使用CCA-ACC优化EGT和性能改进的间隙设计过程和策略

技术领域

本公开大体上涉及一种燃气涡轮发动机，更具体地，涉及一种具有冷却的冷却空气(cooled cooling air，CCA)和排气温度(exhaust gas temperature，EGT)的主动间隙控制(The Active Clearance Control，ACC)优化以及性能改进的间隙设计处理和策略。

背景技术

燃气涡轮发动机通常以串联流动顺序包括入口区段，压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，空气进入入口区段并流到压缩机区段，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧，从而产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流过限定在涡轮部分内的热气路，然后经由排气区段离开涡轮部分。

通常，希望燃气涡轮发动机在燃气涡轮发动机中的叶片的尖端和燃气涡轮发动机的固定部件(例如，燃气涡轮发动机壳体，定子等)之间保持间隙。在操作期间，燃气涡轮发动机暴露于热负荷(例如，泵入燃气涡轮发动机的热和冷空气等)和机械负荷(例如，燃气涡轮发动机上的叶片上的离心力等)，这可以膨胀和收缩燃气涡轮发动机壳体和转子。燃气涡轮发动机壳体的膨胀和收缩可以改变燃气涡轮发动机的叶片尖端和固定部件之间的间隙。控制在燃气涡轮发动机的正常操作期间波动的在叶片尖端和发动机壳体之间的间隙的需求一直存在，以实现更紧密的间隙，从而获得更好的性能并避免对燃气涡轮发动机的损坏(例如，磨损，破损等)。

发明内容

公开了用于具有用于EGT和性能改进的CCA和ACC优化的间隙设计过程和策略的方法，设备，系统和制品。

某些示例提供了一种设备，其包括围绕涡轮发动机的至少一部分的壳体，该涡轮发动机的至少一部分包括涡轮或压缩机；第一压缩机，用于获得外部空气；第二压缩机，用于获得冷却的冷却空气；热交换器，用于控制由第二压缩机提供的冷却的冷却空气的温度，该热交换器由第一控制信号触发；以及壳体冷却器，其向壳体提供主动间隙控制空气以控制壳体的偏转，其中主动间隙控制空气是来自第一压缩机的外部空气和冷却的冷却空气的组合，壳体冷却器使用第一阀联接到热交换器，第一阀由第二控制信号触发。

某些示例提供了一种设备，其包括围绕涡轮发动机的至少一部分的壳体，该涡轮发动机的至少一部分包括涡轮或压缩机；第一压缩机，用于获得外部空气；第二压缩机，用于获得冷却的冷却空气；混合器，其通过混合由所述第一压缩机提供的外部空气和由所述第二压缩机提供的冷却的冷却空气来产生热混合空气，该混合器调节所述热混合空气的温度，该混合器由第一控制信号触发；以及壳体冷却器，用于将来自混合器的热混合空气提供到壳体以控制壳体的偏转，壳体冷却器使用第一阀联接到混合器，第一阀由第二控制信号触发。

某些示例提供一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，该指令在被执行时致使至少一个处理器至少从涡轮发动机中的传感器装置获得条件参数；监测条件参数；确定条件何时指示叶片尖端和壳体之间的温度升高或间隙减小，该壳体围绕涡轮发动机的至少一部分；响应于确定该条件指示叶片尖端与壳体之间的温度升高或间隙减小：传输第一控制信号以调节阀的流速以增加气流；以及传输第二控制信号以调节通过涡轮发动机的至少一部分的气流的温度。

某些示例提供了包括存储器的发动机控制器；以及联接到存储器的处理器，该存储器包括指令，当指令在被执行时使该处理器至少：从涡轮发动机中的传感器装置获得条件参数；监测条件参数；确定条件何时指示叶片尖端和壳体之间的温度升高或间隙减小，该壳体围绕涡轮发动机的至少一部分；响应于确定该条件指示叶片尖端与壳体之间的温度升高或间隙减小：传输第一控制信号以调节阀的流速以增加气流；以及传输第二控制信号以调节通过涡轮发动机的至少一部分的气流的温度。

附图说明

图1是根据本文公开的教导的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面图。

附2A、2B是示例性的现有主动间隙控制(ACC)和冷却的冷却空气(CCA)系统的框图。

图3是根据本文公开的实施例的示例性CCA-ACC系统的示例控制器的框图。

图4是根据本文公开的教导的示例性CCA-ACC系统的框图。

图5是根据本文公开的教导的替代示例性CCA-ACC系统的框图。

图6是图4的示例性CCA-ACC系统的示例性发动机传感器，示例性控制器，示例性热交换器和三个示例性阀之间的示例性交互作用的过程控制图。

图7是图5的示例性CCA-ACC系统的示例性发动机传感器，示例性控制器，示例性混合器和三个示例性阀之间的示例性交互的过程控制图。

图8A、8B是示例性现有ACC系统的间隙的示例性图形表示。

图9A、9B是用于图4、5的示例性CCA-ACC系统的间隙的示例性图形表示。

图10是图4、5的示例性CCA-ACC系统的排气温度(EGT)和翼上时间(Time-on-Wing，TOW)改进的示例性图形表示。

图11是用于示例性现有ACC系统和图4、5的示例性CCA-ACC系统的传统压缩机的典型二维间隙闭合的示例图形。

图12是没有ACC系统的示例的压缩机转子相对径向运动的示例性示意图。

图13是用于图4、5的示例性CCA-ACC系统的压缩机转子相对径向运动的示例性示意图。

图14是表示机器可读指令的流程图，该机器可读指令可以被执行以结合图4的示例性CCA-ACC系统来实现图3的示例性控制器。

图15是表示机器可读指令的流程图，该机器可读指令可以被执行以结合图5的示例性CCA-ACC系统来实现图3的示例性控制器。

图16是被构造成执行图14、15的指令以实施图3的示例性控制器的示例性处理平台的框图。

附图不是按比例绘制的。相反，在附图中可以扩大层或区域的厚度。尽管附图示出了具有清晰线和边界的层和区域，但是这些线和/或边界中的一些或全部可以是理想化的。实际上，边界和/或线可以是不可观察的，混合的和/或不规则的。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。如本文所用，除非另有说明，否则术语“以上”描述两个部件相对于地球的关系。如果第二部件在地球和第一部件之间具有至少一个部件，则第一部件在第二部件之上。同样，如这里所使用的，当第一部件比第二部件更靠近地球时，第一部件在第二部件“以下”。如上所述，第一部件可以在第二部件以上或以下,具有以下一种或多种：在它们之间具有一个或多个其它部件，在它们之间没有其它部件，第一部件和第二部件接触，或者第一部件和第二部件没有彼此直接接触。如本专利中所使用的，陈述任何部件(例如，层、膜、面积、区域或板)以任何方式在另一部件上(例如，位于另一部件上、定位于另一部件上、设置于另一部件上、或形成于另一部件上等)，指示所参考的部件或者与另一部件接触，或所参考的部件在另一部件上方(其中一个或多个中间部件位于其间)。如本文所用，除非另有说明，否则连接参考(例如，附接，联接，连接和接合)可包括连接参考所参考的元件之间的中间构件和/或那些元件之间的相对运动。这样，连接参考不一定推断两个元件直接连接和/或彼此成固定关系。如本文所用，陈述任何部件与另一部件“接触”被定义为意指在两个部件之间不存在中间部件。

除非另有具体说明，否则在本文中使用诸如“第一”,“第二”,“第三”等的描述词，不是暗示或以其他方式指示优先级，物理次序，列表中的布置和/或以任何方式排序的任何含义，而是仅用作标签和/或任意名称以区分元件以易于理解所公开的示例。在一些示例中，描述词“第一”可用于指代详细描述中的元件，而在权利要求中可以使用不同的描述词来指代相同的元件，诸如“第二”或“第三”。在这种情况下，应当理解，这种描述符仅用于清楚地识别那些可能例如共享相同名称的元件。如本文所用，“约”和“大约”是指由于制造公差和/或其它现实世界缺陷而可能不精确的尺寸。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中通过说明示出了可以实践的具体示例。充分详细地描述了这些示例，以使本领域技术人员能够实践本主题，并且应当理解，可以使用其它示例。因此，提供以下详细描述以描述示例性实施方案，且不应将其视为限制本发明中所描述的主题的范围。来自以下描述的不同方面的某些特征可以被组合以形成以下讨论的主题的另外的新的方面。

当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”,“一个”,“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“第一”,“第二”等不表示任何顺序，数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可以存在除所列出的元件之外的其他元件。当在此使用术语“连接到”,“联接到”等时，一个物体(例如，材料，元件，结构，构件等)可以被连接到或联接到另一个物体，而不管该一个物体是直接连接到或联接到另一个物体还是在该一个物体和另一个物体之间是否存在一个或多个居间物体。

如这里所使用的，术语“系统”,“单元”,“模块”,“发动机”等可以包括用于执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块，单元或系统可以包括计算机处理器，控制器和/或其他基于逻辑的设备，其基于存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质(例如计算机存储器)上的指令来执行操作。替代地，模块，单元，发动机或系统可包括基于装置的硬连线逻辑执行操作的硬连线装置。附图中所示的各种模块，单元，发动机和/或系统可以表示基于软件或硬连线指令操作的硬件，指导硬件执行操作的软件，或其组合。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体通道中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体来流的方向，“下游”是指流体流向的方向。如本文所用，“竖直”是指垂直于地面的方向。如本文所用，“水平”是指平行于燃气涡轮发动机100的中心线的方向。如本文所用，“横向”是指垂直于轴向和竖直方向的方向(例如，进入和离开图1,2等的平面)。

在本文使用的一些实例中，术语“基本上”用于描述在所述关系的三个角度内的两个部分之间的关系(例如，基本上共线的关系在线性的三个角度内，基本上垂直的关系在垂直的三个角度内，基本上平行的关系在平行的三个角度内等)。

涡轮发动机，也称为燃烧涡轮或燃气涡轮，是内燃机的一种类型。涡轮发动机通常用于飞行器和发电应用中。如本文所用，术语“资产”,“飞行器涡轮发动机”,“燃气涡轮”,“陆基涡轮发动机”和“涡轮发动机”可互换使用。涡轮发动机的基本操作包括通过带有风扇的涡轮发动机前部吸入新鲜大气空气流。在一些示例中，空气流通过位于风扇和高压压缩机之间的中压压缩机或增压压缩机。涡轮发动机还包括具有交替旋转和静止翼型截面叶片的复杂阵列的涡轮。当热燃烧气体通过涡轮时，热燃烧气体膨胀，导致旋转叶片旋转。

涡轮发动机的部件(例如，风扇，增压压缩机，高压压缩机，高压涡轮，低压涡轮等)可能由于要求的操作条件(例如极端温度和振动)而随时间变化而降级。在操作期间，涡轮发动机部件暴露于热负荷(例如，泵入涡轮发动机的热和冷空气等)和机械负荷(例如，涡轮发动机上的叶片上的离心力等)，这会使涡轮发动机壳体和转子和/或压缩机壳体和转子连同涡轮发动机和/或其压缩机的其他部件一起膨胀和收缩。涡轮发动机壳体和/或压缩机壳体的膨胀和收缩可以改变涡轮发动机的叶片尖端和静止部件之间的间隙。在一些示例中，如果叶片尖端和静止部件之间的间隙未被控制，则叶片尖端和静止部件在操作期间可能碰撞并导致涡轮发动机部件的进一步退化。

主动间隙控制(ACC)系统优化或以其它方式改进了用于改进发动机性能的叶片尖端间隙，而在飞行和地面操作期间没有意外的有害摩擦事件。传统的ACC系统包括使用来自风扇或压缩机的冷却空气来控制叶片尖端和已经收缩的发动机部件(例如，定子，壳体等)之间的间隙。传统的ACC系统由控制器(例如，全权限数字发动机(或电子设备)控制(FADEC))控制，以在一个方向上调制间隙(例如，发动机部件收缩)。传统的ACC系统从风扇或压缩机向涡轮和/或压缩机(例如，高压压缩机，高压涡轮，低压涡轮，低压压缩机等)的定子表面提供冷却空气，用于壳体偏转和间隙控制。然而，传统的ACC系统在恶化的发动机条件下不能提供足够的间隙控制，因为间隙太大而不能控制涡轮发动机的排气温度(EGT)(例如，具有叶片尖端损失(由于氧化)的恶化的发动机条件打开超过ACC能力调整范围的间隙)。

类似地，被动间隙控制(PCC)系统通过涡轮和/或压缩机的定子的材料选择和设计优化来调制壳体偏转的间隙。然而，PCC系统不受控制器(例如，FADEC)控制。传统的PCC系统对于操作和/或性能设计点(例如起飞，巡航，攀登等)不能适当地工作，因为它不被控制器调制以确定何时需要作为ACC系统的间隙控制。

冷却冷却空气(CCA)系统提供额外的叶片尖端间隙，以实现性能改进，并具有通过飞行任务对高度巡航点进行间隙控制的更好能力，并减少/防止在涡轮发动机的飞行和地面操作期间的有害摩擦事件。传统的CCA系统将来自风扇或压缩机的冷却的冷却空气施加到涡轮发动机的旋转部件(例如，叶片，盘，密封件等)以改变偏转和叶片尖端间隙。传统的CCA通过控制转子偏转以控制EGT过冲(overshoot)来提供适当的间隙控制。

本文所公开的示例集成了CCA-ACC系统以控制涡轮发动机中的叶片间隙。本文公开的示例包括新的间隙设计策略，用于控制叶片间隙，调节EGT，并与ACC系统相比改善涡轮发动机的翼上时间，以及与具有分离的CCA应用的PCC系统相比改善压缩机的翼上时间。在这里公开的示例中，CCA和ACC系统一起工作，以便在涡轮和/或压缩机的情况下以及在涡轮和/或压缩机内的旋转部件处控制间隙。CCA系统与ACC系统的集成增加了间隙运动的范围，并且在涡轮和/或压缩机的叶片/护罩恶化的情况下提高了EGT控制的能力。本文公开的示例使用热交换器和/或混合器来集成CCA和ACC系统，以提供系统之间的冷却空气交换。在CCA和ACC系统之间引入热交换器或混合器提供额外的，更有效的间隙控制(例如，额外的功率，气流，冷却温度调整，间隙精度等)，这可以改善EGT过冲的控制。在这里公开的示例中，CCA系统的集成还通过在飞行任务中的巡航和其它点处实现更紧密的间隙并改善涡轮发动机的比燃料消耗(SFC)来为ACC系统提供适当的间隙控制。此外，与现有的翼型冷却设计相比，将CCA系统添加到ACC系统中更有效地提高了涡轮发动机的热区段(例如，涡轮，压缩机，旋转部件等)中的冷却部件的性能。由于CCA系统的较冷的空气，在此公开的示例为涡轮发动机的部件提供了增加的硬件耐久能力和寿命改进。

某些示例提供了被称为全权数字发动机(或电子设备)控制(FADEC)的发动机控制器。FADEC包括被称为电子发动机控制器(EEC)或发动机控制单元(ECU)的数字计算机，以及控制飞行器发动机性能方面的相关附件。FADEC可以与各种发动机一起使用，例如活塞发动机，喷气发动机，其它飞行器发动机等。在某些示例中，EEC/ECU与FADEC分离地提供，从而允许驾驶员和/或其它操作员的手动超控或干预。

在这里公开的示例中，发动机控制器接收与飞行条件(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。发动机控制器利用飞行条件数据计算发动机操作参数，例如燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置等。发动机操作参数可以由发动机控制器使用，以控制CCA-ACC系统的操作，从而调节涡轮发动机中的叶片尖端间隙。

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生另一个实施例。因此，本发明旨在覆盖在所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。

图1是现有技术的涡扇型燃气涡轮发动机100(“涡扇100”)的示意性截面图。如图1所示，涡轮风扇100限定了延伸穿过其中以供参考的纵向或轴向中心轴线102。通常，涡轮风扇100包括设置在风扇区段106下游的核心涡轮或燃气涡轮发动机104。

核心涡轮104包括限定环形入口110的基本上管状的壳体108。壳体108可以由单个壳体或多个壳体形成。壳体108以串联流动关系包围具有增压或低压压缩机112(“LP压缩机112”)和高压压缩机114(“HP压缩机114”)的压缩机区段，燃烧区段116，具有高压涡轮118(“HP涡轮118”)和低压涡轮120(“LP涡轮120”)的涡轮区段，以及排气区段122。高压轴或线轴124(“HP轴124”)驱动地联接HP涡轮118和HP压缩机114。低压轴或线轴126(“LP轴126”)驱动地联接LP涡轮120和LP压缩机112。LP轴126也可以联接到风扇区段106的风扇线轴或轴128。在一些示例中，LP轴126可直接联接到风扇轴128(即，直接驱动构造)。在替代构造中，LP轴126可经由减速齿轮130(即，间接驱动或齿轮驱动构造)联接到风扇轴128。

如图1所示，风扇区段106包括多个联接到风扇轴128并从风扇轴128径向向外延伸的风扇叶片132。环形风扇壳体或机舱134周向地包围风扇区段106和/或核心涡轮104的至少一部分。机舱134由多个周向间隔开的出口导向轮叶136相对于中心涡轮104支撑。此外，机舱134的下游区段138可以包围中心涡轮104的外部，以在其间限定旁路气流通道140。

如图1所示，空气142在其操作期间进入涡轮风扇100的入口区段144。空气142的第一部分146流入旁路流动通道140，而空气142的第二部分148流入LP压缩机112的入口110。与LP轴126联接的LP压缩机定子轮叶150和LP压缩机转子叶片152的一个或多个连续级逐渐压缩流经LP压缩机112的空气142的第二部分148，直到HP压缩机114。接下来，联接到HP轴124的HP压缩机定子轮叶154和HP压缩机转子叶片156的一个或多个连续级进一步压缩流过HP压缩机114的空气142的第二部分148。这将压缩空气158提供给燃烧区段116，在燃烧区段116中压缩空气158与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体160。

燃烧气体160流过HP涡轮118，在HP涡轮118中，联接到HP轴124的HP涡轮定子轮叶162和HP涡轮转子叶片164的一个或多个连续级从燃烧气体160中提取动能和/或热能的第一部分。该能量提取支持HP压缩机114的操作。燃烧气体160然后流过LP涡轮120，其中一个或多个连续级的LP涡轮定子轮叶166和LP涡轮转子叶片168联接到LP轴126，从那里提取第二部分的热能和/或动能。该能量提取使得LP轴126旋转，从而支持LP压缩机112的操作和/或风扇轴128的旋转。燃烧气体160然后通过其排气区段122离开核心涡轮104。

与涡轮风扇100一起，核心涡轮104起到类似的作用，并且在陆基燃气涡轮发动机，涡轮喷气发动机(其中空气142的第一部分146与空气142的第二部分148的比率小于涡轮风扇的比率)，以及无导管风扇发动机(其中风扇区段106没有机舱134)中看到类似的环境。在涡轮风扇发动机，涡轮喷气发动机和无导管发动机中的每一个中，减速装置(例如，减速齿轮箱130)可以包括在任何轴和线轴之间。例如，减速齿轮箱130可以设置在LP轴126和风扇区段106的风扇轴128之间。

图2A,2B是示例性的现有主动间隙控制(ACC)和冷却空气(CCA)系统的框图。图2A的现有ACC和CCA系统200包括风扇或压缩机205，壳体冷却/偏转210，下罩215和用于ACC系统的阀220，以及压缩机225，热交换器230，旋转部件冷却235和用于CCA系统的阀240。在图2A所示的示例中,ACC和CCA系统以及相应的部件是分开的(例如，没有集成在一起工作)。在现有系统200的ACC系统中，风扇或压缩机205获得用于冷却的外部喷射空气。风扇或压缩机205通过阀220向壳体冷却/偏转210提供外部喷射空气。在一些示例中，阀220的位置被控制以允许外部喷射空气从风扇或压缩机205流到壳体冷却/偏转210。在一些示例中，阀220由控制器(例如，全权数字发动机控制(FADEC)单元，发动机控制单元(ECU)，电子发动机控制(EEC)单元等)控制，其中控制器控制阀220的位置以控制间隙。例如，控制器将阀220位置控制在0％(完全关闭)和100％(完全打开)之间(例如，阀220位置可以处于40％打开，80％打开等)。壳体冷却/偏转210将来自风扇或压缩机205的外部射流空气施加到涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或HP压缩机114)的壳体。壳体冷却/偏转210将外部喷射空气施加到壳体以调节涡轮和/或压缩机的壳体与内部部件(例如，转子部件)之间的间隙。在壳体冷却/偏转210使用外部喷射空气用于壳体冷却和壳体偏转之后，壳体冷却/偏转210将外部喷射空气从风扇或压缩机205引导到下罩215。壳体冷却/偏转210将用过的外部喷气引向下罩215，以用于待冷却的其它热环境。在一些示例中，下罩215是涡轮和/或压缩机上的覆盖物。壳体冷却/偏转210将外部喷射空气引导到下罩215以丢弃用过的外部喷射空气或将来自外部喷射空气的冷却施加到涡轮和/或压缩机的热环境的其它表面以减小涡轮发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)的间隙。

在图2A所示的示例中，现有系统200的CCA系统包括压缩机225以获得用于冷却的冷却的冷却空气。压缩机225将冷却的冷却空气提供给热交换器230。热交换器230调整冷却的冷却空气的温度。热交换器230通过阀240将冷却的冷却空气提供给旋转部件冷却235。在一些示例中，阀240的位置被控制以允许冷却的冷却空气从热交换器230流到旋转部件冷却235。在一些示例中，阀240由控制器(例如，全权数字发动机控制(FADEC)单元，发动机控制单元(ECU)，电子发动机控制(EEC)单元等)控制，其中控制器控制阀240的位置以控制间隙。例如，控制器将阀240的位置控制在0％(完全关闭)和100％(完全打开)之间(例如，阀240的位置可以处于40％打开，80％打开等)。替代地，控制器将阀240的位置控制为0％(完全关闭)或100％(完全打开)，以用于简单且成本有效的设计。旋转部件冷却235将来自热交换器230的冷却的冷却空气施加到涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或高HP压缩机114)的转子部件。旋转部件冷却235将冷却的冷却空气施加到涡轮和/或压缩机内部的转子部件(例如，叶片，圆盘等)，以调整转子部件的偏转并控制转子部件与涡轮和/或压缩机的壳体之间的间隙。

图2B的现有ACC和CCA系统250包括代替风扇或压缩机205的第一部件255，壳体冷却/偏转210，代替下罩215的第二部件260，和用于ACC系统的阀220，以及用于CCA系统的压缩机225，热交换器230，旋转部件冷却235，和阀240。在图2B所示的示例中,ACC和CCA系统以及各自的部件是分开的(例如，没有集成在一起工作)。现有系统250类似于图2A的现有系统200。除了现有系统250的ACC系统之外，包括第一部件255和第二部件260。在一些示例中，现有系统250不限定ACC系统的第一部件255和第二部件260，因为在不影响现有系统250的情况下可以替换那些地方的部件。第一部件255可以是类似于现有系统200的风扇或压缩机205的风扇或压缩机，然而，也可以在第一部件255中可替代地包括其它部件。类似地，第二部件260可以是类似于现有系统200的下罩215的下罩，然而，也可以在第二部件260中可替代地包括其它部件。图2A和2B的现有系统200和250分别类似地操作，因为ACC和CCA系统是在涡轮和/或压缩机的不同位置提供间隙控制的单独系统(例如，在壳体表面上提供间隙控制的ACC系统和在转子部件处提供单独间隙控制的CCA系统)。

图3是根据本文公开的教导的用于示例CCA-ACC系统的示例控制器310的框图。在图3所示示例的示例环境300中，控制器310可以是全权数字发动机控制(FADEC)单元，发动机控制单元(ECU)，电子发动机控制(EEC)单元等，或者任何其它类型的数据采集和/或控制计算设备，处理器平台(例如，基于处理器的计算平台)等。控制器310与发动机传感器315和间隙控制模块320通信。控制器310包括传感器处理器325，流速控制器330和温度控制器335。

在图3所示的示例中，控制器310接收与飞行条件(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。控制器310从发动机传感器315接收飞行条件数据。发动机传感器315可以安装在燃气涡轮发动机100上和/或定位在飞行器中的其它地方(例如，在机翼上，在驾驶舱中，在主舱中，在发动机舱中，在货物中等)。例如，控制器310和发动机传感器315之间的通信可以是单向通信和/或双向通信。控制器310使用飞行条件数据计算发动机操作参数，例如燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置等。

在图3所示的示例中，传感器处理器325从示例发动机传感器315获得传感器数据。传感器数据包括从燃气涡轮发动机100获得的飞行条件数据。传感器处理器325基于来自发动机传感器315的传感器数据监测发动机条件。例如，传感器处理器325可以计算和监测燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置，直接间隙测量，间接间隙测量等。在一些示例中，传感器处理器325将发动机条件与那些条件的已知模型估计进行比较，以监测发动机条件的任何变化。在一些示例中，传感器处理器325基于从所获得的飞行条件数据确定的发动机条件来确定壳体和燃气涡轮发动机100的旋转部件之间的间隙是否减小和/或是否存在排气温度过冲。在图3所示的示例中，流速控制器330将流速控制信号传输到CCA-ACC系统(例如，下面进一步详细描述的图4的CCA-ACC系统400和/或图5的CCA-ACC系统500)中的不同阀。在一些示例中，来自流速控制器330的流速控制信号基于来自传感器处理器325的结果调整通过CCA-ACC系统中的阀的气流速率。在图3所示的示例中，温度控制器335将温度控制信号传输到CCA-ACC系统(例如，下面进一步详细描述的图4的CCA-ACC系统400和/或图5的CCA-ACC系统500)中的热交换器和/或混合器。在一些示例中，来自温度控制器335的温度控制信号基于来自传感器处理器325的结果来调整CCA-ACC系统中的空气的温度。

图4是根据本文公开的教导的示例CCA-ACC系统400的框图。CCA-ACC系统400包括图3的控制器310和间隙控制模块320。图4的间隙控制模块320包括集成的ACC和CCA系统。间隙控制模块320包括ACC系统405和CCA系统410。ACC系统405包括风扇或压缩机415,HPT壳体冷却器/偏转器420(例如，HP涡轮118壳体)，下罩425和低压涡轮(LPT)壳体冷却器/偏转器430。CCA系统410包括压缩机435，热交换器440和旋转部件冷却器和间隙控制445。间隙控制模块320包括阀450,455,460和465，以集成ACC系统405和CCA系统410的部件。在图4所示的示例中，CCA-ACC系统400是用于图1的燃气涡轮发动机100中的间隙控制的一系列元件中的一个元件。

在图4所示的示例中，ACC系统405包括风扇或压缩机415以获得用于冷却的外部喷射空气。在一些示例中，来自风扇或压缩机415的外部喷射空气被称为主动间隙控制空气，因为该空气是由图4的ACC系统405获得的外部喷射空气。风扇或压缩机415通过阀450将外部喷射空气提供到HPT壳体冷却器/偏转器420(例如，HP涡轮118壳体)。在一些示例中，风扇或压缩机415和HPT壳体冷却器/偏转器420通过阀450连接。在一些示例中，阀450打开和关闭以允许外部喷射空气从风扇或压缩机415流到HPT壳体冷却器/偏转器420。阀450由控制器310控制，在控制器310打开和关闭阀450的不同位置以控制外部射流空气的气流。HPT壳体冷却器/偏转器420接收来自风扇或压缩机415的外部喷射空气并获得用于冷却涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或高HP压缩机114)的壳体的外部喷射空气。HPT壳体冷却器/偏转器420将外部喷射空气引导到下罩425和低压涡轮(LPT)壳体冷却器/偏转器430。

在一些示例中，下罩425是涡轮和/或压缩机上的覆盖物。HPT壳体冷却器/偏转器420将外部喷射空气引导到下罩425，以将来自外部喷射空气的冷却施加到涡轮和/或压缩机的壳体的表面，从而冷却壳体并减小涡轮发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)的间隙。在一些示例中，LPT壳体冷却器/偏转器430直接将来自外部喷射空气的冷却施加到LPT壳体(例如，图1的LP涡轮120的壳体)的表面。HPT壳体冷却器/偏转器420通过阀465连接到LPT壳体冷却器/偏转器430。HPT壳体冷却器/偏转器420通过阀465将外部喷射空气引导到LPT壳体冷却器/偏转器430。

在一些示例中，阀465打开和关闭以允许外部喷射空气从HPT壳体冷却器/偏转器420直接流向LPT壳体冷却器/偏转器430。阀465由控制器310控制，其中控制器310打开和关闭阀465以直接控制外部射流空气到LPT壳体冷却器/偏转器430的气流。在图4所示的示例中，HPT壳体冷却器/偏转器420可以将气流引导到下罩425和LPT壳体冷却器/偏转器430，或者HPT壳体冷却器/偏转器420可以直接与阀465一起增大和减小到LPT壳体冷却器/偏转器430的气流，以在间隙减小时或在发动机检测到EGT过冲时更好地控制间隙。

在图4所示的示例中，CCA系统410包括压缩机435以获得冷却的冷却空气。压缩机435将冷却的冷却空气提供给热交换器440。热交换器440调整冷却的冷却空气的温度。在一些示例中，热交换器440基于来自控制器310的温度控制信号来调整冷却的冷却空气的温度。在一些示例中，热交换器440经由阀460连接到旋转部件冷却器和间隙控制445(例如，用于CCA的HP压缩机的后级)。热交换器440通过阀460将冷却的冷却空气提供给旋转部件冷却器和间隙控制445。在一些示例中，阀460打开和关闭以允许冷却的冷却空气从热交换器440流到旋转部件冷却器和间隙控制445。在一些示例中，阀460由控制器310控制，并且控制器310打开和关闭阀460，以通过改变通过阀460的冷却空气的流速来控制间隙。

旋转部件冷却器和间隙控制445将来自热交换器440的冷却的冷却空气施加到涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或高HP压缩机114)的旋转部件。旋转部件冷却器和间隙控制445将冷却的冷却空气施加到涡轮和/或压缩机内部的旋转部件(例如，叶片，圆盘等)，以调整旋转部件的偏转并控制旋转部件与涡轮和/或压缩机的壳体之间的间隙。

在图4所示的示例中，ACC系统405和CCA系统410被集成。ACC系统405的HPT壳体冷却器/偏转器420和CCA系统410的热交换器440经由阀455连接。在图4所示的示例中，ACC系统405和CCA系统410从单独的源(例如，分别是风扇或压缩机415和压缩机435)获得空气。图4的控制器310通过阀455控制ACC系统405和CCA系统410之间的空气混合。控制器310打开阀455并使用流速控制信号调整通过阀455的流速，以允许热交换器440调整ACC系统405的HPT壳体冷却器/偏转器420中的冷却的冷却空气的温度。当控制器310打开阀455时，热交换器440控制间隙控制模块320的ACC系统405和CCA系统410两者的空气温度。在一些示例中，HPT壳体冷却器/偏转器420将由热交换器440控制的冷却的冷却空气提供到下罩425和/或将冷却的冷却空气再用于LPT壳体冷却器/偏转器430。在一些示例中，热交换器440将冷却的冷却空气直接引导到LPT壳体冷却器/偏转器430。阀455,460允许间隙控制模块320通过集成ACC系统405和CCA系统410来实现燃气涡轮发动机100的紧密间隙。在EGT过冲的情况下，控制器310可增加阀455的流速以控制HPT壳体冷却器/偏转器420中的空气的温度，从而从CCA系统410向ACC系统405提供必要的间隙控制。在一些示例中，ACC系统405和CCA系统410在涡轮(例如，图1的HP涡轮118和/或LP涡轮120)中实施。然而，在一些示例中，压缩器(例如，图1的LP压缩器112和/或HP压缩器114)不包括ACC系统(例如，ACC系统405)。相反，压缩机包括PCC系统以控制间隙，而不是ACC系统，其中PCC系统不由控制器310控制。在这样的示例中，CCA系统410用压缩器(例如，图1的LP压缩器112和/或HP压缩器114)中的PCC系统来实现。

图5是根据本文公开的教导的示例CCA-ACC系统500的框图。CCA-ACC系统500包括图3的控制器310和间隙控制模块320。图5的间隙控制模块320包括集成的ACC和CCA系统500。间隙控制模块320包括ACC系统505和CCA系统510。ACC系统505包括风扇或压缩机515，混合器525,HPT壳体冷却器/偏转器530(例如，HP涡轮118壳体)，下罩535和低压涡轮(LPT)壳体冷却器/偏转器540。CCA系统510包括压缩机520，混合器525和旋转部件冷却器和间隙控制545。间隙控制模块320包括阀550,555和560，以集成ACC系统505和CCA系统510的部件。在图5所示的示例中，CCA-ACC系统500是用于图1的燃气涡轮发动机100中的间隙控制的一系列元件中的一个元件。

在图5所示的示例中，ACC系统505包括风扇或压缩机515以获得用于冷却的外部喷射空气。在一些示例中，来自风扇或压缩机515的外部喷射空气被称为主动间隙控制空气，因为该空气是由图5的ACC系统505获得的外部喷射空气。在所示的示例中，CCA系统510包括压缩机520以获得冷却的冷却空气。ACC系统505的风扇或压缩机515和CCA系统510的压缩机520向混合器525提供相应的外部喷射空气和冷却的冷却空气。间隙控制模块320的ACC系统505和CCA系统510共享用于产生用于间隙控制的冷却空气的混合器525。混合器525包括空气流混合器和/或热混合器(例如热交换器)。混合器525将来自风扇或压缩机515的外部喷射空气和来自压缩机520的冷却的冷却空气组合以形成混合空气。在某些示例中，混合器525组合和/或调节来自风扇或压缩机515的外部喷射空气的温度和来自压缩机520的冷却的冷却空气的温度以形成热混合空气。在某些示例中，混合器525调节组合的外部喷射空气和冷却的冷却空气的温度(例如，将外部喷射空气冷却成冷却空气)。在一些示例中，混合器525基于来自控制器310的温度控制信号来调节组合的外部喷射空气和冷却的冷却空气的温度。在一些示例中，混合器525的组合的外部喷射空气和冷却的冷却空气被称为混合空气。不同温度的组合被称为热混合空气。在一些示例中，混合器525分别经由阀550和阀555连接到ACC系统505的HPT壳体冷却器/偏转器530和CCA系统510的旋转部件冷却器和间隙控制545。

在一些示例中，阀550打开和关闭不同的位置，以允许从混合器525到HPT壳体冷却器/偏转器530(例如，HP涡轮118壳体)的冷却空气。阀550由控制器310控制，其中控制器310打开和关闭阀550以控制ACC系统505中的冷却空气的气流。HPT壳体冷却器/偏转器530从混合器525接收冷却空气并获得用于冷却涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或高HP压缩机114)的壳体的冷却空气。HPT壳体冷却器/偏转器530将冷却空气引导到下罩535和低压涡轮(LPT)壳体冷却器/偏转器540。在一些示例中，下罩535是涡轮和/或压缩机上的覆盖物。HPT壳体冷却器/偏转器530将冷却空气引导到下罩535以将冷却空气施加到涡轮和/或压缩机的壳体的表面以冷却壳体并减小涡轮发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)的间隙。在一些示例中，LPT壳体冷却器/偏转器540直接将冷却空气施加到LPT壳体(例如，图1的LP涡轮120的壳体)的表面。HPT壳体冷却器/偏转器530通过阀560连接到LPT壳体冷却器/偏转器540。HPT壳体冷却器/偏转器530通过阀560将冷却空气引导到LPT壳体冷却器/偏转器540。在一些示例中，混合器525将热混合的空气直接引导到LPT壳体冷却器/偏转器540。

在一些示例中，阀560打开和关闭以允许冷却空气从HPT壳体冷却器/偏转器530直接流到LPT壳体冷却器/偏转器540。阀560由控制器310控制，其中控制器310打开和关闭阀560以直接控制冷却空气到LPT壳体冷却器/偏转器540的气流。在图5所示的示例中，HPT壳体冷却器/偏转器530可以将气流引导到HP涡轮壳体(例如，HP涡轮118壳体)和下罩535和LPT壳体冷却器/偏转器540两者，以在燃气涡轮发动机需要时(例如，发动机条件恶化时)更好地控制用于EGT过冲的间隙或优化飞行任务中的其它点的间隙。

在一些示例中，阀555打开和关闭以允许冷却空气从混合器525流到CCA系统510的旋转部件冷却器和间隙控制器545。在一些示例中，阀555由控制器310控制，其中控制器310打开和关闭阀555，以通过改变通过阀555的冷却空气的流速来控制间隙。旋转部件冷却器和间隙控制器545将来自混合器525的冷却空气施加到涡轮(例如图1的HP涡轮118或LP涡轮120)和/或压缩机(例如图1的LP压缩机112或高HP压缩机114)的旋转部件。旋转部件冷却器和间隙控制器545将冷却空气施加到涡轮和/或压缩机内部的旋转部件(例如，叶片，圆盘等)，以调节旋转部件的偏转并控制旋转部件与涡轮和/或压缩机的壳体之间的间隙。

在图5所示的示例中，ACC系统505和CCA系统510通过混合器525集成。在图5所示的示例中，ACC系统505和CCA系统510从单独的源(例如，分别为风扇或压缩机515和压缩机520)获得空气。图5的控制器310通过混合器525控制ACC系统505和CCA系统510之间的空气的混合。控制器310打开并使用流速控制信号调节通过阀550和阀555的流速，以允许混合器525向ACC系统505和CCA系统510提供冷却空气。阀550和555允许间隙控制模块320通过集成ACC系统505和CCA系统510来实现燃气涡轮发动机100的紧密间隙。在EGT过冲的情况下，控制器310可增加阀550的流速以控制HPT壳体冷却器/偏转器530中的空气的温度，从而从CCA系统510向ACC系统505提供必要的间隙控制。在一些示例中，ACC系统505和CCA系统510在涡轮(例如，图1的HP涡轮118和/或LP涡轮120)中实施。然而，在一些示例中，压缩器(例如，图1的LP压缩器112和/或HP压缩器114)不包括ACC系统(例如，ACC系统505)。相反，压缩器包括PCC系统以控制间隙而不是ACC系统，其中PCC系统不由控制器310控制。在这样的示例中，CCA系统510用压缩器中的PCC系统(例如，图1的LP压缩器112和/或HP压缩器114)来实现。

图6是图4的CCA-ACC系统400的发动机传感器315，控制器310，热交换器440和阀450,455和460之间的示例性交互作用的过程控制图600。

如图6的示例所示，图4的控制器310从发动机传感器315请求条件参数602。发动机传感器315以条件参数604的返回响应控制器310。例如，控制器310接收与飞行条件参数(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。发动机传感器315将条件参数返回到控制器310。发动机传感器315可以安装在燃气涡轮发动机100上和/或定位在飞行器中的其它地方(例如，在机翼上，在驾驶舱中，在主舱中，在发动机舱中，在货物中等)。控制器310使用由发动机传感器315返回的飞行条件参数来计算发动机操作参数，例如燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置等。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图4的热交换器440的温度控制信号606。在图6所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到热交换器440的温度控制信号606。例如，温度控制信号的值基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲而不同。基于温度控制信号的值，热交换器440降低空气温度608或提高空气温度610。例如，当温度控制信号具有值A时，热交换器440降低空气温度608，而当温度控制信号具有值B时，热交换器440提高空气温度610。在一些示例中，在涡轮发动机的情况下，基于温度测量来确定温度控制信号的值。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图4的阀455的流速控制信号612。在图6所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小或者涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀455的流速控制信号612。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀455的流速控制信号612。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀455的流速控制信号612以打开阀455以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，如果发动机条件被设定在起飞条件，则控制器310触发到阀455的流速控制信号612以关闭阀455以增加间隙以避免在起飞和爬升期间机动余量中的潜在摩擦事件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀455的流速控制信号612以打开阀455以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀455分别通过打开和关闭来增加空气流614或减少空气流616。例如，当流速控制信号具有值A时，阀455打开并增大空气流614，而当流速控制信号具有值B时，阀455关闭并减小空气流616。在一些示例中，在涡轮发动机的情况下，温度控制信号的值基于温度测量来确定。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图4的阀460的流速控制信号618。在图6所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀460的流速控制信号618。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀460的流速控制信号618。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀460的流速控制信号618以关闭阀460以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，控制器310基于发动机的条件触发到阀460的流速控制信号618。例如，如果发动机处于新的发动机条件，则控制器310不触发流速控制信号618，因为ACC系统405覆盖了间隙范围。在一些示例中，如果发动机处于恶化条件，则控制器310触发到阀460的流速控制信号618以关闭阀460以减小间隙以补偿恶化的发动机条件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀460的流速控制信号618以关闭阀460以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀460增加空气流620或减少空气流622。例如，当流速控制信号具有值A时，阀460增大空气流620，而当流速控制信号具有值B时，阀460减小空气流622。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图4的阀465的流速控制信号624。在图6所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀465的流速控制信号624。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀465的流速控制信号624。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀465的流速控制信号624以打开阀465以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，如果发动机条件被设定在起飞条件，则控制器310触发到阀465的流速控制信号624以关闭阀465以增加间隙以避免在起飞和爬升期间机动余量中的潜在摩擦事件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀465的流速控制信号624以打开阀465以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀465增加空气流626或减少空气流628。例如，当流速控制信号具有值A时，阀465增大空气流626，而当流速控制信号具有值B时，阀465减小空气流628。

图7是图5的示例性CCA-ACC系统500的发动机传感器315，控制器310，混合器525和三个阀550,555,560之间的示例性交互作用的过程控制图700。

如图7的示例所示，图5的控制器310从发动机传感器315请求条件参数702。发动机传感器315以条件参数704的返回响应控制器310。例如，控制器310接收与飞行条件参数(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。发动机传感器315将条件参数返回到控制器310。发动机传感器315可以安装在燃气涡轮发动机100上和/或定位在飞行器中的其它地方(例如，在机翼上，在驾驶舱中，在主舱中，在发动机舱中，在货物中等)。控制器310使用由发动机传感器315返回的飞行条件参数来计算发动机操作参数，例如燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置等。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图5的混合器525的温度控制信号706。在图7所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小或者涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到混合器525的温度控制信号706。例如，温度控制信号的值基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲而不同。基于温度控制信号的值，混合器525降低空气温度708或提高空气温度710。例如，当温度控制信号具有值A时，混合器525降低空气温度708，而当温度控制信号具有值B时，混合器525提高空气温度710。在一些示例中，在涡轮发动机的情况下，基于温度测量来确定温度控制信号的值。混合器525使用包括在混合器525中的热混合器提高和降低空气温度，该混合器525类似于图4的热交换器440操作。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图5的阀550的流速控制信号712。在图7所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小或者涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀550的流速控制信号712。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀550的流速控制信号712。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀550的流速控制信号712以打开阀550以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，如果发动机条件被设定在起飞条件，则控制器310触发到阀550的流速控制信号712以关闭阀550以增加间隙以避免在起飞和爬升期间机动余量中的潜在摩擦事件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀550的流速控制信号712以打开阀550以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀550增加空气流714或减少空气流716。例如，当流速控制信号具有值A时，阀550增大空气流714，而当流速控制信号具有值B时，阀550减小空气流716。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图5的阀555的流速控制信号718。在图7所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀555的流速控制信号718。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀555的流速控制信号718。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀555的流速控制信号718以关闭阀555以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，控制器310基于发动机的条件触发到阀555的流速控制信号718。例如，如果发动机处于新的发动机条件，则控制器310不触发流速控制信号718，因为ACC系统505覆盖间隙范围。在一些示例中，如果发动机处于恶化条件，则控制器310触发到阀555的流速控制信号718以关闭阀555以减小间隙以补偿恶化的发动机条件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀555的流速控制信号718以关闭阀555以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀555增加空气流720或减少空气流722。例如，当流速控制信号具有值A时，阀555增大空气流720，而当流速控制信号具有值B时，阀555减小空气流722。

控制器310基于发动机传感器315返回的条件参数触发到图5的阀560的流速控制信号724。在图7所示的示例中，控制器310根据发动机传感器315返回的条件参数来确定涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲。控制器310基于该确定触发到阀560的流速控制信号724。例如，基于涡轮发动机的旋转部件和壳体之间的间隙是否减小和/或涡轮发动机中是否存在EGT过冲，流速控制信号的值是不同的。在一些示例中，控制器310基于发动机条件时间表触发到阀560的流速控制信号724。例如，如果发动机条件被设定在巡航条件，则控制器310触发到阀560的流速控制信号724以打开阀560以减小间隙以改善发动机性能。在一些示例中，如果发动机条件被设定在起飞条件，则控制器310触发到阀560的流速控制信号724以关闭阀560以增加间隙以避免在起飞和爬升期间机动余量中的潜在摩擦事件。在一些示例中，如果存在EGT过冲，则控制器310触发到阀560的流速控制信号724以打开阀560以补偿EGT过冲。基于流速控制信号的值，阀560增加空气流726或减少空气流728。例如，当流速控制信号具有值A时，阀560增大空气流726，而当流速控制信号具有值B时，阀560减小空气流728。

图8A,8B是典型涡轮间隙的示例性图表表示，例如图2A和2B的现有ACC系统200和250。图8A的示例图800示出了在新的发动机条件(例如，在发动机之前还没有使用的发动机或者已经使用了少量时间的发动机)下的燃气涡轮发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)与图2A和2B的现有ACC系统200和250的间隙测量。曲线图800包括用于燃气涡轮发动机的速度测量805和用于燃气涡轮发动机的间隙测量810以及图2A和2B的现有ACC系统200和250。在曲线图800中，x轴表示时间，y轴表示燃气涡轮发动机的定子和转子之间的间隙测量。在图2A和2B的现有系统200和250中，ACC系统仅使用风扇/压缩机空气(例如，风扇或压缩机205)，该风扇/压缩机空气在低功率(例如，地面怠速(G/I))下不具有足够的间隙控制能力(例如，ACC系统不提供足够的功率，气流，冷却温度调节，间隙精度等)，以在发动机恶化时控制燃气涡轮发动机中的间隙。在曲线图800的新发动机条件下，现有系统200和250使用ACC系统的全间隙控制功率来控制间隙和起飞时的EGT过冲(T/O)。

图8B的示例图820示出了处于恶化条件的燃气涡轮发动机的间隙测量。曲线图820包括燃气涡轮发动机的速度测量805，燃气涡轮发动机与图2A和2B的现有ACC系统200和250的间隙测量825，以及用于恶化的发动机条件的间隙测量830。在曲线图820中，x轴表示时间，y轴表示燃气涡轮发动机的定子和转子之间的间隙测量。在图2A和2B中，ACC系统仅使用在低功率(例如，G/I)下不具有足够的间隙控制能力的风扇/压缩机空气(例如，风扇或压缩机205)来控制燃气涡轮发动机中的间隙。在曲线图820的恶化的发动机条件中，现有系统200和250不具有控制壳体以控制间隙和起飞时的EGT过冲(T/O)的能力，这在图8A的间隙测量825和新的发动机条件间隙测量810之间的间隙中示出。

图9A,9B是用于图4和5的示例CCA-ACC系统400和500的典型涡轮间隙的示例图表示。图9A的示例图9009A示出了具有图4和5的CCA-ACC系统400和500的新发动机条件下的燃气涡轮发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)的间隙测量。曲线图900包括燃气涡轮发动机的速度测量905，燃气涡轮发动机与间隙控制模块320的ACC系统的间隙测量910，以及用于具有图4和5的间隙控制模块320的ACC和CCA系统400,500的燃气涡轮发动机的间隙测量910。在曲线图900中，x轴表示时间，y轴表示燃气涡轮发动机的定子和转子之间的间隙测量。在图4和5的CCA-ACC系统中,ACC系统与CCA系统集成在一起，以便以低功率(例如G/I)提供足够的间隙控制能力(例如CCA系统提供额外的功率，气流，冷却温度调节，间隙精度等)，从而控制燃气涡轮发动机中的间隙。如在用于具有ACC和CCA系统400,500的燃气涡轮发动机的间隙测量910中所看到的，集成CCA系统优化来自ACC系统的间隙控制。

图9B的示例图920示出了利用图4和5的CCA-ACC系统400和500在恶化的发动机条件下的燃气涡轮发动机(例如图1的燃气涡轮发动机100)的间隙测量。曲线图920包括燃气涡轮发动机的速度测量905，燃气涡轮发动机与间隙控制模块320的ACC系统的间隙测量925，以及用于具有图4和5的间隙控制模块320的ACC和CCA系统的燃气涡轮发动机的间隙测量930。在曲线图900中，x轴表示时间，y轴表示燃气涡轮发动机的定子和转子之间的间隙测量。在图4和5的CCA-ACC系统中,ACC系统与CCA系统集成在一起，以在低功率(例如，G/I)下提供足够的间隙控制能力，从而控制燃气涡轮发动机中的间隙和EGT。在曲线图920的恶化的发动机条件下，用于具有ACC系统的燃气涡轮发动机的间隙测量925没有达到目标间隙，因为ACC系统不具有冷却作为图9A的新发动机条件的壳体的能力。然而，集成CCA系统向ACC系统提供增加的间隙功率(例如，提供额外的功率，气流，冷却温度调节，间隙精度等)以达到如在用于具有ACC和CCA系统的燃气涡轮发动机的间隙测量930中所看到的目标间隙。

在图示的示例中，图4和图5的CCA-ACC系统400和500能够在新的发动机条件(图9A)和恶化的发动机条件(9B)两者中实现相同的间隙余量。间隙如图8A和8B所示,与图2A和2B的现有ACC系统200和250相比，图4和5的CCA-ACC系统400和500能够控制瞬态起飞(T/O)间隙收缩(pinch)并有效地保持EGT余量。

图10是图4和5的示例CCA-ACC系统400和500的EGT和翼上时间(TOW)改进的示例图表示。图10的示例图1000示出了用于图2A和2B的现有ACC系统200和250的EGT测量1005以及用于图4和5的CCA-ACC系统400和500的EGT测量1010。在曲线图1000中，x轴表示燃气涡轮发动机的飞行循环(例如，发动机在多少次飞行期间操作)，并且y轴表示那些飞行循环的EGT测量。曲线图1000包括EGT限制，其中满足燃气涡轮发动机TOW并且燃气涡轮发动机被翻新或退役(例如，不再能够使用)。曲线图1000的EGT限制示出了燃气涡轮发动机在其对于继续操作来说太恶化之前能够达到的最大EGT。曲线图1000说明用于图4和5的CCA-ACC系统400和500的EGT测量1010直到在飞行周期中与图2A和2B的现有ACC系统200和250的EGT测量1005相比晚得多才达到EGT限制。达到图4和5的CCA-ACC系统400和500的EGT限制的延迟还扩展了用于具有图4和5的CCA-ACC系统400和500的燃气涡轮发动机的TOW。由于EGT限制在飞行周期中晚得多地达到，如在EGT测量1010中所看到的。曲线图1000示出了图4和5的CCA-ACC系统400和500的热交换器440和混合器525如何分别通过向燃气涡轮发动机的部件(例如，壳体和旋转部件)提供气流和温度的附加变化，为燃气涡轮发动机的必要的EGT回收提供足够的间隙控制能力(例如，功率，气流，冷却温度调节，间隙精度等)，这改善了恶化发动机的TOW。

图11是用于图2A和2B的现有ACC系统200和250的典型的二维压缩机间隙闭合的示例图以及图4和5的示例CCA-ACC系统400和500。图11的示例曲线图1100示出用于图2A和2B的现有ACC系统200和250的间隙闭合以及图4和5的CCA-ACC系统400和500。在通过高性能计算(HPC)模拟的突发任务周期期间的。曲线图1100包括用于图2A和2B的现有ACC系统200和250的示例性速度测量1105，示例性间隙闭合测量1110，以及用于图4和5的CCA-ACC系统400和500的示例间隙闭合测量1115。曲线图1100示出了用于图4和5的CCA-ACC系统400和500的间隙闭合的增加(间隙闭合测量1115)与图2A和2B的现有ACC系统200和250的间隙闭合进行比较(间隙闭合测量1110)。

图12是用于示例PCC系统(例如，没有ACC系统的压缩机)的典型压缩机中的转子相对径向运动的示例性示意图1200。在一些示例中，示意图1200示出了基于PCC系统的转子相对径向运动，该PCC系统由材料选择和机械设计(例如，不是由控制器控制)控制。在示意图1200中，框代表与用于PCC系统的燃气涡轮发动机的定子1205(间隙)相关的转子布置。示意图1200包括用于冷发动机1210的示例性转子布置，用于发动机在瞬时起飞(T/O)期间的示例性转子布置1215，用于发动机在起霜期间的示例性转子布置1220，用于发动机在高功率下的示例性转子布置1225，以及用于发动机在巡航时的示例性转子布置1235。在一些示例中，用于冷发动机1210，瞬变T/O1215，起霜1220和高功率1225的转子布置与图11的间隙闭合测量1110相关联。用于高功率发动机1225的转子布置包括示例性的限制间隙1230。用于在巡航1235处的发动机的转子布置还包括间隙测量1240。

在图12所示的示例中，转子和定子1205之间的间隙受到用于高功率1225和巡航1235条件的典型压缩机的现有系统PCC的限制。示意图1200包括用于在高功率1225下的发动机的转子布置的限制间隙1230，表示典型压缩机设计的现有系统PCC系统不具有足够的间隙控制能力来在高功率下控制限制间隙1230。

图13是用于图4和5的示例性CCA-ACC系统400和500的典型压缩机中的转子相对径向运动的示例性示意图1300。在一些示例中，转子相对径向运动的示意图1300由图4和5的CCA-ACC系统400和500的CCA系统改变。在示意图1300中，框代表与用于图4和5的CCA-ACC系统400和500的燃气涡轮发动机的定子1305(间隙)相关的转子布置。在一些示例中，对于每个发动机条件，框与图11的间隙闭合测量1115相关联。示意图1300包括用于冷发动机1310的示例性转子布置，用于发动机在瞬时起飞(T/O)期间的示例性转子布置1315，用于发动机在起霜期间的示例性转子布置1320，用于发动机在高功率下的示例性转子布置1325，以及用于发动机在巡航时的示例性转子布置1335。用于高功率发动机1325的转子布置包括来自定子1305的示例间隙测量1330。用于在巡航1335处的发动机的转子布置还包括间隙测量1340。

在图13所示的示例中，与图12的压缩机的PCC系统相比，用于高功率1325和巡航1335条件的转子和定子1305之间的间隙通过图4和5的CCA-ACC系统400和500得到改善。与上述图12的巡航间隙1240相比，示意图1300示出了用于在高功率1325下的发动机的转子布置的间隙测量1330和用于在巡航1335下的发动机的转子布置的间隙测量1340的更紧密的间隙。图13所示的示例示出了具有图4和5的CCA-ACC系统400和500的转子和定子1305之间的改进的间隙(例如，在巡航时更紧密的间隙以改进性能点)。

尽管在图3中示出了实现图4、5、6和7的控制器310的示例性方式，一个或多个图4,5,6和7中所示的元件、过程和/或设备可以以任何其它方式组合，划分，重新布置，省略，消除和/或实现。此外，传感器处理器325，示例流速控制器330，示例温度控制器335和/或更一般地，图3的示例控制器310可以由硬件，软件，固件和/或硬件，软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，可以通过一个或多个模拟或数字电路，逻辑电路，可编程处理器，可编程控制器，图形处理单元(GPU)来实现示例传感器325，示例流速控制器330，示例温度控制器335和/或更一般地，示例控制器310中的任何一个。数字信号处理器(DSP(s))，专用集成电路(ASIC(s))，可编程逻辑装置(PLD(s))和/或现场可编程逻辑装置(FPLD(s))。当阅读本专利的任何装置或系统权利要求以覆盖纯软件和/或固件实现时，示例传感器处理器325，示例流速控制器330和/或示例温度控制器335中的至少一个被明确地定义为包括非暂时性计算机可读存储设备或存储盘，例如存储器，数字多功能盘(DVD)。包括软件和/或固件的光盘(CD)，蓝光盘等。此外，图3的示例控制器310可以包括一个或多个元件，过程和/或设备，除了或代替图4、5、6和7所示的那些元件，过程和/或设备，和/或可以包括任何或所有所示元件、过程和设备中的一个以上。如这里所使用的，短语“通信”，包括其变体，包括通过一个或多个中间宿主部件的直接通信和/或间接通信，并且不需要直接物理(例如，有线)通信和/或恒定通信，而是另外包括以周期性间隔，预定间隔，非周期性间隔和/或一次性事件的选择性通信。

在图14和15中示出了表示用于实现图3的控制器310的示例硬件逻辑，机器可读指令，硬件实现的条件机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是用于由计算机处理器和/或处理器电路执行的一个或多个可执行程序或可执行程序的一部分，诸如在以下结合图16讨论的示例处理器平台1600中示出的处理器1612。该程序可以用存储在诸如CD-ROM，软盘，硬盘驱动器，DVD，蓝光盘或与处理器1612相关联的存储器之类的非暂时性计算机可读存储介质上的软件来实现，但是整个程序和/或其部分也可以由不同于处理器1612的设备来执行和/或用固件或专用硬件来实现。此外，尽管参考图14和15所示的流程图描述了示例性程序，可以可选地使用实现示例控制器310的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变，消除或组合所描述的一些框。附加地或替代地，可通过一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路，FPGA,ASIC，比较器，运算放大器(op-amp)，逻辑电路等)来实现任何或所有的框，所述硬件电路被构造成在不执行软件或固件的情况下执行相应的操作。处理器电路可以分布在不同的网络位置和/或一个或多个设备的本地(例如，单个机器中的多核处理器，分布在服务器机架上的多个处理器等)。

这里描述的机器可读指令可以以压缩格式，加密格式，分段格式，编译格式，可执行格式，打包格式等中的一个或多个来存储。如本文所述的机器可读指令可被存储为可用于创建，制造和/或产生机器可执行指令的数据或数据结构(例如，指令的部分，代码，代码的表示等)。例如，机器可读指令可以被分段并存储在位于网络或网络集合(例如，在云中，在边缘设备中等)的相同或不同位置的一个或多个存储设备和/或计算设备(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要安装，修改，适配，更新，组合，补充，配置，解密，解压缩，解包，分发，重新指派，编译等中的一个或多个，以便使它们可由计算设备和/或其它机器直接读取，解释和/或执行。例如，机器可读指令可以被存储在多个部分中，这些部分被单独地压缩，加密，并且被存储在单独的计算装置上，其中这些部分在被解密，解压缩和组合时形成一组可执行指令，这些可执行指令实现一个或多个功能，这些功能可以一起形成诸如这里所描述的程序。

在另一示例中，机器可读指令可存储在可由处理器电路读取所述指令的条件下，但需要添加库(例如，动态链接库(DLL))，软件开发套件(SDK)，应用程序编程接口(API)等以便在特定计算装置或其它装置上执行所述指令。在另一个示例中，在机器可读指令和/或相应的程序可以全部或部分地执行之前，可能需要配置机器可读指令(例如，存储的设置，数据输入，记录的网络地址等)。因此，在此所使用的机器可读介质可以包括机器可读指令和/或程序，而不管机器可读指令和/或程序在存储时或静止时或在传输时的特定格式或条件。

本文所述的机器可读指令可由任何过去，现在或将来的指令语言，脚本语言，编程语言等来表示。例如，机器可读指令可以使用以下语言中的任何一种来表示：C,C++,Java,C#,Perl,Python,JavaScript，超文本标记语言(HTML)，结构化查询语言(SQL),Swift等。

如上所述，图14和15的示例性过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，所述非暂时性计算机和/或机器可读介质例如硬盘驱动器，闪存，只读存储器，光盘，数字通用盘，高速缓存，随机存取存储器和/或任何其它存储设备或存储盘，在所述存储设备或存储盘中在任何持续时间内存储信息(例如，闪存，只读存储器，压缩盘，数字多功能盘，高速缓存，随机存取存储器和/或任何其它存储设备或存储盘)。对于延长的时间段，永久地，对于简短的示例，对于临时缓冲，和/或对于信息的高速缓存)。如这里所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并排除传播的信号和排除传输介质。

“包括”和“包含”(及其所有形式和条件)在本文中被用作开放式术语。因此，每当权利要求采用任何形式的“包括”或“包含”(例如，包含，包括，具有等)作为前序或在任何种类的权利要求中叙述时，应当理解，在不超出相应的权利要求或叙述的范围的情况下，可以存在附加的元件，术语等。如本文所用，当短语“至少”用作例如权利要求的前序部分中的过渡术语时，其以与术语“包含”和“包括”是开放式相同，是开放式的。术语“和/或”当例如以诸如A、B和/或C的形式使用时，是指A、B、C的任何组合或子集，诸如(1)单独的A、(2)单独的B、(3)单独的C、(4)具有B的A、(5)具有C的A、(6)具有C的B和(7)具有B和C的A。部件，项目，物体和/或事物，短语“A和B中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个A,(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施。类似地，如本文在描述结构，部件，项目，物体和/或事物的上下文中所使用的，短语“A或B中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个A,(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施。如本文在描述进程，指令，动作，活动和/或步骤的进行或执行的上下文中所使用的，短语“A和B中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的进行或执行的上下文中使用的，短语“A或B中的至少一个”旨在表示包括以下任一项的实施：(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。

如本文所用，单数引用(例如，“一”,“一个”,“第一”,“第二”等)不排除多个。本文所用的术语“一”或“一个”实体是指该实体中的一个或多个。术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。此外，尽管单独列出，但是可以通过例如单个单元或处理器来实现多个装置，元件或方法动作。另外，尽管各个特征可以包括在不同的示例或权利要求中，但是这些特征可以被组合，并且包括在不同的示例或权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或有利的。

图14是表示机器可读指令的流程图，所述机器可读指令可以被执行以结合图4的示例CCA-ACC系统400来实现图3的示例控制器。图14的程序1400在框1410处开始执行，在框1410处，示例性传感器处理器325从示例性发动机传感器315获得传感器数据。在一些示例中，传感器数据包括由发动机传感器315从发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)获得的飞行条件数据。在一些示例中，传感器数据的飞行条件数据包括与飞行条件(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。

在框1415处，传感器处理器325基于来自发动机传感器315的传感器数据监测发动机条件。例如，传感器处理器325可以使用包括在传感器数据中的飞行条件数据来计算和监测燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置，直接间隙测量，间接间隙测量等。例如，来自发动机传感器315的传感器数据可以包括空气温度测量，发动机压力测量，来自发动机中的阀的气流测量，部件(例如，定子，转子等)之间的距离等。传感器处理器325可以使用这些测量来计算和监测发动机条件(例如，可以使用定子和转子之间与传感器数据的距离来确定直接间隙测量)。在一些示例中，传感器处理器325将发动机条件与那些条件的已知模型估计进行比较，以监测发动机条件的任何变化。在框1420处，传感器处理器325基于从所获得的飞行条件数据确定的发动机条件来确定壳体和旋转部件之间的间隙是否减小。例如，传感器处理器325可以基于来自发动机传感器315的传感器数据来确定/计算发动机的定子和转子之间的间隙。在该示例中，传感器处理器325将来自传感器数据的间隙计算与控制器310为间隙测量所调度的用于操作条件的目标间隙进行比较，以确定是否为燃气涡轮发动机100保证了间隙的变化。在一些示例中，传感器处理器325基于间隙计算和目标间隙之间的比较来确定壳体和旋转部件之间的间隙是否减小。如果传感器处理器325确定旋转部件之间的间隙没有减小，则程序1400继续到框1425，在框1425处，传感器处理器325确定是否存在排气温度过冲。如果传感器处理器325确定壳体和旋转部件之间的间隙正在减小，则程序1400继续到框1430，在框1430处，示例性流速控制器330将流速控制信号传输到热交换器和壳体冷却器之间的阀。

在框1425处，传感器处理器325确定是否存在排气温度过冲。在一些示例中，传感器处理器325基于从所获得的飞行条件数据确定的发动机条件来确定是否存在排气温度过冲。例如，传感器处理器325直接测量来自EGT传感器的排气温度。如果传感器处理器325确定存在排气温度过冲，则程序1400继续到框1430，在框1430处，流速控制器330将流速控制信号传送到热交换器和壳体冷却器之间的阀。如果(一个或多个)传感器处理器325确定没有排气温度过冲，则程序1400返回到框1410，在框1410处，(一个或多个)传感器处理器325获得传感器数据。

在框1430处，流速控制器330将流速控制信号传送到图4的热交换器440和HPT壳体冷却器/偏转器420之间的阀455。在一些示例中，流速控制信号使阀455打开和关闭以调制/调节热交换器440和HPT壳体冷却器/偏转器420(例如，HP涡轮118壳体)之间的气流速率。在一些示例中，阀455在可变位置打开和关闭。例如，阀455可以打开和关闭到0％打开到100％打开的范围内的位置，以满足目标间隙。在一些示例中，如果所计算的间隙和目标间隙之间的差异较大，则流速控制信号使阀455快速打开和关闭以将该差异减小到零(例如，所计算的间隙和目标间隙之间没有差异)。在一些示例中，如果计算的间隙和目标间隙之间的差异较小，则流速控制信号使阀455缓慢地打开和关闭，以将该差异减小到零。在一些示例中，控制器310引起滞后时间(例如，控制器310将流速控制信号传输到阀455的时间)。在所示的示例中，流速控制器330将流速控制信号传送到阀455，该流速控制信号增加了热交换器440和HPT壳体冷却器/偏转器420之间的气流速率。气流速率的增加增加了到HPT壳体冷却器/偏转器420的冷却空气量，这为ACC系统提供了更多的冷却空气量，以响应壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而减小间隙。

在框1435处，流速控制器330将流速控制信号传输到图4的HPT壳体冷却器/偏转器420和壳体冷却器(例如，LPT壳体冷却器/偏转器430)之间的阀455。在一些示例中，流速控制信号使阀455打开和关闭以调制/调节HPT壳体冷却器/偏转器420和LPT壳体冷却器/偏转器430之间的气流速率。在所示示例中，流速控制器330将流速控制信号传输到阀465，该流速控制信号增加HPT壳体冷却器/偏转器420和LPT壳体冷却器/偏转器430之间的气流速率。在用于冷却和减小间隙的示例中，气流速率的增加增加了到LPT壳体冷却器/偏转器430的冷却空气量，这响应于壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而减小了间隙。

在框1440处，流速控制器330将流速控制信号传输到图4的热交换器440和旋转部件(例如，旋转部件冷却器和间隙控制445)之间的阀460。在一些示例中，流速控制信号使阀460打开和关闭以调制/调节热交换器440与旋转部件冷却器和间隙控制445之间的气流速率。在所示的示例中，流速控制器330将流速控制信号传送到阀460，该流速控制信号降低了热交换器440与旋转部件冷却器和间隙控制445之间的气流速率。气流速率的降低降低了通向旋转部件冷却器和间隙控制445的冷却空气量，这为CCA系统提供了更少的冷却空气(比基线)，以响应于壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而降低间隙。在一些示例中，当从EGT传感器测量的EGT超过或接近EGT限制(例如，EGT过冲)时，将冷却空气提供给CCA系统。

在框1445处，示例性温度控制器335将温度控制信号传输到图4的热交换器440。在一些示例中，温度控制信号使得热交换器440调制/调节热交换器440中的冷却空气的温度。在所示的示例中，温度控制器335将温度控制信号传送到热交换器440，该温度控制信号降低冷却空气的温度。空气温度的降低允许冷却空气更快地冷却涡轮发动机的部件，这可以通过冷却壳体和旋转部件或响应于壳体和旋转部件之间的间隙变化的EGT过冲或EGT过冲来更有效地控制间隙。例如，将冷却空气施加到壳体有助于减小壳体和旋转部件之间的间隙。在一些示例中，将冷却空气施加到旋转部件(例如，转子)增加了壳体和旋转部件之间的间隙。一旦温度控制器335将温度控制信号传送到热交换器440，程序1400结束。在一些示例中，程序1400是连续循环，其中一旦温度控制器335将温度控制信号传输到热交换器440，程序1400返回到框1410，在框1410处，示例传感器处理器325从示例发动机传感器315获得传感器数据。

图15是表示机器可读指令的流程图，所述机器可读指令可以被执行以结合图5的示例CCA-ACC系统500来实现图3的示例控制器。图15的程序1500在框1510处开始执行，在框1510处，示例性传感器处理器325从示例性发动机传感器315获得传感器数据。在一些示例中，传感器数据包括由发动机传感器315从发动机(例如，图1的燃气涡轮发动机100)获得的飞行条件数据。在一些示例中，传感器数据的飞行条件数据包括与飞行条件(例如，空气密度，节流杆位置，发动机温度，发动机压力等)相关的多个输入变量的值。

在框1515处，传感器处理器325基于来自发动机传感器315的传感器数据监测发动机条件。例如，传感器处理器325可以使用包括在传感器数据中的飞行条件数据来计算和监测燃料流量，定子轮叶位置，放气阀位置，直接间隙测量，间接间隙测量等。例如，来自发动机传感器315的传感器数据可以包括空气温度测量，发动机压力测量，来自发动机中的阀的气流测量，部件(例如，定子，转子等)之间的距离等。传感器处理器325可以使用这些测量来计算和监测发动机条件(例如，可以使用定子和转子之间与传感器数据的距离来确定直接间隙测量)。在一些示例中，传感器处理器325将发动机条件与那些条件的已知模型估计进行比较，以监测发动机条件的任何变化。在框1520处，传感器处理器325基于从所获得的飞行条件数据确定的发动机条件来确定壳体和旋转部件之间的间隙是否减小。例如，传感器处理器325可以基于来自发动机传感器315的传感器数据来确定/计算发动机的定子和转子之间的间隙。在该示例中，传感器处理器325将来自传感器数据的间隙计算与控制器310为间隙测量所调度的用于操作条件的目标间隙进行比较，以确定间隙的变化是否被保证。在一些示例中，传感器处理器325基于间隙计算和目标间隙之间的比较来确定壳体和旋转部件之间的间隙是否减小。如果传感器处理器325确定旋转部件之间的间隙没有减小，则程序1500继续到框1525，在框1525处传感器处理器325确定是否存在排气温度过冲。如果传感器处理器325确定壳体和旋转部件之间的间隙正在减小，则程序1500继续到框1530，在框1530处，示例性流速控制器330将流速控制信号传输到混合器和壳体冷却器之间的阀。

在框1525处，传感器处理器325确定是否存在排气温度过冲。在一些示例中，传感器处理器325基于从所获得的飞行条件数据确定的发动机条件来确定是否存在排气温度过冲。例如，传感器处理器325直接测量EGT传感器，该EGT传感器包括关于排气温度的信息。如果传感器处理器325确定存在排气温度过冲，则程序1500继续到框1530(例如，HP涡轮118壳体)，在框1530处，流速控制器330将流速控制信号传输到混合器和壳体冷却器之间的阀。如果(一个或多个)传感器处理器325确定没有排气温度过冲，则程序1500返回到(一个或多个)传感器处理器325获得传感器数据的框1510。

在框1530处，流速控制器330将流速控制信号传送到图5的混合器525和HPT壳体冷却器/偏转器530之间的阀550。在一些示例中，流速控制信号使阀550打开和关闭以调制/调节混合器525和HPT壳体冷却器/偏转器530之间的气流速率。在一些示例中，阀550在可变位置打开和关闭。例如，阀550可以打开和关闭从0％到100％范围内的位置，以满足目标间隙。在一些示例中，如果所计算的间隙和目标间隙之间的差异较大，则流速控制信号使阀550快速打开和关闭以将该差异减小到零(例如，所计算的间隙和目标间隙之间没有差异)。在一些示例中，如果计算出的间隙和目标间隙之间的差异较小，则流速控制信号使阀550缓慢地打开和关闭，以将该差异减小到零。在一些示例中，控制器310引起滞后时间(例如，控制器310将流速控制信号传输到阀550的时间)。在所示示例中，流速控制器330将流速控制信号传输到阀550，该流速控制信号增加混合器525和HPT壳体冷却器/偏转器530之间的气流速率。气流速率的增加增加了到HPT壳体冷却器/偏转器530的冷却空气量，这为ACC系统提供了更多的冷却空气，以响应于壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而减小间隙。

在框1535处，流速控制器330将流速控制信号传输到图5的HPT壳体冷却器/偏转器530与壳体冷却(例如，LPT壳体冷却器/偏转器540)之间的阀560。在一些示例中，流速控制信号使阀560打开和关闭以调制/调节HPT壳体冷却器/偏转器530和LPT壳体冷却器/偏转器540之间的气流速率。在所示示例中，流速控制器330将流速控制信号传输到阀550，该流速控制信号增加HPT壳体冷却器/偏转器530和LPT壳体冷却器/偏转器540之间的气流速率。气流速率的增加增加了到LPT壳体冷却器/偏转器540的冷却空气量，这响应于壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而减小了间隙。

在框1540处，流速控制器330将流速控制信号传输到图5的混合器525和旋转部件(例如，旋转部件冷却器和间隙控制545)之间的阀555。在一些示例中，流速控制信号使阀555打开和关闭，以调制/调节混合器525与旋转部件冷却器和间隙控制器545之间的气流速率。在所示的示例中，流速控制器330将流速控制信号传送到阀555，阀555降低混合器525与旋转部件冷却器和间隙控制545之间的气流速率。气流速率的降低降低了通向旋转部件冷却器和间隙控制装置545的冷却空气量，这为CCA系统提供了更少的冷却空气(比基线)，以响应于壳体和旋转部件之间的间隙的增加或EGT过冲而降低间隙。在一些示例中，当从EGT传感器测量的EGT超过或接近EGT限制(例如，EGT过冲)时，将冷却空气提供给CCA系统。

在框1545，示例性温度控制器335向混合器525传输温度控制信号。在一些示例中，温度控制信号使混合器525调制/调节混合器525中的冷却空气的温度。在所示的示例中，温度控制器335向混合器525传输温度控制信号，该温度控制信号降低冷却空气的温度。空气温度的降低允许冷却空气更快地冷却涡轮发动机的部件，这可以通过响应于壳体和旋转部件之间的间隙的变化或EGT过冲而冷却壳体和旋转部件来更有效地控制间隙。例如，将冷却空气施加到壳体有助于减小壳体和旋转部件之间的间隙。在一些示例中，将冷却空气施加到旋转部件(例如，转子)增加了壳体和旋转部件之间的间隙。一旦温度控制器335将温度控制信号传输到混合器525，程序1500结束。在一些示例中，程序1500是连续循环，其中一旦温度控制器335将温度控制信号传输到混合器525，程序1500返回到框1510，在框1510处，示例传感器处理器325从示例发动机传感器315获得传感器数据。

图16是被构造成执行图14和15的指令的示例性处理器平台1600的框图以实现图3的示例控制器310。处理器平台1600可以是，例如，服务器，个人计算机，工作站，自学机器(例如，神经网络)，移动设备(例如，诸如iPad

所示示例的处理器平台1600包括处理器1612。所示示例的处理器1612是硬件。例如，处理器1612可以由一个或多个集成电路，逻辑电路，微处理器，GPU,DSP或来自任何期望的家族或制造商的控制器来实现。硬件处理器可以是基于半导体(例如，基于硅)的装置。在该示例中，处理器实现示例传感器325，示例流速控制器330和示例温度控制器335。

所示示例的处理器1612包括本地存储器1613(例如，高速缓存)。所示示例的处理器1612经由总线1618与包括易失性存储器1614和非易失性存储器1616的主存储器通信。易失性存储器1614可由同步动态随机存取存储器(SDRAM)，动态随机存取存储器(DRAM)，动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器装置来实施。非易失性存储器1616可由快闪存储器和/或任何其它所需类型的存储器装置实施。对主存储器1614,1616的访问由存储器控制器控制。

所示示例的处理器平台1600还包括接口电路1620。接口电路1620可以通过任何类型的接口标准来实现，例如以太网接口，通用串行总线(USB)，

在所示示例中，一个或多个输入装置1622连接到接口电路1620。输入装置1622允许用户向处理器1612输入数据和/或命令。输入装置可以通过例如音频传感器，麦克风，照相机(静态或视频)，键盘，按钮，鼠标，触摸屏，跟踪板，跟踪球，同位点和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出装置1624也连接到所示示例的接口电路1620。输出设备1624可以例如通过显示装置(例如，发光二极管(LED)，有机发光二极管(OLED)，液晶显示器(LCD)，阴极射线管显示器(CRT)，就地切换(IPS)显示器，触摸屏等)，触觉输出装置，打印机和/或扬声器来实现。因此，所示示例的接口电路1620通常包括图形驱动卡，图形驱动芯片和/或图形驱动处理器。

所示示例的接口电路1620还包括通信装置，例如发射机，接收机，收发机，调制解调器，住宅网关，无线接入点和/或网络接口，以便于经由网络1626与外部机器(例如，任何类型的计算装置)交换数据。通信可以经由例如以太网连接，数字用户线(DSL)连接，电话线连接，同轴电缆系统，卫星系统，现场线路无线系统，蜂窝电话系统等。

所示示例的处理器平台1600还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量储存装置1628。这种大容量储存装置1628的示例包括软盘驱动器，硬盘驱动器，光盘驱动器，蓝光盘驱动器，独立磁盘冗余阵列(RAID)系统和数字通用磁盘(DVD)驱动器。

图14和15的机器可执行指令1632可以被存储在大容量储存装置1628中，易失性存储器1614中，非易失性存储器1616中，和/或诸如CD或DVD的可移动非暂时性计算机可读存储介质上。

从上文可以理解，已经公开了示例方法，设备和制品，其示出了具有用于EGT和性能改进的CCA-ACC优化的间隙设计过程和策略。所公开的方法，设备和制品提出了一种集成CCA-ACC系统，其提供足够的间隙控制(例如，功率，气流，冷却温度调节，间隙精度等)以控制在起飞期间的EGT过冲和改善的燃气涡轮发动机的翼上时间。所公开的示例使用热交换器或混合器来在CCA和ACC系统之间提供冷却空气的交换。所公开的方法，设备和制品通过在巡航时实现更紧密的间隙同时改善燃气涡轮发动机的燃料消耗(SFC)来为燃气涡轮发动机提供适当的间隙控制。此外，在此公开的示例为燃气涡轮发动机的部件提供了增加的硬件耐久能力和寿命改进。

尽管这里已经公开了某些示例方法，设备和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有方法，设备和制品。

下面的权利要求书通过引用结合到本详细描述中，每个权利要求本身作为本公开的单独实施例。

本发明的其它方面由以下条款的主题提供：

1.一种用于涡轮发动机中的间隙控制的装置，所述装置包括：壳体，所述壳体包围所述涡轮发动机的至少一部分，所述涡轮发动机的所述至少一部分包括涡轮或压缩机；第一源，所述第一源用于获得外部空气，所述第一源包括低压压缩机，风扇或增压器中的至少一种；第二源，所述第二源用于获得冷却的冷却空气，所述第二源包括低压压缩机或高压压缩机中的至少一种；热交换器，所述热交换器用于控制由所述第二源提供的所述冷却的冷却空气的温度，所述热交换器由第一控制信号触发；和壳体冷却器，所述壳体冷却器用于向所述壳体提供主动间隙控制空气以控制所述壳体的偏转，其中，所述主动间隙控制空气是来自所述第一源的所述外部空气和所述冷却的冷却空气的组合，所述壳体冷却器使用第一阀联接至所述热交换器，所述第一阀由第二控制信号触发。

2.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述热交换器向所述壳体内的旋转部件提供冷却的冷却空气，以控制所述旋转部件的温度，从而调节转子和所述壳体之间的间隙。

3.根据前述条款任一项所述的装置，其中，所述热交换器向所述壳体冷却器提供所述冷却的冷却空气，以控制所述壳体的温度，从而调节转子和所述壳体之间的间隙。

4.根据前述条款任一项所述的设备，其中所述第一源使用第二阀联接到所述壳体冷却器，所述第二阀由第三控制信号触发。

5.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述壳体冷却器是第一壳体冷却器，并且所述壳体冷却器使用第三阀将所述有效间隙控制空气输出到第二壳体冷却器，并且所述热交换器使用第四阀将所述冷却的冷却空气输出到所述旋转部件，所述第三阀由第四控制信号触发，并且所述第四阀由第五控制信号触发。

6.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述装置还包括使用所述涡轮发动机的所述至少一部分中的传感器来监测条件的控制器，其中所述条件包括温度，压力，其它循环参数，直接间隙测量和间接间隙测量。

7.根据前述条款任一项所述的装置，其中，所述控制器响应于所述条件来调节所述壳体冷却器的输入和输出以及所述热交换器的输出，所述控制器响应于所述条件来传输所述第一控制信号，所述第二控制信号，所述第三控制信号，所述第四控制信号和所述第五控制信号。

8.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述第一控制信号用于调节所述热交换器中的所述冷却的冷却空气的温度，并且其中，所述第二控制信号，所述第三控制信号，所述第四控制信号和所述第五控制信号用于分别调节通过所述第一阀，所述第二阀，所述第三阀和所述第四阀的气流。

9.一种用于涡轮发动机中的间隙控制的装置，所述装置包括：壳体，所述壳体包围所述涡轮发动机的至少一部分，所述涡轮发动机的所述至少一部分包括涡轮或压缩机；第一源，所述第一源用于获得外部空气，所述第一源包括低压压缩机，风扇或增压器中的至少一种；第二源，所述第二源用于获得冷却的冷却空气，所述第二源包括低压压缩机或高压压缩机中的至少一种；混合器，所述混合器通过混合由所述第一源提供的所述外部空气和由所述第二源提供的所述冷却的冷却空气来产生热混合空气，所述混合器调节所述热混合空气的温度，所述混合器由第一控制信号触发；和壳体冷却器，所述壳体冷却器用于将来自所述混合器的热混合空气提供给所述壳体，以控制所述壳体的偏转，所述壳体冷却器利用第一阀连接到所述混合器，所述第一阀由第二控制信号触发。

10.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述混合器向所述壳体内的旋转部件提供热混合空气，以增加所述旋转部件和所述壳体之间的间隙，所述混合器利用第二阀连接到所述旋转部件，所述第二阀由第三控制信号触发。

11.根据前述条款任一项所述的设备，其中所述壳体冷却器是第一壳体冷却器，并且所述壳体冷却器使用第三阀将所述热混合空气输出到第二壳体冷却器，所述第三阀由第四控制信号触发。

12.根据前述条款任一项所述的设备，其中，所述装置还包括使用所述涡轮发动机的所述至少一部分中的传感器来监测条件的控制器，其中所述条件包括温度，压力，其它循环参数，直接间隙测量和间接间隙测量。

13.根据前述条款任一项所述的装置，其中，所述控制器响应于所述条件来调节所述混合器的输出和所述壳体冷却器的输出，所述控制器传输所述第一控制信号，所述第二控制信号，所述第三控制信号和所述第四控制信号。

14.根据前述条款任一项所述的设备，其中所述第一控制信号用于调节所述混合器中的所述冷却的冷却空气的温度，并且其中所述第二控制信号，所述第三控制信号和所述第四控制信号用于分别调节通过所述第一阀，所述第二阀和所述第三阀的气流。

15.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时使至少一个处理器至少：从涡轮发动机中的传感器装置获得条件参数；监测所述条件参数；确定条件何时指示叶片尖端和壳体之间的温度升高或间隙降低，所述壳体围绕所述涡轮发动机的至少一部分；响应于确定所述条件指示所述叶片尖端与所述壳体之间的温度升高或间隙降低：传输第一控制信号以调节阀的流速以增加气流；和传输第二控制信号以调节通过所述涡轮发动机的至少一部分的气流的温度。

16.根据前述条款任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述涡轮发动机的所述至少一部分包括涡轮或压缩机。

17.根据前述条款任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述条件参数包括温度测量，压力测量或空气密度测量。

18.根据前述条款任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令在被执行时使所述至少一个处理器使用热交换器或混合器来调节通过所述涡轮发动机的所述至少一部分的气流的温度。

19.根据前述条款任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令在被执行时致使所述至少一个处理器通过将来自所述传感器装置的所述条件参数与条件模型估计进行比较来监测所述条件参数。

20.根据前述条款任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令在被执行时使所述至少一个处理器所述指令在被执行时使所述至少一个处理器：确定条件指示排气温度过冲的时间；和响应于确定所述条件指示排气温度过冲：传输所述第一控制信号以调节所述阀的流量以增加气流；和传输第二控制信号以调节通过所述涡轮发动机的至少一部分的气流的温度。

21.一种发动机控制器，包括：存储器；和处理器，处理器联接到该存储器，该存储器包括指令，该指令在被执行时使处理器至少：从涡轮发动机中的传感器装置获得条件参数；监测所述条件参数；确定条件何时指示叶片尖端和壳体之间的温度升高或间隙减小，该壳体围绕该涡轮发动机的至少一部分；响应于确定该条件指示叶片尖端与壳体之间的温度升高或间隙减小：传输第一控制信号以调整阀的流速以增加气流；和传输第二控制信号以调整通过涡轮发动机的至少一部分的气流的温度。