本發(fā)明的主題大體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，更確切地說，涉及用于調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中氣流畸變(distortion)的閥式氣流通道組件。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機大體包括核心，核心具有按連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段、渦輪段和排氣段。在操作中，發(fā)動機氣流提供至壓縮機段入口，在此處，一個或多個軸向壓縮機漸進(jìn)地壓縮空氣直至其到達(dá)燃燒段。在燃燒段，燃料與壓縮空氣混合并燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒段傳送至渦輪段。通過渦輪段的燃燒氣流驅(qū)動壓縮機段，并通過排氣段傳送至例如大氣中。

在操作中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可能會在壓縮機段上游的發(fā)動機氣流路徑中遇到氣流畸變，例如由燃?xì)鉁u輪發(fā)動機迎角造成的周向或局部流動中斷、橫向風(fēng)(crosswind)或其它入口異常。操作中氣流畸變可能過于不均勻，導(dǎo)致壓縮機段部分處于正常的失速壓力比率或在其之下。在很多情況下，壓縮機段應(yīng)保留充足的失速余量，以便在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機運行中防止失速狀況的發(fā)生。

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中保留所需失速余量的一種方法是關(guān)閉壓縮機段入口處的可變導(dǎo)向葉片，從而將壓縮機段中的氣流和壓力降低至足以造成失速狀況的壓力之下。然而，關(guān)閉可變導(dǎo)向葉片會降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的整體效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將部分地在以下說明中闡明，或根據(jù)所述說明可顯而易見，或可以通過實踐本發(fā)明了解到。

本發(fā)明的一個示例方面涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的核心發(fā)動機。核心發(fā)動機包括以連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段和渦輪段。所述壓縮機段、燃燒段和渦輪段可至少部分限定所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑。所述壓縮機段可包括壓縮機。所述核心發(fā)動機可進(jìn)一步包括閥式氣流通道組件。所述閥式氣流通道組件可包括管道。所述管道可限定在壓縮機下游的位置處與發(fā)動機氣流路徑氣流連通的入口。所述管道可進(jìn)一步限定在壓縮機上游的位置處與發(fā)動機氣流路徑氣流連通的出口。所述管道可包括在入口和出口之間延伸的氣流通道。所述閥式氣流通道組件還可包括可用于氣流通道的閥門，以控制穿過氣流通道的氣流。

本發(fā)明的另一個示例方面步及用于調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中氣流畸變的方法。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可包括以連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段和渦輪段。所述壓縮機段、燃燒段和渦輪段可至少部分限定發(fā)動機氣流路徑。所述壓縮機段可包括壓縮機。所述方法包括通過一個或多個控制裝置，確定與壓縮機上游的發(fā)動機氣流路徑相關(guān)的氣流畸變狀況。所述方法可進(jìn)一步包括通過一個或多個控制裝置，控制閥式氣流通道組件的閥門，以調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中的氣流畸變狀況。所述閥式氣流通道組件可包括管道。所述管道可限定在壓縮機下游的位置處與發(fā)動機氣流路徑氣流連通的入口。所述管道可進(jìn)一步限定在壓縮機上游的位置處與發(fā)動機氣流路徑氣流連通的出口。所述管道可包括在入口和出口之間延伸的氣流通道。

本發(fā)明的其它示例方面涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機、裝置、設(shè)備以及配置成調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機氣流路徑中氣流畸變的其他系統(tǒng)。可對本發(fā)明的這些示例性方面做出各種變化和修改。

技術(shù)方案1：一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的核心發(fā)動機，所述核心發(fā)動機包括：

以連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段和渦輪段，所述壓縮機段、燃燒段和渦輪段至少部分限定燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑，所述壓縮機段包括壓縮機；及

閥式氣流通道組件，所述閥式氣流通道組件包括

管道，所述管道限定在所述壓縮機下游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的入口，所述管道還限定在所述壓縮機上游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的出口，所述管道包括在所述入口和所述出口之間延伸的氣流通道，及

閥門，所述閥門可用于氣流通道，以控制穿過所述氣流通道的氣流。

技術(shù)方案2：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門構(gòu)造為至少部分基于所述發(fā)動機氣流路徑中的氣流畸變來被控制。

技術(shù)方案3：根據(jù)技術(shù)方案2所述的核心發(fā)動機，進(jìn)一步包括：

一個或多個壓力傳感器裝置，其至少部分定位在所述壓縮機上游的所述發(fā)動機氣流路徑中，以獲得與氣流畸變相關(guān)的一個或多個測量。

技術(shù)方案4：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述核心發(fā)動機包括多個閥式氣流通道組件。

技術(shù)方案5：根據(jù)技術(shù)方案4所述的核心發(fā)動機，其中，所述核心發(fā)動機包括多個壓力傳感器裝置，其中，每個閥式氣流通道組件與壓力傳感器裝置相關(guān)聯(lián)，所述壓力傳感器裝置構(gòu)造為獲得一個或多個與所述閥式氣流通道組件相關(guān)的測量。

技術(shù)方案6：根據(jù)技術(shù)方案4所述的核心發(fā)動機，其中，所述核心發(fā)動機限定周向，所述多個閥式氣流通道組件圍繞所述核心發(fā)動機的所述周向間隔分布。

技術(shù)方案7：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門位于靠近所述入口的位置。

技術(shù)方案8：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門位于靠近所述出口的位置。

技術(shù)方案9：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門可在開啟和關(guān)閉位置之間移動，其中，在所述關(guān)閉位置時，所述閥門大體上限制通過所述閥式氣流通道組件的所有氣流。

技術(shù)方案10：根據(jù)技術(shù)方案9所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門可移動到所述開啟和所述關(guān)閉位置之間的中間位置，其中，在所述中間位置時，所述閥門限制通過所述閥式氣流通道組件的部分氣流。

技術(shù)方案11：根據(jù)技術(shù)方案10所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥門可基于來自控制器的信號在所述開啟、關(guān)閉和中間位置之間移動，以調(diào)整所述發(fā)動機氣流路徑中的氣流畸變。

技術(shù)方案12：根據(jù)技術(shù)方案1所述的核心發(fā)動機，其中，所述閥式氣流通道組件與所述核心發(fā)動機的前端熱連通，以防止或消除積冰。

技術(shù)方案13：一種用于調(diào)整飛行器燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中氣流畸變的方法，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括以連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段和渦輪段，所述壓縮機段、燃燒段和渦輪段至少部分限定發(fā)動機氣流路徑，所述壓縮機段包括壓縮機，所述方法包括：

通過一個或多個控制裝置確定與所述壓縮機上游的所述發(fā)動機氣流路徑相關(guān)的氣流畸變狀況；

通過所述一個或多個控制裝置控制閥式氣流通道組件的閥門，以調(diào)整所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的所述氣流畸變狀況，其中，所述閥式氣流通道組件包括管道，所述管道限定在所述壓縮機下游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的入口和在所述壓縮機上游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的出口，所述管道包括在所述入口和所述出口之間延伸的氣流通道。

技術(shù)方案14：根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其中，控制所述閥式氣流通道組件的所述閥門包括開啟或關(guān)閉所述閥門。

技術(shù)方案15：根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其中，控制閥式氣流通道組件的所述閥門以調(diào)整所述氣流畸變狀況包括控制閥式氣流通道組件的所述閥門，從而減少所述氣流畸變狀況。

技術(shù)方案16：根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其中，確定與所述壓縮機上游的所述發(fā)動機氣流路徑相關(guān)的所述氣流畸變狀況包括使用一個或多個壓力傳感器裝置獲得一個或多個測量。

技術(shù)方案17：根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其中，所述一個或多個壓力傳感器裝置包括多個壓力傳感器裝置，其中，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括多個閥式氣流通道組件，其中，每個閥式氣流通道組件與壓力傳感器裝置相關(guān)聯(lián)，所述壓力傳感器裝置配置為獲取一個或多個與所述閥式氣流通道組件相關(guān)的測量。

技術(shù)方案18：一種用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機系統(tǒng)包括：

核心發(fā)動機，所述核心發(fā)動機包括以連續(xù)流順序布置的壓縮機段、燃燒段和渦輪段，并且至少部分限定發(fā)動機氣流路徑，所述壓縮機段包括壓縮機；

閥式氣流通道組件，所述閥式氣流通道組件包括管道和閥門，所述管道限定在所述壓縮機下游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的入口、在所述壓縮機上游位置與所述發(fā)動機氣流路徑氣流連通的出口，以及在所述入口和所述出口之間延伸的氣流通道；

控制器，其可操作地連接至所述閥式氣流通道組件的所述閥門，所述控制器包括位于飛行器上的一個或多個處理器和一個或多個存儲設(shè)備，所述一個或多個存儲設(shè)備用于存儲指令，當(dāng)所述指令被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，將使所述一個或多個處理器執(zhí)行操作，所述操作包括：

確定位于所述壓縮機上游位置的所述發(fā)動機氣流路徑內(nèi)部的氣流畸變狀況；

控制所述閥門以調(diào)整通過所述氣流通道的氣流，從而調(diào)整確定的氣流畸變狀況。

技術(shù)方案19：根據(jù)技術(shù)方案18所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機系統(tǒng)，其中，所述核心發(fā)動機包括至少部分位于所述壓縮機上游的所述發(fā)動機氣流路徑中的一個或多個壓力傳感器裝置，以獲得測量，從而確定所述氣流畸變狀況。

技術(shù)方案20：根據(jù)技術(shù)方案19所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機系統(tǒng)，其中，所述核心發(fā)動機包括多個閥式氣流通道組件，其中，所述一個或多個壓力傳感器裝置包括多個壓力傳感器裝置，其中，至少一個壓力傳感器裝置配置成測量與每個閥式氣流通道組件相關(guān)的壓力。

參照以下說明和附圖可以更好地理解各種實施例的這些和其他特征、方面和優(yōu)點。包括在本說明書內(nèi)并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖說明了本發(fā)明的各個實施例，并且與本說明書一起用于解釋相關(guān)原理。

附圖說明

本說明書參照附圖向所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員闡述了本發(fā)明的完整且可實現(xiàn)的詳細(xì)披露，包括其最佳模式，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明主題的示例實施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的剖面示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機前端的剖面示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機前端的剖面示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中的多個閥式氣流通道組件的軸向視圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中一組涉及儀器的導(dǎo)向葉片(instrumentedguidevanes)的軸向示意圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中單個涉及儀器的導(dǎo)向葉片的示意圖。

圖7示出用于根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的控制系統(tǒng)中的示例控制裝置。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各項實施例，附圖中圖示本發(fā)明實施例的一個或多個示例。每個示例均以解釋本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的方式提供。事實上，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修改和變化。例如，作為一個實施例的部分而示出或描述的特征可用于其他實施例中，從而得到另一個實施例。因此，本發(fā)明應(yīng)涵蓋在所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和變化。

本發(fā)明的示例方面涉及實時調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中的氣流畸變。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機運行中，氣流畸變可能過于不均勻，導(dǎo)致壓縮機段的部分處于正常失速壓力比率(stallpressureratios)或在其之下，從而降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的可操作性。因此，增加的失速余量凈空(stallmarginheadroom)對于消除氣流畸變是必須的。增加失速余量凈空的一個方法是關(guān)閉壓縮機段入口的可變導(dǎo)向葉片，從而減小燃?xì)鉁u輪發(fā)動機壓縮機段中的氣壓和氣流。然而，關(guān)閉可變導(dǎo)向葉片以增加失速余量凈空會降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的整體效率。

根據(jù)本發(fā)明示例方面的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機和方法，可增加飛行器燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的可操作性，其方法是，對燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑中的氣流畸變進(jìn)行實時評估，并基于氣流畸變評估，操作一個或多個閥式氣流通道組件，將壓縮空氣從壓縮機段下游引導(dǎo)至壓縮機段上游的發(fā)動機氣流路徑中，從而調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑中的氣流畸變。從發(fā)動機氣流路徑中獲得的實時壓力測量可用于評估燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑中的畸變狀況。然后可對發(fā)動機氣流路徑特定區(qū)域中的氣流畸變進(jìn)行調(diào)整，其方法是，開啟或關(guān)閉一個或多個閥式氣流通道組件上的閥門，將壓縮空氣引導(dǎo)至發(fā)動機氣流路徑中，給經(jīng)歷畸變的區(qū)域供能，例如，局部流動分離。通過調(diào)整發(fā)動機氣流路徑中的氣流畸變，可提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的可操作性。

根據(jù)本發(fā)明的特定方面，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可包括多個閥式氣流通道組件。每個閥式氣流通道組件可包括位于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機壓縮機段下游位置的入口和位于壓縮機段上游位置的出口。管道或氣流通道可在入口和出口之間延伸，閥門可包含在氣流通道中，用于控制穿過氣流通道的氣流?？煽刂泼總€閥式氣流通道組件，響應(yīng)于氣流畸變，將壓縮空氣從壓縮機下游引導(dǎo)至壓縮機上游的發(fā)動機氣流路徑中。例如，在一個實施例中，一個或多個壓力傳感器裝置可集成到延伸至燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的發(fā)動機氣流路徑中的各種部件。壓力傳感器裝置可構(gòu)造為執(zhí)行與每個閥式氣流通道組件相關(guān)的壓力測量?？苫趶膲毫鞲醒b置中獲得的實時壓力測量評估畸變狀況。例如，發(fā)動機氣流路徑的非均勻壓力剖面可表明發(fā)動機氣流路徑中存在氣流畸變。然后可控制閥式氣流通道組件來調(diào)整與發(fā)動機氣流路徑相關(guān)的氣流畸變狀況。例如，可控制閥式氣流通道組件將壓縮空氣從壓縮機段下游引導(dǎo)至發(fā)動機氣流路徑中正在發(fā)生局部流動分離的區(qū)域，為發(fā)動機氣流路徑中的該區(qū)域供能，并減緩局部流動分離。

通過這種方法，根據(jù)本發(fā)明示例方面的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機和方法可具有基于實時氣流畸變狀況調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機氣流畸變的技術(shù)效果。同時，可通過增加用于操作安全的失速余量凈空，來提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動的可操作性。

現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各項實施例，附圖中示出了本發(fā)明實施例的一個或多個實例。具體實施方式中使用數(shù)字和字母標(biāo)識來指代附圖中的特征。附圖和說明中類似或相同的標(biāo)識用于指代本發(fā)明的類似或相同的部分。本專利申請文件所用的術(shù)語“第一”、“第二”以及“第三”可以互換使用以區(qū)分不同部件，并且這些術(shù)語并不旨在表示單個部件的位置或重要性。術(shù)語“上游”和“下游”是指相對于流體通路中的流體流動的相對方向。例如，“上游”是指流體流自方向，并且“下游”是指流體流向方向。本專利申請文件所用的術(shù)語“優(yōu)化”或“優(yōu)化的”是指相對之前的操作狀態(tài)，確定增強的操作狀態(tài)。例如，增強的操作狀態(tài)可能更有效率，減少燃料消耗，減少動作執(zhí)行所需的時間，或增強安全性。

現(xiàn)參照附圖，其中相同數(shù)字在所有圖形中表示同一元素，圖1是根據(jù)本發(fā)明示例實施例中燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的剖面示意圖；更確切地說，在圖1實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機是高旁通渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機10，在本說明書中被稱為“燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10”。本發(fā)明示例方面在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可用于其它合適的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。

如圖1，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10限定軸向a(沿用于參照的縱向中心線12的平行方向延伸)和徑向r。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10還限定周向(未示出)。大體上，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10包括風(fēng)機段14和核心發(fā)動機16，所述風(fēng)機段14配置成與核心發(fā)動機16機械連通，處于與核心發(fā)動機流動連通的位置。

示出的示例核心發(fā)動機16大體上包括大體呈管狀的外殼18，所述外殼限定環(huán)形入口20。外殼18包圍：壓縮機段，所述壓縮機段包括增壓器或低壓(lp)壓縮機22和高壓(hp)壓縮機24；燃燒段26；渦輪段，所述渦輪段包括高壓(hp)渦輪28和低壓(lp)渦輪30；以及排氣噴嘴段32，它們呈連續(xù)流關(guān)系。高壓(hp)軸或線軸34驅(qū)動地將hp渦輪28連接到hp壓縮機24。低壓(lp)軸或線軸36驅(qū)動地將lp渦輪30連接到lp壓縮機22。

此外，在示出的實施例中，風(fēng)機段14包括可變距風(fēng)機38，所述可變距風(fēng)機具有以間隔方式耦合到輪盤42的多個風(fēng)機葉片40。如所示，風(fēng)機葉片40從輪盤42大體沿徑向r向外延伸。通過穿過動力變速箱44的lp軸36，風(fēng)機葉片40和輪盤42可一起圍繞縱向中心線12旋轉(zhuǎn)。動力變速箱44包括用于調(diào)節(jié)lp軸36旋轉(zhuǎn)速度的多個齒輪。此外，在示出的實施例中，可變距風(fēng)機38的輪盤42由可旋轉(zhuǎn)的前輪轂46所覆蓋，前輪轂呈流線型外形，以便促進(jìn)氣流通過多個風(fēng)機葉片40。

仍然參照圖1中的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10，示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10還包括多個周向間隔的出口導(dǎo)向葉片50。所述多個出口導(dǎo)向葉片50沿軸向a設(shè)置在風(fēng)機38的下游，并從核心發(fā)動機16的外殼18起大體沿徑向r向外延伸。每個出口導(dǎo)向葉片50限定壓力中心52(如圖2所示)和大體與徑向r平行延伸的變距軸p。值得注意的是，在示出的實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10不包括包圍風(fēng)機段14和/或出口導(dǎo)向葉片50的任何外殼。相應(yīng)地，在示出的實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10可能指無涵道單風(fēng)機燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10。

在示出的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10中，風(fēng)機段14或，更確切的，風(fēng)機段14風(fēng)機葉片40的旋轉(zhuǎn)提供了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的大部分推進(jìn)推力。此外，提供了多個出口導(dǎo)向葉片50以提高風(fēng)機段14的效率，并提供其它益處，例如，減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10產(chǎn)生的噪音量。

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10運行中，空氣量56穿過風(fēng)機段14上的多個葉片40?？諝饬?6的第一部分，也就是空氣第一部分60被引向或引導(dǎo)至延伸穿過壓縮機段、燃燒段26、渦輪段和排氣段32的發(fā)動機氣流路徑64中。此外，空氣量56的第二部分，例如空氣第二部分62，在核心發(fā)動機16周圍流動，繞過核心發(fā)動機16?？諝獾诙糠?2可能同樣是指旁通氣流?？諝獾诙糠?2和空氣第一部分60之間的比率通常為旁通比。

仍參考圖1，當(dāng)空氣第一部分60穿過lp壓縮機22，繼而穿過hp壓縮機24時，其壓力增大。然后經(jīng)過壓縮的空氣第一部分60提供至燃燒段26，在此處與燃料混合并燃燒，以提供燃燒氣體74。引導(dǎo)燃燒氣體74通過hp渦輪28，在此處，通過耦合于外殼18的hp渦輪定子葉片76連續(xù)級和耦合于hp軸或線軸34的hp渦輪轉(zhuǎn)子葉片78，將一部分熱能和/或動能從燃燒氣體74中提取出來，使hp軸或線軸34旋轉(zhuǎn)，從而支持hp壓縮機24的運行。隨后引導(dǎo)燃燒氣體74通過lp渦輪30，在此處，通過耦合于外殼18的lp渦輪定子葉片80的連續(xù)級和耦合于lp軸或線軸36的lp渦輪轉(zhuǎn)子葉片82，將第二部分熱能和/或動能從燃燒氣體74中提取出來，使lp軸或線軸36旋轉(zhuǎn)，從而支持lp壓縮機22的運行和/或風(fēng)機38的旋轉(zhuǎn)。隨后引導(dǎo)燃燒氣體74通過核心發(fā)動機16的排氣噴嘴段32，以補充由風(fēng)機段14提供的推進(jìn)推力。

仍參考圖1，環(huán)形入口20的下游是一個或多個入口導(dǎo)向葉片100。在特定的示例實施例中，入口導(dǎo)向葉片100可配置成開啟或關(guān)閉，從而限制空氣第一部分60流入延伸穿過壓縮機段的發(fā)動機氣流路徑64。在特定的示例實施例中，入口導(dǎo)向葉片100可以是按照如圖5和6所示的本發(fā)明示例實施例的涉及儀器的導(dǎo)向葉片400。

入口導(dǎo)向葉片100的下游是一個或多個支柱102，該支柱配置成機械地將外殼18連接到核心發(fā)動機16。支柱102延伸至發(fā)動機氣流路徑64中，在此處，空氣第一部分60在支柱102上方流動。在特定的示例實施例中，支柱102配置成獲得壓力測量。支柱102的下游是一個或多個可變導(dǎo)向葉片104。可變導(dǎo)向葉片104配置成開啟或關(guān)閉，從而限制空氣第一部分60流入延伸穿過壓縮機段的發(fā)動機氣流路徑64。在特定的示例實施例中，可變導(dǎo)向葉片104可以是按照如圖5和6所示的本發(fā)明示例實施例中的涉及儀器的可變導(dǎo)向葉片400。

仍參考圖1，閥式氣流通道組件108與lp壓縮機22上游和lp壓縮機22下游的發(fā)動機氣流路徑64氣流連通。在一個實施例中，閥式氣流通道組件108可開啟，以將壓縮空氣從lp壓縮機22的下游引導(dǎo)至lp壓縮機22的上游，以提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的可操作性，增加lp壓縮機22的失速余量或減輕lp壓縮機22和hp壓縮機24之間的氣流不匹配。由于風(fēng)機，例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10中的可變距風(fēng)機38，可在較窄速度范圍內(nèi)運行(可能為高速度)，因此可能會出現(xiàn)氣流不匹配。在這種構(gòu)造中，低壓壓縮機，例如lp壓縮機22，可能以類似高速度運行，因為它們通過變速箱機械地耦合于可變距風(fēng)機。在低動力情況下，低壓壓縮機如lp壓縮機22可能為高壓壓縮機例如hp壓縮機24泵送太多氣流，而使其不能接收。通過放出一部分從lp壓縮機22等低壓壓縮機的下游氣流，可變放氣閥可用于減輕氣流不匹配，從而使低壓壓縮機泵送多余氣流，并提高lp壓縮機的失速余量。

現(xiàn)參照圖2，其中提供了根據(jù)本發(fā)明示例方面的圖1中示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10前端的近視剖面圖。如圖所示，空氣第一部分60通過核心發(fā)動機18前端120處的入口20進(jìn)入發(fā)動機氣流路徑64(如圖1所示)。如圖所示，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10包括至少一個控制機構(gòu)106，其構(gòu)造成調(diào)節(jié)可變導(dǎo)向葉片104。在特定的示例實施例中，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10可包括多個控制機構(gòu)106，每個單獨的控制機構(gòu)106配置成調(diào)節(jié)單個可變導(dǎo)向葉片104或氣流路徑的其它構(gòu)件。

仍參考圖2，閥式氣流通道組件108包括在lp壓縮機22下游的位置處與發(fā)動機氣流路徑64氣流連通的入口110。閥式氣流通道組件108還包括在lp壓縮機22上游的位置處與發(fā)動機氣流路徑64氣流連通的出口112。閥式氣流通道組件108還包括在入口110和出口112之間延伸的氣流通道114。閥式氣流通道組件108還包括可用于氣流通道114的閥門116，以控制穿過氣流通道114的氣流。閥門116可包括一個或多個致動器118，以響應(yīng)于控制裝置(例如，圖7中示出的控制裝置600)發(fā)出的信號開啟或關(guān)閉閥門116。如圖所示，閥門116位于氣流通道114的內(nèi)部。此外和/或可供選擇地，閥門116可位于接近入口110的位置或位于接近出口112的位置。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的運行中，閥門116可開啟，以使來自lp壓縮機22下游的壓縮空氣可進(jìn)入入口110，通過氣流通道114，從出口112流出，進(jìn)入到lp壓縮機22上游的發(fā)動機氣流路徑64。閥門116還可關(guān)閉，以便當(dāng)閥門116處于關(guān)閉位置時，所有穿過氣流通道114的氣流基本停止。在另一個實施例中，閥門116可調(diào)整至一個或多個中間位置，以限制一部分氣流通過氣流通道114，從而改變通過氣流通道114的氣流量。

現(xiàn)參照圖3，根據(jù)本發(fā)明附加示例方面，圖示了圖2中示出的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的相同前端。與圖2中圖示的相同或相似結(jié)構(gòu)以相同的參照數(shù)字指示。如圖所示，空氣第一部分60通過核心發(fā)動機18前端120處的入口20(如圖1所示)進(jìn)入發(fā)動機氣流路徑64。如圖3所示，閥式氣流通道組件108包括在lp壓縮機22下游的位置處與發(fā)動機氣流路徑64氣流連通的入口110。閥式氣流通道組件108還包括在lp壓縮機22上游的位置處與發(fā)動機氣流路徑64氣流連通的出口112。閥式氣流通道組件108還包括在入口110和出口112之間延伸的氣流通道114。閥式氣流通道組件108還包括可用于氣流通道114的閥門116，以控制穿過氣流通道114的氣流。閥門116可包括一個或多個致動器118，以響應(yīng)于控制裝置(例如，圖7中示出的控制裝置600)發(fā)出的信號開啟或關(guān)閉閥門116。如圖所示，閥門116位于氣流通道114的內(nèi)部。此外和/或可供選擇地，閥門116可位于接近入口110的位置或位于接近出口112的位置。

如圖3所示，氣流通道114配置成引導(dǎo)來自入口110的壓縮空氣在從出口112流出之前，通過核心發(fā)動機18的前端120。根據(jù)本發(fā)明的示例方面，閥式氣流通道組件108可集成增壓器防冰(bai)子系統(tǒng)，以防止積冰，并消除核心發(fā)動機18前端120上的冰。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的運行中，閥門116可開啟，以使來自lp壓縮機22下游的壓縮空氣可進(jìn)入入口110，通過氣流通道114，從出口112流出，進(jìn)入到lp壓縮機22上游的發(fā)動機氣流路徑64。閥門116還可關(guān)閉，以便當(dāng)閥門116在關(guān)閉位置時，所有穿過氣流通道114的氣流基本停止。在另一個實施例中，閥門116可調(diào)整至一個或多個中間位置，以限制一部分氣流通過氣流通道114，從而改變通過氣流通道114的氣流量。當(dāng)閥門116是開啟或關(guān)閉時，來自lp壓縮機22下游的壓縮空氣將被引導(dǎo)通過氣流通道114。根據(jù)本發(fā)明的示例方面，氣流通道114可配置成通過氣流通道114的壓縮空氣中的熱能可傳送至作為集成式bai子系統(tǒng)一部分的核心發(fā)動機18的前端120，從而防止和/或消除核心發(fā)動機18前端120上的積冰。例如，在示出的實施例中，氣流通道114直接延伸至核心發(fā)動機18表面附近，更確切地說，延伸至核心發(fā)動機18前端120的暴露表面，以使通過氣流通道114的氣流與前端120的暴露表面熱連通。

現(xiàn)參照圖2和圖3，在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10運行中，閥門116可配置成可控，以調(diào)整發(fā)動機氣流路徑64中的氣流畸變。例如，控制裝置如圖7中所示的控制裝置600控制裝置可從一個或多個壓力傳感器裝置中獲得測量，并確定發(fā)動機氣流路徑的區(qū)域正在經(jīng)歷如氣流分離等氣流畸變。然后控制裝置可控制閥式氣流通道組件108調(diào)整氣流畸變，例如發(fā)送控制信號到致動器118以開啟或關(guān)閉閥門116，從而引導(dǎo)壓縮空氣從lp壓縮機22下游至lp壓縮機22上游的發(fā)動機氣流路徑64。通過這種方式，可調(diào)整甚至減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中的氣流畸變，進(jìn)而提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的可操作性。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例方面的閥式氣流通道組件，其中來自低壓壓縮機下游的壓縮空氣進(jìn)行再循環(huán)，通過使如lp壓縮機22等低壓壓縮機以更高的氣流速率運轉(zhuǎn)，可提供可變排氣閥門所具有的能夠緩解氣流不匹配的益處。此外，在可能引起畸變的飛行狀況下，例如在起飛時，以更高氣流速率運行如lp壓縮機22等低壓壓縮機可降低低壓壓縮機對畸變引起的操作問題的敏感程度。

在一個實施例中，一個或多個壓力傳感器裝置可至少部分位于lp壓縮機22上游位置處的發(fā)動機氣流路徑64內(nèi)。在一個實施例中，一個或多個壓力傳感器裝置可至少部分集成到發(fā)動機氣流路徑64中的一個或多個構(gòu)件中，例如圖5和圖6中所示的涉及儀器的導(dǎo)向葉片400。在另一個實施例中，所述一個或多個壓力傳感器裝置可集成到入口導(dǎo)向葉片100或支柱102中。在不脫離本發(fā)明范圍或精神的情況下，還可使用其它壓力傳感器裝置。使用由所述一個或多個壓力傳感器裝置獲得的測量，可確定氣流畸變評估。

現(xiàn)參照圖4，圖示了示例燃?xì)鉁u輪中多個閥式氣流通道組件108的軸視圖。如圖所示，五個閥式氣流通道組件108圍繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的周向間隔分布。在另一個實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10中可包括任意數(shù)量的閥式氣流通道組件108。如圖所示，外殼18包圍核心發(fā)動機16。每個閥式氣流通道組件108位于外殼18內(nèi)部。如圖所示，每個閥式氣流通道組件108包括與發(fā)動機氣流路徑64氣流連通的出口112。每個閥式氣流通道組件還包括虛線中示出的氣流通道114。在一個實施例中，通過開啟或關(guān)閉每個氣流通道組件108中的閥門(未示出)，可控制每個閥式氣流通道組件108來調(diào)整發(fā)動機氣流路徑64中的氣流畸變。在一個實施例中，每個閥式氣流通道組件108可與一個或多個壓力傳感裝置相關(guān)聯(lián)。例如，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10可包括多個涉及儀器的的導(dǎo)向葉片400，該導(dǎo)向葉片圍繞圖5中所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的周向間隔分布。每個閥式氣流通道組件108可具有一個或多個與每個閥式氣流通道組件108相關(guān)聯(lián)的涉及儀器的導(dǎo)向葉片400，以使一個或多個涉及儀器的導(dǎo)向葉片400可從靠近每個閥式氣流通道組件108的發(fā)動機氣流路徑64中獲得測量。

現(xiàn)參照圖5，圖示了圖1中的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中一組單個導(dǎo)向葉片104的軸向示意圖。如圖所示，多個單個導(dǎo)向葉片104周向地配置成圓周陣列，位于lp壓縮機22上游的發(fā)動機氣流路徑64中。如圖5所示，單個導(dǎo)向葉片104的陣列中包括五個涉及儀器的導(dǎo)向葉片400，下文將參照圖6進(jìn)行更詳細(xì)討論。如下文將參照圖6進(jìn)行更詳細(xì)的討論，每個單個涉及儀器的導(dǎo)向葉片400配有壓力傳感裝置。如圖5所示，所述壓力傳感裝置包括延伸穿過所述單個涉及儀器的導(dǎo)向葉片400的一個或多個分接頭202和一個或多個局部傳感器204，該局部傳感器配置成測量來自所述一個或多個分接頭202的氣壓。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，所述壓力傳感裝置可以是配置成感測壓力的任何合適裝置。如圖5所示，局部傳感器204配置成將指示氣壓的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)字通信總線206。然后數(shù)字通信總線206發(fā)送將指示氣壓的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器208。在一個實施例中，控制器208可以是編程為執(zhí)行操作的控制裝置，例如圖7中示出的控制裝置600?？刂破?08可基于指示氣壓的數(shù)據(jù)來控制各種致動器和閥門，例如，閥式氣流通道組件108的閥門116和致動器118。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中單個涉及儀器的導(dǎo)向葉片400的示意圖。涉及儀器的導(dǎo)向葉片400可以是可變導(dǎo)向葉片104或固定導(dǎo)向葉片100。如圖6所示，涉及儀器的導(dǎo)向葉片400可構(gòu)造為非對稱的翼型件形狀，其大體為“淚滴”形狀，具有前緣410、壓力側(cè)420和吸力側(cè)430。然而，在其他示例實施例中，涉及儀器的導(dǎo)向葉片400卻可限定任何其它合適的對稱或非對稱形狀或構(gòu)造。在一些實施方式中，前緣410可配置在發(fā)動機氣流路徑64中，以使流入環(huán)形入口20下游的空氣第一部分60先接觸到前緣410，再流過壓力側(cè)420和吸力側(cè)430，繼而進(jìn)入lp壓縮機22。

仍參考圖6，一個或多個前緣分接頭412、壓力側(cè)分接頭422和/或吸力側(cè)分接頭432集成到涉及儀器的導(dǎo)向葉片400中。虛線中示出了前緣分接頭412、壓力側(cè)分接頭422和吸力側(cè)分接頭432。如圖6所示，兩個前緣入口414沿前緣410徑向間隔分布，使來自空氣第一部分60的空氣進(jìn)入前緣入口414，并穿過前緣分接頭412流至局部傳感器204(未在圖6中示出)。在另一個實施例中，單個前緣入口414和前緣分接頭412可集成到前緣410中。在另一個實施例中，三個或更多前緣入口414和前緣分接頭412可集成到前緣410中。

仍參考圖6，兩個壓力側(cè)入口424沿壓力側(cè)420軸向間隔分布，使來自空氣第一部分60的空氣進(jìn)入壓力側(cè)入口424，并穿過壓力側(cè)分接頭422流至局部傳感器204(未在圖6中示出)。在另一個實施例中，單個壓力側(cè)入口424和壓力側(cè)分接頭422可集成到壓力側(cè)420中。在另一個實施例中，三個或更多壓力側(cè)入口424和壓力側(cè)分接頭422可集成到壓力側(cè)420中。

仍參考圖6，兩個吸力側(cè)入口434沿吸力側(cè)430軸向間隔分布，使來自空氣第一部分60的空氣進(jìn)入吸力側(cè)入口434，并穿過吸力側(cè)分接頭432流至局部傳感器204(未在圖6中示出)。虛線中示出了吸力側(cè)入口434。在另一個實施例中，單個吸力側(cè)入口434和吸力側(cè)分接頭432可集成到吸力側(cè)430中。在另一個實施例中，三個或更多吸力側(cè)入口434和吸力側(cè)分接頭432可集成到吸力側(cè)430中。

仍參考圖6，在一個實施例中，局部傳感器204(未示出)可配置成測量壓力側(cè)分接頭422和吸力側(cè)分接頭432之間的壓差。在另一個實施例中，局部傳感器204(未示出)配置成測量來自壓力側(cè)分接頭422和吸力側(cè)分接頭432的絕對壓力。

圖7示出用于根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的控制系統(tǒng)中的示例控制裝置。如圖所示，控制裝置600可包括一個或多個處理器612和一個或多個存儲設(shè)備614。所述一個或多個處理器612可包括任何合適的處理裝置，例如微處理器、微控制器、集成電路、邏輯設(shè)備或其它適當(dāng)?shù)奶幚硌b置。所述一個或多個存儲設(shè)備614可包括一個或多個計算機可讀介質(zhì)，包括但不限于非瞬時性計算機可讀介質(zhì)、ram、rom、硬盤驅(qū)動器、閃存驅(qū)動器或其它存儲設(shè)備。

所述一個或多個存儲設(shè)備614可存儲所述一個或多個處理器612可存取的信息，包括可由所述一個或多個處理器612執(zhí)行的計算機可讀指令616。所述指令616可以是當(dāng)由所述一個或多個處理器612執(zhí)行時可使所述一個或多個處理器612執(zhí)行操作的任何指令集。所述指令616可在以任何合適語言編寫的軟件中實現(xiàn)，或在硬件中實現(xiàn)。在一些實施例中，所述指令616可由所述一個或多個處理器612執(zhí)行，使所述一個或多個處理器執(zhí)行操作，例如參照圖8中描述的，控制閥式氣流通道組件以調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中氣流畸變的操作。

參照圖7，所述存儲設(shè)備614還可存儲可由所述處理器612存取的數(shù)據(jù)618。所述數(shù)據(jù)618可包括，例如，操作參數(shù)、從所述發(fā)動機氣流路徑中獲得的壓力測量和其它數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)618還可包括與用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明示例方面的所述示例方法的模型和算法相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，例如用于確定畸變狀況的模型和算法。

所述控制裝置600可進(jìn)一步包括通信接口620。所述通信接口620可配置成通過通信網(wǎng)絡(luò)640與飛行器系統(tǒng)通信。例如，所述通信接口620可接收由壓力傳感裝置(例如，分接頭202和局部傳感器204)所獲得的、指示壓力的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，所述通信接口620可向具有一個或多個致動器的發(fā)動機控制系統(tǒng)650提供控制命令，以控制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的各種部件，例如但不限于閥式氣流通道組件108的閥門116或致動器118。所述通信接口620可包括用于連接另一個其它設(shè)備的任何合適部件，包括例如發(fā)射器、接收器、端口、控制器、天線或其它合適部件。

本發(fā)明討論的技術(shù)參照了基于計算機的系統(tǒng)和采取的行動、發(fā)送到這些系統(tǒng)的信息，以及從這些系統(tǒng)發(fā)送的信息。所述領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，基于計算機的系統(tǒng)的固有靈活性可實現(xiàn)各個部件之間的多種可能配置、組合以及任務(wù)和功能劃分。例如，本發(fā)明討論的過程可使用單個計算設(shè)備或共同工作的多個計算設(shè)備來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存、指令和應(yīng)用程序可在單個系統(tǒng)上實現(xiàn)或分布在多個系統(tǒng)上。分布式部件可順序或并行運行。

現(xiàn)參照圖8，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的示例方法(700)的流程圖。圖8可由一個或多個控制裝置(例如，圖7中示出的控制裝置600)實現(xiàn)。此外，圖8示出了以特定順序執(zhí)行的步驟，以便說明和討論。使用本發(fā)明中提供的公開內(nèi)容，所述領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解在不脫離本發(fā)明范圍情況下，可以以各種方式對本發(fā)明中公開的任何方法的各種步驟進(jìn)行修改、改寫、擴展、重排和/或省略。

在(702)處，所述方法可包括從一個或多個壓力傳感器裝置中獲得一個或多個測量。所述一個或多個測量可通過例如連接到圖5和圖6中示出的涉及儀器的導(dǎo)向葉片400的局部傳感器204獲得?；蛘撸鲆粋€或多個測量可從任何其它合適壓力傳感器裝置中獲得。

在(704)處，所述方法可包括從所述一個或多個測量中確定與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機氣流路徑相關(guān)的畸變狀況。例如，使用所述一個或多個測量可確定畸變狀況，例如所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的發(fā)動機氣流路徑64中的局部氣流中斷，其可導(dǎo)致所述lp壓縮機22的部分處于或低于足以引起失速狀況的壓力。

在(706)處，所述方法可包括至少部分基于畸變狀況評估，確定用于激活閥式氣流通道組件閥門的控制信號。例如，可確定閥門116在閥式氣流通道組件108中的設(shè)定點，使其增加通過所述閥式氣流通道組件108的氣流，從而為所述發(fā)動機氣流路徑64中正在經(jīng)歷局部氣流中斷的區(qū)域供能。然后可發(fā)送代表所述閥門所確定設(shè)定點的控制信號至致動器118，以調(diào)節(jié)所述閥門116。

在(708)處，所述方法可包括基于控制信號，控制所述閥式氣流通道組件中的所述閥門，以調(diào)整畸變狀況。例如，致動器118可基于所述控制信號調(diào)整閥門116?？煽刂崎y式氣流通道組件的所述閥門，以開啟或關(guān)閉所述確定設(shè)定點，從而調(diào)整氣流畸變。通過這種方式，閥式氣流通道組件可調(diào)整與所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機相關(guān)的所述氣流畸變。

本說明書使用各個實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時也讓所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的可獲專利范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的其他實例。如果其他此類實例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或如果此類實例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實質(zhì)差別，則此類實例也屬于權(quán)利要求書的范圍。