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涡轮机的高压轴与低压轴之间的动力传递

文献发布时间:2024-04-18 20:00:50


涡轮机的高压轴与低压轴之间的动力传递

技术领域

本发明涉及一种用于对在飞行器的涡轮机的高压轴与低压轴之间传递动力的动力传递系统进行控制的控制装置,一种用于飞行器的包括这种控制装置的推进系统,以及一种包括这种推进系统的飞行器。本发明还涉及一种用于对在飞行器的涡轮机的高压轴与低压轴之间传递动力的动力传递系统进行控制的方法,以及一种对应的计算机程序。

背景技术

已知计算涡轮机的疲劳指标。当这些指标中的一个达到相应的阈值时,必须对涡轮机进行维修。

然而,这种类型的维护操作使设备固定,并且非常昂贵。

因此,可能希望延长涡轮机的两次维护操作之间的时间间隔。

此外,文献US2015/369138 A1涉及涡轮机的高压轴与低压轴之间的动力传递。

发明内容

因此,提出了一种用于对在飞行器的涡轮机的高压轴与低压轴之间传递动力的动力传递系统进行控制的控制装置,其特征在于,该控制装置包括:

-用于对涡轮机的疲劳进行分析的疲劳分析模块,该疲劳分析模块被设计为确定测量涡轮机的两种相应疲劳的两个指标中的哪一个是最提前的,即能够首先达到相应上限;以及

-用于对动力传递系统进行控制的控制模块,该控制模块被设计为减缓由最提前的指标测量的疲劳。

阈值通常是针对平均的、统计观察到的涡轮机使用来计算的。然而,每种疲劳根据涡轮机使用的方式或多或少地快速演变,这在实践中不一定对应于用于设定阈值的平均使用。由于本发明,考虑了涡轮机的实际使用,高压轴与低压轴之间的动力传递使得能够减缓在这种实际使用中占主导地位的磨损,并且因此能够间隔开涡轮机的维护操作。

本发明还可以以任何技术上可能的组合包括以下可选特征中的一个或多个。

可选地,两种疲劳中的一个是安装在高压轴上的高压压缩机和/或安装在高压轴上的高压涡轮的低循环疲劳。

还可选地,低循环疲劳的指标根据高压轴的旋转速度来计算。

还可选地,两种疲劳中的一个是安装在高压轴上的高压涡轮的轮叶的蠕变疲劳。

还可选地,蠕变疲劳的指标根据高压涡轮的出口处的气体出口温度来计算。

还可选地,控制装置还包括用于独立于动力传递系统的控制来对涡轮机的输出动力进行调节的调节模块。

还可选地,控制装置在两个指标分别随着涡轮机的两个运行参数而增加的情况下还包括涡轮机的运行分析模块,该运行分析模块被设计为检测与最提前的指标相关联的参数何时达到运行上限,并且,用于对动力传递系统进行控制的控制模块还被设计为响应于检测到达到运行上限而通过将与最提前的指标相关联的参数保持在该运行上限,同时使得另一参数能够增加来控制动力传递系统,从而增加涡轮机的动力输出裕度。

还可选地,低循环疲劳的指标所取决的参数是高压轴的旋转速度。

还可选地,蠕变疲劳的指标所取决的参数是高压涡轮出口处的气体出口温度。

还提出了一种用于飞行器的推进系统,其特征在于,该推进系统包括:

-涡轮机,该涡轮机包括:

●高压轴,

●高压压缩机,该高压压缩机被安装在高压轴上,

●高压涡轮,该高压涡轮被安装在高压轴上并被设计成由气体通过,

●低压轴,以及

●低压涡轮,该低压涡轮被安装在低压轴上并被设计成由已经通过高压涡轮的气体通过;

-动力传递系统,该动力传递系统用于在高压轴与低压轴之间传递动力;以及

-控制装置,该控制装置用于对根据本发明的动力传递系统进行控制。

还提出了一种包括根据本发明的推进系统的飞行器。

还提出了一种用于对在飞行器的涡轮机的高压轴与低压轴之间传递动力的动力传递系统进行控制的方法,其特征在于,该方法包括:

-确定测量涡轮机的两种不同疲劳的两个指标中的哪一个是最提前的,即能够首先达到相应上限;以及

-对动力传递系统进行控制以减缓由最提前的指标测量的疲劳。

可选地,用于对动力传递系统进行控制以减缓由最提前的指标测量的疲劳的控制在第一模式下执行,该方法还包括切换到第二模式,该第二模式包括:随着两个指标分别随着涡轮机的两个运行参数而增加,检测到与最提前的指标相关联的参数首先达到相应上限,以及响应于该检测,对动力传递系统进行控制以将最提前的指标的参数保持在其上限并增加另一参数,从而增加涡轮机的动力输出裕度。

还提出了一种能够从通信网络下载的和/或记录在计算机可读介质上的计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序在计算机上执行时,该计算机程序包括用于执行根据本发明的方法的步骤的指令。

附图说明

借助于仅以示例并且参考附图给出的以下描述,本发明将被更好地理解,在附图中:

-图1是飞行器,特别是该飞行器的涡轮机的示意图,

-图2是示出了用于对图1的涡轮机的动力传递系统进行控制以推迟涡轮机的下一次维护操作的第一方法中的步骤的框图,

-图3将示出了在实施图2的方法的第一种情况下,在观察周期期间,高压轴的旋转速度和图1的涡轮机的高压涡轮的出口处的气体温度的演变的计时图组合在一起,

-图4将示出了在实施图2的方法的第一种情况下,在观察周期之后,高压轴的旋转速度、离开高压涡轮的气体温度以及高压轴与低压轴之间的动力传递的演变的计时图组合在一起,

-图5类似于图3,用于实施图2所示的方法的第二种情况,

-图6类似于图4,用于实施图2的方法的第二种情况,

-图7是示出了用于对图1的涡轮机的动力传递系统进行控制以增加由涡轮机提供的输出动力的第二方法中的步骤的框图,以及

-图8将示出了在实施图7所示的方法的情况下,高压轴的旋转速度、离开高压涡轮的气体温度以及高压轴与低压轴之间的动力传递的演变的计时图组合在一起。

具体实施方式

参照图1,现在将描述根据本发明的推进系统100的示例。该推进系统100被配备到诸如直升机的飞行器102上。

特别是在直升机的情况下,推进系统100首先包括涡轮机104,例如涡轮轴发动机。替代地,涡轮机可以是涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。

涡轮机104首先包括被设计成以高压提供空气的高压压缩机106。

涡轮机104还包括高压轴108,高压压缩机106被安装在该高压轴上,以由高压轴108驱动。在涡轮机104的运行期间,高压轴108具有旋转速度,被标记为NHP。

涡轮机104还包括燃烧室110,该燃烧室被设计成执行燃料和由高压压缩机106提供的高压空气之间的燃烧,以提供高速的废气。

涡轮机104还包括高压涡轮112,该高压涡轮被设计成由废气通过,以被驱动旋转。高压涡轮112被安装在高压轴108上,以驱动该高压轴旋转。

当涡轮机104运行时,废气在高压涡轮112的出口处具有出口温度,被称为T45。

涡轮机104还包括低压涡轮114(也被称为“自由涡轮”),该低压涡轮被设计成由先前已经通过高压涡轮112的废气通过。

涡轮机104还包括低压轴116,低压涡轮114被安装在该低压轴上,以驱动低压轴116旋转。

涡轮机104还包括例如经由输出齿轮120连接到低压轴116的输出轴118。当飞行器102是直升机时,输出轴118通常经由主齿轮箱(BTP)特别地驱动直升机的叶片。

涡轮机104还包括连接到高压轴108的齿轮系统122,通常被称为“附件齿轮箱”。

涡轮机104被设计成提供最大动力Pn,该最大动力可以根据涡轮机104的状态而变化。涡轮机104可以例如根据以下状态中的一种或多种运行:最大持续动力(PMC)、最大起飞动力(PMD)、对于双发动机飞行器而言一个发动机在巡航中不工作(OEIC)、对于双发动机飞行器而言一个发动机在两分钟内不工作(OEI2’)。当旋转速度NHP达到上限NHP

在所描述的示例中,旋转速度NHP的上限NHP

推进系统100还包括动力传递系统124,该动力传递系统特别地被设计成在高压轴108与低压轴116之间传递动力。

在所描述的示例中,动力传递系统124首先包括例如经由齿轮系统122连接到高压轴108的高压电机126。动力传递系统124还包括例如经由输出轴118和输出齿轮120连接到低压轴116的低压电机128。动力传递系统124还包括将高压电机126和低压电机128连接的电连接件130。高压电机126和低压电机128中的每一个被设计成选择性地作为电动机和发电机运行。因此,当高压电机126作为发电机运行,而低压电机128作为电动机运行时,动力从高压轴108向低压轴116传递。相反,当低压电机128作为发电机运行,而高压电机126作为电动机运行时,动力从低压轴116向高压轴108传递。

动力传递系统124还可以包括能量存储装置131,该能量存储装置例如包括一个或多个电池。因此,动力传递系统进一步被设计成在能量存储装置131与高压轴108和低压轴116中的每一个之间传递动力。例如,能量存储装置131被设计成存储电能,并且例如经由电连接件130连接到电机126、128。然而,由于高压轴108与低压轴116之间的动力传递可以在不需要来自存储装置的能量输入的情况下进行,因此这种电能存储装置的存在仍然是可选的。

替代地,动力传递系统124可以机械地和/或液压地将高压轴108和低压轴116连接,而不需要电机。

高压压缩机106和/或涡轮114的某些部分受到重复的应力,从而导致这些部分的低循环疲劳。特别地,这种低循环疲劳是由高压轴108的旋转速度NHP的循环变化引起的。为了评定该低循环疲劳,推进系统100还包括用于该低循环疲劳的指标D1的计数器132。特别地,计数器132被设计成例如通过计算旋转速度NHP的循环次数来根据旋转速度NHP计算指标D1。例如,计数器132实施雨流计数算法。

此外,高压涡轮112包括容纳离开高压压缩机106的废气的轮叶。因此,废气是非常热的。在连续热载荷的作用下,特别地由于离心力的作用,轮叶容易变形。这意味着轮叶容易受到蠕变疲劳的影响。为了评估轮叶的该蠕变疲劳,推进系统100还包括用于该蠕变疲劳的指标D2的计数器134。特别地,计数器134被设计成根据输出温度T45计算指标D2。另外,在一些实施例中,计数器134可以被设计成根据旋转速度NHP计算指标D2。旋转速度NHP可能在蠕变疲劳中起作用,但旋转速度NHP起作用的程度小于出口温度T45起作用的程度。例如,指标D2在每个时间步长中递增以下值:指标_D2_增量=常数×f(T45)×g(NHP)×时间_步长_长度,其中,对于T45和NHP的可能值,函数f给出比函数g更高的值。例如,连续的时间步长具有恒定的持续时间。

指标D1、D2的相应阈值D1

换言之,当指标132、134中的一个达到其相应阈值D1

推进系统100还包括特别地被设计成对涡轮机104和动力传递系统124进行控制的控制装置136。控制装置136例如包括电子发动机控制单元(EECU)。

控制装置136特别地包括:用于对涡轮机104进行控制的控制模块138、用于对动力传递系统124进行控制的控制模块140、用于对涡轮机104的疲劳进行分析的分析模块142、以及用于对涡轮机104的运行进行分析的分析模块144。

控制设备136例如可以是计算机系统,该计算机系统包括数据处理单元146(诸如微处理器)和可由数据处理单元146访问的主存储器148(诸如随机存取存储器-RAM)。计算机系统例如还包括网络接口和/或计算机可读介质150,诸如本地介质(例如本地硬盘)或远程介质(诸如可通过通信网络经由网络接口访问的远程硬盘)。包括用于数据处理单元146的指令的计算机程序152存储在介质150中和/或可以经由网络接口下载。该计算机程序152旨在被加载到主存储器148中,使得数据处理单元146可以执行其用于实施控制装置136的模块138、140、142、144的指令,这些模块是软件模块。

替代地,这些模块138、140、142、144中的所有或一些可以由硬件模块(即以电子电路,例如微连线的电子电路的形式)来执行,而不涉及计算机程序。

控制装置136被设计成在不同的运行模式下运行。在所描述的示例中,这些运行模式包括以下运行模式中的至少一些:关闭模式、地面怠速模式、减少排放模式、最大使用寿命模式、最大动力模式和自动模式。

为了使得能够选择这些模式中的一种,推进系统100例如包括人/机界面154,该人/机界面154可以优选地由飞行器的驾驶员使用。

关闭模式和地面怠速模式可以特别地在飞行器102在地面上时致动。自动模式、减少排放模式、最大使用寿命模式和最大动力模式是可以在飞行器飞行时致动的飞行模式。

对于直升机,在飞行模式中的每一种中,用于对涡轮机104进行控制的控制模块138被设计成例如通过对进入燃烧室110的燃料喷射流量进行控制而以恒定速度调节输出轴118的速度。根据直升机的叶片的倾斜度,该调节可以需要涡轮机104提供更多或更少的动力。以这种方式,涡轮机104提供输出动力(输出轴118的动力,也被称为净动力),该输出动力由用于对涡轮机104进行控制的控制模块138间接改变。

因此,净动力等于低压轴116处的动力(总动力)加高压轴118与低压轴116之间交换的动力(可能具有效率因数)。对于从高压轴118向低压轴116的交换,该交换的动力是正的,或者对于从低压轴116向高压轴118的交换,该交换的动力是负的。

关闭模式

在这种运行模式下,用于对涡轮机104进行控制的控制模块138保持该涡轮机关闭。

此外,用于对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统,使得在电机126、128之间或者在能量存储装置131与电机126、128中的每一个之间不发生动力传递。

地面怠速模式

在这种运行模式下,用于对涡轮机104进行控制的控制模块138启动该涡轮机,并将输出轴118的速度稳定在地面怠速速度,例如标称速度的75%。

对于启动,对动力传递系统124进行控制的控制模块140例如控制该动力传递系统,使得能量存储装置131经由所描述的示例中的高压机器126向高压轴108提供动力。

一旦涡轮机104已经启动并且输出轴118的速度已经稳定,动力传递系统124的控制模块140控制该动力传递系统例如从高压轴108和/或低压轴116向能量存储装置131传递动力,以给该能量存储装置充电。

减少排放模式

在这种模式下,目的是限制CO2和NOX从涡轮机104排放,以及由该涡轮机引起的噪音污染。

对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统,使得能量存储装置131向低压轴116提供动力。例如,能量存储装置131被控制以提供最大可能的动力。

同时,对动力传递系统124进行控制的控制模块140将能量存储装置131的充电水平与预定下限进行比较。当达到该下限时,模块140将控制装置136切换到最大使用寿命模式、最大动力模式和自动模式中的一个,优选地切换到自动模式。

例如当飞行速度大于80kts和/或当高于地面的高度大于1000英尺时,从减少排放模式向另一种模式的切换可以根据除了能量存储装置131的充电水平之外的条件来进行。

最大使用寿命模式

在这种模式下,目的是延长涡轮机104上的两次维护操作之间的周期,而不影响可以由涡轮机104提供的动力。

因此,参照图2,现在将描述当控制装置136处于最大使用寿命模式时,根据本发明的用于对动力传递系统124进行控制的方法200的示例。

动力传递系统124的这种控制优选地在“等输出动力(净动力)”下(即,当用于对涡轮机104进行控制的控制模块138独立于动力传递系统124的控制来调节输出轴118的速度时)进行。

在步骤202期间,疲劳分析模块142确定指标D1、D2中的哪一个是最提前的,即可能首先达到其相应上限D1

例如,疲劳分析模块142首先在观察涡轮机104的运行的周期期间,从计数器132获得低循环疲劳指标D1的演变,并且从计数器134获得蠕变疲劳指示器D2的演变。例如,观察周期从上次进行的维护操作延伸到当前时间。替代地,观察周期对应于从过去到当前时刻的静止时间周期。例如,观察周期具有预定最小持续时间,即,当指标D1、D2的演变至少在该最小持续时间内是已知的时,控制装置136仅移动到下一步骤。以这种方式,控制装置136可以为稍后将描述的相关分析获取足够的数据。

然后,疲劳分析模块142分析过去的演变,以确定指标D1和D2中的哪一个更提前。

在简单的分析示例中,疲劳分析模块142可以例如通过考虑指标D1、D2将在未来以等于观察周期内的平均增长速率的恒定速率增加来进行线性预测。

在步骤204中,对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统在高压轴108与低压轴116之间传递动力,以减缓由最提前的指标D1、D2测量的疲劳。

例如,根据所测量的参数,例如外部温度T0和/或外部压力P0和/或涡轮状态(例如,起飞状态或巡航状态),所传递的动力被固定在预定值。优选地,预定值是所考虑的参数的最佳值,即最提前的指标D1、D2的增长速率最小时的最佳值。例如,控制装置136包括将针对每组参数值所要传递的动力值相关联的表。

例如,如果指标D1更提前,则对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统减小旋转速度NHP的变化幅度,从而减缓低循环疲劳。“减缓低循环疲劳”是指在所有其他条件相同的情况下,具有动力传递时的低循环疲劳(因此指标D1)的增长速率低于没有动力传递时的低循环疲劳(因此指标D1)的增长速率。为此,动力传递系统124例如被控制以执行以下动作中的一个或两个:当旋转速度NHP变得太高时降低该旋转速度,以及当旋转速度NHP变得太低时增加该旋转速度。

例如,为了在旋转速度NHP变得太高时降低该旋转速度,对动力传递系统124进行控制的控制模块140将旋转速度NHP与预定阈值NHPh进行比较。当旋转速度NHP上升高于该阈值NHPh时,对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统从高压轴108向低压轴116传递动力。阈值NHPh例如介于涡轮轴发动机的介于40000转/分钟至55000转/分钟之间的标称旋转速度的90%至100%(例如95%)之间,并且介于涡轮喷气发动机的介于15000转/分钟至30000转/分钟之间的标称旋转速度的90%至100%(例如95%)之间。按照惯例,标称旋转速度例如是在标准环境条件下在最大授权动力下获得的速度。

例如,为了停止传递动力,对动力传递系统124进行控制的控制模块140将旋转速度NHP与预定阈值NHPh’(低于阈值NHPh)进行比较,并且在旋转速度NHP低于阈值NHPh’时控制动力传递系统124停止传递动力。替代地,当指标D2返回到最提前的指标或当最大使用寿命模式退出时,模块140可以停止动力传递。

另一方面,为了在旋转速度NHP变得太低时增加该旋转速度,对动力传递系统124进行控制的控制模块140例如将旋转速度NHP与阈值NHPb(低于阈值NHPh)进行比较,并且在旋转速度NHP低于阈值NHPb时控制动力传递系统124从低压轴116向高压轴108传递动力。阈值NHPb例如介于标称旋转速度NHPn的80%至90%(例如85%)之间。

例如,为了停止传递动力,对动力传递系统124进行控制的控制模块140将旋转速度NHP与预定阈值NHPb’(高于阈值NHPb且低于阈值NHPh’)进行比较,并且在旋转速度NHP上升高于阈值NHPb’时控制动力传递系统124停止传递动力。替代地,当指标D2返回到最提前的指标或当最大使用寿命模式退出时,模块140可以停止动力传递。

再次作为示例,如果指标D2更提前,则对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统限制输出温度T45,这减缓了蠕变疲劳。“减缓蠕变疲劳”是指在所有其他条件相同的情况下,具有动力传递时的蠕变疲劳(因此指标D2)的增长速率低于没有动力传递时的蠕变疲劳(因此指标D2)的增长速率。

为此,对动力传递系统124进行控制的控制模块140例如将输出温度T45与阈值T45h进行比较,并且在输出温度T45上升高于阈值T45h时控制动力传递系统124从低压轴116向高压轴108传递动力。

例如,为了停止传递动力,对动力传递系统124进行控制的控制模块140将输出温度T45与阈值T45h’(大于阈值T45h)进行比较,并且在输出温度T45上升高于阈值T45h’时控制例如动力传递系统124停止传递动力。替代地,当指标D1返回到最提前的指标或当最大使用寿命模式退出时,模块140可以停止动力传递。

现在将描述可以使用的实施方法200的两个示例。这些示例中使用的图是虚构和任意的,仅用于说明目的。

参照图3和图4,现在将描述实施方法200的第一示例。

在该第一示例中,飞行器102被假定为在环路中执行相同的10分钟绞盘任务。在绞盘任务期间,旋转速度NHP和输出温度T45的变化如图3所示。在第一次任务开始时,指标D1、D2也被假定为零,并且观察周期被假定为50分钟(即五次绞盘任务)。最后,阈值D1

如图3所示,绞盘任务涉及旋转速度NHP和输出温度T45的巨大变化。

因此,在所描述的示例中,指标D1随着每次绞盘任务(10分钟)增加2,即在观察周期I(50分钟)的持续时间内增加量ΔD1为10,而指标D2随着每次绞盘任务(10分钟)增加3,即在观察周期I(50分钟)的持续时间内增加量ΔD2为15。

现在,实施线性估计,疲劳分析模块142预测将在涡轮机104的运行的第5000分钟达到阈值D1

因此,在该示例中,疲劳分析模块142确定指标D1是最提前的。

参照图4,然后如上所述,动力传递系统124的控制模块控制该动力传递系统。特别地,动力从高压轴108向低压轴116传递,以在旋转速度NHP高时降低该旋转速度,并且动力从低压轴116向高压轴108传递,以在旋转速度NHP低时增加该旋转速度。结果,旋转速度NHP的循环幅度减小,这意味着减缓了低循环疲劳。

在所描述的示例中,图4中所示的所传递的动力的量意味着,指标D1在每次绞盘任务(10分钟)中增加1.6,而不是像先前那样增加2,并且指标D2在每次绞盘任务(10分钟)中增加3.1,而不是像先前那样增加3。因此,假定涡轮喷气发动机104的未来运行保持与过去运行相同,指标D1将在6125分钟后达到其阈值D1

参照图5和图6,现在将描述实施方法200的第二示例。

在该第二示例中,飞行器102被假定为在环路中执行相同的50分钟运输任务,例如乘客运输。在运输任务期间,旋转速度NHP和输出温度T45的变化如图5所示。在第一次运输任务开始时,指标D1、D2也被假定为零,并且观察周期被假定为50分钟(即一次运输任务)。最后,阈值D1

如图5所示,运输任务导致旋转速度NHP和输出温度T45的变化很小,但该旋转速度和该输出温度在大部分时间都保持在非常高的值。

因此,在所描述的示例中,指标D1在每次运输任务中,因此在观察周期I(50分钟)的持续时间内增加2,而指标D2在每次运输任务中,因此在观察周期I(50分钟)的持续时间内增加20。

实施线性估计,控制装置136预测将在涡轮机104的运行的第25000分钟达到阈值D1

因此,在该示例中,控制装置136确定指标D2是最提前的。

参照图6,然后如上所述,控制装置136控制动力传递系统124。特别地,动力从低压轴116向高压轴108传递,以在输出温度T45高时(当该输出温度上升高于阈值T45h时)降低该输出温度。这限制了出口温度T45,从而减缓了蠕变疲劳。

在所描述的示例中,随着动力的传递,指标D2在每50分钟任务中增加15(而不是像先前那样增加20)。所传递的动力不涉及旋转速度的周期的明显变化,因此指标D1的增加基本上保持不变,D1在每次运输任务(50分钟)中增加2。

因此,假定涡轮机104的未来运行保持与过去运行相同,指标D2将在6600分钟后达到其阈值D2

如上所述的两个示例是极端的,因此一个指标在很大程度上优先于另一个指标。然而,在这些极端情况下,涡轮机104的设计不能使得最提前的指标的增长速率如期望的那样降低。

然而,在实践中,飞行器102执行高度循环任务(绞盘类型)和恒定高速任务(运输类型)的组合。因此,方法200随时间重复,使得当一个指标的进展受到方法200的实施的限制以损害另一个指标时,并且该另一个指标变得有限(即,最提前的),方法200的下一次迭代将检测另一个指标并又尝试限制另一个指标。以这种方式,或多或少同时达到阈值D1

最大动力模式

在这种模式下,目的是使得涡轮机104的输出动力(净动力)大于最大动力Pn,而不实质上改变涡轮机104的实际使用寿命,即,输出动力(净动力)的增加不伴随涡轮机104的下一次维护操作的增加。

当达到主齿轮箱(BTP)的输入扭矩极限时和/或当外部压力P0和/或外部温度T0不能使得通过向HP主体注入动力来恢复直升机转子所遭受的更多净动力时,可以禁止这种模式。

参照图7,现在将描述当控制装置136处于最大动力模式时,根据本发明的用于对动力传递系统124进行控制的方法700的示例。

在步骤702期间,疲劳分析模块142确定指标D1、D2中的哪一个是最提前的,即可能首先达到其相应上限D1

在步骤704中,运行分析模块144根据最提前的指标D1或D2、考虑在高压轴108与低压轴116之间传递动力的可能性来确定可能实现的最大增强动力P

步骤702和704可以随时间重复,以更新人/机界面154的显示。

如上所述,指标D1根据旋转速度NHP来计算,指标D2(主要)根据指标T45来计算。因此,如果指标D1更提前,则正是该指标限定涡轮机104的实际使用寿命并且不希望增加旋转速度NHP,以不影响该实际使用寿命。类似地,如果指标D2更提前,则该指标限定涡轮机104的实际使用寿命并且不希望增加输出温度T45,以不影响该实际使用寿命。

在步骤706中,运行分析模块144检测到与最提前的指标D1或D2相关联的参数NHP或T45达到相应上限NHP

特别地,如果指标D1更提前,则运行分析模块144检测到旋转速度NHP何时达到其上限NHP

响应于该检测,在步骤708期间,对动力传递系统124进行控制的控制模块140控制该动力传递系统,使得尚未达到其上限的指标D1或D2的参数NHP或T45能够增加,同时将另一参数NHP或T45保持在其上限,以增加涡轮机104的输出动力(净动力),特别是高于最大动力Pn。

特别地,如果指标D1更提前且旋转速度NHP处于其上限NHP

类似地,如果指标D2更提前且输出温度T45处于其上限T45

可选地,在步骤710期间,如果涡轮机104具有动力裕度,即涡轮机104的输出动力(净动力)小于最大提升动力P

参照图8,现在将描述实施方法700的第二示例。

在该第二示例中,指标D2被假定为是提前确定的。

在时刻t1,检测到输出温度T45已经达到其上限T45

然而,输出轴速度降低,从而表明需要更大的动力。

以这种方式,动力传递系统124从低压轴116向高压轴108传递动力。这增加了输出动力(净动力)。输出动力(净动力)的这种增加通过将温度T45保持在其上限T45

如图8所示,所传递的动力可以根据保持输出轴速度118恒定的需要随时间(瞬时t2和t3)而变化。

在时刻t4,保持输出轴速度118恒定所需的动力降低,使得输出温度T45降低并远离其上限T45

水平虚线示出了在没有动力传递的情况下旋转速度NHP是多少。

自动模式

在这种模式下,当参数NHP、T45中的任一个都没有达到其上限NHP

将进一步注意到,本发明不限于上述实施例。事实上,对于本领域技术人员而言显而易见的是,根据刚刚公开的教导可以对上述实施例进行各种修改。

在上述对本发明的详细介绍中,所使用的术语不应被解释为将本发明限制于本说明书中阐述的实施例,而应被解释为包括本领域技术人员通过将他的常识应用于刚刚公开的教导的实施而能够预期的所有等同物。

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