[发明专利]主动间隙控制方法及装置

说明书

本申请提供了一种主动间隙控制方法及装置，属于叶片间隙控制技术领域。所述方法包括获取飞机飞行状态；根据所述飞机飞行状态选择具有不同温度的气体；以及控制具有不同温度的气体进入涡轮机匣，用以改变涡轮机匣温度，进而调节涡轮机匣与叶片之间的间隙。本申请通过引入压气机五级气及九级气两股不同温度的气体进入涡轮机匣，通过热胀冷缩远离，在起飞、慢车、状态切换等情况下使涡轮机匣与叶片尖端保持适宜的间隙，保证转、静子不碰磨。在发动机长期使用的巡航状态，保证间隙较小，提升了发动机涡轮效率，降低了耗油率。

技术领域

本申请属于叶片间隙控制技术领域，特别涉及一种主动间隙控制方法及装置。

背景技术

航空涡轮风扇发动机是一种复杂而精密的动力装置。有研究表明，涡轮转动叶片叶尖与涡轮机匣之间的间隙对发动机涡轮效率和耗油率的影响十分显著，叶尖间隙与叶高之比每减小0.01，会引起涡轮效率增加约0.8～1.2％，会使双转子涡轮风扇发动机的耗油率减小约2％。

国外先进航空发动机通常采用“间隙控制系统”，即通过控制发动机使用过程中转、静子的变形量，控制叶尖间隙。其中，主动间隙控制系统是指在发动机使用包线中的一个以上的工作点独立地控制要得到的间隙。

发明内容

本申请提供了一种主动间隙控制方法及装置，利用传热技术使涡轮机匣变形，进而改变涡轮机匣与转子叶片之间的间隙，达到主动间隙控制的目的。

本申请的第一个方面，一种主动间隙控制方法，包括：

获取飞机飞行状态；根据所述飞机飞行状态选择具有不同温度的气体；以及控制具有不同温度的气体进入涡轮机匣，用以改变涡轮机匣温度，进而调节涡轮机匣与叶片之间的间隙。

优选的是，所述获取飞机飞行状态包括：

获取发动机转速；获取发动机转速变化率；以及获取飞机油门杆位置。

优选的是，根据所述飞机飞行状态选择具有不同温度的气体包括：

由所述飞机飞行状态确定飞机是否处于稳态飞行，若飞机处于稳态飞行，则选择相对低温气体；否则，选择相对高温气体，所述稳态飞行包括飞机处于过渡状态并且发动机转速处于中速状态、慢变化率状态。

优选的是，控制具有不同温度的气体进入涡轮机匣包括：

控制压气机五级气集气腔气体进入所述涡轮机匣，和/或控制压气机九级气集气腔气体进入所述涡轮机匣。

优选的是，控制具有不同温度的气体进入涡轮机匣进一步包括：

判断所选择的在后温度气体的前一刻所选择的在前温度气体；以及若所述在后温度气体与所述在前温度气体不一致，则给出能够使在后温度气体所对应的阀门处于第一设定开度并持续所述设定时间的第一控制信号，以及给出能够使在前温度气体所对应的阀门的处于第二设定开度并持续所述设定时间的第二控制信号。

本申请的第二个方面，主动间隙控制装置，包括：

飞机飞行状态获取模块，用于获取飞机飞行状态；气体选择模块，用于根据所述飞机飞行状态选择具有不同温度的气体；以及控制模块，用于控制具有不同温度的气体进入涡轮机匣，用以改变涡轮机匣温度，进而调节涡轮机匣与叶片之间的间隙。

优选的是，飞机飞行状态获取模块包括：

发动机转速获取单元，用于获取发动机转速；发动机转速变化率计算单元，用于根据所述发动机转速计算发动机转速变化率；以及飞机油门杆位置获取单元，用于获取飞机油门杆位置。

优选的是，气体选择模块包括：

低温气体选择单元；用于在确定飞机处于稳态飞行时，选择相对低温气体；以及高温气体选择单元，用于在飞机其它状态时，选择相对高温其它；