用于通过主动冷却的回放减轻的方法和系统技术方案

提供了一种减轻包括发动机核心隔室的燃气涡轮发动机中的回放的方法，以及一种主动发动机核心隔室冷却系统。主动发动机核心隔室冷却系统包括延伸穿过核心发动机罩的孔，该核心发动机罩形成发动机核心隔室的径向外壁。主动发动机核心隔室冷却系统还包括冷却风扇，冷却风扇安装在发动机核心隔室内且包括冷却风扇入口和冷却风扇出口。冷却风扇入口与孔流连通地联接。冷却风扇出口与发动机核心隔室流连通地联接。主动发动机核心隔室冷却系统还包括冷却风扇控制器，该冷却风扇控制器构造成控制冷却风扇的旋转速度和控制与冷却风扇串流连通地联接的至少一个流控制阀的位置中的至少一者。

Methods and systems for mitigation by playback through active cooling

A method for reducing playback in a gas turbine engine including an engine core compartment is provided, and an active engine core compartment cooling system is provided. The cooling system of the active engine core compartment includes holes extending through the core hood, which forms the radial outer wall of the engine core compartment. The cooling system of the active engine core compartment also includes a cooling fan, which is installed in the engine core compartment and includes the inlet and outlet of the cooling fan. The inlet of the cooling fan is connected with the orifice flow. The cooling fan outlet is connected with the flow of the engine core compartment. The active engine core compartment cooling system also includes a cooling fan controller constructed to control the rotating speed of the cooling fan and at least one of the positions of at least one flow control valve connected in series with the cooling fan.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过主动冷却的回放减轻的方法和系统
技术介绍
本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于在发动机停机之后主动冷却燃气涡轮发动机隔室和/或构件的方法和系统。燃气涡轮发动机通常包括作为发动机架构的一部分的罩下空间或发动机核心隔室。随着燃气涡轮发动机效率的提高，例如，以提供更高的飞行器速度或更高的比燃料消耗（SFC），风扇和压缩机的压力比和内部温度预计会显著上升，导致用于发动机核心隔室和构件的更高温度。发动机核心隔室构件包括电子设备和其它线路可替换单元（LRU）。已知的燃气涡轮发动机中的这种电子构件，包括全权数字发动机（或电子设备）控制器（FADEC），对于在燃气涡轮发动机操作期间和在发动机停机之后的回放期间增加发动机核心隔室温度可能特别敏感。尽管电子设备不位于发动机的最热部分中，例如直接暴露于燃烧产物的那些部分，但是来自操作的燃气涡轮的各个热部分的热量可以被传导到电子设备的位置，从而导致电子设备的温度上升。除了在操作期间经历升高的温度之外，在发动机停机之后的时段期间，电子器件可能暴露于甚至更高的温度。在此时段期间，发动机的热部分在它们冷却时继续辐射且将热量传导到周围的发动机质量中，但是没有气流穿过发动机以帮助将热量从发动机的其余部分带走。结果，当最热的发动机部分冷却时，一些电子设备的温度实际上可能升高。在该时段期间，电子设备的温度可超过500°F，通常被称为“回放”。这样的温度可对电气和电子构件产生不期望的影响。例如，构成电子设备的构件可损坏。虽然电子构件的突然灾难性故障可能不总是发生，但由于升高的温度和热循环而逐渐损坏会降低这种电子构件的可使用寿命。已知的具有辐射屏蔽的系统将重量增加至燃气涡轮发动机，因此增加了比燃料消耗（SFC）。在这些构件放置在发动机中的远程位置情况下，连接电缆长度的增加也会增加发动机重量和SFC，同时还使维护活动复杂化。此外，在这种已知的燃气涡轮发动机中，在回放期间，这样的问题是复杂的，其中没有冷却流并且在维修这些已知的燃气涡轮发动机之前必须等待它们操作延长的时间。用于冷却发动机核心隔室构件的一些已知系统和方法也增加了至少一些已知燃气涡轮发动机的操作成本。例如，在至少一些已知的燃气涡轮发动机中维修电子设备需要发动机在飞行后保持在地面空转（GI）达至少3分钟。在这种已知的燃气涡轮发动机中，冷却电子发动机核心隔室构件的策略包括改变结构材料，以及通过在电子设备周围放置热辐射屏蔽且通过将构件移动到远程位置来修改发动机架构。热回放环境也对许多罩下构件的寿命有害。即使发动机构件有资格经受得住这样的环境，但是高温会使其内部密封件退化，导致额外的空气和/或燃料/油泄漏，导致发动机性能退化，并且当需要替换构件时潜在地需要飞行线路中断。热回放环境可导致燃料构件和线路中的燃料焦化，以及燃料喷嘴将使发动机操作退化，且最终在需要替换构件时将导致飞行线路中断。回放环境导致发动机定子和转子的不均匀冷却。罩下件大致作为烤箱，从隔室的底部到顶部具有大的温度梯度，导致压缩机壳体的不均匀冷却。结果，压缩机间隙不均匀，这可能导致在随后的发动机起动期间的压缩机摩擦（最好的情况），以及锁定转子（最差的情况）。压缩机摩擦导致发动机性能永久性退化，从而导致燃料消耗增加，这对于航线操作来说是昂贵的。在地面发动机起动之前，通过大量干式发动机回转在一些发动机上减轻了这种情况，这是航线操作的负担。
技术实现思路
在一个方面，主动发动机核心隔室冷却系统包括延伸穿过核心发动机罩的孔，核心发动机罩形成发动机核心隔室的径向外壁。主动发动机核心隔室冷却系统还包括冷却风扇，冷却风扇安装在发动机核心隔室内且包括冷却风扇入口和冷却风扇出口。冷却风扇入口与孔流连通地联接。冷却风扇出口与发动机核心隔室流连通地联接。主动发动机核心隔室冷却系统还包括冷却风扇控制器，该冷却风扇控制器构造成控制冷却风扇的旋转速度和控制与冷却风扇串流连通地联接的至少一个流控制阀的位置中的至少一者。在另一方面，一种减轻包括发动机核心隔室的燃气涡轮发动机中的回放的方法，包括接收轮上重量（WOW）和燃气涡轮发动机的风扇速度小于预定阈值中的至少一者的指示，并且基于接收的指示启动从发动机核心隔室外部进入发动机核心隔室的冷却空气流。在又一方面，涡扇发动机包括核心发动机，核心发动机包括至少部分地外接核心发动机的发动机核心隔室和形成发动机核心隔室的径向外壁的核心发动机罩。涡扇发动机还包括由在核心发动机中生成的气体驱动的动力涡轮提供动力的风扇，至少部分地包绕核心发动机和风扇的风扇旁通导管。涡扇发动机还包括，延伸穿过核心发动机罩到至少部分地包绕发动机核心隔室的旁通导管的孔，以及安装在发动机核心隔室内且包括冷却风扇入口和冷却风扇出口的冷却风扇。冷却风扇入口与孔流连通地联接。冷却风扇出口与发动机核心隔室流连通地联接。涡扇发动机还包括冷却风扇控制器，该冷却风扇控制器构造成控制冷却风扇的旋转速度和控制与冷却风扇串流连通地联接的至少一个流控制阀的位置中的至少一者。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，附图中相似的字符在整个附图中表示相似的部分，其中：图1是飞行器的透视图。图2是根据本公开的示例性实施例的图1中所示的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。图3是图1中所示的燃气涡轮发动机的放大示意性截面视图，示出了根据本公开的示例性实施例的主动发动机核心隔室冷却系统。图4是用于图3中所示的控制器的数据流图。图5是用于控制图3中所示的主动发动机核心隔室冷却系统的算法的过程流图。图6是减轻包括发动机核心隔室的燃气涡轮发动机中的回放的方法的流程图。除非另有指示，否则本文提供的附图意图示出本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施例的各种系统。因此，附图不意味着包括本领域普通技术人员已知的用于实践本文公开的实施例所需的所有传统特征。具体实施方式在以下说明书和权利要求中，将参考许多术语，其应被定义为具有以下含义。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。如在整个说明书和权利要求中使用的近似语言可以用于修改可以允许在不会导致与其相关的基本功能的变化的情况下改变的任何定量表示。因此，由一个或多个术语（例如“大约”、“近似”和“大致”）修饰的值不限于指定的精确值。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。在此以及整个说明书和权利要求中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另有指示，否则这些范围的确定的且包括其中包含的所有子范围。如本文所使用，术语“轴向”和“轴向地”是指大致平行于涡轮发动机的中心线延伸的方向和定向。此外，术语“径向”和“径向地”是指大致垂直于涡轮发动机的中心线延伸的方向和定向。另外，如本文所使用，术语“周向”和“周向地”是指围绕涡轮发动机的中心线弧形地延伸的方向和定向。本文所述的主动发动机核心隔室冷却系统的实施例在燃气涡轮发动机的回放期间有效地降低核心罩下构件的温度，包括温度敏感的电子设备，例如全权数字发动机（或电子设备）控制器（FADEC）和燃料操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动发动机核心隔室冷却系统，包括：孔，其延伸穿过核心发动机罩，所述核心发动机罩形成所述发动机核心隔室的径向外壁；冷却风扇，其安装在所述发动机核心隔室内且包括冷却风扇入口和冷却风扇出口，所述冷却风扇入口与所述孔流连通地联接，所述冷却风扇出口与所述发动机核心隔室流连通地联接；冷却风扇控制器，其构造成控制所述冷却风扇的旋转速度和控制与所述冷却风扇串流连通地联接的至少一个流控制阀的位置中的至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.12 US 15/2076401.一种主动发动机核心隔室冷却系统，包括：孔，其延伸穿过核心发动机罩，所述核心发动机罩形成所述发动机核心隔室的径向外壁；冷却风扇，其安装在所述发动机核心隔室内且包括冷却风扇入口和冷却风扇出口，所述冷却风扇入口与所述孔流连通地联接，所述冷却风扇出口与所述发动机核心隔室流连通地联接；冷却风扇控制器，其构造成控制所述冷却风扇的旋转速度和控制与所述冷却风扇串流连通地联接的至少一个流控制阀的位置中的至少一者。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述孔从发动机核心隔室延伸到至少部分地包绕所述发动机核心隔室的旁通导管。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷却风扇是电动的。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃气涡轮发动机包括转子和定子，所述冷却风扇由机械联接到所述转子的转动马达提供动力。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷却风扇控制器构造成接收轮上重量（WOW）信号和发动机速度信号中的至少一者。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷却风扇控制器构造成控制所述冷却风扇的速度。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个流控制阀包括多个流控制阀。8.根据权利要求1所述的系统，还包括联接到所述冷却风扇出口的分配集管，所述分配集管包括多个分支，各个分支构造成将来自所述冷却风扇的空气流导送到所述发动机核心隔室内的构件。9.根据权利要求8所述的系统，其中，各个分支包括分支流控制阀和温度传感器中的至少一者。10.一种减轻包括发动机核心隔室的燃气涡轮发动机中的回放的方法，所述方法包括：接收所述燃气涡轮发动机即将停机的指示；并且基于接收的指示启动从所述发动机核心隔室外部进入所述发动机核心隔室的冷却空气流。11.根据权利要求10所述的方法，其中，接收所述燃气涡轮发动机即将停机的指示包括，接收轮上重量（WOW）、所述燃气涡轮发动机的风扇速度小于预定阈值中的至少一者的指示，以及所述燃气涡轮发动机的燃料切断阀的位置的指示。12.根据权利要求10所述的方法，其中，接收所述燃气涡轮发动机即将停机的指示包括，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃尔比巴里，DJL拉博里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US