用于启动燃气涡轮发动机的系统和方法与流程

文档序号:18398734发布日期:2019-08-09 23:39阅读:343来源:国知局
用于启动燃气涡轮发动机的系统和方法与流程

本公开的领域大体涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地,涉及用于启动燃气涡轮发动机的方法和系统。



背景技术:

至少一些涡轮机械系统,包括燃气涡轮发动机,在高空条件下需要特殊的操作考虑用于辅助启动控制。例如,在高空操作的一些燃气涡轮飞行器发动机利用辅助启动控制方案,该辅助启动控制方案不适于在高海拔处经历的广泛变化的操作和环境条件。至少一些用于启动燃气涡轮发动机的系统和方法也没有考虑某些相关的操作参数,因此在给定控制器可用的信息有限的情况下,花费额外的时间来实现高海拔辅助启动。

此外,至少一些用于启动燃气涡轮发动机的已知系统和方法对空气启动包络设置了约束性限制,从而限制了一些飞行器发动机在高海拔空域和高海拔机场处操作的能力。此外,一些已知的用于启动燃气涡轮发动机的控制器被设计用于特定的发动机构造和操作条件,并且需要在定期发动机升级(包括改装维护)时重新设计或重新编程。



技术实现要素:

在一个方面,提供了一种启动燃气涡轮发动机的方法。该方法包括在燃气涡轮发动机的操作期间确定异常停机状态并确定燃气涡轮发动机的第一组起燃参数。该方法还包括使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机。该方法还包括迭代地确定后续第一组起燃参数并使用确定的后续第一组起燃参数中的相应的后续第一组重新启动燃气涡轮发动机,直到燃气涡轮维持第一组操作参数,其中第一组操作参数代表燃气涡轮发动机的强力起燃。

在另一方面,提供了一种用于启动燃气涡轮发动机的系统。燃气涡轮发动机包括转子和燃烧器,燃烧器具有构造成点燃燃烧器中的燃料的点火器。该系统包括与转子转矩传递的启动器,以及与燃烧器串行流动连通并构造成将燃料喷射到燃烧器中的燃料流量阀。该系统还包括联接到燃气涡轮发动机的多个传感器,以及通信地联接到启动器并且通信地联接到多个传感器的控制器。该控制器包括处理器,该处理器被编程为在燃气涡轮发动机的运行期间确定异常停机状态并确定燃气涡轮发动机的第一组起燃参数。处理器还被编程为使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机。处理器还被编程为迭代地确定后续第一组起燃参数并使用所确定的后续第一组起燃参数中的相应的后续第一组重新启动燃气涡轮发动机,直到燃气涡轮发动机维持第一组操作参数,其中第一组操作参数代表燃气涡轮发动机的强力起燃。

在又一方面,提供了一种其上具有计算机可执行指令的非暂时性计算机可读存储器。当由计算装置执行时,计算机可执行指令使计算装置在燃气涡轮发动机的操作期间确定异常停机状态并确定燃气涡轮发动机的第一组起燃参数。当由计算装置执行时,计算机可执行指令还使计算装置使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机。当由计算装置执行时,计算机可执行指令进一步使计算装置迭代地确定后续第一组起燃参数,并使用所确定的后续第一组起燃参数中的相应的后续第一组重新启动燃气涡轮发动机,直到燃气涡轮发动机维持第一组操作参数,第一组操作参数代表燃气涡轮发动机的强力起燃。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时,将更好地理解本公开的这些和其他特征,方面和优点,附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部分,其中:

图1是根据本公开的示例实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意图。

图2是可以与图1中所示的燃气涡轮发动机一起使用的用于启动燃气涡轮发动机的示例性系统的示意图。

图3是示出可以与图2中所示的用于启动燃气涡轮发动机的系统一起使用的控制系统的框图。

图4是用于图3中所示的控制系统的控制逻辑处理的状态图。

图5是可与使用图2和图3中所示的系统的图1中所示的燃气涡轮发动机一起使用的启动燃气涡轮发动机的示例性方法的流程图。

除非另外指出,否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施例的特征。相信这些特征广泛适用于包括本公开的一个或多个实施例的各种系统。因此,附图并不意味着包括本领域普通技术人员已知的用于实践本文公开的实施例所需的所有传统特征。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求书中,将参考许多术语,其应被限定为具有以下含义。

除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”,“一种”和“该”包括复数指代。

“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生,并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。

在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用于修饰任何可以允许变化的定量表示,而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此,由一个或多个术语(例如“约”,“大约”和“基本”)修饰的值不限于特定的精确值。在至少一些情况下,近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里和整个说明书和权利要求中,范围限制可以组合和/或互换,并且这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围,除非上下文或语言另有说明。

如本文所使用的,术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如,“处理装置”,“计算装置”和“控制器”)不限于仅本领域中称为计算机的那些集成电路,而是广泛地指微控制器,微计算机,可编程逻辑控制器(plc),专用集成电路(asic)和其他可编程电路,并且这些术语在本文中可互换使用。在本文描述的实施例中,存储器可以包括但不限于计算机可读介质(诸如随机存取存储器(ram)),以及计算机可读非易失性介质(诸如闪存)。或者,也可以使用软盘,光盘-只读存储器(cd-rom),磁光盘(mod)和/或数字通用盘(dvd)。而且,在本文描述的实施例中,附加输入通道可以是但不限于与诸如鼠标和键盘的操作员界面相关联的计算机外围装置。或者,也可以使用其他计算机外围装置,其可以包括例如但不限于扫描仪。此外,在示例性实施例中,附加输出通道可以包括但不限于操作员接口监视器。

此外,如这里所使用的,术语“软件”和“固件”是可互换的,并且包括存储器中的任何计算机程序存储,用于由个人计算机,工作站,客户端和服务器执行。

如本文所使用的,术语“非暂时性计算机可读介质”和“非暂时性计算机可读存储器”旨在表示以用于信息(例如计算机可读指令,数据结构,程序模块和子模块,或任何装置中的其他数据)的短期和长期存储的任何方法或技术实施的任何有形的基于计算机的装置。因此,本文描述的方法可以被编码为体现在有形的,非暂时性的计算机可读介质(包括但不限于存储装置和存储器装置)中的可执行指令。当由处理器执行时,这些指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外,如本文所使用的,术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质,包括但不限于非暂时性计算机存储装置,包括但不限于易失性和非易失性介质,以及可移动和不可移动介质,例如固件,物理和虚拟存储,cd-rom,dvd和任何其他数字源(诸如网络或互联网),以及尚未开发的数字手段,唯一的例外是短暂的传播信号。

此外,如这里所使用的,术语“实时”指的是相关事件发生的时间,测量和收集预定数据的时间,处理数据的时间以及系统对事件和环境的响应的时间中的至少一个。在本文描述的实施例中,这些活动和事件基本上是瞬间发生的。

本文描述的系统和方法提供用于启动燃气涡轮发动机,包括但不限于在高海拔操作条件下。本文所述的系统和方法还有助于自适应辅助启动控制方案,以相对于已知系统和方法提供更快和更可靠的燃气涡轮辅助启动。本文所述的系统和方法还有助于在广泛变化的操作和环境条件下(例如高海拔空域和高海拔机场)快速且可靠地辅助启动燃气涡轮发动机。此外,本文描述的系统和方法有助于利用附加的相关参数来为辅助启动控制器提供更多信息,以用于相对于已知系统的改进的控制方案。本文描述的系统和方法还放宽了关于飞行器燃气涡轮发动机的空气启动包络的操作限制。此外,本文描述的系统和方法可在用于飞行器和其他涡轮机械系统的各种燃气涡轮发动机中广泛实施,并且易于适应于改造和升级维护操作而无需大量重新设计。本文描述的燃气涡轮发动机启动系统和方法不限于任何单一类型的燃气涡轮发动机或涡轮机械系统,或其操作或环境条件,而是可以用任何需要稳健且适应性强的辅助启动控制方案的系统来实施,以提高操作可靠性,减少在各种操作和环境条件下辅助启动所需的时间,并增加能够从中受益的涡轮机械系统和燃气涡轮发动机的数量。

图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机100的示意横截面视图。在示例性实施例中,燃气涡轮发动机100体现在高旁通涡轮风扇喷气发动机中。如图1所示,燃气涡轮发动机100限定轴向方向a(平行于提供用于参考的纵向轴线102延伸)和径向方向r。通常,燃气涡轮发动机100包括风扇区段104和设置在风扇区段104下游的核心发动机106。

在示例性实施例中,核心发动机106包括近似管状的外壳108,其限定环形入口110。外壳108以串行流动关系包围压缩机区段112和涡轮区段114。压缩机区段112以串行流动关系包括低压(lp)压缩机或增压器116,高压(hp)压缩机118和燃烧器120。涡轮区段114以串行流动关系包括hp涡轮122,lp涡轮124和排气喷嘴126。燃气涡轮发动机100还包括至少一个旋转构件(例如,转子),其在燃气涡轮发动机100的操作期间以旋转速度旋转。在示例性实施例中,转子体现在hp轴或线轴128中,hp轴或线轴128将hp涡轮122驱动地连接到hp压缩机118。而且,在示例性实施例中,lp轴或线轴130将lp涡轮124驱动地连接到lp压缩机116。压缩机区段112,燃烧器120,涡轮区段114和排气喷嘴126一起限定了核心空气流动路径132。

在示例性实施例中,风扇区段104包括可变节距风扇134,其具有以间隔开的关系联接到盘138的多个风扇叶片136。风扇叶片136从盘138径向向外延伸。借助于风扇叶片136操作地联接到构造成改变风扇叶片136的节距的合适的节距改变机构(pcm)140,每个风扇叶片136可相对于盘138绕俯仰轴线p旋转。在其他实施例中,pcm140被构造为一致地共同改变风扇叶片136的节距。风扇叶片136,盘138和pcm140一起可通过越过动力齿轮箱142的lp轴130绕纵向轴线102旋转。动力齿轮箱142包括多个齿轮(未示出),用于将可变节距风扇134相对于lp轴130的旋转速度调节到更有效的旋转风扇速度。

盘138由可旋转的前毂144覆盖,前毂144在空气动力学上成型成促进通过风扇叶片136的气流。另外,风扇区段104包括环形风扇壳或外舱体146,其周向地围绕可变节距风扇134和/或核心发动机106的至少一部分。在示例性实施例中,环形风扇壳146构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶148相对于核心发动机106被支撑。另外,环形风扇壳146的下游区段150可以在核心发动机106的外部分上方延伸,以便在它们之间限定旁路气流通道152。

在燃气涡轮发动机100的操作期间,一定体积的空气154通过环形风扇壳146和/或风扇区段104的相关入口156进入燃气涡轮发动机100。当一定体积的空气154通过风扇叶片136时,一定体积的空气154的第一部分158被引导或导向到旁路气流通道152中,并且一定体积的空气154的第二部分160被引导或导向到核心空气流动路径132中,或者更具体地说,引导或导向到lp压缩机116中。第一部分158和第二部分160之间的比率通常被称为旁通比。然后,当第二部分160被导向通过hp压缩机118并进入燃烧器120时,第二部分160的压力增加,在燃烧器120中第二部分160与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体162。

燃烧气体162被导向通过hp涡轮122,其中来自燃烧气体162的一部分热能和/或动能经由联接到外壳108的hp涡轮定子轮叶164的连续级和联接到hp轴128的多个hp涡轮转子叶片166提取,从而使hp轴128旋转,然后hp轴128驱动hp压缩机118的旋转。然后燃烧气体162被导向通过lp涡轮124,其中经由多个lp涡轮定子轮叶168和多个lp涡轮转子叶片170的连续级从燃烧气体162提取第二部分热能和动能,多个lp涡轮定子轮叶168联接到外壳108,多个lp涡轮转子叶片170联接到lp轴130并且驱动lp轴130和lp压缩机116的旋转和/或可变节距风扇134的旋转。

随后将燃烧气体162导向通过核心发动机106的排气喷嘴126以提供推进力。同时,第一部分158的压力在第一部分158在从燃气涡轮发动机100的风扇喷嘴排气区段172排出之前被导向通过旁路气流通道152时基本上增加,也提供推进力。hp涡轮122,lp涡轮124和排气喷嘴126至少部分地限定热气路径174,用于将燃烧气体162导向通过核心发动机106。

仅通过示例的方式在图1中描绘了燃气涡轮发动机100。在其他示例性实施例中,燃气涡轮发动机100可具有任何其他合适的构造,包括例如涡轮螺旋桨发动机。

图2是用于启动燃气涡轮发动机的示例性系统200的示意图,该系统200可以与图1中所示的燃气涡轮发动机100,以及其他燃气涡轮发动机,并且更一般地,包括旋转构件的可旋转机器一起使用。出于说明的目的,在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的示例性元件。参考图2,核心发动机106包括在外壳108和压缩机112以及涡轮区段114之间的核心隔室202。核心隔室202有时也称为装备隔室。核心隔室202还包括联接到燃烧器120的内部的至少一部分的点火器203。系统200包括体现在发动机控制单元(ecu)中的控制器204,该发动机控制单元(ecu)包括但不限于全权限数字发动机(或电子)控制器(fadec),在示例性实施例中,该发动机控制单元(ecu)定位在风扇壳146附近的受保护位置。系统200还包括与燃烧器120串行流动连通的燃料流量阀206和燃料管线208。

系统200还包括至少一个启动器210,其与转子(例如,hp轴128和lp轴130中的至少一个)转矩传递地联接。在示例性实施例中,转子体现在hp轴128中,并且启动器210通过例如齿轮组件(未示出)与hp轴128转矩传递地联接。而且,在示例性实施例中,启动器210体现在电动机和压缩空气马达中的至少一个中,并且分别包括至少一个电气开关装置和至少一个压缩空气阀,以便于选择性地施加一定量的转矩到hp轴128以便于增加其旋转速度。

系统200还包括多个传感器,该多个传感器包括至少一个速度传感器212,至少一个温度传感器214和至少一个燃料流量传感器215。多个传感器,燃料流量阀206,启动器210和点火器203通信地联接到控制器204,包括通过经过出口导向轮叶148到核心隔室202的通信线路(未示出)。在替代实施例中,采用无线通信协议来完成控制器204与燃料流量阀206、启动器210、点火器203以及多个传感器中的至少一个传感器中的至少一个之间的数据通信。

在操作中,控制器204从多个传感器接收多个传感器信号。速度传感器212测量hp轴128的旋转速度(例如,每分钟转数(rpm))。速度传感器212还将速度传感器信号传输到控制器204,该速度传感器信号包含表示hp轴128的旋转速度的信息。温度传感器214测量排气216的气流的温度,该排气流216从燃烧器120排出并通过排气喷嘴126从核心隔室202轴向向后转移到燃气涡轮发动机100的外部218。温度传感器214(包括但不限于热电偶装置)还将温度传感器信号传输到控制器204,该温度传感器信号包含表示排气216的温度的信息。燃料流量传感器215测量从燃料箱(未示出)通过燃料流量阀206并进入燃烧器120的燃料的流速。燃料流量传感器215还将流量传感器信号传输到控制器204,该流量传感器信号包含代表燃料流速的信息。

控制器204传输多个控制信号以便于调节点火器203,燃料流量阀206和启动器210的操作。控制器204将启动器信号传输到启动器210,以便于选择性地向hp轴128施加转矩以调节其旋转速度。控制器204还将点火器信号传输到点火器203,以便于交替地激励点火器203和将点火器203去激励。控制器204还将阀信号传输到燃料流量阀206,以便于调节通过燃料流量阀206进入燃烧器120的燃料的流速。

图3是示出可以与图2中所示的系统200一起使用的控制系统300的框图。在示例性实施例中,控制器204包括通信地联接到存储器302的处理器301。控制器204还通信地联接到监测站304。在示例性实施例中,其中燃气涡轮发动机100体现在飞行器发动机中,监测站304包括飞行器驾驶舱,该飞行器驾驶舱包括人机接口(hmi)306,包括但不限于显示器。通过监测站304,飞行员308从控制器204接收关于控制系统300的操作特性的报告信号310。通过监测站304,飞行员308还将命令信号312传输到控制器204,以实现控制系统300的操作特性的变化。在替代实施例中(未示出),监测站304体现在远程命令中心中,包括但不限于,其中燃气涡轮发动机100是无人驾驶飞行器发动机,并且其中报告信号310和命令信号312作为无线信号被分别接收和传输。

此外,在示例性实施例中,控制器204体现在计算装置中,并且存储器302体现在具有计算机可执行指令体现在其上的非暂时性存储器302(例如,一个或多个非暂时性计算机可读存储介质)中。当由计算装置执行时,计算机可执行指令使计算装置便于启动燃气涡轮发动机100,如下面参考图4和5所示和所述。

在操作中,控制器204从多个传感器316接收多个传感器信号314。速度传感器212将速度传感器信号318传输到控制器204,该速度传感器信号318包含表示hp轴128的旋转速度的信息。温度传感器214将温度传感器信号320传输到控制器204,该温度传感器信号320包含代表排气216的温度的信息。燃料流量传感器215将流量传感器信号322传输到控制器204,该流量传感器信号322包含代表燃料的流速的信息。

控制器204还将多个传感器控制信号324传输到多个传感器316中的每个传感器316。控制器204将速度传感器控制信号326传输到速度传感器212,将温度传感器控制信号328传输到温度传感器214,以及将燃料流量传感器控制信号330传输到燃料流量传感器215以调节多个传感器316中的相应的传感器316的操作。例如但不限于,传感器控制信号324有助于调节多个传感器316的操作,包括但不限于它们的通电状态,它们的测量时刻以及它们的测量模式。

控制器204还传输多个控制信号以便于调节点火器203,燃料流量阀206和启动器210的操作。控制器204将启动器信号332传输到启动器210,以便于选择性地向hp轴128施加转矩以调节其旋转速度。控制器204将具有第一值的启动器信号332传输到启动器210,以激励(例如,接通)启动器210,以便于向hp轴128施加转矩并增加hp轴128的旋转速度。控制器204将具有与第一值不同的第二值的启动器信号332传送到启动器210,以便于关断启动器210,使得启动器210不再向hp轴128施加转矩。控制器204还将点火器信号334传输到点火器203,以便于交替地激励火器203和将火器203去激励。控制器204将具有第一值的点火器信号334传输到点火器203以激励点火器203,以促进燃烧器120中燃料的燃烧。例如,当在燃气涡轮发动机100的操作期间在不激励点火器203的情况下能够维持燃烧器120中的燃料的燃烧时,控制器204将具有与第一值不同的第二值的点火器信号334传输到点火器203。

控制器204还传输阀信号336以便于打开燃料流量阀206,以进一步促进调节通过燃料流量阀206进入燃烧器120的燃料的流速。控制器204将具有第一值的阀信号336传输到燃料流量阀206,以便于打开燃料流量阀206并以预定流速将燃料注入到燃烧器120中。而且,在示例性实施例中,控制器204传输具有一系列值的阀信号336,该一系列值包括但不限于,对应于第一流速的第一值和对应于第二流速的第二值,第二流速是与第一燃料流速不同且基本上等于第一燃料流速中的至少一个。传输阀信号336的一系列值的控制器204因此有助于通过燃料流量阀206进入燃烧器120的燃料的可变流速,以进一步促进调节hp轴128的旋转速度。控制器204还传输具有不同于第一和第二值的停机值的阀信号336,以便于在例如燃气涡轮发动机100停机并且不再需要将燃料注入到燃烧器120中时关闭燃料流量阀206。

控制器204还从点火器203,燃料流量阀206和启动器210接收多个状态信号337。启动器210将启动器状态信号338传输到控制器204,该启动器状态信号338包含表示启动器210的操作状态的信息,操作状态包括但不限于启动器210的与关断状态相对的接通状态。点火器203将点火器状态信号340传输到控制器204,该点火器状态信号340包含表示点火器203的操作状态的信息,操作状态包括但不限于点火器203的与去激励状态相对的激励状态。燃料流量阀206将阀状态信号342传输到控制器204,该阀状态信号342包含表示燃料流量阀206的操作状态的信息,包括但不限于燃料流量阀206的与关闭状态相对的打开状态,以及燃料流量阀206打开的程度。在替代实施例中,燃料流量阀206包括燃料流量传感器215,并且阀状态信号342包括流量传感器信号322中包含的信息。控制器204使用多个状态信号337来确定,例如但不限于,点火器203,燃料流量阀206和启动器210的操作状态,以及点火器203,燃料流量阀206和启动器210中的一个或多个是否可用于控制系统300以执行本文所述的方法。

处理器301基于由处理器301从多个传感器316接收信息来促进传输启动器信号332,点火器信号334和阀信号336的时刻及其值。如下面参考图4和5所示和所述,处理器301进一步促进系统200中的控制系统300的实施,以在应用中启动燃气涡轮发动机100,该应用包括但不限于飞行器发动机,陆地和水上运载工具以及非运载工具涡轮机械应用。

图4是用于图3中所示的控制系统300的控制逻辑处理400的状态图。处理400包括启动状态402,包括但不限于燃气涡轮发动机100的当前操作条件。在示例性实施例中,当前操作条件包括燃气涡轮发动机100的高空操作,例如在飞行器的巡航高度期间。而且,在示例性实施例中,启动状态402包括在燃气涡轮发动机100的异常停机条件之后的飞行器中的燃气涡轮发动机100的飞行员命令辅助启动。本领域普通技术人员将认识并理解,本文所述的系统和方法适用于除了在高海拔操作的飞行器之外的许多应用中的燃气涡轮发动机,并且其中需要如本文所述的改进的启动程序。而且,在示例性实施例中,处理器301实时地执行处理400的步骤,以及处理400的步骤和状态之间转换。

在需要重新启动的燃气涡轮发动机100的操作期间,在处理器301确定异常停机条件时,处理400进入启动状态402。在示例性实施例中,燃气涡轮100的异常停机条件在例如但不限于,飞行器的高海拔巡航操作期间燃气涡轮发动机100的熄火事件之后发生。在燃气涡轮发动机100的操作期间确定异常停机条件包括由控制器204和处理器301接收来自多个传感器316的输入。例如但不限于,由控制器204接收并且具有小于第一预定旋转速度值的速度传感器信号318是燃气涡轮发动机100的异常停机条件的决定因素。类似地,由控制器204接收并且指示基本上等于燃气涡轮发动机100的外部218的温度(例如,环境温度)的排气216温度值的温度传感器信号320是燃气涡轮发动机100的异常停机条件的决定因素。

从启动状态402开始,处理器301被编程为进行到步骤408。在步骤408期间,处理器301被编程为确定燃气涡轮发动机100的第一组起燃参数。如本文所用,术语“起燃”是指用于成功启动燃气涡轮发动机100的必要操作事件。起燃基本上与熄火相反,并且包括燃烧器120中燃料的一致燃烧,包括但不限于点火器203的辅助。燃气涡轮发动机100中的起燃程度在至少三个起燃类别中变化。首先,强力起燃的特征在于燃气涡轮发动机100的完全且持续的起燃,其在增加转子的旋转速度和将点火器203去激励之后导致燃气涡轮发动机100成功启动。第二,部分起燃的特征在于燃烧器120中燃料的部分和间歇燃烧,以及在增加转子的旋转速度和将点火器203去激励之后成功启动燃气涡轮发动机100的能力降低。最后,无起燃条件的特征在于燃烧器120中燃料的燃烧不足,并且因此尽管使用启动器210增加转子的旋转速度,但是缺乏成功启动燃气涡轮发动机100的能力。在示例性实施例中,处理器301通过使用例如但不限于,从多个传感器316接收的信息来确定燃气涡轮发动机100的起燃的类别(例如,程度)。

起燃参数包括通过燃料流量阀206进入燃烧器120的燃料流速的预定值和各值的预定范围中的至少一个。起燃参数还包括点火器203的与去激励状态相对的激励状态(例如,与非操作状态相对的操作状态)。当处理器301行进通过如本文所述的处理400的步骤时,处理器301使用通过控制器204从多个传感器316接收的信息,来确定变化的起燃参数对表示起燃程度的燃气涡轮发动机100的操作参数的影响。在示例性实施例中,第一组起燃参数存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。还存储在存储器302中的是后续组起燃参数(例如,第二和第三组,以及后续组的起燃参数),其由处理器301视需要使用以促进燃气涡轮发动机100实现强力起燃和成功启动,如下面进一步描述的。

在步骤408期间,处理器301还被编程为确定转子的旋转速度值(例如,也称为“n2”和核心速度)。而且,在示例性实施例中,n2的值表示在特定时间的转子旋转速度的特定值和相对于在燃气涡轮发动机100的操作期间由转子可获得的最大操作n2值的百分比值中的至少一个。为了确定旋转速度值,处理器301使用由速度传感器212接收的信息。处理器301还被编程为使用在步骤408期间确定的多个旋转速度值来确定旋转速度变化率(dn2/dt)值。

此外,在步骤408期间,处理器301被编程为将旋转速度值与第一预定旋转速度值和预定旋转速度值的第一范围中的至少一个进行比较。在示例性实施例中,第一预定旋转速度值和预定旋转速度值的第一范围中的至少一个被存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。例如但不限于,预定旋转速度值的第一范围(例如,“r1”)是最大操作n2值的约10%至25%。处理器301还被编程为将第一dn2/dt值与表示转子在风车转速下的稳定性的第一dn2/dt值的预定范围进行比较。在示例性实施例中,基本上等于零的第一dn2/dt值进一步表示转子在风车转速下的稳定性。而且,在步骤408期间,处理器301被编程为确定是否满足第一条件。第一条件包括在步骤408期间确定的旋转速度值是以下中的一个:基本上等于风车转速值和小于第一预定旋转速度值。在替代实施例中,第一条件包括在步骤408期间确定的旋转速度值是以下中的至少一个:基本上等于风车转速值和小于第一预定旋转速度值。在又一个实施例中,第一条件还包括在步骤408期间确定的第一dn2/dt值是以下中的至少一个:小于预定的第一dn2/dt值和在第一dn2/dt值的预定范围内。

如果在步骤408期间处理器301确定满足第一条件,则处理器301被编程为从步骤408进行到步骤410。在步骤410期间,处理器301被编程为使用从启动器210接收的启动器状态信号338中包含的信息来确定启动器210的操作状态。如果启动器状态信号338指示启动器210未接通,则处理器301通过将具有第一值的启动器信号332从控制器204传输到启动器210以接通启动器210,并向转子施加转矩以便于增加其旋转速度来开始重新启动燃气涡轮发动机100。从步骤410,处理器301进行到步骤412。如果在步骤408期间处理器301确定不满足第一条件,则处理器301也从步骤408直接进行到步骤412。

在步骤412期间,处理器301被编程为使用由速度传感器212接收的信息来再次确定转子的旋转速度值。处理器301还被编程为使用在步骤412期间确定的多个旋转速度值来确定第二dn2/dt值。而且,在步骤412期间,处理器301被编程为将旋转速度值与第二预定旋转速度值和旋转速度值的第二预定范围中的至少一个进行比较。在示例性实施例中,第二预定旋转速度值和旋转速度值的第二预定范围中的至少一个存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。例如但不限于,旋转速度值的第二预定范围(例如,“r2”)是最大操作n2值的约25%至40%。

此外,在步骤412期间,处理器301被编程为确定是否满足第二条件。第二条件包括在步骤412期间确定的旋转速度值大于第二预定旋转速度值。在替代实施例中,第二条件包括在步骤412期间确定的第二dn2/dt值是以下中的至少一个:大于预定第二dn2/dt值和在第二dn2/dt值的预定范围内。如果处理器301在步骤412期间确定满足第二条件,则处理器301被编程为从步骤412进行到步骤414。在步骤414期间,处理器301被编程为分别使用阀状态信号342和点火器状态信号340中包含的信息来确定燃料流量阀206和点火器203的操作状态。如果阀状态信号342和点火器状态信号340分别指示燃料流量阀206未打开且点火器203被去激励,则处理器301还被编程为继续重新启动燃气涡轮发动机100。在步骤414期间,处理器301通过将阀信号336和点火器信号334从控制器204分别传输到燃料流量阀206和点火器203,使用第一组起燃参数继续重新启动燃气涡轮发动机100。而且,在步骤414期间,阀信号336和点火器信号334具有便于在处理400中实施第一组起燃参数并且进一步促进燃气涡轮发动机100实现强力起燃的值。具体地,传输到燃料流量阀206的阀信号336具有第一值以便于以第一流速将燃料注入到燃烧器120中,并且传输到点火器203的点火器信号334具有第一值以便于激励点火器203并点燃燃烧器120中的燃料。从步骤414,处理器301进行到步骤416。另一方面,如果处理器301在步骤412期间确定不满足第二条件,则处理器301从步骤412进行到结束状态413,由此处理400重新进入启动状态402,只要飞行员没有中止或暂停处理400。

在步骤416期间,处理器301被编程为使用由速度传感器212接收的信息来再次确定转子的旋转速度值。处理器301还被编程为使用在步骤416期间确定的多个旋转速度值来确定第三dn2/dt值。而且,在步骤416期间,处理器301被编程为将旋转速度与第三预定旋转速度值和旋转速度值的第三预定范围中的至少一个进行比较。在示例性实施例中,第三预定旋转速度值和旋转速度值的第三预定范围中的至少一个存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。在替代实施例中,存储器302存储概率模型以便于基于燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来确定第三预定旋转速度值和旋转速度值的第三预定范围。例如但不限于,旋转速度值的第三预定范围(例如,“r3”)是最大操作n2值的约30%至40%。在示例性实施例中,第三预定旋转速度值大于第一预定旋转速度值和第二预定旋转速度值,并且r3包括大于r1的上限值和r2的上限值的上限值。

在步骤416期间,处理器301还被编程为使用由温度传感器214接收的信息来确定排气216的温度值。处理器301还被编程为使用在步骤416期间确定的多个排气216温度值来确定排气216的温度变化率值。而且,在步骤416期间,处理器301被编程为将排气216温度值与预定排气216温度值和排气216温度值的预定范围中的至少一个进行比较。在示例性实施例中,预定排气216温度值和排气216温度值的预定范围中的至少一个被存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。在替代实施例中,存储器302存储概率模型以便于基于燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来确定预定排气216温度值和排气216温度值的预定范围。

同样在步骤416期间,处理器301被编程为确定是否满足第三条件。第三条件包括燃气涡轮发动机100的第一组操作参数,其未被维持第一预定时间量。第一预定时间量的值存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。在示例性实施例中,第一预定时间量基本上等于一分钟。在替代实施例中,第一预定时间量小于一分钟。在其他实施例中,第一预定时间量大于一分钟。

此外,在示例性实施例中,第一组操作参数包括在步骤416期间确定的排气温度,其大于预定温度值。第一组操作参数还包括在步骤416期间确定的排气温度变化率值,其大于预定温度变化率值。第一组操作参数还包括在步骤416期间确定的旋转速度的变化率(例如,第三dn2/dt值),其大于预定的第三dn2/dt值,第一组操作参数包括在步骤416期间确定的第三dn2/dt值,其是以下中的至少一个:大于预定的第三dn2/dt值和在第三dn2/dt值的预定范围内。在替代实施例中,第一组操作参数包括在步骤416期间确定的旋转速度,其大于第三预定旋转速度值。因此,第一组操作参数被维持第一预定时间量,其表示燃气涡轮发动机100中存在强力起燃。

在步骤416期间如果处理器301确定满足第三条件,并且因此在燃气涡轮发动机100中未发生强力起燃,则处理器301被编程为从步骤416进行到步骤418。在步骤418期间,处理器301被编程为使用从启动器210接收的启动器状态信号338中包含的信息来确定启动器210的操作状态。如果启动器状态信号338指示启动器210接通,则处理器301将具有第二值的启动器信号332从控制器204传输到启动器210以关断启动器210,使得启动器210不再向燃气涡轮发动机100的转子施加转矩。从步骤418,处理器301进行到步骤420。如果在步骤416期间处理器301确定不满足第三条件,则处理器301也从步骤416直接进行到步骤420,并且因此在燃气涡轮发动机100中发生了强力起燃。

在步骤420期间,处理器301被编程为使用由速度传感器212和温度传感器214中的至少一个接收的信息来确认,包括但不限于,在经过第一预定时间量之后的第二预定时间量之后,燃气涡轮发动机100是否仍维持第一组操作参数。第二预定时间量的值存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。在示例性实施例中,第二预定时间量基本上等于一分钟。在替代实施例中,第二预定时间量小于一分钟。在其他实施例中,第二预定时间量大于一分钟。在步骤420期间,处理器301因此被编程为确定是否满足第四条件。第四条件包括第一组操作参数,并且因此强力起燃被燃气涡轮发动机100继续维持第二预定时间量。

如果处理器301在步骤420期间确定满足第四条件,则处理器301被编程为从步骤420进行到步骤422。在步骤422期间,处理器301被编程为使用从启动器210接收的启动器状态信号338中包含的信息来确定启动器210的操作状态。如果启动器状态信号338向处理器301指示启动器210关断,则处理器301将具有第一值的启动器信号332从控制器204传输到启动器210,以接通启动器210并向转子施加转矩,以便于进一步增加其旋转速度。从步骤422,处理器301进行到步骤424。在步骤424期间,处理器301被编程为使用由速度传感器212接收的信息来再次确定转子的旋转速度值。处理器301还被编程为使用在步骤424期间确定的多个旋转速度值来确定第四dn2/dt值。而且,在步骤424期间,处理器301被编程为将旋转速度与第四预定旋转速度值和旋转速度值的第四预定范围中的至少一个进行比较。在示例性实施例中,第四预定旋转速度值和旋转速度值的第四预定范围中的至少一个存储在存储器302中,并且基于例如燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来预定。在替代实施例中,存储器302存储概率模型以便于基于燃气涡轮发动机100的类型,型号,操作模式和序列号中的至少一个来确定第四预定旋转速度值和旋转速度值的第四预定范围。例如但不限于,旋转速度值的第四预定范围(例如,“r4”)是最大操作n2值的约60%至70%。在示例性实施例中,第四预定旋转速度值大于第三预定旋转速度值,并且r4包括大于r3的上限值的上限值。此外,在示例性实施例中,第四预定旋转速度值和旋转速度值的第四预定范围表示燃气涡轮发动机100的怠速操作状态和成功启动。

此外,在步骤424期间,处理器301被编程为确定是否满足第五条件。第五条件表示燃气涡轮发动机100的成功启动,并且包括在步骤424期间确定的旋转速度是以下中的至少一个:大于第四预定旋转速度值和在旋转速度值的第四预定范围内。如果处理器301在步骤424期间确定满足第五条件,则处理器301被编程为从步骤424进行到步骤426。在步骤426期间,处理器301还被编程为分别使用包含在启动器状态信号338和点火器状态信号340中的信息来确定启动器210和点火器203的操作状态。如果在步骤426期间启动器状态信号338指示启动器210接通,则处理器301被编程为将具有第二值的启动器信号332从控制器204传输到启动器210以关断启动器210。如果在步骤426期间点火器状态信号340指示点火器203被激励,则处理器301还被编程为将具有第二值的点火器信号334从控制器204传输到点火器203以将点火器203去激励。而且,在步骤414期间,阀信号336和点火器信号334具有便于在处理400中实施第一组起燃参数并且进一步促进燃气涡轮发动机100实现强力起燃的值。从步骤426,处理器301进行到结束状态413。如果在步骤424期间处理器301确定不满足第五条件,则处理器301也从步骤424直接进行到结束状态413,因此燃气涡轮发动机100尚未被成功启动。

表1:在处理400中成功启动燃气涡轮发动机所需的条件。

上面的表1总结了示例性实施例的处理400的步骤408到426。为了使燃气涡轮发动机通过步骤408进行到步骤422,并且进一步实现成功启动并执行步骤426,表1示出了在处理400中必须满足的必要条件。

此外,在示例性实施例中,如果在步骤424期间,处理器301确定不满足第五条件并且燃气涡轮发动机100尚未成功启动,则如果处理器301再次确定需要启动(如上所述),处理器301被编程为选择性地从结束状态413进行到开始状态402。在处理器301进入处理400的这种后续进入(例如,迭代)期间,处理器301被编程为迭代地确定至少一个后续第一组起燃参数,并且再次使用至少一个确定的第一组起燃参数的相应的后续第一组重新启动燃气涡轮发动机100。如果在完成从启动状态402到步骤408并且通过处理400通过步骤424到结束状态413的至少一次迭代时,处理器301再次进入步骤408,则由处理器301确定多个后续的第一组起燃参数。处理400以这种方式继续,直到以下中的至少一个:处理器301确定第一组操作参数在步骤420期间维持第二预定时间量和处理器301确定在步骤424期间成功启动燃气涡轮发动机100,如上所述。

如果在步骤420期间,处理器301确定不满足第四条件,并且因此强力起燃未被维持第二预定时间量,则处理器301从步骤420进行到步骤430。在步骤430期间,处理器301被编程为确定燃气涡轮发动机100是否具有部分起燃。部分起燃由处理器301基于,例如但不限于,排气216温度变化率值(在步骤416和/或420期间确定)比预定排气216温度变化率值和排气216温度变化率值的预定范围中的至少一个小第一预定量来确定。而且,在步骤430期间,处理器301还被编程为基于,例如但不限于,第三dn2/dt值(在步骤416和/或420期间确定)比预定的第三dn2/dt值和第三dn2/dt值的预定范围中的至少一个小第二预定量来确定部分起燃。通过这样比较排气216温度值、排气216温度变化率值、旋转速度值和第三dn2/dt值(在步骤416和/或420期间确定)中的至少一个,处理器301也被编程为确定表示部分起燃的第二组操作参数。

在步骤430期间确定燃气涡轮发动机100具有部分起燃时,处理器301从步骤430进行到步骤432。在步骤432期间,处理器301确定第二组起燃参数,以用于重新启动燃气涡轮发动机100的后续迭代,包括处理400的步骤408至420。与使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机100一样,处理器301使用第二组起燃参数继续重新启动燃气涡轮发动机100,直到第一组操作参数被维持第一预定时间量和第二预定时间量。由处理器301确定的第二组起燃参数包括从燃料流量阀206进入燃烧器120的燃料的第二流速。在示例性实施例中,第二流速大于第一流速。在替代实施例中,第二流速小于第一流速。在其他实施例中,第二流速基本上等于第一流速。

此外,在步骤432期间,处理器301被编程为通过增加和减少中的至少一个来调节从包括第一预定时间量,第二预定时间量,第一预定旋转速度值,第二预定旋转速度值和第三预定旋转速度值的一组值中选择的至少一个值。在替代实施例中,在步骤432期间,处理器301还被编程为调节预定排气216温度值,排气216温度范围值的预定范围,预定排气216温度变化率值和排气216的温度变化率值的预定范围中的至少一个。在其他实施例中,在步骤432期间,处理器301还被编程为调节第一dn2/dt值,第二dn2/dt值,第三dn2/dt值,第一dn2/dt值的预定范围,第二dn2/dt值的预定范围,以及第三dn2/dt值的预定范围中的至少一个。因此,在步骤432期间,处理器301调节上面列出的预定值的至少一个值,将调节后的值存储在存储器302中,并且实施用于使用第二组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机100的部分起燃自适应控制方案。例如但不限于,在步骤432期间,处理器301将步骤414中使用的燃料流速增加到大于第一流速的第二流速。而且,例如但不限于,在步骤432期间,处理器301调节旋转速度值的第一(r1),第二(r2)和第三(r3)预定范围中的至少一个。因此,在步骤432期间,处理器301实施部分起燃自适应控制方案(例如,用于步骤408,410,412,414,416,418和420)以便于建立有利的物理条件,用于维持第一操作参数第一预定时间量和第二预定时间量,并且用于在燃气涡轮发动机100中实现成功启动,如上所述的。

如果在处理器301使用第二组起燃参数和部分起燃自适应控制方案再次重新启动燃气涡轮发动机100之后,处理器301在步骤430期间再次确定部分起燃,则处理器301再次进入步骤432。在处理器301到步骤432的这种后续进入(例如,迭代)期间,处理器301被编程为迭代地确定至少一个后续的第二组起燃参数并且使用至少一个相应的后续第二组起燃参数来再次重新启动燃气涡轮发动机100。在步骤432的后续迭代期间,处理器301被编程为进行进一步调节,如上所述,包括但不限于在步骤432的先前迭代期间尚未由处理器301调节的上述预定值的值中的至少一个。例如,如果在步骤432的先前迭代期间,处理器301将r2从最大操作r2值的约25%至40%增加到最大操作n2值的约30%至45%,则在后续步骤432迭代期间,处理器301被编程为执行进一步增加r2,进一步减小r2,并且将r2返回到步骤432的先前迭代中使用的范围中的至少一个。类似地,在步骤432的后续迭代期间,处理器301被编程为通过例如进一步增加第二流速,将第二流速返回到基本上等于第一流速的值,以及将第二流速降低到小于第一流速的值中的至少一个来确定后续的第二组起燃参数。

从步骤432,处理器301还被编程为重新进入步骤408并使用第二组起燃参数继续重新启动燃气涡轮发动机100。然而,如果在步骤430期间,处理器301确定燃气涡轮发动机100没有起燃条件,则处理器301从步骤430进行到步骤434,而不是进行到步骤432。由处理器301基于,例如但不限于,排气216温度变化率值(在步骤416和/或420期间确定)比预定排气216温度变化率值和排气216温度变化率值的预定范围中的至少一个小第三预定量(其大于第一预定量)来确定没有起燃条件。而且,在步骤430期间,处理器301被编程为基于,例如但不限于,第三dn2/dt值(在步骤416和/或420期间确定)比预定的第三dn2/dt值和第三dn2/dt值的预定范围中的至少一个小第四预定量(其大于第二预定量)来确定没有起燃条件。通过这样比较排气216温度值、排气216温度变化率值、旋转速度值和第三dn2/dt值(在步骤416和/或420期间确定)中的至少一个,处理器301也被编程为确定代表无起燃条件的第三组操作参数。

在确定燃气涡轮发动机100没有起燃条件时,处理器301从步骤430进行到步骤434。在步骤434期间,处理器301确定第三组起燃参数,以用于重新启动燃气涡轮发动机100的后续迭代,包括步骤400的步骤408至420。与使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机100一样,处理器301使用第三组起燃参数继续重新启动燃气涡轮发动机100,直到第一组操作参数保持第一预定时间量和第二预定时间量。由处理器301确定的第三组起燃参数包括第三流速。在示例性实施例中,第三流速大于第一流速和第二流速。在替代实施例中,第三流速小于第一流速和第二流速中的至少一个。在其他实施例中,第三流速基本上等于第一流速和第二流速。

此外,在步骤434期间,处理器301被编程为通过增加和减少中的至少一个来调节从包括第一预定时间量,第二预定时间量,第一预定旋转速度值,第二预定旋转速度值和第三预定旋转速度值的一组值中选择的至少一个值。在替代实施例中,在步骤434期间,处理器301还被编程为调节预定排气216温度值,排气216温度范围值的预定范围,预定排气216温度变化率值和排气216温度变化率值的预定范围中的至少一个。在其他实施例中,在步骤434期间,处理器301还被编程为调节第一dn2/dt值,第二dn2/dt值,第三dn2/dt值,第一dn2/dt值的预定范围,第二dn2/dt值的预定范围和第三dn2/dt值的预定范围中的至少一个。因此,在步骤434期间,处理器301调节上面列出的预定值的至少一个值,将调节后的值存储在存储器302中,并且使用第三组起燃参数实施用于重新启动燃气涡轮发动机100的无起燃条件自适应控制方案。例如但不限于,在步骤434期间,处理器301将步骤414中使用的燃料流速增加到大于第一流速和第二流速的第三流速。而且,例如但不限于,在步骤434期间,处理器301调节旋转速度值的第一(r1),第二(r2)和第三(r3)预定范围中的至少一个。因此,在步骤434期间,处理器301不实施起燃条件自适应控制方案(例如,用于步骤408,410,412,414,416,418和420)以便于建立有利的物理条件,用于维持第一操作参数第一预定时间量和第二预定时间量,以及用于实现燃气涡轮发动机100内的成功启动,如上所述的。

如果在处理器301使用第三组起燃参数和无起燃条件控制方案重新启动燃气涡轮发动机100之后,处理器301在步骤430期间再次确定无起燃条件,则处理器301再次进入步骤434。在处理器301到步骤434的这种后续进入(例如,迭代)期间,处理器301被编程为迭代地确定至少一个后续的第三组起燃参数并且再次使用至少一个相应的后续第三组起燃参数来重新启动燃气涡轮发动机100。在步骤434的后续迭代期间,处理器301被编程为进行进一步调节,如上所述,包括但不限于在步骤434的先前迭代期间尚未由处理器301调节的上述预定值的值中的至少一个。例如,如果在步骤434的先前迭代期间,处理器301将r2从最大操作r2值的约25%至40%增加到最大操作n2值的约30%至45%,则在后续步骤434迭代期间,处理器301被编程为执行进一步增加r2,进一步减小r2,以及将r2返回到步骤434的先前迭代中使用的范围中的至少一个。类似地,在步骤434的后续迭代期间,处理器301被编程为通过例如进一步增加第三流速,将第三流速返回到基本上等于第一流速的值,以及将第三流速降低到小于第一流速的值中的至少一个来确定后续的第三组起燃参数。

图5是启动燃气涡轮发动机的示例性方法500的流程图,该方法可以分别使用图2和3中所示的系统200和控制系统300与图1中所示的燃气涡轮发动机100一起使用。在示例性实施例中,方法500包括在502处确定燃气涡轮发动机(例如,燃气涡轮发动机100)的异常停机状态。方法500还包括在504处确定燃气涡轮发动机的第一组起燃参数。方法500还包括在506处使用第一组起燃参数重新启动燃气涡轮发动机。方法500还包括在508处迭代地确定后续第一组起燃参数并使用所确定的后续第一组起燃参数中的相应的后续第一组,直到燃气涡轮发动机维持第一组操作参数,其中第一组操作参数代表燃气涡轮发动机的强力起燃。

相对于已知的系统和方法,上述用于启动燃气涡轮发动机的系统和方法提供了改进的辅助启动,包括但不限于在高海拔操作条件下。上述系统和方法还有助于自适应辅助启动控制方案,以相对于已知系统和方法提供更快和更可靠的燃气涡轮辅助启动。上述系统和方法还有助于在广泛变化的操作和环境条件下(例如高海拔空域和高海拔机场)快速且可靠地辅助启动燃气涡轮发动机。此外,上述系统和方法有助于利用附加的相关参数来为辅助启动控制器提供更多信息,以用于相对于已知系统的改进控制方案。上述系统和方法还放宽了关于飞行器燃气涡轮发动机的空气启动包络的操作限制。此外,上述系统和方法可在用于飞行器和其他涡轮机械系统的各种燃气涡轮发动机中实施,并且易于适应于改造和升级维护操作而无需大量重新设计。上述燃气涡轮发动机启动系统和方法不限于任何单一类型的燃气涡轮发动机或涡轮机械系统,或其操作或环境条件,而是可以用需要稳健且适应性强的辅助启动控制方案的任何系统来实施,以提高操作可靠性,减少在各种操作和环境条件下辅助启动所需的时间,并增加能够从中受益的涡轮机械系统和燃气涡轮发动机的数量。

本文描述的方法,系统和设备的示例性技术效果包括以下中的至少一个:(a)提供包括在高海拔操作条件下的燃气涡轮发动机的改进的辅助启动;(b)促进适应性辅助启动控制方案,以提供更快,更可靠的燃气涡轮发动机辅助启动;(c)在广泛变化的运行和环境条件下,例如高海拔空域和高海拔机场,促进燃气涡轮发动机的快速且可靠的辅助启动;(d)促进利用额外的相关参数,以为辅助启动控制器提供更多信息,用于改进控制方案;(e)放宽对飞行器燃气涡轮发动机的空气启动包络的操作限制;(f)在飞行器和其他涡轮机械系统的各种燃气涡轮发动机中提供实施方式;和(g)能够适应改造和升级维护操作,而无需进行大量的重新设计。

以上详细描述了用于燃气涡轮发动机启动的系统和方法的示例性实施例。上述系统和方法不限于本文描述的特定实施例,而是可以独立地且与本文描述的其他部件或步骤分开地利用系统的部件或方法的步骤。例如,该方法还可以与需要协调的辅助启动控制方案的多个燃气涡轮发动机组合使用,并且不限于仅使用如本文所述的单个飞行器燃气涡轮发动机来实践。相反,示例性实施例可以结合许多其他涡轮机械系统来实施和利用,这些涡轮机械系统需要稳健且自适应的辅助启动控制方案,以改进如本文所述的操作。

尽管各种实施例的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出,但这仅是为了方便。根据本文描述的系统和方法的原理,可以结合任何其他附图的任何特征来引用或要求保护附图的任何特征。

一些实施例涉及使用一个或多个电子或计算装置。这样的装置通常包括处理器,处理装置或控制器,诸如通用中央处理单元(cpu),图形处理单元(gpu),微控制器,精简指令集计算机(risc)处理器,特定应用集成电路(asic),可编程逻辑电路(plc),可编程逻辑单元(plu),现场可编程门阵列(fpga),数字信号处理(dsp)装置和/或能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理装置。本文描述的方法可以被编码为体现在计算机可读介质中的可执行指令,包括但不限于存储装置和/或存储装置。当由处理装置执行时,这些指令使处理装置执行本文描述的方法的至少一部分。以上示例仅是示例性的,因此并不旨在以任何方式限制术语处理器和处理装置的限定和/或含义。

本书面描述使用示例来公开实施例,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能够实践实施例,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求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的字面语言无实质差别的等效结构元件,则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

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