涡扇发动机低压轴断裂检测方法及系统、涡扇发动机技术方案

本公开涉及一种涡扇发动机低压轴断裂检测方法及系统、涡扇发动机，其中，检测方法包括：根据检测的发动机转速信号得出加速率信号，提取识别低压轴断裂的第一特征L1；根据检测的温度信号和转速信号合成换算转速值，并通过比较高压换算转速和低压换算转速的转速差，提取识别低压轴断裂的第二特征L2；将压比变化率与预设压比变化率阈值比较，提取识别低压轴断裂的第三特征L3；将所述第一特征L1、第二特征L2和第三特征L3进行逻辑判断，以识别出低压轴断裂故障。轴断裂故障。轴断裂故障。

【技术实现步骤摘要】
涡扇发动机低压轴断裂检测方法及系统、涡扇发动机


[0001]本公开涉及航空发动机故障诊断
，尤其涉及一种涡扇发动机低压轴断裂检测方法及系统、涡扇发动机。

技术介绍

[0002]对于航空涡扇发动机，连接涡轮和压气机的传动轴断裂时，将引起发动机的严重结构损坏。不仅导致发动机失去推力和工作能力，而且传动轴断裂后，失去压气机约束的涡轮将急剧飞转，转速很快超过正常工作转速，可能导致涡轮叶片或盘的破裂。高速飞出的碎片容易造成发动机进一步损伤，甚至导致机毁人亡的灾难性事故。
[0003]常见的涡扇发动机具备高压轴和低压轴。由于低压轴连接的低压涡轮叶片更长、尺寸更大，断轴后低压涡轮飞转导致的后果可能更严重。而当低压轴断裂后，风扇转速和发动机推力均急剧下降，这会导致控制系统在闭环控制模式下增加燃油，以期望补充转速的下降。增多的燃油会导致涡轮超温和转速增加，进一步导致后果恶化。为此，发动机低压轴断轴在线检测和处理是必须的。
[0004]在发动机试验台上，可以采用多种多样的传感器或监视装置来检测断轴故障。但在航线飞行中，只能采用发动机机载的有限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，包括：根据检测的发动机转速信号得出加速率信号，提取识别低压轴断裂的第一特征L1；根据检测的温度信号和转速信号合成换算转速值，并通过比较高压换算转速和低压换算转速的转速差，提取识别低压轴断裂的第二特征L2；将压比变化率与预设压比变化率阈值比较，提取识别低压轴断裂的第三特征L3；将所述第一特征L1、第二特征L2和第三特征L3进行逻辑判断，以识别出低压轴断裂故障。2.根据权利要求1所述的涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，根据检测的发动机转速信号得出加速率信号，提取识别低压轴断裂的第一特征L1的步骤包括：计算低压轴转速信号N1的一阶时间导数N1dot和高压轴转速信号N2的一阶时间导数N2dot；在N1dot<N1dotthd时开始计时，计时起点时间确定为t1，并设定第一计时周期Tk，其中，N1dotthd为第一预设阈值；在第一计时周期Tk内，判断N2dot>N2dotthd是否成立，如果成立则判断第一特征L1为真，即L1＝1，否则判断第一特征L1为假，即L1＝0，其中，N2dotthd为第二预设阈值。3.根据权利要求2所述的涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，第一预设阈值N1dotthd由高压换算转速N2R和发动机进口总压P2二维插值确定；和/或第二预设阈值N2dotthd由高压换算转速N2R和发动机进口总压P2二维插值确定。4.根据权利要求2所述的涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，根据检测的温度信号和转速信号合成换算转速值，并通过比较高压换算转速和低压换算转速的转速差，提取识别低压轴断裂的第二特征L2的步骤包括：计算低压换算转速N1R和高压换算转速N2R；通过低压换算转速N1R和马赫数Ma插值计算第三预设阈值N2Rthd，第三预设阈值N2Rthd对应于正常转速差限制曲线；将高压换算转速N2R与第三预设阈值N2Rthd比较，判断高压换算转速N2R>N2Rthd是否成立，如果成立则判断第二特征L2为真，即L2＝1，否则判断第二特征L2为假，即L2＝0。5.根据权利要求4所述的涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，低压换算转速N1R＝N1/(T2/288.15)^0.5，高压换算转速N2R＝N2/(T25/288.15)^0.5；其中，T2为发动机进口总温，T25高压压气机进口总温。6.根据权利要求1所述的涡扇发动机低压轴断裂检测方法，其特征在于，所述预设压比变化率阈值包括第四预设阈值DTRQDts1和第五预设阈值DTRQDts2；将压比变化率与预设压比变化率阈值比较，提取识别低压轴断裂的第三特征L3的步骤包括：在第二计时周期Tk1内判断压比P25/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉东，黄菲，阙建锋，严红明，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：