[发明专利]水或冰雹被吸入涡轮发动机的检测

说明书

技术领域

本发明涉及到一般航空领域。特别是，本发明涉及到航空发动机燃气涡轮吸入水或冰雹的检测。

背景技术

航空发动机燃气涡轮通常包括燃烧室，来自燃烧室的燃气驱动高压涡轮和低压涡轮。高压涡轮通过轴连接到高压压缩机，高压压缩机向燃烧室提供压缩空气，而低压涡轮通过另一个轴连接到发动机进气口处的风扇上。

风扇和压缩机吸收发动机正常工作所需要的空气，但是根据大气条件，它们也会吸入水或冰雹，例如，当飞机遇到风暴或穿过云堤时。由此而吸入的水和冰雹会影响发动机的运行。

在发动机以最大功率运行时，压缩机通常会升高空气的温度，其足以使被吸入的水蒸发，水温升高，足以避免引起燃烧室熄火。相反，如果发动机怠速运行时，例如，在下降轨道时，在进场时，降落时，水会到达燃烧室，引起一个或多个点火器熄火，或甚至会引起整个燃烧室熄火，导致发动机停车。

因此，需要检测水或冰雹的吸入情况，使发动机的运行能够相应适应。

为此，专利文件FR 2 681 377提出了根据压缩机进气口空气温度T2和压缩机排气口温度T3之间的差来检测水的吸入。此外，这种检测可以通过估计燃烧效率来确认。

这种解决方案的缺陷是，其对发动机的特性要求需凭经验来确定。此外，根据具体情况，可能检测不到水被吸入。所计算的温度差不适合在所有情况下检测水的吸入。

专利文件US 5 471 831也提出了根据压缩机进气口和排气口处空气温度，以及燃烧室内压力，来检测水的吸入。同样，在该文件中，且视情况，也有可能检测不到水的吸入。燃烧室的压力变化很小，以至于无法由此而得出清晰的结论。

为此，就需要一种可靠，有效，迅速的方式来检测水或冰雹的吸入。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种检测水或冰雹吸入的方法，这种方法避免了至少一部分上述缺陷。特别是，本发明的目的是可以在各种情况下进行检测。

为此，本发明提出了一种检测方法，可检测水或冰雹被吸入燃气涡轮发动机内的情况，所述发动机带有至少一个压缩机，燃烧室，和涡轮，所述方法的特征在于，其包括如下步骤：

估计第一指标的值的步骤，该值反映了水或冰雹的吸入情况；

估计第二指标的值的步骤，该值反映了水或冰雹的吸入情况；所述第二指标不同于第一指标；以及

通过将至少所述第一指标和所述第二指标相加而计算总指标值的步骤。

换句话说，总指标对应于至少两个不同指标的和。因为指标不同，得出的结论也不同。为此，根据情况，当水或冰雹被吸入时，可以设想三个情况：

两个指标值都说明吸入；

第一指标的值表示吸入，而第二指标的值表示没有吸入；以及

第一指标的值表示没有吸入，第二指标的值表示吸入。

因为总指标对应于至少第一指标和第二指标的和，其值在上述所有三个情况下表示吸入。为此，本发明的检测方法可以在各种情况下检测水或冰雹的吸入。

检测方法进一步包括：

测量燃烧室进气口处温度T3的步骤；以及

估计温度T3M的步骤，该温度用来模拟温度T3。

其中，第一指标的值可根据温度T3下降和温度T3M下降之间的差值变化来估计，而第二指标可以根据温度T3和温度T3M之间的差值变化来估计。

在实施时，第一指标的值是在考虑了归一化函数的同时估计的，归一化函数可以将温度T3下降小的影响降到最小。

检测方法可进一步包括：

测量压缩机和涡轮的转速N2的步骤；

其中，第二指标的值是在考虑了归一化函数的同时估计的，该归一化函数取决于所述转速N2的时间变化。

检测方法还包括：

对所测温度T3进行过滤的步骤；

其中，第二指标的值是根据所过滤的温度T3和温度T3M之间的差值变化情况来估计的。

同样，检测方法还可包括：

测量燃油流量Wf32的步骤；以及

估计第三指标的值的步骤，所述第三指标的值表示根据至少所述燃油流量所吸入Wf32水或冰雹的情况；

其中，所述总指标的值是通过将所述第一指标、所述第二指标和所述第三指标相加后计算所得。

检测方法可进一步包括：

测量压缩机和涡轮的转速N2的步骤；

其中，所述第三指标的值是根据转速N2的下降情况而估计的。

本发明还提供一种控制燃气涡轮发动机的方法，所述发动机包括至少一个压缩机、燃烧室和涡轮，所述方法包括：