[发明专利]用于检测管道系统失效的方法和系统

说明书

提供一种用于燃气涡轮发动机的管故障检测系统，燃气涡轮发动机具有压缩机和涡轮。管故障检测系统包括冷却歧管，它构造成将冷却空气从压缩机引导到涡轮。冷却歧管包括至少两个冷却管、构造成检测表明管破裂的运行状况的传感器，以及控制器，控制器构造成响应于传感器检测到的运行状况来控制通过冷却歧管的冷却空气的量。

关于联邦赞助的研究和开发的声明

本发明是根据联邦航空管理局(FAA)授予的合同DTWAFA10-C-00046而在政府支持下完成的。美国政府可对本发明具有某些权利。

技术领域

本公开的领域大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及配备有发动机冷却系统的燃气涡轮发动机。

背景技术

许多已知燃气涡轮发动机配备有隔室冷却系统，隔室冷却系统从发动机的压缩机区段中抽取冷却空气，并且将冷却空气引导到发动机的涡轮区段中，以降低压缩机区段下游的发动机燃烧器和涡轮的运行所产生的高温。冷却系统典型地包括冷却歧管，冷却歧管分成多个管。在管由于开裂或别的破裂而失效，并且从而未能输送充分的冷却空气通过其中的情况下，冷却空气只好由其余的管提供。歧管从压缩机放出空气流来冷却涡轮。但是，通过各个管放出过量的空气流来适应破裂管，会降低燃气涡轮发动机在飞行时的空气动力学燃料效率。压缩机产生的能量用于冷却而非用于产生发动机推力。

至少一些已知的管道系统失效检测系统已经尝试沿着冷却歧管布置传感器来检测破裂。但是，燃气涡轮发动机的在热力学上恶劣的环境使这些传统传感器比其它们被布置在其中以进行监测的管还容易失效。传感器和管之间的这个不同的失效率本身会产生管失效的错误的肯定性读数，或者无法全部检测管失效。

发明内容

一方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的管故障检测系统，燃气涡轮发动机包括压缩机和涡轮。管故障检测系统包括冷却歧管，冷却歧管构造成将冷却空气从压缩机引导到涡轮。冷却歧管包括至少两个冷却管、构造成检测表明管破裂的运行状况的传感器，以及控制器，控制器构造成响应于传感器检测到的运行状况来控制通过冷却歧管的冷却空气的量。

另一方面，提供一种检测燃气涡轮发动机中的管故障的方法。该方法包括在燃气涡轮发动机内产生功率、从设置在燃气涡轮发动机的不同位置内的至少两个传感器测量传感器数据、比较从至少两个传感器测量到的传感器数据与查找表中的存储数据，以及基于比较来发送警告信号。

又一方面，一种燃气涡轮发动机包括压缩机、涡轮、冷却歧管、传感器和控制器。冷却歧管构造成将冷却空气从压缩机引导到涡轮，并且包括至少两个冷却管。传感器构造成检测第一位置处的第一运行参数和与第一位置不同的第二位置处的第二运行参数之间的差。控制器构造成响应于传感器检测到的差来控制通过冷却歧管的冷却空气的量。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的管故障检测系统，所述燃气涡轮发动机具有压缩机和涡轮，所述管故障检测系统包括：

冷却歧管，其构造成将冷却空气从所述压缩机引导到所述涡轮，所述冷却歧管包括至少两个冷却管；

传感器，其构造成检测表明管破裂的运行状况；以及

控制器，其构造成响应于所述传感器检测到的运行状况来控制通过所述冷却歧管的冷却空气的量。

技术方案2. 根据技术方案1所述的管故障检测系统，其特征在于，所述运行状况是在第一位置处的第一运行参数和在与所述第一位置不同的第二位置处的第二运行参数之间检测到的差。

技术方案3. 根据技术方案1所述的管故障检测系统，其特征在于，所述冷却歧管进一步包括阀。

技术方案4. 根据技术方案3所述的管故障检测系统，其特征在于，所述控制器进一步构造成通过控制所述阀来控制通过所述冷却歧管的冷却空气的量。