用于推进系统的推力测量装置制造方法及图纸

用于运载工具的推进系统(10)包括用于产生用于运载工具的推力的推进器(102)，可与推进器一起操作以驱动推进器的马达(104)，用于将马达安装在运载工具中或安装到运载工具的马达支座(164)，以及推力测量装置(172)。推力测量装置(172)包括应变传感器(174)，其安装到推进器(102)、马达(104)或马达支座(164)中的至少一个的结构部件上，用于直接测量在推进系统的操作期间由推进器产生的推力所引起的结构部件上的应变。

Thrust Measuring Device for Propulsion System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于推进系统的推力测量装置
本主题大体涉及一种用于推进系统的推力测量装置，以及使用该推力测量装置的方法。
技术介绍
飞机或其他运载工具可包括推进系统，该推进系统具有一个或多个燃气涡轮发动机，用于产生推力的量，或用于产生要传递到推力发生装置的动力。燃气涡轮发动机一般包括涡轮机。接着，涡轮机又通常包括压缩机部分、燃烧部分、涡轮部分和排气部分。在燃气涡轮发动机操作期间，空气被提供给压缩机部分的入口，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直至它到达燃烧部分。燃料与压缩空气混合，并在燃烧部分内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧部分导向到涡轮部分。燃烧气体流通过涡轮部分驱动涡轮部分，然后通过排气部分被导向到例如大气。燃气涡轮发动机还可包括螺旋桨组件，其中涡轮机用于旋转螺旋桨组件。螺旋桨组件的旋转可产生向前推力的量，其通常被传递给运载工具以使运载工具移动。这可能有利于燃气涡轮发动机或运载工具的控制系统接收关于由螺旋桨组件产生的向前推力的量的相对准确的信息，以便更适当地控制燃气涡轮发动机的某些方面。通常，基于燃气涡轮发动机的一个或多个参数值确定由燃气涡轮发动机提供给运载工具的向前推力的量。然而，这种确定方法可能导致相对不准确的向前推力信息。因此，用于确定燃气涡轮发动机在操作期间产生的向前推力的量的更准确的系统和方法将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的各个方面和优点将部分地在以下说明中阐述，或者可以从描述显而易见，或者可以通过实践本专利技术来了解。在本公开的一个示例性方面，提供了一种用于运载工具的推进系统。推进系统包括用于为运载工具产生推力的推进器、可与推进器一起操作以驱动推进器的马达，以及用于将马达安装在运载工具中或安装到运载工具的马达支座。推进系统还包括推力测量装置，推力测量装置具有应变传感器，该应变传感器安装到推进器、马达或马达支座中的至少一个的结构部件上，用于直接测量推进器在推进系统操作期间产生的推力所引起的结构部件上的应变。在本公开的另一个示例性方面，提供了一种用于运载工具推进系统的推力测量装置。推进系统包括推进器、可与推进器一起操作的马达，以及用于将马达安装在运载工具中或安装到运载工具的马达支座。推力测量装置还包括表面声波传感器，该表面声波传感器构造成安装到推进器、马达或马达支座中的至少一个的结构部件上，用于直接测量在推进系统的操作期间由推进器产生的推力所引起的结构部件上的应变。在本公开的示例性方面，提供了一种用于操作运载工具的推进系统的方法。推进系统包括推进器，可与推进器一起操作并限定轴向方向的马达，以及用于将马达安装在运载工具中或安装到运载工具的马达支座。该方法包括使用推力测量装置的应变传感器来测量推进器，马达或马达支座中的至少一个的结构部件上的轴向应变。该方法还包括基于测量的应变，确定由推进器产生的运载工具的推力。参考以下描述和附属权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图，示出了本专利技术的各方面，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可实现的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：图1是根据本公开的各种示例性实施例的飞行器的俯视图。图2是根据本公开的示例性实施例的推进组件的示意性横截面图。图3是安装在航空飞行器内的图2示例性推进组件的侧视剖视图。图4是根据本公开的示例性实施例的推进组件和发动机支座的轴向视图。图5是根据本公开示例性实施例的表面声波传感器的示意图。图6是可以包括根据本公开的示例性实施例的推进系统的各种运载工具的视图。图7是根据本公开的示例性方面的用于操作运载工具的推进系统的方法。图8是根据本公开另一示例性方面的用于操作运载工具的推进系统的方法。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个例子在附图中示出。具体实施方式使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或类似的标记已用于指代本专利技术的相同或相似的部分。如本文所用，术语“第一”，“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不意在表示各个部件的位置或重要性。术语“向前”和“向后”是指燃气涡轮发动机内的相对位置，向前指的是更靠近发动机入口的位置，向后指的是更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。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”是指流体流动的来向，“下游”是指流体流动的方向。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一个”和“所述”包括复数指代。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被用于修饰任何可允许变化的定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(例如“约”，“大约”和“基本上”)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，或者用于构造或制造组件和/或系统的方法或机器的精度。这里和整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围。如这里所使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如，“处理设备”，“计算设备”和“控制器”)不仅限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是进一步广泛地指一个或多个设备，该设备包括微控制器，微计算机，可编程逻辑控制器(PLC)和专用集成电路以及其他可编程电路中的一个或多个，并且这些术语在本文中可互换使用。在这里描述的实施例中，计算机或控制器可以另外包括存储器。存储器可以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)。或者，还可以使用软盘，光盘只读存储器(CD-ROM)，磁光盘(MOD)和/或数字通用盘(DVD)。而且，在本文描述的实施例中，计算机或控制器可以包括一个或多个输入通道和/或一个或多个输出通道。输入通道可以是但不限于与操作员界面相关联的计算机外围设备(诸如鼠标和键盘)，或者传感器(诸如与发动机相关联的发动机传感器)，发动机诸如是用于确定燃气涡轮发动机的操作参数的燃气涡轮发动机。此外，在示例性实施例中，输出通道可以包括但不限于操作员界面监视器。此外，存储器可以存储软件或其他指令，当由控制器或处理器执行时，软件或其他指令允许控制器执行某些操作或功能，例如，下面的方法300和400中描述的功能。术语“软件”可以包括存储在存储器中或者可由存储器访问的任何计算机程序，用于由例如控制器，处理器，客户端和服务器执行。现在参考附图，其中相同的数字在整个附图中表示相同的元件，图1提供了示例性飞行器10的俯视图，其可以结合本专利技术的各种实施例。如图1所示，飞行器10限定了穿过其延伸的纵向中心线14，横向方向L，前端16和后端18。此外，飞行器10包括机身12以及一对机翼20，机身12从飞行器10的前端16朝向飞行器10的后端18纵向延伸。机翼20中的第一机翼从机身12的左舷22相对于纵向中心线14横向向外延伸，机翼20中的第二机翼从机身12的右舷24相对于纵向中心线14横向向外延伸。用于所描述的示例性实施例的每个机翼20包括一个或多个前缘襟翼26和一个或多个后缘襟翼28。飞行器10还包括垂直稳定器30和一对水平稳定器34，垂直稳定器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运载工具的推进系统，其特征在于，包括：推进器，所述推进器用于产生所述运载工具的推力；马达，所述马达能够与所述推进器一起操作，以驱动所述推进器；马达支座，所述马达支座用于将所述马达安装在所述运载工具中或安装到所述运载工具；和推力测量装置，所述推力测量装置包括应变传感器，所述应变传感器安装到所述推进器、所述马达或所述马达支座中的至少一个的结构部件，用于直接测量在所述推进系统操作期间由所述推进器产生的所述推力所引起的所述结构部件上的应变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 EP 16425111.81.一种用于运载工具的推进系统，其特征在于，包括：推进器，所述推进器用于产生所述运载工具的推力；马达，所述马达能够与所述推进器一起操作，以驱动所述推进器；马达支座，所述马达支座用于将所述马达安装在所述运载工具中或安装到所述运载工具；和推力测量装置，所述推力测量装置包括应变传感器，所述应变传感器安装到所述推进器、所述马达或所述马达支座中的至少一个的结构部件，用于直接测量在所述推进系统操作期间由所述推进器产生的所述推力所引起的所述结构部件上的应变。2.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述应变传感器是表面声波传感器。3.根据权利要求2所述的推进系统，其特征在于，所述推力测量装置的所述表面声波传感器包括压电基板，位于所述压电基板的第一端的输入叉指式换能器，以及位于所述压电基板的第二端的输出叉指式换能器。4.根据权利要求3所述的推进系统，其特征在于，所述表面声波传感器的所述压电基板使用粘合紧固件被附接到所述结构部件。5.根据权利要求2至4中任一项所述的推进系统，其特征在于，所述推进系统限定从所述推进器到所述运载工具的推进路径，并且其中所述表面声波传感器大致沿着所述推力路径的方向被定向。6.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其特征在于，其中所述运载工具是航空飞行器，其中所述马达是燃气涡轮发动机，并且其中所述推进器是螺旋桨组件。7.根据权利要求6所述的推进系统，其特征在于，其中所述燃气涡轮发动机包括凸缘和轴，其中所述螺旋桨组件附接到所述燃气涡轮发动机的所述凸缘，并且其中所述推力测量装置的所述应变传感器安装到所述燃气涡轮发动机的所述凸缘或所述燃气涡轮发动机的所述轴中的至少一个。8.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其特征在于，其中所述马达包括结构框架，轴和能够与所述轴一起操作的推力轴承，其中所述推力测量装置的所述应变传感器被安装到所述马达支座、所述结构框架、所述轴或所述推力轴承中的至少一个。9.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其特征在于，所述推力测量装置包括多个应变传感器。10.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其特征在于，所述推力测量装置的所述应变传感器构造成，通过直接测量由所述推进器产生的所述推力所引起的所述结构部件上的应变，来确定在所述推进系统的操作期间由所述推进器产生的有效向前推力。11.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其特征在于，所述推进器、所述马达和所述马达支座各自被构造成第一推进组件的一部分，其中所述推进系统进一步包括：第二推进组件，所述第二推进组件包括推进器、马达和马达支座：其中所述应变传感器是第一应变传感器，其中所述推力测量装置进一步包括第二应变传感器，所述第二应变传感器安装到所述第二推进组件的所述推进器、所述马达或马达支座中的至少一个的结构部件上，用于直接测量在所述推进系统的操作期间由所述第二推进组件的所述推进器产生的推力所引起的所述第二推进组件的所述结构部件上的应变。12.一种用于运载工具的推进系统的推力测量装置，其特征在于，所述推进系统包括推进器、能够与所述推进器一起操作的马达、以及用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈赫迪·米拉尼·巴拉迪，克里斯多佛·迈克尔·查普曼，西蒙妮·卡斯特拉尼，
申请(专利权)人：通用电气阿维奥有限责任公司，通用电气公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT