控制面积可变的风扇喷嘴的次级系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107448422A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710133736.XF02K3/04(2006.01)(22)申请日2017.03.08(30)优先权数据15/169,1552016.05.31US(71)申请人波音公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人J·J·亚茨科夫斯基K·E·卡尔诺夫斯基D·W·福奇(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人王小东(51)Int.Cl.F04D29/56(2006.01)F04D27/00(2006.01)F02C9/20(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图11页(54)发明名称控制面积可变的风扇喷嘴的次级系统和方法(57)摘要本发明涉及控制面积可变的风扇喷嘴的次级系统和方法。公开了一种用于面积可变的风扇喷嘴(VAFN)的控制系统。所述VAFN具有多个瓣并且可适用于燃气涡轮发动机。所述控制系统可包括：初级系统，所述初级系统被构造成获取指示所述VAFN的运行状态的初级数据；次级系统，所述次级系统被构造成获取指示所述燃气涡轮发动机的当前运行状态的次级数据；以及与所述初级系统和所述次级系统操作性通信的控制模块。所述控制模块可被构造成：至少部分地基于所述初级数据来确定所述VAFN的喷嘴面积，基于所述次级数据来调整被确定的喷嘴面积，以及根据调整的喷嘴面积来定位所述多个瓣。CN107448422ACN107448422A权利要求书1/2页1.一种用于具有多个瓣(30)的面积可变的风扇喷嘴(VAFN)(24)的控制系统(60)，所述VAFN适用于燃气涡轮发动机(20)，所述控制系统包括：初级系统(62)，所述初级系统被构造成获取指示所述VAFN的运行状态的初级数据；次级系统(64)，所述次级系统被构造成获取指示所述燃气涡轮发动机的当前运行状态的次级数据；以及与所述初级系统和所述次级系统操作性通信的控制模块(66)，所述控制模块被构造成：至少部分地基于所述初级数据来确定所述VAFN的喷嘴面积；基于所述次级数据来调整被确定的喷嘴面积；以及根据调整的喷嘴面积来定位所述多个瓣。2.根据权利要求1所述的控制系统(60)，其中，所述次级数据包括指示所述燃气涡轮发动机(20)的背压的数据，优选地其中，所述次级系统(64)包括至少一个压力传感器(68)，所述至少一个压力传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的所述背压。3.根据权利要求1所述的控制系统(60)，其中，所述次级数据包括指示所述燃气涡轮发动机(20)的风扇叶片应变的数据，优选地其中，所述次级系统(64)包括至少一个风扇叶片应变传感器(70)，所述至少一个风扇叶片应变传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的所述风扇叶片应变。4.根据权利要求3所述的控制系统(60)，其中，所述至少一个风扇叶片应变传感器(70)包括光纤应变传感器，所述光纤应变传感器被布置在所述燃气涡轮发动机(20)的风扇叶片(74)上。5.根据权利要求1所述的控制系统(60)，其中，所述控制模块(66)被进一步构造成基于所述次级数据来确定所述燃气涡轮发动机(20)的运行瞬态，优选地其中，所述控制模块被进一步构造成当所述次级数据指示所述运行瞬态时将所述多个瓣(30)移动到故障安全位置。6.一种飞行器，所述飞行器包括：燃气涡轮发动机(20)；安装到所述燃气涡轮发动机的下游端(26)的面积可变的风扇喷嘴(VAFN)(24)，所述VAFN包括多个瓣(30)和构造成移动所述多个瓣的至少一个致动器(44，46)；以及与所述燃气涡轮发动机和所述VAFN操作性通信的根据权利要求1至5中的任一项所述的控制系统(60)，其中：所述次级系统(64)包括：至少一个压力传感器(68)，所述至少一个压力传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的背压；和至少一个风扇叶片应变传感器(70)，所述至少一个风扇叶片应变传感器被构造成确定所述燃气涡轮发动机的风扇叶片应变；和控制模块(66)，所述控制模块被构造成：至少部分地基于所述初级数据来计算所述VAFN的实时喷嘴面积；至少部分地基于所述实时喷嘴面积和预编程到所述控制模块的存储器中的喷嘴面积的预定表来生成致动器命令；基于确定的背压和确定的风扇叶片应变中的至少一者来修改所述致动器命令；以及向所述VAFN的所述至少一个致动器发送修改的致动器命令以定位所述多个瓣。2CN107448422A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的飞行器，其中，所述控制模块(66)经由发动机电子控制装置(92)和VAFN控制单元(92)来实现。8.根据权利要求7所述的飞行器，其中，所述控制模块(66)包括基于模型的控制器(160)，所述基于模型的控制器被构造成当初级数据不可