混合电力推进系统、评估发动机的方法、和评估控制系统与流程

文档序号:16408538发布日期:2018-12-25 20:36阅读:201来源:国知局
混合电力推进系统、评估发动机的方法、和评估控制系统与流程

本发明主题大体上涉及一种用于飞行器的混合电力推进系统,且更具体来说,涉及一种用于评估混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的方法。

背景技术

在至少一些已知的发动机系统中,发动机被设计成操作相对较长的时间段。在此操作过程期间,发动机可能会劣化,从而减小发动机性能和效率和/或增加发动机排放。一旦发动机降级到特定点之后,必须在发动机上执行某些维护操作以使发动机恢复到特定可操作性级别。这些维护操作可以包括将发动机从机翼拆除并检修发动机。此过程可能费时且昂贵。因此,在执行此类维护操作之前通常需要等待,直到这些维护操作是必需的。因此,能够确定发动机的发动机健康状况和/或预测发动机何时将需要某些维护操作的系统将是有用的。



技术实现要素:

本发明的各方面和优势将部分在以下描述中阐述,或可以从所述描述显而易见,或可以通过本发明的实践习得。

在本发明的一个示例性方面中,提供一种评估用于飞行器的混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的计算机实施的方法。混合电力推进系统包括可与燃气涡轮发动机旋转的电机。所述方法包括通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据。所述方法还包括通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据。所述方法还包括:至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据以及指示混合电力推进系统的操作参数的所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况。所述方法还包括通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户。

在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机内的温度、燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量中的一个或多个的数据,或指示燃气涡轮发动机内的压力的数据。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示从电机提取的电力量的数据。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机的电力量的数据。

在某些示例性方面中,所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置改变在某一时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,其中通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示在所述时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化的数据。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示在所述时间量期间燃料流参数的变化的数据。

在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的数据,其中通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括:通过一个或多个计算装置接收指示在多个操作周期内混合电力推进系统的操作参数的数据,并且其中通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况包括:通过一个或多个计算装置比较指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据和指示在多个操作周期内混合电动混合电力推进系统的操作参数的所接收数据。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括:通过一个或多个计算装置在时间变量或周期变量上趋势分析(trending)比较的信息。

例如,在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括基于比较的信息在时间变量或周期变量上的趋势分析,通过一个或多个计算装置确定在燃气涡轮发动机需要维护操作之前的时间量、周期数或两者。

在某些示例性方面中,所述方法进一步包括:响应于通过一个或多个计算装置对燃气涡轮机的健康状况的评估,通过一个或多个计算装置修改指示燃气涡轮发动机的喘振裕度的发动机参数。

在某些示例性方面中,通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户包括:通过一个或多个计算装置将燃气涡轮发动机的健康状况显示在用户接口装置上。

在某些示例性方面中,所述方法进一步包括响应于通过一个或多个计算装置对燃气涡轮发动机的健康状况的评估,通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作。

在本发明的示例性实施例中,提供一种用于飞行器的混合电力推进系统。混合电力推进系统包括电机;燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机以机械方式联接到电机以驱动电机;以及电力推进器组件,所述电力推进器组件可电连接到电机。混合电力推进系统进一步包括控制器,所述控制器包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储在由所述一个或多个处理器执行时使所述混合电力推进系统执行功能的指令。所述功能包括接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据;接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据;至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据以及指示混合电力推进系统的操作参数的所接收数据,评估燃气涡轮发动机的健康状况;以及将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户。

在某些示例性实施例中,接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据。例如,在某些示例性实施例中,接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据包括:接收指示燃气涡轮发动机内的温度、燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量中的一个或多个的数据,或指示燃气涡轮发动机内的压力的数据。

在某些示例性实施例中,功能进一步包括改变在某一时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,其中接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:接收指示在所述时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化的数据。

在某些示例性实施例中,接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括接收指示在时间量期间燃料流参数的变化的数据。

在某些示例性实施例中,接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括接收指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的数据,其中接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括接收指示在多个操作周期内的混合电力推进系统的操作参数的数据,并且其中评估燃气涡轮发动机的健康状况包括:比较指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据和指示在多个操作周期内混合电动混合电力推进系统的操作参数的所接收数据。

在本发明的另一示例性实施例中,提供一种用于具有燃气涡轮发动机的混合电力推进系统的发动机健康状况评估控制系统。控制系统包括一个或多个控制器,所述控制包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储在由所述一个或多个处理器执行时使发动机健康状况评估控制系统执行功能的指令。所述功能包括接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据;接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据;至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据以及指示混合电力推进系统的操作参数的所接收数据,评估燃气涡轮发动机的健康状况;以及将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户。

本申请也涉及以下技术方案,具体的,本申请技术方案1涉及一种评估用于飞行器的混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的计算机实施的方法,所述混合电力推进系统包括可与所述燃气涡轮发动机旋转的电机,所述方法包括:

通过一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的电力量的数据;

通过所述一个或多个计算装置接收指示所述混合电力推进系统的操作参数的数据;

至少部分基于指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的所接收数据,以及指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的所接收数据,通过所述一个或多个计算装置评估所述燃气涡轮发动机的健康状况;以及

通过所述一个或多个计算装置将指示所述燃气涡轮发动机的所述健康状况的信息提供给用户。

本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示所述燃气涡轮发动机的操作参数的数据。

本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示所述燃气涡轮发动机的所述操作参数的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示所述燃气涡轮发动机内的温度、所述燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到所述燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量中的一个或多个的数据,或指示所述燃气涡轮发动机内的压力的数据。

本申请技术方案4涉及根据技术方案2所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示从所述电机提取的所述电力量的数据。

本申请技术方案5涉及根据技术方案2所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机的所述电力量的数据。

本申请技术方案6涉及根据技术方案1所述的方法,进一步包括:

通过所述一个或多个计算装置改变在某一时间量内提供到所述燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,其中通过所述一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示在所述时间量的至少一部分期间提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的变化的数据。

本申请技术方案7涉及根据技术方案根据权利要求6所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示在所述时间量期间燃料流参数的变化的数据。

本申请技术方案8涉及根据技术方案1所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示在多个操作周期内提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据,其中通过所述一个或多个计算装置接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括:通过所述一个或多个计算装置接收指示在所述多个操作周期内所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据,并且其中通过所述一个或多个计算装置评估所述燃气涡轮发动机的健康状况包括:通过所述一个或多个计算装置比较指示在所述多个操作周期内提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的所接收数据和指示在所述多个操作周期内所述混合电力推进系统的所述操作参数的所接收数据。

本申请技术方案9涉及根据技术方案8所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置评估所述燃气涡轮发动机的所述健康状况进一步包括:通过所述一个或多个计算装置在时间变量或周期变量上趋势分析所述比较的信息。

本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置评估所述燃气涡轮发动机的所述健康状况进一步包括基于所述比较的信息在所述时间变量或所述周期变量上的所述趋势分析,通过所述一个或多个计算装置确定在所述燃气涡轮发动机需要维护操作之前的时间量、周期数或两者。

本申请技术方案11涉及根据技术方案1所述的方法,进一步包括:

响应于通过所述一个或多个计算装置对所述燃气涡轮机的所述健康状况的评估,通过所述一个或多个计算装置修改指示所述燃气涡轮发动机的喘振裕度的发动机参数。

本申请技术方案12涉及根据技术方案1所述的方法,其中,通过所述一个或多个计算装置将指示所述燃气涡轮发动机的所述健康状况的信息提供给所述用户包括:通过所述一个或多个计算装置将所述燃气涡轮发动机的所述健康状况显示在用户接口装置上。

本申请技术方案13涉及根据技术方案1所述的方法,进一步包括:

响应于通过所述一个或多个计算装置评估所述燃气涡轮发动机的所述健康状况,通过所述一个或多个计算装置安排所述燃气涡轮发动机的维护操作。

本申请技术方案14涉及一种用于飞行器的混合电力推进系统,包括:

电机;

燃气涡轮发动机,其以机械方式联接到所述电机以驱动所述电机;

电力推进器组件,其可电连接到所述电机;以及

控制器,其包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储在由所述一个或多个处理器执行时使所述混合电力推进系统执行功能的指令,所述功能包括:

接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的电力量的数据;

接收指示所述混合电力推进系统的操作参数的数据;

至少部分基于指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的所接收数据,以及指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的所接收数据,评估所述燃气涡轮发动机的健康状况;以及

将指示所述燃气涡轮发动机的所述健康状况的信息提供给用户。

本申请技术方案15涉及根据技术方案14所述的混合电力推进系统,其中,接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括:接收指示所述燃气涡轮发动机的操作参数的数据。

本申请技术方案16涉及根据技术方案15所述的混合电力推进系统,其中,接收指示所述燃气涡轮发动机的所述操作参数的数据包括:接收指示所述燃气涡轮发动机内的温度、所述燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到所述燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量中的一个或多个的数据,或指示所述燃气涡轮发动机内的压力的数据。

本申请技术方案17涉及根据技术方案14所述的混合电力推进系统,其中,所述功能进一步包括:

改变在某一时间量内提供到所述燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,其中接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括:接收指示在所述时间量的至少一部分期间提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的变化的数据。

本申请技术方案18涉及根据技术方案14所述的混合电力推进系统,其中,接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括:接收指示在时间量期间燃料流参数的变化的数据。

本申请技术方案19涉及根据技术方案14所述的混合电力推进系统,其中,接收指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据包括接收指示在多个操作周期内提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的数据,其中接收指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据包括接收指示在所述多个操作周期内的所述混合电力推进系统的所述操作参数的数据,并且其中评估所述燃气涡轮发动机的所述健康状况包括比较指示在所述多个操作周期内提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的所接收数据和指示在所述多个操作周期内所述混合电力推进系统的所述操作参数的所接收数据。

本申请技术方案20涉及一种用于具有燃气涡轮发动机的混合电力推进系统的发动机健康状况评估控制系统,所述控制系统包括一个或多个控制器,所述控制器包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储在由所述一个或多个处理器执行时致使所述发动机健康状况评估控制系统执行功能的指令,所述功能包括:

接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据;

接收指示所述混合电力推进系统的操作参数的数据;

至少部分基于指示提供到所述电机或从所述电机提取的所述电力量的所接收数据,以及指示所述混合电力推进系统的所述操作参数的所接收数据,评估所述燃气涡轮发动机的健康状况;以及

将指示所述燃气涡轮发动机的所述健康状况的信息提供给用户。

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、方面及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且启发性公开内容,包括其最佳模式,本说明书参考了附图,其中:

图1是根据本发明的各种示例性实施例的飞行器的俯视图。

图2是安装到图1的示例性飞行器的燃气涡轮发动机的示意性截面图。

图3是根据本发明的示例性实施例的电风扇组件组件的示意性截面图。

图4是根据本发明的示例性方面的评估混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的方法的流程图。

图5是根据本发明的另一示例性方面的评估混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的方法的流程图。

图6是描绘图5的示例性方法的一个或多个示例性方面的图表。

图7是根据本发明的又另一示例性方面的评估混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的方法的流程图。

图8是描绘图7的示例性方法的一个或多个示例性方面的图表。

图9是根据本发明的示例方面的计算系统。

具体实施方式

现将详细说明本发明的当前实施例,其中的一个或多个示例在附图中展示。详细描述使用数字和字母标记来指代图中的特征。图中和描述中使用相同或类似的标记来指代本发明的相同或类似部分。

如本文中所使用,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以区分一个部件与另一部件,且并不旨在表示个别部件的位置或重要性。

术语“前部”和“后部”指代燃气涡轮发动机或交通工具内的相对位置,并且指代燃气涡轮发动机或交通工具的正常操作姿态。例如,就燃气涡轮发动机来说,前部是指更靠近发动机入口的位置并且后部是指更靠近发动机喷嘴或排气装置的位置。

术语“上游”和“下游”是指相对于路径中的流的相对方向。例如,相对于流体流,“上游”是指流体流出的方向,并且“下游”是指流体流向的方向。然而,在本文中使用的术语“上游”和“下游”也可指电流。

除非上下文另外明确地指明,否则单数形式“一”和“所述”包括复数个指代物。

如在整个说明书和权利要求书中所用的近似语言用于修饰任何定量表示,这些定量表示可容许变化而不会导致其相关的基本功能改变。因此,由例如“约”、“大致”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的确切值。在至少一些情况下,近似语言可以与用于测量值的仪器的精确度、或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精确度相对应。例如,近似语言可以指处于10%的裕度内。

在这里以及整个说明书和权利要求书中,范围限制被组合且互换,这种范围是确定的且包括其中所含的全部子范围,除非上下文或语言另外指示。例如,本文中所公开的所有范围都包括端点,并且所述端点能够彼此独立组合。

本公开一般提供一种具有燃气涡轮发动机、电机、电力推进器组件和能量存储单元的混合电力推进系统。燃气涡轮发动机驱动地连接到电机,并且电机被配置成将电力提供到能量存储单元和电力推进器组件,或从能量存储单元和电力推进器组件接收电力。本公开进一步提供一种用于至少部分基于在混合电力推进系统的操作期间提供到电机或从电机提取的电力量来评估燃气涡轮发动机的健康状况的方法。

在某些示例性方面中,可以是计算机实施的方法的方法一般接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据,以及指示混合电力推进系统的操作参数的数据。所述方法随后可以至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的所接收数据,以及指示混合电力推进系统的操作参数的所接收数据,评估燃气涡轮发动机的健康状况。

例如,在某些方面中,混合电力推进系统的操作参数可以是燃气涡轮发动机的操作参数,例如,燃气涡轮发动机内的温度、燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,或指示燃气涡轮发动机内的压力的数据(其相应可以指示通过燃气涡轮发动机产生的推力量)。这些操作参数中的一个或多个与在混合电力推进系统的操作期间提供到电机或从电机提取的电力量组合随后可以用于确定燃气涡轮发动机的健康状况。例如,此信息的组合一般可以指示燃气涡轮发动机将燃料转换成动力(即,电力和/或机械动力)的效率,进而指示发动机健康状况。

另外,在某些示例性方面中,所述方法可以通过“探测”混合电力推进系统来确定燃气涡轮发动机的健康状况。例如,在某些示例性方面中,所述方法可以包括改变在某一时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量。例如,所述方法简单来说可以增加提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量,以及测量混合电力推进系统的响应以评估燃气涡轮发动机的健康状况。更具体来说,通过此示例性方面,所述方法可以确定在时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化,并且混合电力推进系统的操作参数进一步可以是在所述时间量期间燃料流参数的变化。

此外,在其它示例性方面中,所述方法可以确定在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力,并且可以进一步确定在相同多个操作周期内混合电力推进系统的操作参数。通过此示例性方面,评估燃气涡轮发动机的健康状况可以包括比较在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的所确定电力以及在相同多个操作周期内混合电力推进系统的所确定操作参数。更具体来说,在某些示例性方面中,评估燃气涡轮发动机的健康状况可以包括在时间变量或周期变量上趋势分析(trending)此数据,并且进一步可以包括基于比较的数据在时间变量或周期变量上的趋势分析,确定在需要燃气涡轮发动机的维护操作之前的时间量或周期数。

操作根据一个或多个这些示例性方面的混合电力推进系统可以具有提供用于混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的更准确健康状况评估数据的技术效果。例如,操作根据这些示例性方面中的一个或多个的混合电力推进系统可以允许混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的实时健康状况评估,或混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的预测分析。

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提供了可以结合有本发明的各种实施例的示例性飞行器10的俯视图。如图1中所示,飞行器10定义定义了延伸穿过其的纵向中心线14、横向方向l、前端16和后端18。此外,飞行器10包括从飞行器10的前端16纵向延伸到飞行器10的后端18的机身12,以及位于飞行器10的后端的尾翼19。另外,飞行器10包括组件机翼组件,所述组件机翼组件包括第一左舷侧机翼20和第二右舷侧机翼22。第一机翼20和第二机翼22各自相对于纵向中心线14向外横向地延伸。第一机翼20和机身12的一部分一起定义飞行器10的第一侧24,且第二机翼22和机身12的另一部分一起定义飞行器10的第二侧26。对于所描绘的实施例,飞行器10的第一侧24被配置为飞行器10的左舷侧,且飞行器10的第二侧26被配置为飞行器10的右舷侧。

所描绘的示例性实施例的机翼20、22中的每个包括一个或多个前缘襟翼28和一个或多个后缘襟翼30。飞行器10进一步包括、或者说飞行器10的尾翼19包括竖直稳定器32,所述竖直稳定器具有用于偏航控制的方向舵襟翼(未示出);以及一对水平稳定器34,每个水平稳定器具有用于俯仰控制的升降舵襟翼36。机身12另外包括外表面或外皮38。然而,应了解,在本发明的其它示例性实施例中,飞行器10可以另外或替代地包括任何其它合适的配置。例如,在其它实施例中,飞行器10可以包括稳定器的任何其它配置。

现在还参考图2和3,图1的示例性飞行器10另外包括混合电力推进系统50,其具有第一推进器组件组件52和第二推进器组件54。图2提供第一推进器组件52的示意性截面图,且图3提供第二推进器组件54的示意性截面图。对于所描绘的实施例,第一推进器组件52和第二推进器组件54各自以翼下安装配置进行配置。然而,如将在下文论述,在其它示例性实施例中,第一推进器组件52和第二推进器组件54中的一个或两个可以安装在任何其它合适的位置处。

一般参考图1到3,示例性混合电力推进系统50一般包括第一推进器组件52,其具有内燃机和主要推进器(对于图2的实施例,所述内燃机和主要推进器一起被配置为燃气涡轮发动机,或者说,涡轮风扇发动机100);电机56(对于图2中所描绘的实施例,所述电机是电动机/发电机),其驱动联接到内燃机;第二推进器组件54(对于图3的实施例,其被配置为可电连接到电机56的电力推进器组件200);电能存储单元55;控制器72;以及电力总线58。电力推进器组件200、电能存储单元55和电机56各自通过电力总线58的一个或多个电线60可电连接。例如,电力总线58可以包括各种开关或可移动以选择性地电连接混合电力推进系统50的各个部件的其它电力电子装置。另外,电力总线58可以进一步包括用于调节或转换混合电力推进系统50内的电力的电力电子装置,例如,反相器、转换器、整流器等。

如将了解,控制器72可以被配置成将电力分配在混合电力推进系统50的各个部件之间。例如,控制器72可以与电力总线58(包括一个或多个开关或其它电力电子装置)一起操作以将电力提供到例如电机56的各个部件或从例如电机56的各个部件汲取电力,以在不同操作模式之间操作混合电力推进系统50。这示意性地描绘为延伸穿过控制器72的电力总线58的电线60。

控制器72可以是专用于混合电力推进系统50的独立控制器,或替代地,可以并入到飞行器10的主系统控制器、用于示例性涡轮风扇发动机100的单独控制器(例如,涡轮风扇发动机100的全权数字发动机控制系统,也称为fadec)等中的一个或多个中。

另外,电能存储单元55可以被配置为一个或多个电池,例如一个或多个锂离子电池,或替代地,可以被配置为任何其它合适的电能存储装置。应了解,对于本文所描述的混合电力推进系统50,电能存储单元55被配置成存储相对大量的电力。例如,在某些示例性实施例中,电能存储单元可以被配置成存储至少约五十千瓦小时的电力,例如至少约六十五千瓦小时的电力、例如至少约七十五千瓦小时的电力以及高达约五百千瓦小时的电力。

现在具体参考图1和2,第一推进器组件52包括安装到,或被配置成安装到飞行器10的第一机翼20的燃气涡轮发动机。更具体来说,对于图2的实施例,燃气涡轮发动机包括涡轮机102和主要推进器,所述主要推进器是风扇(参考图2,称为“风扇104”)。因此,对于图2的实施例,燃气涡轮发动机被配置成涡轮风扇发动机100。

涡轮风扇发动机100定义轴向方向a1(平行于为了参考而提供的纵向中心线101延伸)和径向方向r1。如前所述,涡轮风扇发动机100包括风扇104和安置在风扇104下游的涡轮机102。

所描绘的示例性涡轮机102一般包括基本上管状的外部壳体106,所述外部壳体定义环形入口108。外部壳体106包围呈串流关系的:压缩机段,其包括增压机或低压(lp)压缩机110和高压(hp)压缩机112;燃烧段114;涡轮段,其包括第一高压(hp)涡轮116和第二低压(lp)涡轮118;以及喷气排气喷嘴段120。压缩机段、燃烧段114和涡轮段一起至少部分定义穿过涡轮机102的核心空气流路121。另外,涡轮风扇发动机100包括用于将燃料提供到燃烧段114的燃料输送系统115。

涡轮风扇发动机100的示例性涡轮机102另外包括与涡轮段的至少一部分,以及对于所描绘的实施例,压缩机段的至少一部分可旋转的一个或多个轴。更具体来说,对于所描绘的实施例,涡轮风扇发动机100包括高压(hp)轴或转轴122,其将hp涡轮116驱动地连接到hp压缩机112。另外,示例性涡轮风扇发动机100包括低压(lp)轴或转轴124,其将lp涡轮118驱动地连接到lp压缩机110。

此外,所描绘的示例性风扇104被配置为具有以间隔开的方式连接到盘130的多个风扇叶片128的变距风扇。风扇叶片128大体上沿着径向方向r1从盘130向外延伸。借助于风扇叶片128可操作地连接到合适的致动构件132,每一个风扇叶片128围绕相应的桨距轴线p1相对于盘130可旋转,所述致动构件被配置成共同改变风扇叶片128的桨距。风扇104以机械方式联接到lp轴124,使得风扇104由第二lp涡轮118以机械方式驱动。更具体来说,包括风扇叶片128、盘130和致动构件132的风扇104通过动力齿轮箱134以机械方式联接到lp轴124,且通过跨越动力齿轮箱134的lp轴124围绕纵向轴线101可旋转。动力齿轮箱134包括多个齿轮以用于将lp轴124的转速逐步降到更高效的旋转风扇速度。因此,风扇104由涡轮机102的lp系统(包括lp涡轮118)提供动力。

仍参考图2的示例性实施例,盘130由可旋转的前毂136覆盖,所述前毂具有空气动力学轮廓以促进空气流通过多个风扇叶片128。另外,涡轮风扇发动机100包括周向包围风扇104和/或涡轮机102的至少一部分的环形风扇壳体或外短舱138。因此,所描绘的示例性涡轮风扇发动机100可以被称为“涵道式”涡轮风扇发动机。此外,相对于涡轮机102,短舱138通过多个周向间隔开的出口导叶140支撑。短舱138的下游段142在涡轮机102的外部部分上方延伸,以便在其间定义旁路空气流通路144。

仍参考图2,混合电力推进系统50另外包括电机56,对于所描绘的实施例,所述电机被配置为电动机/发电机。对于所描绘的实施例,电机56从核心空气流路121向内位于涡轮风扇发动机100的涡轮机102内,并且与涡轮风扇发动机100的轴中的一个机械连通。更具体来说,对于所描绘的实施例,电机通过lp轴124由第二lp涡轮118驱动。电机56可以被配置成将lp轴124的机械动力转换成电力,或替代地,电机56可以被配置成将提供到其上的电力转换成用于lp轴124的机械动力。

然而,应了解,在其它示例性实施例中,电机56可以替代地位于涡轮机102内任何其它合适位置处或其它地方。例如,在其它实施例中,电机56可以在涡轮段内与lp轴124同轴地安装,或替代地,可以从lp轴124偏移且通过合适的齿轮系驱动。另外或替代地,在其它示例性实施例中,电机56可替代地由hp系统、即由hp涡轮116通过例如hp轴122提供动力,或通过双驱动系统由lp系统(例如,lp轴124)和hp系统(例如,hp轴122)提供动力。另外或替代地,而在其它实施例中,电机56可以包括多个电机,例如,其中一个驱动地连接到lp系统(例如,lp轴124)且一个驱动地连接到hp系统(例如,hp轴122)。此外,尽管电机56被描述为电动机/发动机,但在其它示例性实施例中,电机56可以仅被配置成电动机,或仅被配置为发电机。

仍参考图1和2,涡轮风扇发动机100进一步包括控制器150和多个传感器。例如,对于所描绘实施例,多个传感器可以被配置成感测指示涡轮风扇发动机100的不同操作参数的数据。例如,一个或多个传感器可以被配置成确定燃气涡轮发动机内的温度、燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到燃气涡轮发动机的燃烧段114的燃料量,和/或由燃气涡轮发动机产生的推力量。更具体来说,对于所描绘的实施例,多个传感器包括:传感器152,用于感测指示压缩机出口温度的数据;传感器154,其被配置用于感测指示排气温度的数据;传感器156,其被配置用于感测指示涡轮入口温度的数据;传感器158,其被配置用于感测指示lp轴124的转速的数据;传感器160,其被配置用于感测指示hp轴122的转速的数据;传感器162,其可与燃料输送系统115一起操作并且被配置用于感测指示燃烧段114的燃料流参数的数据;以及传感器164,其可与电机56和电力总线58中的一个或两个一起操作,用于感测指示提供到电机56或从电机56提取的电力量的数据。值得注意的是,在其它示例性实施例中,传感器164可以位于任何其它合适的位置处,或以任何合适方式配置,用于感测指示提供到电机56或从电机56提取的电力量的数据。

此外,控制器150可以是全权数字发动机控制系统,也称为fadec。涡轮风扇发动机100的控制器150可以被配置成控制例如,致动构件132、燃烧段114的燃料输送系统115等的操作。另外,控制器150可以可操作地连接到多个传感器152、154、156、158、160、162并且被配置成接收通过相应传感器感测到的数据,以确定涡轮风扇发动机100的不同操作参数。此外,还返回参考图1,涡轮风扇发动机100的控制器150可操作地连接到混合电力推进系统50的控制器72。此外,如应了解,控制器72可以进一步通过合适的有线或无线通信系统(以虚线描述)可操作地连接到第一推进器组件52(包括控制器150)、电机56、第二推进器组件54和能量存储单元55中的一个或多个。

应进一步了解,图2中所描绘的示例性涡轮风扇发动机100在其它示例性实施例中可以具有任何其它合适的配置。例如,在其它示例性实施例中,风扇104可能不是变距风扇,且进一步在其它示例性实施例中,lp轴124可以直接以机械方式联接到风扇104(即,涡轮风扇发动机100可以不包括齿轮箱134)。此外,应了解,在其它示例性实施例中,涡轮风扇发动机100可以被配置为任何其它合适的燃气涡轮发动机。例如,在其它实施例中,涡轮风扇发动机100可以替代地被配置为涡轮螺旋桨发动机、无涵道涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等。

现具体参考图1和3,如先前所陈述,示例性混合电力推进系统50另外包括第二推进器组件54,对于所描绘的实施例,所述第二推进器组件安装到飞行器10的第二机翼22。具体参考图3,第二推进器组件54一般被配置为包括电动机206和推进器/风扇204的电力推进器组件200。电力推进器组件200定义沿纵向中心线轴线202(延伸穿过其中以便于参考)延伸的轴向方向a2以及径向方向r2。对于所描绘的实施例,风扇204通过电动机206围绕中心线轴线202可旋转。

风扇204包括多个风扇叶片208和风扇轴210。多个风扇叶片208附接到风扇轴210/可与所述风扇轴旋转,且大体上沿着电力推进器组件200的周向方向(未示出)间隔开。在某些示例性实施例中,多个风扇叶片208可以通过固定方式附接到风扇轴210,或替代地,例如在所描绘的实施例中,多个风扇叶片208可以相对于风扇轴210可旋转。例如,多个风扇叶片208各自定义相应的桨距轴线p2,且对于所描绘的实施例,所述风扇叶片附接到风扇轴210,使得多个风扇叶片208中的每个的桨距可以通过变桨机构211例如一致地改变。改变多个风扇叶片208的桨距可以增加第二推进器组件54的效率和/或可以允许第二推进器组件54实现想得到的推力分布。对于这样的示例性实施例,风扇204可以被称为变距风扇。

此外,对于所描绘的实施例,所描绘的电力推进器组件200另外包括通过一个或多个支柱或出口导叶216附接到电力推进器组件200的核心214的风扇壳体或外短舱212。对于所描绘的实施例,外短舱212基本上完全包围风扇204,且具体来说包围多个风扇叶片208。因此,对于所描绘的实施例,电力推进器组件200可以被称为涵道式电风扇。

仍具体参考图3,风扇轴210以机械方式联接到核心214内的电动机206,使得电动机206通过风扇轴210驱动风扇204。风扇轴210由一个或多个轴承218支撑,所述轴承例如一个或多个滚柱轴承、滚珠轴承或任何其它合适的轴承。另外,电动机206可以是内转电动机(即,包括从定子朝内径向定位的转子),或替代地,可以是外转电动机(即,包括从转子朝内径向定位的定子),或替代地,还可以是轴向通量电动机(即,其中转子既不在定子外部也不在定子内部,而是沿电动机的轴线从定子偏移)。

如上文简单提及,电源(例如,电机56或电能存储单元55)与电力推进器组件200(即,电动机206)电连接以将电力提供到电力推进器组件200。更具体来说,电动机206通过电力总线58、并且更具体来说通过在其间延伸的一个或多个电缆或电线60与发电机56和/或电能存储单元55电连通。

然而,应了解,在其它示例性实施例中,示例性混合电力推进系统50可以具有任何其它合适的配置,且另外,可以通过任何其它合适的方式集成到飞行器10中。例如,在其它示例性实施例中,混合电力推进系统50的电力推进器组件200可以替代地被配置为多个电力推进器组件200,和/或混合电力推进系统50可以进一步包括多个燃气涡轮发动机(例如,涡轮风扇发动机100)和电机56。此外,在其它示例性实施例中,电力推进器组件200和/或燃气涡轮发动机和电机56可以通过任何其它合适方式(包括,例如,尾部安装配置)在任何其它合适位置处安装到飞行器10。

现在参考图4,提供一种评估用于飞行器的混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的计算机实施的方法300。示例性混合电力推进系统可以根据上文参考图1到3描述的示例性实施例中的一个或多个配置。因此,在某些示例性方面中,除了燃气涡轮发动机之外,混合电力推进系统可以包括可与燃气涡轮发动机旋转的电机。

如所描绘,示例性方法300一般包括在(302)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据。例如,如通过虚线描绘,在某些示例性方面中,在(302)通过一个或多个计算装置接收数据可以包括:在(304)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机的电力量的数据,或替代地,可以包括在(306通过一个或多个计算装置接收指示从电机提取的电力量的数据。值得注意的是,在某些示例性方面中,在(302)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据可以进一步包括:至少部分基于通过一个或多个传感器接收到的数据,确定提供到电机或从电机提取的电力量。

另外,方法300包括在(308通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据。对于图4的示例性方面,在(308)通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括:在(310)通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据。更具体来说,对于图4的示例性方面,在(310)通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机的操作参数的数据包括:在(312)通过一个或多个计算装置接收指示燃气涡轮发动机内的温度、燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速、提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量中的一个或多个的数据,或指示燃气涡轮发动机内的压力的数据(其可以进而指示通过燃气涡轮发动机产生的推力量)。在某些示例性方面中,燃气涡轮发动机内的温度可以指,例如,压缩机出口温度、涡轮入口温度,或排气温度。另外,在某些示例性方面中,燃气涡轮发动机的一个或多个部件的转速可以包括低压轴或高压轴的转速。此外,在某些示例性方面中,燃气涡轮机内的压力可以包括压缩机出口压力或涡轮出口压力。此外,应了解,在某些示例性方面中,在(308)、(310)和(312)通过一个或多个计算装置接收指示一个或多个操作参数的数据可以进一步包括确定操作参数的值。

此外,方法300进一步包括在(314)至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的在(302)所接收数据,以及指示混合电力推进系统的操作参数的在(304)所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况。

例如,如将了解,在给定操作模式期间提供到电机或从电机提取的电力量可以指示发动机的健康状况,例如,发动机的劣化值。“操作模式”可以是,例如,燃气涡轮发动机的功率电平,所述功率电平可以基于指示混合电力推进系统,例如燃气涡轮发动机的一或多个操作参数的所接收数据来确定。另外或替代地,操作模式可以通过飞行器参数,例如,地面、起飞、爬升、巡航或下降参数来确定。另外或替代地,对于电机的给定功率电平(即,对于通过电机提供或从电机提取的给定电力量),可以基于指示参数的所接收数据确定的混合电力推进系统,例如燃气涡轮发动机的一或多个操作参数的值仍还可以指示发动机的健康状况,例如,发动机的劣化值。劣化值可以是劣化百分比,或任何其它合适的值。

仅意在示例,在某些示例性方面中,方法300可以确定在从电机提取参考电力量时的排气温度值。针对从电机提取参考电力量的排气温度的值可以指示发动机的健康状况。例如,当发动机是新的或健康时,在从电机提取参考电力量时,排气温度可以处于第一值。相反地,当发动机是旧的或相对不健康时,在从电机提取参考电力量时,排气温度可以处于第二更高值。

另外或替代地,并且仅意在示例,在其它示例性方面中,方法300可以确定在操作燃气涡轮发动机以定义参考排气温度时从电机提取的电力量。通过此实施例,从燃气涡轮发动机提取的电力量可以指示发动机的健康状况。例如,当发动机是新的或健康时,当在参考排气温度下操作燃气涡轮发动机时,从燃气涡轮发动机提取的电力可以是第一值。相反地,当发动机是旧的或相对不健康时,当在参考排气温度下操作燃气涡轮发动机时,从燃气涡轮发动机提取的电力可以是第二更低值。

因此,如将在下文更详细地论述,至少部分基于指示提供到电机或从电机提取的电力量的在(302)所接收数据,以及指示混合电力推进系统的操作参数的在(304)所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况可以包括:将指示混合电力推进系统的操作参数的在(304)所接收数据与参考操作参数值、操作参数值的参考图表等相比较以评估发动机健康状况,和/或将指示提供到电机或从电机提取的电力量的在(302)所接收数据与参考功率电平值、功率电平值的参考图表等相比较以评估发动机健康状况。当然应了解,在其它示例性实施例中,可以利用任何其它合适的燃气涡轮发动机参数,或混合电力推进系统参数。

此外,如还在图4中所描绘,所描绘的方法300的示例性方面包括在(316)通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户。例如,对于图4的示例性方面,在(316)通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的信息提供给用户包括:在(318)通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的数据显示在用户接口装置,例如,屏幕或其它显示装置上,以及在(319)通过一个或多个计算装置将指示燃气涡轮发动机的健康状况的数据存储到一个或多个存储装置。“用户”可以是包括示例性推进系统的飞行器的机组成员,或可以是从例如,一队飞行器收集数据的用户,或替代地,可以是任何其它合适用户。

此外,对于图4的示例性方面,所描绘的方法300包括响应于在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况,在(320)通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作。例如,在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况可以包括:通过一个或多个计算装置确定燃气涡轮发动机的发动机劣化值高于预定阈值,在此情况下,在(320)通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作可以包括:进一步响应于确定燃气涡轮发动机的发动机劣化值高于预定阈值,通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作。

另外或替代地,所述方法可以响应于燃气涡轮发动机的评估健康状况而修改包括燃气涡轮发动机的混合电力推进系统的操作。更具体来说,所描绘的方法300的示例性方面包括响应于在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况,在(322)通过一个或多个计算装置修改燃气涡轮发动机的操作。仍然更具体来说,对于所描绘的示例性方面,在(322)通过一个或多个计算装置修改燃气涡轮发动机的操作包括:响应于在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮机的健康状况,在(324)通过一个或多个计算装置修改指示燃气涡轮发动机的喘振裕度的发动机参数。例如,如将了解,当燃气涡轮发动机的健康状况下降时(即,当燃气涡轮发动机降级时),一般可能需要增加燃气涡轮发动机的喘振裕度(或者说,一般可能需要增加指示喘振裕度,即与喘振裕度相关联的发动机参数)以减小燃气涡轮发动机的压缩机段内压缩机停转的风险。此示例性方面可以允许在操作期间使用的发动机的减小的喘振裕度,或至少更合适的喘振裕度,从而潜在地增加发动机的效率。

然而,应了解,在其它示例性方面中,方法300可以被配置成通过任何其它合适的方式评估燃气涡轮发动机的健康状况。例如,另一示例性方面,方法300可以被配置成“探测”混合电力推进系统,以确定电动推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况。更具体来说,现在参考图5,提供方法300的此示例性方面。图5的示例性方面可以与图4的示例性方面基本上相同。

例如,图5中所描绘的方法300的示例性方面一般包括:在(302)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据;在(304)通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据;以及在(314)至少部分基于(302)所接收数据以及(304)所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况。

然而,如前所述,图5中描绘的方法300的示例性方面另外包括“探测”混合电力推进系统。更具体来说,对于图5中所描绘的方法300的示例性方面,方法300进一步包括在(326)通过一个或多个计算装置改变在某一时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量。另外,对于图5中所描绘的方法300的示例性方面,在(302)通过一个或多个计算装置确定提供到电机或从电机提取的电力量包括:在(328)通过一个或多个计算装置接收指示在时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化的数据,以及另外在(330)通过一个或多个计算装置确定在所述时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化。值得注意的是,时间量可以是相对较短的时间量,例如,1分钟或更少,例如三十秒或更少,例如15秒或更少,或例如五秒或更少。

例如,在某些示例性方面中,在(326)通过一个或多个计算装置改变在时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量可以包括:增加在时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量。通过此示例性方面,在(330)通过一个或多个计算装置确定提供到电机或从电机提取的电力量的变化可以进一步包括:通过一个或多个计算装置确定在时间量的至少一部分期间从电机提取的电力量的增加。

或者,在其它示例性方面中,在(326)通过一个或多个计算装置改变在时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量可以包括:减小在时间量内提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量。通过此示例性方面,在(330)通过一个或多个计算装置确定提供到电机或从电机提取的电力量的变化可以进一步包括:通过一个或多个计算装置确定在时间量的至少一部分期间从电机提取的电力量的减小。

另外,通过此示例性方面,在(304)通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据可以包括:在(331)通过一个或多个计算装置接收指示在时间量期间燃料流参数的变化的数据。例如,燃料流参数可以是燃料流速,或在某一时间量期间提供的总燃料量。

例如,现在简单参考图6,提供描绘在图5中所描绘的方法300的示例性方面的图表400。如所示,图表400一般描绘在一段时间之内(在x轴404上)的燃料流参数(在第一y轴402上),以及随时间从电机提取的电力(在第二y轴406上)(从一个或多个电力指示符/发动机参数推断第二y轴406上的电力)。更具体来说,图6的图表400描绘在时间量之内的这些参数,其中在(326)改变提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料。时间量是在图表400中的t0与t1之间的时间。因此,如所描绘,在t0与t1之间,燃料流速参数在t0处从r0增加到r1,并且随后在t1处从r1减小到r0。类似地,作为增加燃料流速参数的响应,从电机提取的电力量增加。更具体来说,在t0与t1之间,从电机提取的电力量从p0增加到p1。

如将了解,还返回参考图5,在时间量期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化因此可以指示燃气涡轮发动机的健康状况。因此,对于图5中所描绘的示例性方面,在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括:在(332)至少部分基于指示提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量的变化的在(331)所接收数据,以及指示在时间量的至少一部分期间提供到电机或从电机提取的电力量的变化的在(328)所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况。例如,在某些示例性方面中,在(332)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况可以包括:将针对基于(331)所接收数据确定的提供到燃气涡轮发动机的燃烧段的燃料量的给定变化,指示提供到电机或从电机提取的电力量的变化的在(328)所接收数据与基线值(例如,基线电力量)相比较以确定燃气涡轮发动机的健康状况,或替代地与计划表相比较以确定燃气涡轮发动机的健康状况。

然而,或者,此信息可以通过任何其它合适的方式用于评估发动机的健康状况。

此外,应了解,在本发明的其它示例性方面中,示例性方法300可以通过其它合适的方式操作。例如,在本发明的其它示例性方面中,示例性方法300可以通过预测方式操作以预期例如,所需维护操作。因此,现在还参考图7,描绘方法300的另一示例性方面。

图7的示例性方法300可以类似于图4的示例性方法300。例如,图7中所描绘的方法300的示例性方面一般包括:在(302)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据;在(304)通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据;以及在(314)至少部分基于(302)所接收数据以及(304)所接收数据,通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况。

然而,如前所述,图7中所描绘的方法300的示例性方面进一步通过预测方式操作以例如,预期所需维护操作更具体来说,对于图7中所描绘的方法300的示例性方面,在(302)通过一个或多个计算装置接收指示提供到电机或从电机提取的电力量的数据包括:在(334)通过一个或多个计算装置接收指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的数据。多个操作周期可以是燃气涡轮发动机、混合电力推进系统整体,和/或并入有混合电力推进系统的飞行器的多个操作周期。另外,在(304)通过一个或多个计算装置接收指示混合电力推进系统的操作参数的数据包括:在(336)通过一个或多个计算装置接收指示在多个操作周期内的混合电力推进系统的操作参数的数据。

因此,对于此示例性方面,在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括:在(338)通过一个或多个计算装置比较指示在多个操作周期内提供到电机或从电机提取的电力量的在(334)所接收数据和指示在多个操作周期内的混合电力推进系统的操作参数的在(336)所接收数据。更具体来说,对于图7中所描绘的方法300的示例性方面,在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括在(340)通过一个或多个计算装置在时间变量或周期变量上趋势分析在(338)比较的信息。在某些示例性方面中,在(340)通过一个或多个计算装置趋势分析比较的信息可以包括:针对提供到电机或从电机提取的给定电力量,标绘操作参数的值;或在替代方案中,针对操作参数的给定值标绘提供到电机或从电机提取的电力量的值。另外,在(340)通过一个或多个计算装置趋势分析比较的信息可以进一步包括使用例如,最小均方或任何其它合适的方法分配或确定用于所标绘数据点的最佳拟合线。

此外,仍参考图7,对于所描绘的方法300的示例性方面,在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况进一步包括在(342)基于(340)比较的信息在时间变量或周期变量上的趋势分析,通过一个或多个计算装置确定在燃气涡轮发动机需要维护操作之前的时间量或周期数中的一个或两个。例如,在某些示例性方面中,在(342)通过一个或多个计算装置确定在燃气涡轮发动机需要维护操作之前的时间量可以包括外推或延伸针对所标绘数据确定的最佳拟合线,以及确定此外推或延伸的最佳拟合线何时与需要燃气涡轮发动机的维护操作的阈值相交。以此方式,图7中所描绘的方法300的示例性方面可以预测何时将需要燃气涡轮发动机的维护操作。

此外,对于在图7中所描绘的方法300的示例性方面,方法300进一步包括响应于在(314)通过一个或多个计算装置评估燃气涡轮发动机的健康状况,在(320)通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作,或更具体来说,响应于在(342)通过一个或多个计算装置确定在需要燃气涡轮发动机的维护操作之前的时间量,在(344)通过一个或多个计算装置安排燃气涡轮发动机的维护操作。

例如,现在简单参考图8,提供描绘在图7中所描绘的示例性方法300的示例性方面的图表450。如所示,图表450一般描绘在一段时间内(在x轴454上)的混合电力推进系统的操作参数(在y轴452上)。更具体来说,对于图8的示例性实施例,图表450将排气温度描绘为在x轴454上随时间的y轴452上的混合电力推进系统的操作参数。更具体来说,所绘制的排气温度值对应于提供到电机或从电机提取的特定电力量。因此,对于所绘制排气温度值中的每一个,恒定电力量提供到电机或从电机提取。

如所描绘,排气温度值一般随时间增加。图表450进一步包括用于所绘制的不同排气温度值的最佳拟合线456。可以使用最小均方方法或任何其它合适的方法确定最佳拟合线456。另外,在图表450中以虚线描绘表示用于提供到电机或从电机提取的特定电力量的排气温度极限的线458。在排气温度到达通过线458表示的排气温度极限之后,燃气涡轮发动机将需要维护操作,例如,发动机检修。因此,通过以线性方式延伸最佳拟合线456,可以确定排气温度值将到达通过线458表示的排气温度极限的预期点460。以此方式,图表450(或类似方法)可以用于预测燃气涡轮发动机将需要经历维护操作的点(例如,对应于点460的时间t)。

然而,应了解,在其它示例性方面中,混合电力推进系统的操作参数可以是任何其它合适的操作参数,并且另外,代替在x轴454上使用的时间,图表450可以使用发动机周期。

现参考图9,描绘根据本发明的示例实施例的示例计算系统500。计算系统500可以例如用作混合电力推进系统50中的控制器72。计算系统500可以包括一个或多个计算装置510。计算装置510可以包括一个或多个处理器510a和一个或多个存储器装置510b。一个或多个处理器510a可以包括任何合适处理装置,例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其它合适处理装置。一个或多个存储器装置510b可以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、闪存驱动器和/或其它存储器装置。

一个或多个存储器装置510b可以存储可由一个或多个处理器510a存取的信息,包括可以由一个或多个处理器510a执行的计算机可读指令510c。指令510c可以是在由一个或多个处理器510a执行时致使一个或多个处理器510a执行操作的任何指令集。在一些实施例中,指令510c可以由一个或多个处理器510a执行以致使一个或多个处理器510a执行操作,例如计算系统500和/或计算装置510被配置成进行的操作和功能中的任一个、如本文中所描述的用于评估用于飞行器的混合电力推进系统的燃气涡轮发动机的健康状况的操作(例如,方法300),和/或一个或多个计算装置510的任何其它操作或功能。以此方式,示例性计算系统500可以被配置为发动机健康状况评估控制系统。

指令510c可以是以任何合适编程语言编写的软件,或可以在硬件中实施。另外和/或替代地,指令510c可以在处理器510a上在逻辑上和/或实际上分离的线程中执行。存储器装置510b可以进一步存储可以由处理器510a存取的数据510d。例如,数据510d可以包括指示飞行器和/或混合电力推进系统的操作参数的数据、指示飞行器和/或混合电力推进系统的性能图的数据、飞行阶段数据等任何用户输入和/或本文所描述的任何其它数据和/或信息。

计算装置510还可以包括用于例如与系统500的其它部件通信(例如,经由网络)的网络接口510e。网络接口510e可以包括用于与一个或多个网络介接的任何合适部件,包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线,和/或其它合适部件。一个或多个外部显示装置(未描绘)可以被配置成从计算装置510接收一个或多个命令。

本文中所论述的技术参考了基于计算机的系统和由基于计算机的系统采取的行动以及发送到基于计算机的系统和来自基于计算机的系统的信息。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实现大量可能的配置、组合以及任务和功能性在部件之间和在部件当中的划分。例如,本文中所论述的过程可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用程序可以在单个系统上实施或跨越多个系统分布。分布式部件可以依序或并行操作。

尽管各种实施例的具体特征可能在某些附图中示出而未在其它附图中示出,但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理,图式的任何特征可以结合任何其它图式的任何特征被引用和/或要求保护。

此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定义,且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它示例。如果此类其它示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,那么它们意欲在权利要求范围内。

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