而无中止的时间。因此，根据示范性实施例，可将软N1K界限144设定为50％与100％之间或65％与85％之间的经校正风扇速度百分比N1K。

如上文所解释，在某些操作状况和环境期间，例如归因于冰累积，可能要限制通过风扇38且通过增压器或LP压缩机22的空气流。因此，HP压缩机24可能极度缺乏充足氧气流且可能提升速度来补偿，借此试图增加风扇38和LP压缩机22的速度以增加空气流。值得注意的是，在导致严重结冰且阻塞的增压器的结冰状况中的加速期间，风扇38可能中止，而核心发动机继续加速到操作区中，此可能导致过热、HP压缩机24失速或其它可操作性问题。上文所描述的方法200的方面是针对通过提供硬界限以防止压缩机失速以及核心发动机过热而在此类情境期间操作涡扇发动机10。因此，根据本发明的一个或多个示范性方面操作燃气涡轮发动机具有允许发动机在此硬界限下操作直到积聚的冰脱落为止的技术效果，在积聚的冰脱落时，风扇38能够加速到所期望的功率设定且发动机继续照常操作。

本书面描述使用实例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使所属领域的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入在内的方法。本发明的可专利范围由权利要求书所界定，并且可包括所属领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例包括与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它实例意图在权利要求书的范围内。