[发明专利]用于发动机操作的方法和系统

说明书

提供一种用于操作涡轮发动机的方法。方法包括：接收操作数据，该操作数据至少包括发动机操作参数、环境参数、位置参数和时间参数；基于基线地面操作调度来操作涡轮发动机；基于操作数据和基线地面操作调度来生成调整的地面操作调度，其中生成调整的地面操作调度基于机器学习算法；以及基于调整的地面操作调度来操作发动机。

技术领域

本主题大体上涉及用于识别不利的涡轮机操作因素(contributor)和执行操作调整以用于其缓解或减轻的数字系统。

背景技术

在燃气涡轮发动机的操作期间，热量累积在转子组件处。在发动机停机之后，在转子组件处累积的热量不对称或不均匀地释放，以便限定引起转子组件变形或弯曲的热梯度。此类弯曲，称为转子弯曲、热弯曲、弯曲转子启动(BRS)或称为限定发动机中的弯曲转子状况，产生转子组件相对于轴向中心线轴线和周围壳体的偏心。弯曲转子进一步导致转子组件处的不平衡增加。此类不平衡和偏心导致转子组件在周围壳体处进行不期望的接触，导致对周围壳体、转子组件或轴承组件的损坏或发动机性能损失。此类损坏可导致发动机故障或需要发动机维护或检修，导致发动机操作成本增加。

用于减轻弯曲转子状况的已知解决方案包括使转子组件机动(即，在不燃烧的情况下旋转发动机)以减小热梯度，从而减小转子组件相对于周围壳体的偏心。然而，此类解决方案可包括使转子组件机动达相对长的时段，其不利地影响停机之后启动或重启发动机的时间量。此类相对长的时段不利地影响商用发动机操作者(例如，航空公司)装载飞行器和开始滑行和起飞的能力，因而增加发动机和飞行器的操作成本且不期望地影响最终用户。

另外的解决方案包括来自发动机制造商的调度(schedule)，使得在发动机重启期间发动机经受预设例程以减轻弯曲转子。然而，此类预设调度大体上可应用解决方案，无论是否发生了BRS状况，或使用基于物理的方法来识别弯曲转子状况和改变控制逻辑。尽管此类解决方案，需要可更快地识别、减轻或缓解弯曲转子状况以便改进周转时间以及发动机性能和操作的系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来学习。

本公开内容的方面涉及用于操作涡轮发动机的方法。方法包括：接收操作数据，该操作数据至少包括发动机操作参数、环境参数、位置参数和时间参数；基于基线地面操作调度来操作涡轮发动机；基于操作数据和基线地面操作调度来生成调整的地面操作调度，其中生成调整的地面操作调度基于机器学习算法；以及基于调整的地面操作调度来操作发动机。

在一个实施例中，基于机器学习算法来生成调整的地面操作调度包括基于分类算法来生成调整的地面操作调度。

在各种实施例中，地面操作调度包括弯曲转子缓解调度，该弯曲转子缓解调度包括转子速度、转子加速度、转子组件的旋转持续时间，以及对转子速度从第一速度改变到第二速度的频率。在一个实施例中，弯曲转子缓解调度包括机动调度或地面怠速调度中的一个或多个。在另一实施例中，调整地面操作调度包括在发动机点火之前调整机动调度。在又一实施例中，调整地面操作调度包括在增加发动机处的输出功率之前调整地面怠速调度。

在其它各种实施例中，操作数据包括环境参数，该环境参数限定在调整地面操作调度之前发动机所位于处的地理位置处的一个或多个环境空气参数。在一个实施例中，操作数据包括时间参数，该时间参数限定在第一地理位置处起飞与第二地理位置处停机之间的发动机操作持续时间。在各种实施例中，方法还包括比较至少限定起飞状况和停机状况的发动机操作参数、对应于起飞状况和停机状况中的每个的时间参数、对应于第一地理位置和第二地理位置的位置参数，以及与对应于第一地理位置和第二地理位置中的每个的环境空气参数对应的环境参数。在一个实施例中，发动机操作参数还包括下者中的一个或多个：润滑剂温度、润滑剂压力、转子表面温度、发动机内的空气温度、发动机周期量，或在起飞状况与停机状况之间的发动机操作持续时间。