等的選擇的核屯、發(fā)動機(jī)參數(shù)的控制。
[0040] 控制燃?xì)鉂M輪發(fā)動機(jī)的核屯、參數(shù)的示例性方法可W包括提供到再熱燃燒器的燃 料流量W便控制當(dāng)從上游滿輪觀察時被定位在再熱燃燒器的下游的滿輪的表觀容量。橫跨 上游滿輪1024和下游IP滿輪1002的壓力比因此可W通過使用到再熱燃燒器1004的主動 燃料調(diào)度(圖6和圖9)來主動地調(diào)整,運(yùn)進(jìn)而導(dǎo)致由下游IP滿輪1002驅(qū)動的可用于壓氣 機(jī)1018的動力的主動控制并且由此導(dǎo)致對其其操作點(diǎn)的主動控制。
[0041] 參見圖7和圖10,IP壓氣機(jī)1018壓力比可W通過主燃燒器1005與再熱燃燒器 1004之間的燃料拆分的適當(dāng)調(diào)度來主動地控制。該特征對于在流量上將壓氣機(jī)控制成最佳 壓力比,W確保較高流量部分701中的峰值效率或部分動力702處的足夠的壓氣機(jī)喘振余 度(surgemargin)是有益的,運(yùn)可W進(jìn)而降低或消除用于機(jī)外處理泄放流量或可變幾何形 狀滿輪的需要。關(guān)注圖8,結(jié)果是,可W通過較高壓氣機(jī)效率和較低動力時的較少壓氣機(jī)出 口機(jī)外泄放流量獲得的提高的部分負(fù)載效率,正常情況下運(yùn)對于維持喘振余度是需要的。 例如,在飛機(jī)發(fā)動機(jī)上,該配置可W準(zhǔn)許壓氣機(jī)出口機(jī)外泄放閥在途徑上閉合,由此降低燃 料消耗和噪聲。
[0042] 圖6和圖9提供了關(guān)于控制方法的具體實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。在步驟902中,燃?xì)?滿輪發(fā)動機(jī)可W包括被配置成測量或?qū)С鯥P壓氣機(jī)1018的IP壓氣機(jī)入口質(zhì)量流量胖24、 入口溫度了24、入口壓力P24、出口壓力P25和轉(zhuǎn)動速度NI的多個傳感器540(圖6)。
[0043] 在步驟904中,控制邏輯541(圖6)確定出IP壓氣機(jī)1018的IP壓氣機(jī)修正流量 〇24和實(shí)際壓力比IPC_PR_ACTUAL和空氣動力IP壓氣機(jī)速度NIRT24??刂七壿嬁蒞使用如 下等式來確定各個值:
[0044] Qm = (W24、化4化4)
[0045] IPC_PR_ACTUAL=(P25/P24)
[004引祖腳24 =(飢24滬化4)
[0047] 在步驟906中,邏輯確定出需求的壓力比IPC_PR_ACTUAL。該步驟可W通過訪問存 儲在非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)上的參考查找表544并接著基于針對Q24和NIRT24的計算出 的值識別出需求的壓力比由控制器542來實(shí)現(xiàn)。
[0048] 在步驟908中,控制器542將實(shí)際IP壓氣機(jī)壓力比與需求的IP壓氣機(jī)比進(jìn)行比 較。如果實(shí)際IP壓氣機(jī)壓力比小于需求的IP壓氣機(jī)壓力比,則方法繼續(xù)步驟910。如果實(shí) 際IP壓氣機(jī)壓力比等于需求的IP壓氣機(jī)壓力比,則方法前進(jìn)至步驟912。如果實(shí)際IP壓 氣機(jī)壓力比超過需求的IP壓氣機(jī)壓力比,那么方法前進(jìn)至步驟914。
[0049] 在步驟910中,控制器542提供到再熱元器件1004的增加的燃料流量W便減小被 定位在再熱燃燒器1004的下游的IP滿輪1002的表觀容量(修正流量)。通過減小IP滿 輪(下游滿輪)的表觀容量,橫跨HP滿輪1024 (上游滿輪)的工作下降并且橫跨IP滿輪 的工作增加,導(dǎo)致兩個滿輪之間的工作拆分上的改變。運(yùn)進(jìn)而減小了可用于由HP滿輪提供 動力的壓氣機(jī)的動力,并且增加了可用于由IP滿輪提供動力的IP壓氣機(jī)的動力。運(yùn)導(dǎo)致 由IP滿輪和IP壓氣機(jī)提供動力的HP壓氣機(jī)的壓力比。
[0050] 在步驟912中,控制器542維持到再熱燃燒器1004的恒定的燃料流量W便維持被 定位在再熱燃燒器1004的下游的IP滿輪的表觀容量。通過維持下游IP滿輪的表觀容量, 上游滿輪與下游滿輪之間的工作拆分保持恒定,運(yùn)維持了在HP壓氣機(jī)與IP壓氣機(jī)之間共 享的動力的比率。運(yùn)導(dǎo)致處于固定的總壓縮動力下由下游IP滿輪提供動力的IP壓氣機(jī)的 恒定壓力比。
[0051] 在步驟914中,控制器542提供到再熱燃燒器1004的減小的燃料流量W便增加被 定位在再熱燃燒器1004的下游的IP滿輪的表觀容量。通過增加下游IP滿輪的表觀容量, 橫跨上游HP滿輪的工作上升并且橫跨下游IP滿輪的工作減小,導(dǎo)致兩個滿輪之間的工作 拆分上的改變。運(yùn)進(jìn)而減小了可用于由下游IP滿輪提供動力的壓氣機(jī)的動力并且增加了 可用于由上游HP滿輪提供動力的HP壓氣機(jī)的動力。運(yùn)導(dǎo)致由下游IP滿輪與IP壓氣機(jī)提 供動力的IP壓氣機(jī)的壓力比上的減小。
[0052] 具體關(guān)注圖5,示例性發(fā)動機(jī)500與圖10的發(fā)動機(jī)1000基本類似并且具有用500 系列的附圖標(biāo)記識別出的類似的組成部件。然而,發(fā)動機(jī)500包括布置在IP壓氣機(jī)518的 上游的附加的LP壓氣機(jī),而發(fā)動機(jī)1000沒有同樣的組成部件。該發(fā)動機(jī)500是=軸發(fā)動 機(jī),其具有驅(qū)動獨(dú)立的壓氣機(jī)的HP滿輪524、IP滿輪514和LP滿輪534。特別地,HP軸組 件522可W包括通過軸528連接到一起的HP滿輪524和HP壓氣機(jī)526。此外,IP軸組件 516可W包括通過軸540連接到一起的IP滿輪514和IP壓氣機(jī)518。另外,LP軸組件538 可W包括通過軸536連接到一起的LP滿輪534和LP壓氣機(jī)532。此外,LP軸組件538可 W被連接至負(fù)載530,并且負(fù)載530可W是電動機(jī)、推進(jìn)風(fēng)扇539、管道壓縮機(jī)、累、螺旋獎或 其他合適的負(fù)載。
[0053]HP、IP和LP軸組件相互未機(jī)械連接而是相互流體聯(lián)接到如下程度,使得LP壓氣 機(jī)出口流量可W是IP壓氣機(jī)入口流量并且IP壓氣機(jī)出口流量可W是HP壓氣機(jī)入口流量。 此外,在主燃燒器的下游側(cè),HP滿輪出口流量可W是IP滿輪入口流量,并且IP滿輪出口流 量是LP滿輪入口流量。
[0054] 再熱燃燒器504可W置于HP滿輪524與IP滿輪514之間,并且類似于圖10的發(fā) 動機(jī)1000,燃料可W被調(diào)度成控制IP壓氣機(jī)壓力比使得IP壓氣機(jī)518可W被維持在壓氣 機(jī)效率和喘振余度的其最佳操作范圍,運(yùn)可W使喘振控制機(jī)外泄漏流量最小化。該最佳操 作范圍被舉例在圖7和圖8中,其可W提供提高的性能和低于最大動力可操作性益處。該 過程可W延伸至燃?xì)鉂M輪的瞬態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)控制兩者。
[00巧]參見圖4,另一示例性燃?xì)鉂M輪發(fā)動機(jī)300可W類似于圖5的燃?xì)鉂M輪發(fā)動機(jī)500 并且包括用300系列的附圖標(biāo)記識別出的類似的組成部件。然而,燃?xì)鉂M輪發(fā)動機(jī)300具有 被并入在IP滿輪302與LP滿輪334之間的再熱燃燒器304。再熱燃燒器304被配置成接 收燃料并產(chǎn)生再熱出口溫度W便控制LP滿輪334的表觀容量。因此,再熱燃燒器304可W 與包括布置在IP滿輪314與LP滿輪334之間的再熱燃燒器304的=軸發(fā)動機(jī)結(jié)合使用。 在該示例中,HP滿輪324、IP滿輪314和LP滿輪334可W驅(qū)動單獨(dú)的壓氣機(jī)。特別地,IP 軸組件316可W包括通過軸320相互連接的IP滿輪314和IP壓氣機(jī)318。此外,HP軸組 件322可W包括通過軸328相互連接的HP滿輪324和HP壓氣機(jī)326。另外,LP軸組件338 可W包括通過軸336相互連接的LP滿輪334和LP壓氣機(jī)332。此外,LP軸組件338可W 被連接至負(fù)載330,并且負(fù)載330可W是發(fā)電機(jī)、推進(jìn)風(fēng)扇339、管道壓縮機(jī)、累、螺旋獎或其 他合適的負(fù)載。
[0056]HP、IP和LP軸組件可W未彼此連接或連接至驅(qū)動機(jī)構(gòu)而是相互流體聯(lián)接。特別 地,在主燃燒器的上游側(cè),LP壓氣機(jī)出口流量可W是IP壓氣機(jī)入口流量,并且IP壓氣機(jī)出 口流量可W是HP壓氣機(jī)入口流量。此外,在主燃燒器的下游側(cè),HP滿輪出口流量可W是IP 滿輪入口流量,并且IP滿輪出口流量是LP滿輪入口流量。
[0057] 用于再熱燃燒器304的燃料調(diào)度可W用來控制到核屯、發(fā)動機(jī)308的LP滿輪334 的表觀容量。通過使到核屯、發(fā)動機(jī)308的LP滿輪334的表觀容量隨著動力增加而變化,IP 壓氣機(jī)入口質(zhì)量流量可W被控制成期望值。對于包括具有由負(fù)載所固定的轉(zhuǎn)動速度的LP壓氣機(jī)332的工業(yè)發(fā)動機(jī),該燃料調(diào)度可W通過固定其出口質(zhì)量流量準(zhǔn)許LP壓氣機(jī)工作線 的控制。對于滿輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),該調(diào)度可W允許使風(fēng)扇339和核屯、發(fā)動機(jī)308之間的空氣 的旁通比變化。
[0058] 在可選實(shí)施例中,如圖1和圖2所示,一個示例性燃?xì)鉂M輪發(fā)動機(jī)100可W包括氣 體發(fā)生器108。氣體發(fā)生器108可W包括具有通過軸120相互連接的IP滿輪114和IP壓 氣機(jī)118的IP軸組件116。氣體發(fā)生器108可W進(jìn)一步包括具有通過軸128相互連接的 HP滿輪124與HP壓氣機(jī)126的HP軸組件122。HP和IP軸組件116、122可W在結(jié)構(gòu)上相 互斷開連接,只是相互流體或可操作禪合至如下程度,由上游軸組件驅(qū)動的流體可W進(jìn)而 驅(qū)動下游軸組件。LP滿輪112被聯(lián)接至負(fù)載130,該負(fù)載可W是發(fā)電機(jī)、推進(jìn)風(fēng)扇、管道壓 縮機(jī)、累、螺旋獎、其他合