[发明专利]用于生成要注入涡轮引擎的燃烧室的燃料流的命令的方法和设备

说明书

背景技术

本发明涉及涡轮引擎的一般领域，且它以优选的方式适用于航空领域。

本发明更具体地涉及调节飞行器的涡轮引擎的燃料流速，例如在启动飞行器的阶段期间。

在已知方式中，涡轮喷气机的燃料流速通过生成适当的燃料流速命令来调节，用于确保注入到涡轮喷气机的燃烧室的大燃料流速不超过特定限制(下限或上限)，涡轮喷气机的故障可能超出该限制，诸如例如涡轮喷气机的压缩机的关闭或浪涌。

这样的调节常规上使用在关系的基础上(或更确切地在预确立的关系的网络的基础上)生成的燃料流速命令来开环地执行，从而针对涡轮喷气机的压缩机(例如，双轴(two-spool)涡轮喷气机的高压压缩机)的各种不同降低的(标准化的)速度值来给予注入到燃烧室的燃料流速。

一般而言，两个不同的预确立的关系网群被纳入考虑：

用于确保燃烧室中的点火并至少根据压缩机的记为XNr的降低的速度来提供记为WMCmd的燃料流速命令的第一关系网群，换言之：

WFCmd＝f(XNr)；以及

指定用于管理涡轮喷气机起转阶段直至其达到空转速度的燃料流速的第二关系网群，也称为C/P限制(指的是注入到燃烧室的燃料的流速C除以燃烧室的出口处测量到的静态压力P的比率)。在已知方式中，一个这样的限制可尤其写成以下形式：

起转WF是燃料流速，PS是燃烧室中的静态压力，T是在高压压缩机的入口处的总温度，XNr是高压轴的降低的速度，且PT是风扇入口处的总压力。

布置这些各关系网以考虑涡轮喷气机的各具体特征以及它对各参数的敏感度，诸如例如：外部温度，飞行域，等等。

当前设计的涡轮喷气机呈现了不断提升的性能，并且它们的组件(压缩机、涡轮，等等)针对高速操作来优化，而有损于低速，并且尤其是在启动阶段期间。

这导致现代涡轮喷气机对外部条件非常敏感(例如，涡轮喷气机的热状态、外部温度、计量燃料的准确度、注入的燃料的类型、外部温度、喷气机的老化，等等)，并且这还导致涡轮喷气机之间的行为的广泛分散。

在开环调节期间纳入考虑的涡轮喷气机的可操作性限制因而遭受从一个涡轮喷气机到另一涡轮喷气机的很大的可变性程度的损害，这是难以预测的。

此外，这些涡轮喷气机对多个参数的非常大的敏感度使得调整上述命令关系很费力(如果不是不可能的话)。

应当观察到，对于具有相对于压缩机中的阶段数而言高的压缩比的高压压缩机的涡轮喷气机，这一非常大的敏感度还导致浪涌限制和停滞限制之间存在的相对窄的区间(corridor)。

因此，存在对用于调节涡轮引擎的燃料的流速的机制的需求，该机制对启动阶段而言是高效且适当的，该机制考虑由当今设计的涡轮引擎所施加的上述约束。

发明内容

本发明具体地通过提出一种生成要被注入用于推进飞行器的涡轮引擎的燃烧室的燃料流速的命令的方法来满足这一需求，该方法在启动涡轮引擎的阶段期间使用，并且该方法包括：

根据至少一个预确立的关系来生成燃料流速命令的开环生成步骤；以及

监视涡轮引擎的从以下各项选择的至少一个操作参数的闭环监视步骤：

涡轮引擎的压缩机的加速度；以及

涡轮引擎的涡轮的出口处的温度；

这一监视步骤包括通过使用与操作参数相关联并适用于递送用于校正开环生成的燃料流速命令的信号以将操作参数维持在所确定的值范围中的至少一个校正器网络将该参数维持在所确定的值范围中。

相应地，本发明还提供一种用于生成要被注入到用于推进飞行器的涡轮引擎的燃烧室的燃料流速的命令的设备，该设备包括在启动涡轮引擎的阶段期间激活的装置，且该装置包括：

根据至少一个预确立的关系来开环生成燃料流速命令的生成器模块；以及

闭环监视涡轮引擎的从以下各项选择的至少一个操作参数的监视模块：

涡轮引擎的压缩机的加速度；以及

涡轮引擎的涡轮的出口处的温度；

监视模块适用于将操作参数维持在所确定的值范围中，并且监视模块包括至少一个校正器网络以及校正装置，该至少一个校正器网络与该参数相关联并适用于递送用于校正开环生成的燃料流速命令的校正信号以使得能够将操作参数维持在所确定的值范围中，该校正装置在适当的情况下被激活用于通过使用校正器网络递送的校正信号来校正由生成器模块生成的燃料流速命令。

本发明还提出了引入对要被注入到涡轮引擎的燃烧室的燃料流速的闭环调节，从而使得涡轮引擎的某些合适地选择的操作参数能够被包含在所确定的值范围内，以将涡轮引擎保持在可操作状况内。