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控制发动机安装连杆系统的控制系统和方法与流程

2021-08-24 16:19:00 来源:中国专利 TAG:飞行器 发动机 公开 安装 方法
控制发动机安装连杆系统的控制系统和方法与流程

本公开总体上涉及用于将飞行器发动机安装到飞行器的系统和方法。更具体地,本公开涉及利用具有可调节的倾斜角度的发动机安装连杆的系统和方法。



背景技术:

诸如涡轮机的飞行器发动机可以在各种位置(诸如机翼,机身或机尾)处安装至飞行器。飞行器发动机包括燃气轮机提供动力的发动机,电动发动机,混合动力发动机和活塞发动机。发动机通常通过发动机支撑结构安装在轴向间隔开的前部和后部或前和后位置处,该发动机支撑结构包括相应的前部和后部或前和后支架,用于将各种负载运送至飞行器。这些负载通常包括竖直负载(例如发动机自身的重量),发动机产生的轴向推力负载,侧向负载(例如由于风振引起的负载),以及由于发动机的旋转操作引起的滚动负载或力矩。支架适应发动机相对于发动机支撑结构的轴向和径向热膨胀和收缩。

这些各种负载可能导致发动机发生一定程度的偏转或弯曲。发动机偏转或弯曲可能影响发动机的旋转部件的发动机操作间隙,例如发动机的风扇,压缩机和/或涡轮区段内的叶片尖端间隙。通常,发动机以足够大的间隙操作,以避免与周围发动机结构的叶片尖端摩擦。

发动机支架的构造和布置可以对发动机偏转或弯曲产生一定的影响。发动机偏转或弯曲的减小可以减少叶片尖端摩擦的发生,这可以允许发动机的风扇,压缩机和/或涡轮区段内的叶片尖端间隙更窄。这种更窄的叶片尖端间隙可以改善发动机的特定燃料消耗(sfc)。

因此,需要用于将飞行器发动机安装到飞行器的改进的系统和方法。



技术实现要素:

本公开的方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或者可以从描述中显而易见,或者可以通过实践当前公开的主题而获知。

在一方面,本公开包含发动机安装连结系统。示例性发动机安装连结系统可以包括多个发动机安装连杆,该多个发动机安装连杆被构造为将发动机框架联接至飞行器的发动机支撑结构。多个发动机安装连杆可包括前连杆,该前连杆可连接至发动机框架的前框架部分和发动机支撑结构。多个发动机安装连杆可附加地或替代地包括后连杆,该后连杆可连接至发动机框架的后框架部分和发动机支撑结构。

在一些实施例中,示例性发动机安装连结系统可包括致动器,该致动器可连接至发动机支撑结构和多个发动机安装连杆中的一个。附加地或替代地,示例性发动机安装连结系统可包括可连接至发动机支撑结构和发动机框架的致动器。致动器可以被构造为使得当被致动时,致动器改变多个发动机安装连杆中的至少一个的倾斜角度θ。

在另一方面,本公开包含发动机组件,例如固定或可固定到飞行器的发动机组件。示例性发动机组件可以包括具有发动机框架的飞行器发动机,该发动机框架具有前框架部分和后框架部分。发动机组件可以附加地或替代地包括发动机支撑结构,该发动机支撑结构限定用于将飞行器发动机安装到飞行器的位置。

示例性发动机组件可包括前连杆,后连杆和/或致动器。前连杆可连接至发动机框架的前框架部分并连接至飞行器的发动机支撑结构。后连杆可连接至发动机框架的后框架部分并连接至飞行器的发动机支撑结构。

在示例性实施例中,致动器可以连接至发动机支撑结构和前连杆,或者连接至发动机支撑结构和后连杆。附加地或替代地,致动器可以联接至发动机支撑结构和发动机框架的前框架部分,或者联接至发动机支撑结构和发动机框架的后框架部分;致动器在被致动时可以可操作以改变前连杆和/或后连杆中的至少一个的倾斜角度θ。

在另一方面,本公开包括操作飞行器的方法,诸如改变倾斜角度θ的方法,减少特定燃料消耗的方法等。示例性方法可以包括从传感器接收输入,和/或响应于来自传感器的输入而输出控制命令。控制命令可被操作以致动致动器,该致动器在被致动时使得将飞行器发动机的发动机框架连接到发动机支撑结构的多个发动机安装连杆中的至少一个的倾斜角度θ改变,该发动机支撑结构限定用于将飞行器发动机安装到飞行器的位置。多个发动机安装连杆可包括:前连杆,其连接至发动机框架的前框架部分和发动机支撑结构;和/或后连杆,其连接至发动机框架和的后框架部分和发动机支撑结构。致动器可以连接至发动机支撑结构和多个发动机安装连杆中的一个,或者连接至发动机支撑结构和发动机框架。

在另一方面,提供了一种控制将发动机与发动机支撑结构可操作地联接的连杆的方法。该方法包括至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令。此外,该方法包括至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的位置。

在进一步方面,提供了一种用于控制被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构的连杆的控制系统。控制系统包括一个或多个传感器以及与连杆可操作地联接的致动器。致动器可操作以改变连杆的倾斜角度。此外,控制系统包括与一个或多个传感器和致动器通信地联接的一个或多个控制器。一个或多个控制器具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理装置,一个或多个存储器装置存储可由一个或多个处理装置执行以进行操作的计算机可读指令,在进行该操作时,一个或多个处理装置被构造为:至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令;至少部分地基于所确定的控制命令,使致动器改变连杆的倾斜角度。

在另一方面,提供了一种计算机可读介质。计算机可读介质包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令在由发动机控制器的一个或多个处理器执行时使发动机控制器执行以下操作:使与连杆可操作地联接的致动器将所述连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度,所述连杆被构造为将发动机与发动机安装结构可操作地联接;针对多个预选倾斜角度中的相应一个,接收与多个预选倾斜角度中的相应一个相关联的一个或多个操作参数的值;生成将多个预选倾斜角度与一个或多个操作参数的值相关联的数据集,所接收到的值至少部分地取决于与其相关联的倾斜角度;至少部分地基于数据集来选择倾斜角度,所选择的倾斜角度对应于一个或多个操作参数中的一个的值。例如,计算机可读介质可以是非暂时性计算机可读介质。

在另一方面,提供了一种控制将发动机与安装结构可操作地联接的连杆的连杆角度的方法。该方法包括至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的一个或多个操作参数来确定控制命令,该控制命令指示用于改变连杆的连杆角度的指令。此外,该方法包括将控制命令提供给致动器,该致动器可操作以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆角度。

参考以下描述和所附权利要求,将更好地理解当前公开的主题的这些和其他特征,方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与说明书一起用于解释本公开的主题的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开,包括其最佳模式,其参考附图,其中:

图1提供了根据本公开的示例实施例的运载器;

图2提供了根据本公开的示例实施例的燃气涡轮发动机的示意横截面视图;

图3a和3b示出了示例性发动机安装连结系统,其具有分别位于后部位置和前部位置的前部安装的致动器;

图4a和图4b示出了示例性发动机安装连结系统,其具有分别位于后部位置和前部位置的后部安装的致动器;

图5a示出了示例性发动机安装连结系统,其具有可操作地联接至发动机的前部安装的致动器;

图5b示出了示例性发动机安装连结系统,其具有可操作地联接至发动机的后部安装的致动器;

图6a示出了示例性线性致动器;

图6b示出了示例性旋转致动器;

图7a和7b分别示出了进一步示例性致动器;

图8a和8b分别示出了进一步旋转致动器;

图9示出了描述改变发动机安装连杆的倾斜角度的示例性方法的流程图;

图10提供了根据本公开的示例实施例的用于控制发动机安装连结系统的可变连杆的控制系统的框图;

图11提供了示例方式的流程图,其中,控制系统被构造为控制连杆的位置,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构;

图12提供了根据本公开的示例实施例的将各种差与各种控制命令相关联的示例控制律的表;

图13提供了根据本公开的示例实施例的示例反馈控制回路;

图14提供了另一示例方式的流程图,其中,控制系统被构造为控制连杆的位置,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构;

图15提供了又一示例方式的流程图,其中,控制系统被构造为控制连杆的位置,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构;

图16提供了根据本公开的示例实施例的生成的数据集;和

图17提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统。

具体实施例

现在将详细参考当前公开的主题的示例性实施例,在附图中示出了其一个或多个示例。每个示例通过说明的方式提供,并且不应被解释为限制本公开。实际上,对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对本公开进行各种修改和变型。例如,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此,本公开旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这样的修改和变型。

本公开总体上提供了用于将飞行器发动机安装到飞行器的发动机支撑结构的发动机安装连结系统。当前公开的发动机安装连结系统可包括具有可调节的倾斜角度的一个或多个发动机安装连杆。倾斜角度可以通过致动器的操作来调节。一个或多个发动机安装连杆的倾斜角度θ的变化可使从这种发动机安装连杆延伸的力矢量的相应焦点移动。在一些实施例中,这种焦点的移动可以抵消或偏置与某些飞行状况和/或发动机操作状况相关联的力矩(例如,弯矩),该力矩可以以其他方式导致发动机主干的一定量的偏转或弯曲。可以致动一个或多个致动器以改变一个或多个发动机安装连杆的倾斜角度θ,从而减小发动机偏转或弯曲。发动机偏转或弯曲的减小可以减少叶片尖端摩擦的发生,这可以允许发动机的风扇,压缩机和/或涡轮区段内的叶片尖端间隙更窄。这种更窄的叶片尖端间隙可以改善发动机的特定燃料消耗(sfc)。

在另一方面,本公开提供了用于控制发动机安装连结系统的一个或多个发动机安装连杆的位置的控制系统和方法。例如,本文提供的控制系统和方法可用于控制本文所述的任何发动机安装连杆的倾斜角度,例如,以最小化发动机弯曲或实时优化另一个发动机参数,例如特定燃料消耗。

应当理解,术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,而“下游”是指流体向其流动的方向。还应理解,诸如“顶部”,“底部”,“向外”,“向内”等的术语是方便的用语,而不应被解释为限制性术语。如本文所使用的,术语“第一”,“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“一个”和“一种”不表示数量限制,而是表示存在至少一个所引用的条项。

在此以及整个说明书和权利要求书中,范围限制被组合和互换,并且除非上下文或语言另有指示,否则这种范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。例如,本文公开的所有范围均包括端点,并且端点可彼此独立地组合。

如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的,近似语言被用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此,由诸如“大约”,“近似”和“基本上”的术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下,近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度,或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。

此外,如本文所用,术语“实时”是指相关事件的发生时间,预定数据的测量和收集时间,数据处理时间以及对事件和环境的系统响应时间中的至少一项。在本文所述的实施例中,这些活动和事件有效地瞬时发生。

图1提供了根据本公开的示例实施例的运载器10。本公开的发动机安装连结系统,其方法以及其控制系统可以在飞行器(例如所示的固定翼飞行器)上实施,或在其他合适的运载器和/或结构(例如船,潜艇,火车,坦克,旋翼飞行器,气垫船,和/或包括一个或多个发动机(例如一个或多个涡轮发动机100(仅在图1中示出))的任何其他合适的运载器)上实施。尽管本文参考飞行器实施方式描述了本公开,但是本公开的范围不旨在限于这种实施方式。

涡轮发动机可以在各种操作阶段中操作。例如,图1的飞行器燃气涡轮发动机100可以在多个稳定的操作阶段(例如飞行包线的爬升,巡航和下降阶段)中操作。飞行器涡轮发动机也可以在不稳定的操作阶段中(例如在起飞期间和逃避敌人的情况下)操作。在一些不稳定的操作阶段(例如,在起飞期间),由于作用在发动机上的各种力,发动机上的应力可能很大。特别地,除其他不期望的影响外,应力可能导致发动机弯曲和/或发动机主干的变形,这可能导致降低的单位燃料消耗和效率,流动路径阶跃,并且可能增加发动机部件的劣化率。通常,在稳定操作阶段作用在发动机上的力要比在不稳定阶段作用在发动机上的力小。如将在本文中详细解释的,提供了发动机安装系统、其方法以及其控制系统,以减少涡轮发动机100在不稳定操作阶段的操作期间的发动机弯曲,同时优化在稳定操作阶段的操作期间的一个或多个客观标准。

图2提供了根据本公开的示例实施例的飞行器涡轮发动机100的示意横截面视图。对于图2的实施例,涡轮发动机100是航空高旁路涡轮风扇喷气发动机,其被构造为安装至运载器(诸如图1的固定翼飞行器10)或与运载器成一体。燃气涡轮发动机100限定轴向方向a(与供参考的轴向或纵向中心线102平行或同轴地延伸),径向方向r和周向方向(围绕纵向中心线102延伸360度(360°)的方向)。

燃气涡轮发动机100包括风扇区段104和设置在风扇区段104下游的核心涡轮发动机106。所描绘的示例核心涡轮发动机106包括基本上管状的外壳108,其限定环形核心入口110。外壳108以串行流动关系包围:压缩机区段112,其包括第一增压器或低压(lp)压缩机114和第二高压(hp)压缩机116;燃烧区段118;涡轮区段120,其包括第一hp涡轮122和第二lp涡轮124;喷射排气喷嘴区段126。hp轴或线轴128驱动地将hp涡轮122连接到hp压缩机116。lp轴或线轴130驱动地将lp涡轮124连接到lp压缩机114。压缩机区段112,燃烧区段118,涡轮区段120和喷射排气喷嘴区段126一起限定穿过核心涡轮发动机106的核心空气流动路径132。

风扇区段104包括具有多个风扇叶片136的风扇134,该多个风扇叶片136以周向间隔开的方式联接至盘138。风扇叶片136通常沿着径向方向r从盘138向外延伸。风扇叶片136和盘138可通过穿过动力齿轮箱142的lp轴130一起绕纵向中心线102旋转。动力齿轮箱142包括用于将lp轴130的旋转速度降低到例如更有效的旋转风扇速度的多个齿轮。

仍然参考图2,盘138被可旋转的旋转器144覆盖,该可旋转的旋转器144在空气动力学上形成轮廓以促进气流通过多个风扇叶片136。另外,风扇区段104包括环形风扇壳体146,该环形风扇壳体146周向地围绕风扇134和/或核心涡轮发动机106的至少一部分。此外,风扇壳体146通过多个周向间隔开的出口导向轮叶148相对于核心涡轮发动机106被支撑。此外,风扇壳体146的下游区段150在核心涡轮发动机106的外部上方延伸,以便在其间限定旁路气流通道152。

在燃气涡轮发动机100的操作期间,一定量的空气154通过风扇壳体146和/或风扇区段104的相关入口156进入燃气涡轮发动机100。当一定量的空气154穿过风扇叶片136时,如箭头158所示的空气154的第一部分被引导或导向到旁路气流通道152中,并且如箭头160所示的空气154的第二部分被引导或导向到核心入口110和核心涡轮发动机106的lp压缩机114的下游。当第二部分空气160被导向通过hp压缩机116并进入燃烧区段118时,第二部分空气160的压力增加。

从压缩机区段112排出的压缩的第二部分空气160与燃料混合并在燃烧区段118的燃烧器中燃烧,以提供燃烧气体162。燃烧气体162从燃烧区段118沿着热气路径174导向到hp涡轮122。在hp涡轮122处,经由联接到外壳108的hp涡轮定子轮叶164和联接到hp轴或线轴128的hp涡轮转子叶片166的连续级从燃烧气体162中提取一部分热能和/或动能,从而使hp轴或线轴128旋转,这支持hp压缩机116的操作。然后,燃烧气体162被导向通过lp涡轮124,在lp涡轮124处,经由联接到外壳108的lp涡轮定子轮叶168和联接到lp轴或线轴130的lp涡轮转子叶片170的连续级从燃烧气体162中提取第二部分热能和动能,从而使lp轴或线轴130旋转,这支持lp压缩机114的操作和/或风扇134的旋转。

随后,燃烧气体162被导向通过核心涡轮发动机106的喷射排气喷嘴区段126,以产生推进推力。同时,随着第一部分空气158在从燃气涡轮发动机100的风扇喷嘴排气区段172排出之前被导向通过旁路气流通道152,第一部分空气158的压力基本上增加,也产生推进推力。hp涡轮122,lp涡轮124和喷射排气喷嘴区段126至少部分地限定热气路径174,用于引导燃烧气体162通过核心涡轮发动机106。

仍然参考图2,将理解的是,可以参考某些站来描述涡轮发动机100,这些站可以是例如在sae标准as755-d中阐述的站。如图所示,站可以包括但不限于风扇入口主要气流20,风扇入口次要气流12,风扇出口导向轮叶出口13,hp压缩机入口25,hp压缩机排放口30,hp涡轮入口40,lp涡轮入口45,lp涡轮排放口49和涡轮框架出口50。每个站可以具有与涡轮发动机100的特定站相关联的温度,压力,质量流率,燃料流等。例如,lp涡轮入口45处的一部分空气154可以具有特定的温度,压力和质量流量。如图进一步所示,风扇速度n1代表lp轴或线轴130的旋转速度,而核心速度n2代表hp轴或线轴128的旋转速度。如将在本文中解释的,传感器可以定位在涡轮发动机100的这些和/或其他站处,以在操作期间感测各种操作参数。

现在参考图3a和3b,4a和4b以及5a和5b,将描述示例性发动机安装连结系统300。图3a和3b,4a和4b以及5a和5b示出了安装到飞行器10的发动机支撑结构302的飞行器发动机100。如图所示的示例性发动机安装连结系统300可用于将飞行器发动机100安装至发动机支撑结构302,从而提供固定至飞行器10的发动机组件301。发动机支撑结构302可以是从飞行器10延伸(例如从飞行器10的机翼,机身或机尾延伸)的吊架。在发动机100安装到机翼的情况下,发动机支撑结构302可以在机翼下方向下延伸。

如图所示,发动机安装连结系统300可以包括一个或多个发动机安装连杆304,其被构造为将发动机框架306联接到飞行器10的发动机支撑结构302。发动机安装连杆304可具有可调节的倾斜角度θ。发动机安装连杆302的倾斜角度θ是指发动机100的纵向轴线a与发动机安装连杆302的纵向轴线l之间的角度。附加地或替代地,发动机安装连杆304可与另一发动机安装连杆304的角度调节一致地枢转。例如,示例性发动机安装连结系统300可以包括具有可调节的倾斜角度θ的至少一个发动机安装连杆304和可枢转的至少一个发动机安装连杆304。

发动机安装连结系统300还可以包括致动器308,该致动器308可操作以改变至少一个发动机安装连杆304的位置。例如,致动器308可操作以改变至少一个发动机安装连杆304的倾斜角度θ。附加地或替代地,致动器308可操作以改变至少一个发动机安装连杆304(例如可枢转的发动机安装连杆304)的枢转位置。致动器308可以连接至飞行器10的发动机支撑结构302并连接至发动机安装连杆302。附加地或替代地,致动器308可以连接至发动机支撑结构302并连接至发动机框架306。当如此连接时,致动器308在被致动时可以可操作以改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ和/或发动机安装连杆304的枢转位置。

发动机支撑结构302通常限定用于将飞行器发动机100安装到飞行器10的位置。发动机安装连结系统300可用于将发动机100固定到发动机支撑结构302。发动机支撑结构302可以连接至支撑发动机100的旋转部件的发动机100的框架。发动机框架306通常包括前框架部分310,后框架部分312以及连接前框架部分310和后框架部分312的发动机壳体314。前框架部分310可设置为大致围绕涡轮机发动机100的风扇区段和/或压缩机区段。后框架部分312可设置为大致围绕发动机100的涡轮区段。发动机壳体314有时可被称为发动机100的主干。可以使用一个或多个发动机支架将发动机100安装并固定到发动机支撑结构302。在示例性实施例中,发动机框架306可包括前发动机支架316和/或后发动机支架318。前发动机支架316和/或后发动机支架318可限定前发动机框架310和后发动机框架312的相应部分。附加地或替代地,前发动机支架316和/或后发动机支架318可以是分别联接至前发动机框架310和后发动机框架312的分离部件。

示例性发动机组件301可以包括多个发动机安装连杆304。多个发动机安装连杆304可包括前连杆320和/或后连杆322。前连杆320可将发动机100的前框架部分310可操作地联接至飞行器10的发动机支撑结构302。例如,前连杆320可在前发动机支架316处联接至发动机和/或联接至发动机支撑结构302的前部分324。附加地或替代地,发动机组件301可包括后连杆322,该后连杆322将发动机100的后框架部分312可操作地联接至飞行器10的发动机支撑结构301。例如,后连杆322可以在后发动机支架318处联接至发动机和/或联接至发动机支撑结构302的后部分326。

发动机组件301还可包括一个或多个致动器308,该致动器308可操作以改变前连杆320和/或后连杆322的倾斜角度θ。例如,致动器308可操作以改变与前连杆320相对应的前倾斜角度θf。附加地或替代地,致动器308可操作以改变与后连杆322相对应的后倾斜角度θa。

在一些实施例中,致动器308可以连接至前连杆并连接至飞行器10的发动机支撑结构302。附加地或替代地,致动器308可以连接至后连杆322并连接至飞行器10的发动机支撑结构302。此外,附加地或替代地,致动器308可以连接至飞行器10的发动机框架306和发动机支撑结构302,例如在发动机框架306和发动机支撑结构302之间。例如,致动器308可以连接至前框架部分310,后框架部分312和/或发动机壳体314。

如图3a和3b所示,在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括前连杆320,该前连杆320连接至发动机100的前框架部分310并连接至飞行器10的发动机支撑结构302。前连杆320可具有可调节的倾斜角度θ,并且发动机安装连结系统300可包括致动器308,例如连接至前连杆320并连接至飞行器10的发动机支撑结构302的前致动器328。致动器308(例如,前致动器328)可操作以调节前连杆320的位置,以便将前连杆320的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图3a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图3b)。

在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括附加的发动机安装连杆304,例如连接至发动机框架306并连接至飞行器10的发动机支撑结构302的后连杆322。例如,后连杆322可以连接至后框架部分312并连接至发动机支撑结构302。附加的发动机安装连杆304(例如,后连杆322)可具有可调节的倾斜角度θ,并且致动器308(例如,前致动器328)可操作以调节后连杆322的位置,以便将后连杆322的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图3a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图3b)。替代地,附加的发动机安装连杆304(例如,后连杆322)可以例如与前连杆320的角度调节一致地枢转。

如图4a和4b所示,在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括后连杆322,该后连杆322连接至发动机100的后框架部分312并连接至飞行器10的发动机支撑结构302。后连杆322可具有可调节的倾斜角度θ,并且发动机安装连结系统300可包括连接至后连杆322并连接至飞行器10的发动机支撑结构302的致动器308,例如后致动器330。致动器308(例如,后致动器330)可操作以调节后连杆322的位置,以便将后连杆322的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图4a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图4b)。

在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括另外的发动机安装连杆304,例如可操作地联接在飞行器10的发动机框架306和发动机支撑结构302之间的前连杆320。例如,前连杆320可以连接至前框架部分310并连接至发动机支撑结构302。附加的发动机安装连杆304(例如,前连杆320)可具有可调节的倾斜角度θ,并且致动器308(例如,后致动器330)可操作以调节前连杆320的位置,从而将前连杆320的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图4a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图4b)。替代地,附加的发动机安装连杆304(例如,前连杆320)可以例如与后连杆322的角度调节一致地枢转。

如图5a所示,在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括可操作地联接在发动机100的前框架部分310与飞行器10的发动机支撑结构302之间的前连杆320。前连杆320可具有可调节的倾斜角度θ,并且发动机安装连结系统300可包括连接至飞行器的前框架部分310和发动机支撑结构302的致动器308,例如前致动器328。发动机安装连结系统300可包括附加的发动机安装连杆304,例如连接至飞行器10的发动机框架306(例如,后框架部分312)和发动机支撑结构302的后连杆322。致动器308(例如,前致动器328)可操作以调节前连杆320和/或后连杆322的位置,以便将前连杆320和/或后连杆322的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图3a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图3b)。替代地,附加的发动机安装连杆304(例如,后连杆322)可以例如与前连杆320的角度调节一致地枢转。

如图5b所示,在一些实施例中,发动机安装连结系统300可以包括可操作地联接在飞行器10的后框架部分312和发动机支撑结构302之间的后连杆322。后连杆322可具有可调节的倾斜角度θ,并且发动机安装连结系统300可包括连接至飞行器的后框架部分312和发动机支撑结构302的致动器308,例如后致动器330。发动机安装连结系统300可包括附加的发动机安装连杆304,例如连接至飞行器10的发动机框架306(例如,前框架部分310)和发动机支撑结构302的前连杆320。致动器308(例如,后致动器330)可操作以调节后连杆322和/或前连杆320的位置,以便将后连杆322和/或前连杆320的倾斜角度θ例如从第一倾斜角度θ(例如,图3a)改变到第二倾斜角度θ(例如,图3b)。替代地,附加的发动机安装连杆(例如,前连杆320)可以例如与后连杆322的角度调节一致地枢转。

仍然参考图3a和3b,4a和4b,以及5a和5b,第一和第二倾斜角度θ可以对应于前倾斜角度θf和/或后倾斜角度θa。前倾斜角度θf可以对应于后倾斜角度θa或不同于后倾斜角度θa。可以独立于后倾斜角度θa来调节前倾斜角度θf。附加地或替代地,可以独立于前倾斜角度θf来调节后倾斜角度θa。

在一些实施例中,一个或多个发动机安装连杆304的倾斜角度θ可以被调节以便减少主干弯曲。例如,可以针对不同的飞行状况或发动机操作状况选择不同的倾斜角度θ,并且可以致动一个或多个致动器308,以便将一个或多个发动机安装连杆304移动到期望的倾斜角度θ。

通过发动机安装连结系统300传递的力矢量可以在一个或多个焦点处相交,该焦点可以至少部分地取决于一个或多个发动机安装连杆304的倾斜角度θ。这些力矢量可以包括通过前连杆320传递的力的矢量和/或通过后连杆322传递的力的矢量。从前连杆320延伸的力矢量可以在焦点pf处相交。从后连杆322延伸的力矢量在后焦点pa处相交。前焦点pf的位置和/或后焦点pa的位置可以通过改变前连杆320和/或后连杆322的倾斜角度来移动。

在操作期间,飞行器发动机100承受由矢量ft表示的推力负载。另外,在某些操作状况期间,发动机100可能承受由矢量fi表示的入口负载。入口负载可以是例如由旋转轴线a相对于接近气流倾斜而引起的空气动力学负载。结果,机舱144的前唇可承受向上的空气动力学负载。虽然入口负载被示为向上或竖直矢量,但是入口负载可以附加地或替代地包括侧向或水平矢量。这样的侧向或水平矢量可以是由于例如转弯或其他空中操纵和/或侧风等而在空气动力学上引起的负载。结果,机舱144的前唇可以承受侧向或水平空气动力学负载。类似地,空气动力学上引起的负载可以提供相对于入射在发动机100上的任何角度定向的力矢量,从而使机舱144的前唇承受相应的角度负载。这些负载可能会在发动机壳体314(例如,主干)中引起弯曲力矩,这可能会使发动机壳体314从其同心位置绕旋转轴线a偏转或弯曲。例如,大的入口负载fi可能代表了弯曲力矩的主要贡献。附加地或替代地,推力负载ft可以例如取决于发动机安装连结系统300的焦点的轴向位置而产生俯仰力矩。从最小化叶片尖端间隙的观点来看,维持发动机壳体314围绕旋转轴线a的同心度是重要的,这具有改善发动机的特定燃料消耗(sfc)和燃料燃烧的有益效果。另外,减少的主干弯曲可减少叶片尖端与周围发动机结构发生磨擦的可能性,从而有助于保持使用中的性能。

在一些实施例中,由推力负载ft,入口负载fi和/或发动机100的重量引起的由矢量w表示的力矩臂(例如,弯曲力矩,俯仰力矩等)的大小可以取决于发动机安装连杆304的一个或多个焦点(例如,前焦点pf和/或后焦点pa)的位置,以及来自各种负载矢量的贡献。一个或多个发动机安装连杆304的倾斜角度θ可以改变,例如,以对应于与各种飞行状况和/或发动机操作状况相关联的不同的负载矢量。从而,对一个或多个倾斜角度θ的调节可以至少部分地抵消与这种飞行状态和/或发动机操作状态相关联的一个或多个力矩。

举例来说,在某些状况期间,发动机推力ft可以是在前焦点pf处在与发动机的重量w相对的方向上起作用的向前竖直反作用力rf。附加地或替代地,发动机推力ft和/或入口负载fi可以在焦点pf处在向下方向上引起向前反作用力rf。例如,这可能是在升空和着陆状况期间,与迎角增大相关联的入口负载fi增大的情况。类似地,入口负载fi可导致作用在向上方向上的后反作用力ra发生变化。在一些实施例中,一个或多个发动机安装连杆304的倾斜角度θ可以改变,以便移动前焦点pf和/或后焦点pa可以减小可归因于增加的入口负载fi的主干弯曲。例如,由于飞行器10处于爬升状态,因此可能存在这种增加的入口负载fi,在爬升期间,由于发动机100的旋转轴线a相对于接近气流的方向向上俯仰,因此机舱144受到明显向上的空气动力学负载。随着飞行器10到达巡航并变平,入口负载fi可以减小,并且前反作用力rf和后反作用力ra返回到主要与重量w和推力负载ft起反作用。

作为另一个示例,例如取决于焦点pf是高于还是低于旋转轴线a,发动机推力负载ft和入口负载fi可以围绕前焦点pf和/或后焦点pa在相同或相对的方向上施加力矩。这些相应的力矩可以至少部分地彼此抵消,例如,在它们相对于前焦点pf和/或后焦点pa的距离与推力负载ft和入口负载fi的各自大小相称的范围内。通过减小由入口负载fi和推力ft在燃气涡轮发动机100中引起的弯曲力矩,核心发动机14的主干将受到较小的弯曲或挠曲。

现在参考图6a和6b,将描述可操作以改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ的示例性致动器308。如图6a所示,致动器308可以是线性致动器600。线性致动器可以包括致动器本体602和致动器臂604。致动器本体602可连接至发动机支撑结构302,并且致动器臂604可操作以改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ。举例来说,致动器臂604可以连接至发动机框架306和/或前发动机支架316或后发动机支架318。替代地,致动器臂604可以连接至发动机支撑结构302,并且致动器本体602可以连接至致动器臂604,发动机框架306,或前发动机支架316或后发动机支架318。线性致动器600可以例如响应于来自控制器的控制命令而被机械地、液压地和/或电力地驱动。

如图6b所示,致动器308可以是旋转致动器650。旋转致动器650可包括齿轮组件652,齿轮组件652包括一个或多个齿轮。齿轮组件652可将发动机安装连杆304可操作地联接至马达m654,例如伺服马达。马达654可以可操作以旋转齿轮组件652。发动机安装连杆304可以连接至齿轮组件652,使得当马达654旋转齿轮组件652时,齿轮组件652的旋转继而改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ。如图所示,齿轮组件652可以连接至发动机支撑结构302。替代地,齿轮组件652可以连接至发动机框架306。

在一些实施例中,一个或多个发动机安装连杆304的倾斜角度θ的改变可相对于发动机支撑结构而使发动机100的位置移位。例如,如图3a和图3b以及图4a和图4b所示,应当理解,发动机100可以遵循发动机铰接路径,该发动机铰接路径包括具有致动器308的伸出和缩回的水平部件(例如,向前和向后运动)。另外,对于所示的发动机安装连杆304,将理解的是,发动机的铰接路径还可包括具有致动器308的伸出和缩回的竖直部件(例如,上下运动)。更具体地,图3a和图3b以及图4a和图4b所示的发动机安装连结系统300可以包括具有水平和竖直部件的发动机安装连杆304,其结合以提供弯曲的发动机铰接路径。弯曲的发动机铰接路径可以例如至少部分地由一个或多个发动机安装连杆304的长度限定。

在其他实施例中,发动机安装连结系统300可以包括被选择为提供任何期望的发动机铰接路径的发动机安装连杆304的进一步组合。将理解的是,具有不同长度的发动机安装连杆304可以被组合以提供简单或复杂的发动机铰接路径,包括平行的发动机铰接路径和/或弯曲的发动机铰接路径。

示例性发动机安装连结系统300可以包括任何期望数量的自由度。举例来说,发动机安装连结系统300可以包括两杆连结,四杆连结,六杆连结,八杆连结,十杆连结等。在一些实施例中,发动机安装连杆304可提供平行的发动机铰接路径。

现在参考图7a和7b以及8a和8b,在其他实施例中,发动机安装连结系统300可以包括连接到通道700的发动机安装连杆304,该通道700允许发动机安装连杆304在由致动器致动时枢转。通道700可以由发动机支撑结构302(图7a和8a)和/或由发动机框架306(图7b和8b)限定。通道700可以是弯曲的和/或线性的,其中通道700的曲率限定用于发动机安装连杆304连接到其的连杆铰接路径。举例来说,发动机安装连杆304可通过销702等连接到通道,销702等被构造为装配在通道700内,从而将发动机安装连杆304的移动限制到由通道700限定的连杆铰接路径。在一些实施例中,连杆铰接路径可以允许改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ,而无需相对于发动机支撑结构302移动发动机100。例如,连杆铰接路径可以遵循具有半径的曲线,该半径对应于发动机安装连杆304的枢轴点,使得发动机安装连杆304可以绕枢轴点旋转而无需移动发动机100。在一些实施例中,销702和/或通道700可包括轴承,滚子,衬套等(未示出),以便于发动机安装连杆304的移动。

现在参考图9,将描述改变发动机安装连杆304的倾斜角度θ的示例性方法。如图所示,示例性方法900可以包括,在框902处,从传感器1010接收输入。在框904处,示例性方法900可包括响应于来自传感器1010的输入而输出控制命令。在框906处,示例性方法900可包括至少部分地基于控制命令来改变发动机安装连杆的倾斜角度θ。控制命令可以是可操作的以致动致动器308,该致动器308在被致动时引起将飞行器发动机100的发动机框架306连接至发动机支撑结构302的多个发动机安装连杆304中的至少一个的倾斜角度θ的改变,该发动机支撑结构302限定了用于将飞行器发动机100安装到飞行器10的位置。多个发动机安装连杆304可包括:前连杆320,其连接至发动机框架306的前框架部分310和发动机支撑结构302;后连杆322,其连接至发动机框架306的后框架部分312和发动机支撑结构302。致动器308可以连接至发动机支撑结构302并连接至多个发动机安装连杆304中的一个,或者连接至发动机支撑结构302和发动机框架306。例如,致动器308可以连接至前连杆320和飞行器10的发动机支撑结构302。附加地或替代地,致动器308可以连接至发动机框架306的前框架部分310和飞行器的发动机支撑结构302。进一步附加地或替代地,致动器308可以连接至后连杆322和飞行器302的发动机支撑结构302。进一步附加地或替代地,致动器可以连接至发动机框架306的后框架部分3112和飞行器10的发动机支撑结构302。

在一些实施例中,示例性方法900可以包括,在框908处,至少部分地基于来自传感器1010的输入来确定推力负载ft和/或入口负载fi(框908a)。附加地或替代地,示例性方法900可以包括,在框908处,至少部分地基于发生在发动机框架306上的推力负载ft和/或入口负载fi来确定特定燃料消耗(框908b)。附加地或替代地,示例性方法900可以包括,在框908处,至少部分地基于发生在发动机框架306上的推力负载ft和/或入口负载fi来确定控制命令(框908c)。

附加地或替代地,在一些实施例中,示例性方法900可包括,在框910处,至少部分地基于来自传感器1010的输入来确定飞行器发动机100的特定燃料消耗(框910a)。附加地或替代地,示例性方法900可以包括,在框910处,至少部分地基于飞行器发动机100的特定燃料消耗来确定控制命令(910b)。

示例性方法900可以附加地或替代地包括,在框912处,至少部分地基于控制命令来致动致动器,以使多个发动机安装连杆304中的至少一个的倾斜角度θ改变。

图10提供了根据本公开的示例性实施例的用于控制发动机安装连结系统的可变连杆的控制系统1000的框图。控制系统1000可以包括一个或多个控制装置,例如可以监视和控制发动机安装连结系统的各个方面(例如本文所述的发动机安装连结系统300的任何方面)的传感器,控制器,处理器,可控制装置等。特别地,控制系统1000可以控制发动机安装连结系统的一个或多个连杆的位置(例如,倾斜角度),以实现期望的输出或最优参数。例如,控制系统可以控制发动机安装连结系统的一个或多个连杆的位置(例如,倾斜角度),以最小化特定燃料消耗,最小化发动机主干上的应力,其一些组合等。控制系统1000可以被构造为控制用于将飞行器发动机安装到飞行器的发动机支撑结构(例如,机翼上的吊架)的发动机安装连结系统。然而,控制系统1000可以被构造为控制用于将发动机也安装到其他类型的运载器或静止结构的发动机安装连结系统。

在发动机的操作期间,控制系统1000可以使用一个或多个传感器1010来监视一个或多个操作参数,至少部分地基于接收的传感器输出和/或使用一个或多个模型来计算参数。可以被感测、计算和/或建模的示例操作参数包括环境温度,排气温度,压缩机排放温度,入口低压压缩机温度,特定燃料消耗,发动机效率,装有发动机的飞行器的攻角,装有发动机的飞行器的攻度,马赫数,推力,空速,风扇流,核心流,当前制动器设置或位置,风扇速度,核心速度,发动机入口压力,旁路通道压力,入口高压压缩机压力,压缩机排气压力,高压涡轮压力,加速度计测量值,飞行控制位置和/或任务的一个或多个航路点(例如,起点,目的地以及它们之间的一个或多个点)。

控制系统1000包括一个或多个控制器1020。在一些实施例中,一个或多个控制器1020可以是发动机控制器。特别地,一个或多个控制器1020可以是例如电子发动机控制器(eec)或电子控制单元(ecu)。此外,在一些实施例中,一个或多个发动机控制器1020可以被结合到运载器(诸如飞行器)的全权限数字发动机控制(fadec)系统中。在一些实施例中,一个或多个控制器1020被构造为专用于控制发动机安装连结系统的操作。在其他实施例中,例如在一个或多个控制器1020是用于飞行器燃气涡轮发动机的发动机控制器的实施例中,一个或多个控制器1020被构造为控制除其他潜在系统之外的发动机安装连结系统的操作。在一些实施例中,一个或多个控制器1020可以是控制器系统或单个控制器。在又一实施例中,一个或多个控制器1020可以是安装有发动机的运载器上的一些其他计算装置。

如图10所示,控制器1020可包括一个或多个处理器1022和关联的存储器装置1024,其被构造为执行各种计算机实施的功能和/或指令(例如,执行方法,步骤,计算等,并存储本文公开的相关数据)。指令在由一个或多个处理器执行时,可使一个或多个处理器1022执行操作,包括确定控制命令并将控制命令提供给发动机安装连结系统的各种可控装置1030。

另外,控制器1020还可包括通信模块1026,以促进一个或多个控制器1020与发动机安装连结系统的各种部件之间的通信。此外,通信模块1026可以包括传感器接口1028(例如,一个或多个模数转换器),以允许从一个或多个传感器1010传输的信号被转换成可以被一个或多个处理器1022理解和处理的信号。应当理解,传感器1020可以使用任何合适的方式通信地联接到通信模块1026。例如,传感器1010可以经由有线连接联接到传感器接口1028。然而,在其他实施例中,传感器1010可以经由无线连接(例如,通过使用任何合适的无线通信协议)联接到传感器接口1028。这样,处理器1022可以被构造为从传感器1010接收一个或多个信号或输出,例如以上提到的一个或多个操作参数。

如本文所使用,术语“处理器”不仅是指本领域中被称为计算装置中包括的集成电路,而且还指控制器,微控制器,微计算机,可编程逻辑控制器(plc),专用集成电路和其他可编程电路。一个或多个处理器也可以被构造为完成执行高级算法需要的所需计算。另外,存储器装置1024通常可以包括存储器元件,该存储器元件包括但不限于计算机可读介质(例如,随机存取存储器(ram)),计算机可读非易失性介质(例如,闪存),软盘,只读光盘存储器(cd-rom),磁光盘(mod),数字多功能盘(dvd)和/或其他合适的存储器元件。这样的存储器装置1024通常可以被构造为存储合适的计算机可读指令,当由处理器1022实施时,该合适的计算机可读指令将控制器1020构造为执行本文描述的各种功能。

如图10进一步所示,控制系统1000还包括一个或多个可控装置1030。可控制装置1030例如经由合适的有线或无线通信链路与一个或多个控制器1020通信地联接。发动机安装连结系统的可控制装置1030包括与一个或多个控制器1020通信地联接的任何装置,当该任何装置由一个或多个控制器1020命令时,可以使发动机安装连结系统的连杆中的一个的位置(例如,倾斜角度)改变。一个示例可控装置1030包括可操作地与发动机安装连结系统的连杆中的一个联接的致动器。致动器可操作以改变与致动器连接的连杆的倾斜角度。

控制系统1000被构造为控制发动机安装连结系统,如上所述。特别地,控制系统1000被构造为控制连杆的位置,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构。例如,可变位置连杆可以是图3a和3b的前连杆320,图4a和4b的后连杆322等。此外,如所指出的,控制系统1000包括:一个或多个传感器1010;致动器308,其可与连杆304可操作地联接;以及一个或多个控制器1020,其与一个或多个传感器1010和致动器308通信地联接。一个或多个控制器1020具有一个或多个存储器装置1024和一个或多个处理装置1022,一个或多个存储器装置1024存储可由一个或多个处理装置1022执行以进行操作的计算机可读指令。在一些实施例中,在进行操作中,一个或多个处理装置1022被构造为至少部分地基于从一个或多个传感器1020接收的输出来确定控制命令,并且使致动器308至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆304的位置(例如,倾斜角度)。通过改变连杆304的位置,有利地,可以针对发动机的各种操作状况将发动机安装连结系统的连杆定位在最佳的位置,并且因此,可以控制发动机弯曲。因此,例如,与常规的固定连杆发动机安装系统相比,可以获得更好的特定燃料消耗,可操作性和劣化特性。

图11提供了方法(1100)的流程图,在方法(1100)中,控制系统1000可以控制被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构的连杆的位置。例如,方法(1100)可以被实施为控制本文所述的任何发动机安装系统。方法(1100)中的一些或全部可以由本文描述的控制系统1000实施。方法(1100)是用于在发动机的任何操作阶段(包括起飞,爬升,巡航和下降)控制连杆位置的合适方法。另外,将理解的是,在不脱离本主题的范围的情况下,可以以各种方式修改,调整,扩展,重新布置和/或省略示例性方法(1100)。上面用来表示某些特征的附图标记将在下面用于为方法(1100)提供上下文。

在(1102)处,方法(1100)包括至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令。例如,一个或多个控制器1020可以至少部分地基于从一个或多个传感器1010接收到的输出来确定控制命令。下面提供了一个或多个控制器1020可以至少部分地基于从一个或多个传感器1010接收到的输出来确定控制命令的示例方式。

在(1102a)处,方法(1100)包括感测一个或多个操作参数。例如,一个或多个传感器1010可以是任何合适类型的传感器,包括但不限于应力计(例如,用于感测发动机主干上的应力),热电偶(例如,用于感测发动机的各个站的温度),压力传感器(例如,用于感测发动机的各个站的压力),光学位置传感器(例如,用于感测连杆的位置或倾斜角度,致动器臂、一些其他部件等的位置)和/或间隙计(例如,用于感测发动机的旋转部件和固定部件之间的间隙)。例如,间隙计可以感测风扇叶片136和风扇壳体146,涡轮叶片166、170及其径向向外定位的护罩等之间的叶片尖端间隙。

传感器1010可以在任何合适的位置处安装至发动机。例如,传感器1010可以安装到前风扇壳和/或后风扇壳,增压器壳体,凸缘和/或其内部结构。作为另一个示例,传感器1010可以安装到风扇框架和/或前框架壳体,凸缘及其内部结构,例如出口导向轮叶。作为进一步示例,传感器1010可以安装到核心发动机壳体,凸缘及其内部结构。作为又一个示例,传感器1010可以安装到中框架壳体,凸缘和/或其内部结构,lpt壳体,凸缘和/或其内部结构,和/或后框架壳体,凸缘和/或其内部结构。例如,在一些实施例中,应力计可以安装到发动机的主干上。

一个或多个传感器1010可以感测一个或多个操作参数。例如,除其他可能的操作参数之外,操作参数可以包括环境温度,压缩机排放温度,入口低压压缩机温度,安装有发动机的飞行器的攻角,安装有发动机的飞行器的攻角,空速,当前致动器设置或位置,发动机主干上的应力。传感器1010可以在发动机的操作期间,以预定间隔等连续地感测它们各自的运转参数。因此,传感器1010可以重复地感测它们各自的操作参数。来自传感器1010的信号可以被导向到控制器1020以用于处理。

在(1102b)处,方法(1100)包括接收一个或多个操作参数。例如,一个或多个控制器1020可以接收在(1102a)处感测到的一个或多个操作参数。在一些情况下,一个或多个控制器1020可以接收计算的操作参数。例如,在(1102a)处感测到的一个或多个操作参数可以用于计算或建模其他操作参数,例如特定燃料消耗,发动机效率,排气温度等。因此,一个或多个控制器1020可在(1102b)处接收一个或多个感测,计算和/或建模的操作参数。

在(1102c)处,方法(1100)包括至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来确定连杆的位置。例如,在一些实施例中,一个或多个控制器1020被构造为至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来确定连杆的位置。特别地,在一些实施方式中,一个或多个控制器1020可以至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来确定连杆的倾斜角度。如上所述,从一个或多个传感器1010接收到的输出可以包括一个或多个操作参数。具体地,从一个或多个传感器1010接收到的输出可以包括指示连杆的位置(例如,倾斜角度)的一个或多个操作参数。通过接收指示连杆的位置(例如,倾斜角度)的一个或多个操作参数,连杆的当前位置可以由一个或多个控制器1020确定。

一个或多个控制器1020可以利用任何合适的操作参数来确定连杆的位置。例如,与致动器设置或位置相关联的操作参数可以用于确定连杆的位置。例如,操作参数可对应于与可变连杆304可操作地联接的致动器308的致动器臂604的轴向或线性位置。作为另一个示例,可以利用光学位置传感器来检测或感测可变连杆304的当前位置。操作参数可以对应于可变连杆304的倾斜角度。

在(1102d)处,方法(1100)包括至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来设置连杆的目标位置。举例来说,在一些实施方式中,一个或多个控制器1020被构造为至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来确定连杆的目标位置。特别地,在一些实施方式中,一个或多个控制器1020可以至少部分地基于接收到的一个或多个操作参数来设置目标倾斜角度。即,一个或多个控制器1020可以至少部分地基于接收到的感测、计算和/或建模的操作参数来设置目标位置或设定点。一个或多个控制器1020使用的接收到的感测、计算和/或建模的操作参数可以指示发动机的操作状况。这样,一个或多个控制器1020至少部分地基于发动机的当前操作状况来设置目标位置(例如,目标倾斜角度)。指示发动机的操作状况的示例操作参数包括环境温度,排气温度,压缩机排放温度,入口低压压缩机温度,特定燃料消耗,发动机效率,安装有发动机的飞行器的攻角,发动机的攻角,马赫数,推力,空速,风扇流,核心流,风扇速度,核心速度,发动机入口压力,旁路通道压力,入口高压压缩机压力,压缩机排放压力,高压涡轮压力,加速度计测量值,飞行控制位置和/或任务的一个或多个航路点(例如,起点,目的地以及它们之间的一个或多个点)。

在一些实施方式中,一个或多个控制器1020至少部分地基于指示发动机的操作状况的至少两个操作参数来设置连杆的目标位置。例如,可以至少部分地基于发动机的攻角和压缩机排放压力来设置目标位置(例如,目标倾斜角度)。然而,将理解的是,连杆的目标位置可以由一个或多个控制器1020至少部分地基于少于两个操作参数和大于两个操作参数来设置。此外,一个或多个控制器1020可以基于一个或多个操作参数,以预定间隔和/或基于触发条件(例如,当特定的预定操作参数超过预定阈值时)连续地设置目标位置。

在(1102e)处,一旦在(1102c)处确定了连杆的位置并且在(1102d)处设置了连杆的目标位置,则方法(1100)包括确定连杆的位置和目标位置之间的差或误差。例如,一个或多个控制器1020可以确定连杆的位置与目标位置之间的差。在一些实施方式中,一个或多个控制器1020可以确定所确定的连杆的倾斜角度与设置的目标倾斜角度之间的差。至少部分地基于所确定的倾斜角度与目标倾斜角度之间的差来确定控制命令。

在(1102f)处,方法(1100)包括访问对应于多个差与多个控制命令的控制律,并选择与所确定的差相关联的控制命令。例如,在(1102e)处确定差之后,一个或多个控制器1020可以访问控制律并选择与在(1102e)处确定的差相关联的控制命令。在一个或多个控制器1020选择与所确定的差相关联的控制命令之后,一个或多个控制器1020可以将所选择的控制命令提供给诸如致动器308的可控装置。

图12提供了将各种差与各种控制命令相关联的示例控制律的表。例如,控制律可以存储在一个或多个控制器1020的一个或多个存储器装置1024中。一个或多个处理器1024可以访问控制律。如上所述,控制律将各种差与各种控制命令相关联或相对应。特别地,如所描绘的,差a对应于控制命令d或与控制命令d相关联。例如,如果目标位置和所确定的连杆304的位置之间的差产生误差或差a,则选择与差a相关联的控制命令d作为控制命令。当控制命令d被提供给可控装置(诸如致动器308的致动器臂604)时,可以使该可控装置执行控制动作,例如使得可变连杆304的位置被改变。更具体地,控制命令d在被提供给致动器308时,可以使致动器308调节或改变连杆304的倾斜角度的位置,使得连杆304的目标位置与所确定的当前位置之间的差被驱向为零(0)。这样,连杆的位置变化为目标位置。如图12进一步所示,差b对应于控制命令e或与控制命令e相关联,差c对应于控制命令f或与控制命令f相关联,以此类推,第nd差对应于第nc控制命令。在一些实施例中,所确定的差和控制命令可以以一对一的关系彼此相关联。在其他实施例中,所确定的差和控制命令可以至少部分地基于数学关系(诸如经由导数或积分)而彼此相关联。

返回到图11,如上所述,在一个或多个控制器1020选择与所确定的差相关联的控制命令之后,一个或多个控制器1020可以将所选择的控制命令提供给诸如致动器308的可控装置。在一些情况下,连杆的当前位置在目标位置的预定范围处或预定范围内,因此,一个或多个控制器1020使可变连杆304维持其当前位置。例如,如果连杆304的当前倾斜角度在目标倾斜角度的预定范围内,则当前倾斜角度以令人满意的程度定位在目标倾斜角度,例如,在目标倾斜角度的一度(1°)内。因此,一个或多个控制器1020使致动器308维持可变连杆304的位置。即,提供给致动器308的所选择的控制命令使致动器308维持可变连杆304的当前位置,因此,方法(1100)进行到(1102g),并且然后返回至(1102)。然后,方法(1100)重复或再次开始。另一方面,如果连杆304的当前倾斜角度不在目标倾斜角度的预定范围内,则当前倾斜角度不会以令人满意的程度定位在目标倾斜角度。所选择的控制命令将反映连杆的当前倾斜角度不在目标倾斜角度,并且方法(1100)进行到(1104)。

在(1104)处,方法(1100)包括使致动器与连杆可操作地联接,以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆的位置。在一些实施方式中,在(1104)处使致动器与连杆可操作地联接以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆的位置包括:使致动器与连杆可操作地联接,以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆的倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度从图3a所示的连杆304的角度改变到图3b所示的连杆304的角度,反之亦然。

在(1104a)处,方法(1100)包括将倾斜角度改变为目标倾斜角度。因此,在这样的实施方式中,在(1104a)处使致动器与连杆可操作地联接以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆的倾斜角度时,将倾斜角度调节为目标倾斜角度。通过将连杆304的倾斜角度改变到目标倾斜角度,可以将发动机安装连结系统300的连杆定位在发动机的实际操作状况的最佳位置,从而提供上述许多优点和益处。

图13提供了根据本公开的实施例的用于控制可变连杆304的位置的示例控制回路。特别地,图13总结了图11的方法(1100)。如图所示,目标位置1040(例如目标倾斜角度)被输入到求和块中。例如,输入到求和块中的目标位置1040可以是在方法(1100)的(1102d)处设置的目标位置1040。如上所述,可以至少部分地基于一个或多个感测/计算/建模的操作参数来设置目标位置1040。如进一步描绘的,还将至少部分地基于指示连杆304的位置的一个或多个感测/计算/建模的操作参数而确定的连杆304的当前位置1042输入到求和块中。

将目标位置1040(例如,目标倾斜角度)和当前位置1042(例如,连杆304的当前倾斜角度)输入到求和块中,然后一个或多个控制器1020确定目标位置1040和当前位置1042之间的误差或差1044。然后,一个或多个控制器1020可以进行调节以将差1044驱向零(0)。例如,一个或多个控制器1020可以访问图12的控制律1046,并且可以选择与所确定的差1044相对应或相关联的控制命令1048。控制命令1048在被提供给致动器308时,可以使致动器308进行控制动作1050,例如以执行控制命令1044。例如,控制命令1048在被提供给致动器308时,可以使致动器308根据所确定的控制命令1048来改变连杆304的位置和/或维持连杆304的位置。以此方式,最终,连杆304基于发动机的操作状况而定位或保持在最佳位置,因此,可以实现许多优点和益处。

图14提供了其中控制系统1000可以控制连杆的位置的方法(1400)的流程图,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构。例如,方法(1400)可以被实施为控制本文描述的任何发动机安装系统。方法(1400)中的一些或全部可以由本文描述的控制系统1000实施。方法(1400)是用于在发动机的任何操作阶段(包括起飞,爬升,巡航和下降)控制连杆的位置的合适方法。另外,在不脱离本主题的范围的情况下,可以以各种方式修改,调整,扩展,重新布置和/或省略示例性方法(1400)。上面用来表示某些特征的附图标记将在下面用于为方法(1400)提供上下文。

在(1402)处,方法(1400)包括至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令。例如,一个或多个控制器1020可以至少部分地基于从一个或多个传感器1010接收到的输出来确定控制命令。下面提供了一个或多个控制器1020可以至少部分地基于从一个或多个传感器1010接收到的输出来确定控制命令的示例方式。

在(1402a)处,方法(1400)包括从一个或多个传感器接收输出,该输出指示操作参数的值。例如,一个或多个控制器1020可以从一个或多个传感器1010(例如本文所述的任何传感器)接收输出。输出可以指示与发动机相关联的操作参数(例如本文所述的任何操作参数)的值。作为一个示例,一个或多个控制器1020可以从应力计传感器接收指示与发动机的主干上的应力量相关联的值的输出。除其它事项外,一个或多个控制器1020还可以接收指示其他操作参数(例如发动机的站处的温度或压力)的值的传感器输出。

在(1402b)处,方法(1400)包括确定该值是否在操作参数的先前值的预定范围内,操作参数的先前值被接收为从一个或多个传感器接收的先前输出的一部分。例如,一个或多个控制器1020可以例如在先前时间步骤中确定该值是否在作为从一个或多个传感器接收的先前输出的一部分而接收的操作参数的先前值的预定范围内。响应于接收的值(例如,当前值)是否在先前值的预定范围内,由一个或多个控制器1020确定控制命令。

一方面,如图14所示,如果在(1402b)处确定接收的值(例如,当前值)在先前值的预定范围内,则由一个或多个控制器确定的控制命令1020使致动器308维持连杆304的当前位置(例如,维持连杆304的当前倾斜角度)。作为一个示例,可以将确定的控制命令提供给致动器308,并且基于该控制命令,致动器308可以例如通过维持致动器臂604的轴向或线性位置来维持连杆304的当前位置。作为另一示例,例如,如果致动器308被构造为维持连杆304的当前位置直到另有指示,则所确定的控制命令可以被一个或多个控制器1020丢弃。因此,如果在(1402b)处确定接收的值在先前值的预定范围内,则方法(1400)进行到(1402c)。另一方面,如果在(1402b)处确定接收的值不在先前值的预定范围内,则方法(1400)进行到(1404)。

在(1404)处,方法(1400)包括使致动器与连杆可操作地联接以至少部分地基于所确定的控制命令来改变连杆的位置。在一些实施方式中,在(1404)处,至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的位置包括:至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可使致动器308将连杆304的倾斜角度从图3a所示的连杆304的角度改变到图3b所示的连杆304的角度,反之亦然。

在一些实施方式中,致动器308可操作以将连杆304改变到多个预选位置,例如多个预选倾斜角度。在这样的实施方式中,在(1404a)处,在至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的倾斜角度时,一个或多个控制器使致动器将连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度中的第二预选倾斜角度。例如,第二倾斜角度可以是与连杆304的当前倾斜角度相邻的预选倾斜角度。在一些实施方式中,第二预选倾斜角度可以是从连杆304的当前(以及现在的先前)倾斜角度的预定数目的倾斜角度,例如与预定数目的度(例如2度(2°))对应的预定数目的预选倾斜角度。一个或多个控制器1020可以至少部分地基于来自一个或多个传感器1010的接收值是大于先前值(该先前值作为先前传感器输出的一部分而接收)的预定范围的上限还是低于先前值的预定范围的下限,来使致动器308将连杆304的倾斜角度增大或减小到第二预选倾斜角度。

在(1406)处,方法(1400)包括从一个或多个传感器接收后续输出,该后续输出指示操作参数的后续值。例如,在(1404)处致动器308至少部分地基于所确定的控制命令改变连杆304的位置(例如,倾斜角度)之后,一个或多个控制器1020可以从一个或多个传感器1010接收后续输出,该后续输出指示操作参数的后续值。后续输出可以指示与在(1402a)处接收到的输出相同的操作参数的值。例如,在(1402a)处接收的值可以指示发动机的主干上的应力量,并且同样,在(1406)处接收的值可以指示发动机的主干上的应力量。当然,在(1402a)处和(1406)处接收的值可以相同或不同。

在(1408)处,方法(1400)包括确定后续值相对于该值或先前的后续值是否已增加,减小或保持相同。例如,一个或多个控制器1020可以确定在(1406)处接收到的后续值相对于在(1402a)处接收到的值是否已增加,减小或保持相同,或者方法(1400)是否通过(1404a),(1406)和(1408)循环或重复不止一次,一个或多个控制器1020可以确定在(1406)处接收到的后续值相对于在(1406)处接收到的先前后续值是否已增加,减小或保持相同。通过确定后续值相对于该值或先前后续值是否已增加,减小或保持相同,一个或多个控制器1020可以确定移动连杆304的位置(例如,倾斜角度)是否产生期望的结果,例如减少发动机主干上的应力,这减少了发动机弯曲。

在(1410)处,方法(1400)包括响应于后续值相对于该值或先前的后续值是否已增加,减小或保持相同来确定后续控制命令。例如,一个或多个控制器1020可以响应于后续值相对于该值或先前的后续值是否已增加,减小或保持相同来确定后续控制命令。

如图14所示,取决于在(1410)处确定的控制命令,一个或多个控制器1020可以将确定的控制命令提供给致动器308。在某些情况下,特别是在达到期望结果的情况下,控制命令在提供给致动器308时可以使致动器308将位置(例如,倾斜角度)改变为多个预选倾斜角度中的第三预选倾斜角度。第三预选倾斜角度可以与第二预选角度相邻(在与初始倾斜角度相对的一侧)。因此,如果通过移动连杆304的位置获得期望的结果,则可以相对于倾斜角度增大或减小倾斜角度。因此,在这样的实施方式中,方法(1400)可以循环回到或返回到(1404a),其中连杆304的倾斜角度被移动到另一个预选倾斜角度。方法(1400)可以保持在(1404a),(1406),(1408),(1410)循环中,直到移动倾斜角度不产生期望的结果或产生比先前的倾斜角度更少的期望结果。

在某些其他情况下,特别是在(1404a)处将连杆304的位置改变到不会产生期望结果或产生比先前的倾斜角度更少的期望结果的另一个预选倾斜角度的情况下,当将控制命令提供给致动器308时,可以使致动器308将位置(例如,倾斜角度)改变到多个预选倾斜角度中的先前的预选倾斜角度。以此方式,移动倾斜角度比连杆304先前所处的后续倾斜角度产生更多可期望的结果。因此,在这样的实施方式中,方法(1400)进行到(1412),以使致动器308将连杆304的位置(例如,倾斜角度)改变到连杆304所处的在前或先前的倾斜角度。

此外,在一些情况下,在(1410)处响应于后续值相对于该值或先前的后续值是否已增加,减小或保持相同来确定后续控制命令时,一个或多个控制器1020可以确定后续值相对于该值或先前的后续值保持相同。在这种情况下,可以将后续控制命令提供给安装有发动机100的运载器10的计算系统(例如,飞行管理系统的计算系统)。当提供控制命令时,可以使运载器10的计算系统生成和/或提供指示传感器故障的通知。此外,一个或多个控制器1020可以设置指示传感器故障的故障标记。此外,在一些实施方式中,后续的控制命令可以指示用于致动器308将连杆304的位置移动到默认位置(诸如适合于飞行包线的所有操作阶段的位置)的指令。

现在将提供方法(1400)的示例实施方式。在(1402)处,一个或多个控制器1020至少部分地基于从至少一个传感器1020接收到的输出来确定控制命令。为了确定控制命令,一个或多个控制器1020在(1402a)处接收来自传感器1020的输出,该输出指示操作参数的值。对于该示例,传感器1020是一个或多个应力计,并且操作参数的值指示发动机100的主干上的应力量。在(1402b)处,一个或多个控制器1020确定该值是否在操作参数的先前值的预定范围内,操作参数的先前值被接收为从一个或多个传感器接收的先前输出的一部分。对于该示例,一个或多个控制器1020确定指示发动机主干上的当前应力量的值是否在指示先前时间发动机主干上的应力量的先前值的预定范围内。因此,一个或多个控制器1020监视传感器输出的变化。如果指示发动机主干上的当前应力量的值在指示先前时间发动机主干上的应力量的先前值的预定范围内,则方法(1400)返回到(1402)并继续监视。但是,如果指示发动机主干上的当前应力量的值不在指示先前时间发动机主干上的应力量的先前值的预定范围内,则方法(1400)进行到(1404)。

假设指示发动机主干上的当前应力量的值不在指示先前时间发动机主干上的应力量的先前值的预定范围内,在(1404)处,方法(1400)包括至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆304可操作地联接的致动器308改变连杆304的位置。例如,致动器308可以改变连杆304的倾斜角度。特别地,一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度改变为与初始或先前倾斜角度相邻的第二预选倾斜角度。

在将倾斜角度改变为第二预选倾斜角度之后,一个或多个控制器1020在(1406)处接收后续输出,该后续输出指示操作参数的后续值。特别地,后续值指示在感测到(1402a)处的传感器输出之后的时间发动机主干上的应力量。在(1408)处,一个或多个控制器1020确定后续值相对于该值是否已增加,减小或保持相同。如果在(1406)处接收到的后续应力值相对于在(1402a)处接收到的应力值已增加,则由于移动连杆304的倾斜角度而使应力增加,并且因此在(1410)处确定后续控制命令,以使致动器308在(1412)处返回到先前的倾斜角度,例如,以减小主干上的应力。

然而,如果在(1406)处接收到的后续应力值相对于在(1402a)处接收到的应力值已减小,则由于移动连杆304的倾斜角度而使应力减小,并且因此在(1410)处确定后续控制命令,以使致动器308在(1404a)处将连杆304移动到另一个倾斜角度,例如,与初始倾斜角度的旋转方向相对的相邻的预选倾斜角度。以此方式,一个或多个控制器1020可以继续尝试减小主干上的应力,或者产生更多期望的结果,在该示例中,该期望的结果是发动机主干上的更小的应力。方法(1400)通过(1404a),(1406),(1408),(1410)循环进行,直到移动倾斜角度不会在发动机主干上产生更小的应力。以这样的倾斜角度,方法(1400)进行到(1412),使得选择与发动机主干上的最小应力量相对应的倾斜角度。以此方式,可以使发动机弯曲最小化。

图15提供了其中控制系统1000被构造为控制连杆的位置的又一示例方法(1500)的流程图,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构。例如,方法(1500)可以被实施为控制本文所述的任何发动机安装系统。方法(1500)中的一些或全部可以由本文描述的控制系统1000实施。方法(1500)是用于在发动机的任何操作阶段,特别是在稳定操作阶段期间控制连杆的位置的合适方法。例如,在发动机是飞行器燃气涡轮发动机的实施方式中,方法(1500)特别适用于稳定的操作阶段,例如爬升,巡航和下降。另外,在不脱离本主题的范围的情况下,可以以各种方式修改,调整,扩展,重新布置和/或省略示例性方法(1500)。上面用来表示某些特征的附图标记将在下面用于为方法(1500)提供上下文。

在(1502)处,方法(1500)包括使与连杆可操作地联接的致动器将连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度,该连杆被构造为将发动机与发动机安装结构可操做地联接。例如,一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度改变或移动到多个预选倾斜角度。作为一个示例,一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度移动通过预选倾斜角度的操作范围。例如,操作范围可以横跨从最大倾斜角度到最小倾斜角度。一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度移动到第一倾斜角度θ1,第二倾斜角度θ2,第三倾斜角度θ3等,直到第n倾斜角度θn,其中n是整数。

在一些其他实施方式中,预选倾斜角度可以例如通过一个或多个预选倾斜角度彼此间隔开。例如,第一倾斜角度θ1可以对应于最小倾斜角度,第二倾斜角度θ2可以对应于中点倾斜角度,该中点倾斜角度通过一个或多个预选倾斜角度与最小倾斜角度间隔开并且位于最小倾斜角度和最大倾斜角度之间的中间,以及第三倾斜角度θ3可以对应于最大倾斜角度,该最大倾斜角度通过一个或多个预选倾斜角度与第二倾斜角度θ2间隔开。在一些其他实施方式中,预选倾斜角度可以彼此相邻。因此,致动器308将连杆304从一个倾斜角度移动到下一个相邻的倾斜角度。

在(1504)处,方法(1500)包括针对多个预选倾斜角度中的相应一个,接收与多个预选倾斜角度中的相应一个相关联的一个或多个操作参数的值。例如,一个或多个控制器1020可针对致动器308将连杆304改变或移动到的每个倾斜角度接收操作参数值。所接收的值可以是感测、计算和/或建模的值。作为一个示例,该值可以是指示发动机的站处的温度的感测的温度值。作为另一示例,该值可以是指示发动机的站处的压力的感测的压力值。作为进一步示例,该值可以是计算的发动机的特定燃料消耗或效率。作为又一个示例,该值可以是指示发动机主干上的应力量的感测值。

在(1506)处,方法(1500)包括针对一个或多个操作参数生成将多个预选倾斜角度与其关联值进行相关联的数据集,一个或多个值至少部分地取决于倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以生成数据集。下面提供由一个或多个控制器1020生成的示例数据集。

图16提供了根据本公开的示例实施例的生成的数据集。如图所示,数据集将多个预选倾斜角度与其关联值相关联。对于该示例,该值指示当连杆304以特定倾斜角度定位时发动机的特定燃料消耗。因此,计算的特定燃料消耗值各自至少部分地取决于它们各自的倾斜角度。例如,如图所示,第一倾斜角度θ1与指示第一特定燃料消耗sfc1的值相关联。可以基于当连杆304位于第一倾斜角度θ1时感测到的参数来计算指示第一特定燃料消耗sfc1的值。类似地,第二倾斜角度θ2与指示第二特定燃料消耗sfc2的值相关联。可以基于当连杆304位于第二倾斜角度θ2时感测到的参数来计算指示第二特定燃料消耗sfc2的值。同样,第三倾斜角度θ3与指示第三特定燃料消耗sfc3的值相关联。可以基于当连杆304位于第三倾斜角度θ3时感测到的参数来计算指示第三特定燃料消耗sfc3的值。对于每个相关联的预选倾斜角度和指示特定燃料消耗的相关值,情况都是如此。

返回到图15,在(1508)处,方法(1500)包括至少部分地基于所生成的数据集来选择倾斜角度,所选择的倾斜角度对应于一个或多个操作参数中的一个的值。在一些实施例中,选择优化一个或多个特定操作参数的倾斜角度。

例如,作为一个示例,针对多个预选倾斜角度中的相应一个接收的一个或多个操作参数的值是发动机的特定燃料消耗,例如,如图16所示。在这样的实施方式中,选择优化特定燃料消耗的倾斜角度。特别地,为了优化特定燃料消耗,所选择的倾斜角度对应于来自数据集的使发动机的特定燃料消耗最小化的值。在一些实施方式中,一个或多个控制器1020在两个预选倾斜角度之间选择倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以被构造为至少部分地基于至少两个已知的特定燃料消耗值来内插或估计最小化发动机的特定燃料消耗的值。然后可以选择与估计值相对应的倾斜角度作为倾斜角度。

作为另一示例,针对多个预选倾斜角度中的相应一个接收的一个或多个操作参数的值是发动机主干上的应力。在这样的实施方式中,选择优化应力的倾斜角度。特别地,为了优化发动机主干上的应力,所选择的倾斜角度对应于来自数据集的使发动机主干上的应力最小化的值。这样,可以使发动机弯曲最小化。在一些实施方式中,一个或多个控制器1020在两个预选倾斜角度之间选择倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以被构造为至少部分地基于至少两个已知的应力值来内插或估计最小化发动机主干上的应力的值。然后可以选择与估计值相对应的倾斜角度作为倾斜角度。

作为另一示例,针对多个预选倾斜角度中的相应一个接收的一个或多个操作参数的值是发动机的站处的温度或压力。在这样的实施方式中,选择优化温度或压力的倾斜角度。特别地,为了优化发动机的站处的温度或压力,所选择的倾斜角度对应于来自数据集的值,该值使发动机的站处的温度或压力最小化或最大化。在一些实施方式中,一个或多个控制器1020在两个预选倾斜角度之间选择倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以被构造为至少部分地基于至少两个已知的温度/压力值来内插或估计最小化或最大化发动机的站处的温度或压力的值。然后可以选择与估计值相对应的倾斜角度作为倾斜角度。

在(1510)处,方法(1500)包括使致动器将连杆的倾斜角度改变为所选择的倾斜角度。例如,一个或多个控制器1020可以使致动器308将连杆304的倾斜角度移动或改变为所选择的倾斜角度。

在一些实施方式中,发动机是飞行器发动机,并且发动机安装结构是飞行器机翼上的吊架。例如,发动机可以是图1和图2的涡轮风扇100,并且飞行器可以是图1的固定翼飞行器10。在方法(1500)的这种实施方式中,在(1502)处使与连杆304可操作地联接的致动器将连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度之前或期间,一个或多个控制器1020被构造为确定在(1502a)处飞行器发动机是否在稳定操作阶段中操作,其中稳定操作状况包括爬升、巡航和下降中的至少一个。如果飞行器发动机在稳定操作阶段中操作,则方法(1500)如上所述进行。然而,如果飞行器发动机不在稳定操作阶段中操作,则方法(1500)可以包括不将倾斜角度循环至预选倾斜角度或停止将倾斜角度循环至预选倾斜角度。以这种方式,特别是在起飞或其他不稳定操作阶段期间,倾斜角度不会移动到可能导致不期望结果(例如在起飞期间导致叶片尖端摩擦或发动机主干上的明显应力)的倾斜角度。此外,在这样的实施方式中,如果飞行器发动机不在稳定操作阶段中操作,则一个或多个控制器1020可以执行用于确定当前操作状况的最优或最佳角度的另一种方法,例如图11的方法(1100)或图14的方法(1400)。如图15所示,方法(1500)可以进行到(1502b)以执行替代的连杆位置优化方法。

此外,可以在一些触发条件(例如,改变飞行包线的操作阶段)时,在传感器输出的预定改变时等,以预定间隔重复方法(1500)。以此方式,可以至少部分地基于触发条件连续地,以预定间隔或根据需要优化倾斜角度θ。

图17提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统1700。例如,本文描述的一个或多个控制器1020可包括各种部件并执行以下描述的计算系统1700的一个或多个计算装置的各种功能。

如图17所示,计算系统1700可以包括一个或多个计算装置1710。计算装置1710可以包括一个或多个处理器1710a和一个或多个存储器装置1710b。一个或多个处理器1710a可以包括任何合适的处理装置,例如微处理器,微控制器,集成电路,逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置1710b可以包括一个或多个计算机可读介质,包括但不限于非暂时性计算机可读介质,ram,rom,硬盘驱动器,闪存驱动器和/或其他存储器装置。

一个或多个存储器装置1710b可以存储可由一个或多个处理器1710a访问的信息,包括可以由一个或多个处理器1710a执行的计算机可读指令1710c。指令1710c可以是在由一个或多个处理器1710a执行时使一个或多个处理器1710a进行操作的任何指令集。在一些实施例中,指令1710c可以由一个或多个处理器1710a执行,以使一个或多个处理器1710a执行操作,诸如计算系统1700和/或计算装置1710被构造用于的操作和功能中的任何一个,例如用于控制如本文所述的发动机安装系统300的操作。例如,方法(1100),(1400)和(1500)可以全部或部分地由计算系统1700实施。因此,方法(1100),(1400)和(1500)可以至少部分地是计算机实施的方法,使得方法(1100),(1400)和(1500)的至少一些步骤由一个或多个计算装置(例如,计算系统1700的示例性计算装置1710)来实施。指令1710c可以是用任何合适的编程语言编写的或者可以在硬件中实施的软件。附加地和/或替代地,指令1710c可以在处理器1710a上的逻辑和/或虚拟分离线程中执行。存储器装置1710b可以进一步存储可以由处理器1710a访问的数据1710d。例如,数据1710d可以包括模型,数据库,控制律等。

计算装置1710还可以包括网络接口1710e,该网络接口1710e用于例如与系统1700的其他部件进行通信(例如,经由网络)。网络接口1710e可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件,包括例如发射机,接收机,端口,控制器,天线和/或其他合适的部件。一个或多个外部装置(例如远程计算系统或运载器计算系统)可以被构造为从计算装置1710接收一个或多个命令或数据,或者向计算装置1710提供一个或多个命令或数据。

本文讨论的技术参考了基于计算机的系统和由基于计算机的系统采取的动作,以及发送到基于计算机的系统的信息和来自基于计算机的系统的信息。本领域的普通技术人员将认识到,基于计算机的系统的固有灵活性允许部件之间以及部件之中的任务和功能的多种可能的构造,组合和划分。例如,可以使用单个计算装置或组合操作的多个计算装置来实施本文讨论的处理。数据库,存储器,指令和应用程序可以在单个系统上实施,也可以跨多个系统分布。分布式部件可以顺序或并行操作。

尽管可以在一些附图中而不是在其他附图中示出各种实施例的特定特征,但这仅是为了方便。根据本公开的原理,可以结合任何其他附图的任何特征来参考和/或要求保护附图的任何特征。

该书面描述使用示例来描述当前公开的主题,包括最佳模式,并且还使本领域的任何技术人员能够实践当前公开的主题,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。当前公开的主题的可专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件,则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供:

1.一种控制将发动机与发动机支撑结构可操作地联接的连杆的方法,该方法包括:至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令;至少部分地基于所确定的控制命令,使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的位置。

2.根据任何前述条项所述的方法,其中至少部分地基于所确定的控制命令,使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的位置:至少部分地基于所确定的控制命令,使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的倾斜角度。

3.根据任何前述条项所述的方法,其中,从一个或多个传感器接收到的输出包括一个或多个操作参数,并且其中,至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令包括:至少部分地基于所接收的一个或多个操作参数来确定连杆的倾斜角度;确定所确定的倾斜角度与目标倾斜角度之间的差,并且其中,至少部分地基于所确定的倾斜角度与目标倾斜角度之间的差来确定控制命令。

4.根据任何前述条项所述的方法,进一步包括:至少部分地基于所接收到的一个或多个操作参数来设置目标倾斜角度。

5.根据任何前述条项所述的方法,其中,在至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变所述连杆的倾斜角度时,将倾斜角度调节为目标倾斜角度。

6.根据任何前述条项所述的方法,进一步包括:从一个或多个传感器接收输出,其中输出指示操作参数的值;确定值是否在操作参数的先前值的预定范围内,先前值被接收为从一个或多个传感器接收到的先前输出的一部分,并且其中,响应于值是否在先前值的预定范围内来确定控制命令。

7.根据任何前述条项所述的方法,其中,致动器可操作以将连杆改变到多个预选位置,并且其中在至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的位置时,将连杆的位置调节到多个预选位置中的相邻预选位置。

8.根据任何前述条项所述的方法,进一步包括:从一个或多个传感器接收后续输出,其中后续输出指示操作参数的后续值;确定后续值相对于该值是否已增加,减小或保持相同;响应于后续值相对于该值是否已增加,减小或保持相同而确定第二控制命令。

9.根据任何前述条项所述的方法,进一步包括:至少部分地基于所确定的第二控制命令,使致动器将连杆的位置从相邻预选位置改变为多个预选位置中的第二相邻预选位置。

10.一种用于控制连杆的控制系统,该连杆被构造为将发动机可操作地联接至运载器的发动机安装结构,该控制系统包括:一个或多个传感器;致动器,该致动器与连杆可操作地联接,该致动器可操作以改变连杆的倾斜角度;一个或多个控制器,该一个或多个控制器与一个或多个传感器和致动器通信地联接,并且具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理装置,一个或多个存储器装置存储可由一个或多个处理装置执行以进行操作的计算机可读指令,在进行操作时,一个或多个处理装置被构造为:至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令;至少部分地基于所确定的控制命令来使致动器改变连杆的倾斜角度。

11.根据任何前述条项所述的控制系统,其中,运载器是飞行器,发动机支撑结构是飞行器的吊架,并且发动机是飞行器燃气涡轮发动机。

12.根据任何前述条项所述的控制系统,其中,从一个或多个传感器接收到的输出包括一个或多个操作参数,并且其中,在至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的输出来确定控制命令时,一个或多个控制器被构造为:至少部分地基于所接收到的一个或多个操作参数来确定连杆的倾斜角度;至少部分地基于所接收到的一个或多个操作参数来设置目标倾斜角度;确定所确定的倾斜角度与目标倾斜角度之间的差,并且其中,控制命令由一个或多个控制器至少部分地基于所确定的倾斜角度与目标倾斜角度之间的差来确定。

13.根据任何前述条项所述的控制系统,其中,一个或多个控制器被构造为:从一个或多个传感器接收输出,该输出指示操作参数的值;确定该值是否在操作参数的先前值的预定范围内,操作参数的先前值被接收为从一个或多个传感器接收到的先前输出的一部分,并且其中,控制命令由一个或多个控制器响应于所接收到的值是否在先前值的预定范围内而确定。

14.根据任何前述条项所述的控制系统,其中,致动器可操作以将连杆改变到多个预选倾斜角度,并且其中,在至少部分地基于所确定的控制命令使与连杆可操作地联接的致动器改变连杆的倾斜角度时,一个或多个控制器使致动器将连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度中的第二预选倾斜角度。

15.根据任何前述条项所述的控制系统,其中,一个或多个控制器进一步被构造为:从一个或多个传感器接收后续输出,后续输出指示操作参数的后续值;确定后续值相对于该值是否已增加或减少;响应于后续值相对于该值是否已增加或减小来确定第二控制命令。

16.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质,计算机可执行指令在由发动机控制器的一个或多个处理器执行时使发动机控制器执行以下操作:使与连杆可操作地联接的致动器将连杆的倾斜角度改变为多个预选倾斜角度,连杆被构造为将发动机与发动机安装结构可操作地联接;针对多个预选倾斜角度中的相应一个,接收与多个预选倾斜角度中的相应一个相关联的一个或多个操作参数的值;生成将多个预选倾斜角度与一个或多个操作参数的值相关联的数据集,所接收的值至少部分地取决于与其相关联的倾斜角度;至少部分地基于数据集来选择倾斜角度,所选择的倾斜角度对应于一个或多个操作参数中的一个的值。

17.根据任何前述条项所述的计算机可读介质,其中,计算机可执行指令在由发动机控制器的一个或多个处理器执行时进一步使发动机控制器执行以下操作:使致动器将连杆的倾斜角度更改为所选择的倾斜角度。

18.根据任何前述条项所述的计算机可读介质,其中,发动机是飞行器发动机,并且发动机安装结构是飞行器机翼上的吊架,并且其中,计算机可执行指令在由发动机控制器的一个或多个处理器执行时进一步使发动机控制器执行以下操作:确定飞行器发动机是否在稳定操作阶段中操作,其中稳定操作阶段包括爬升,巡航和下降中的至少一个。

19.根据任何前述条项所述的计算机可读介质,其中,针对多个预选倾斜角度中的相应一个接收到的一个或多个操作参数的值是发动机的特定燃料消耗,并且其中,所选择的倾斜角度对应于来自数据集的使发动机的特定燃料消耗最小化的值。

20.根据任何前述条项所述的计算机可读介质,其中,针对多个预选倾斜角度中的相应一个接收到的一个或多个操作参数的值是发动机的主干上的应力,并且其中,所选择的倾斜角度对应于来自数据集的使发动机的主干上的应力最小化的值。

21.根据任何前述条项所述的计算机可读介质,其中,计算机可读介质是非暂时性计算机可读介质。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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