CN103052767B - 检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的方法及装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明，检测方法包括以下步骤：检测(E40)涡轮发动机的异常加速度或具有涡轮发动机故障特征的压缩机的操作线；存储(E50)涡轮发动机的涡轮机出口处在检测时刻所测量的参考温度(EGTref)；比较(E60)预确定的温度阈值(SEGT)与涡轮机出口处在检测后所测得的当前温度(EGT)和参考温度(EGTref)之间的差值；以及确定(E70)在阈值被超过的情况下存在旋转失速。

Description

检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的方法及装置

发明背景

本发明涉及涡轮发动机的通常领域。其更具体地涉及检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速。

本发明适用于任何类型的涡轮发动机，特别是航空发动机，如涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机等。

在已知的方式中，旋转失速是一种影响压缩机的空气动力学不稳定性，其特征在于一个或多个流体的局部区域(被称为失速区域或格)的存在，其在压缩机的圆周方向上以一般低于压缩机旋转速度的速度传导。

一般地，这种不稳定性引起压缩特性下降，尤其表现在效率和压缩机的压缩比的下降。它也是造成可能导致压缩机叶片过早磨损的主要振动现象的原因。

因此，可以很容易地理解的是，重要的是能够快速地且可靠地检测在涡轮发动机压缩机中呈现的旋转失速的出现。

在当前的技术发展水平，已提出许多方法以解决该问题。然而，这些方法大多数依赖于：

·或者使区分喘振的情况和旋转失速的情况成为不可能的检测技术。这尤其适用于文献US4581888所提出的方法；

·或者在涡轮发动机内使用昂贵的和不寻常的传感器，例如文献US6871487中所描述的快速和高性能的压力传感器。

因此，存在着对于一种简单，快速和可靠的用于检测旋转失速的解决方案的需求，以及优选地依赖于在涡轮发动机中已经存在的传感器。

发明目的和发明内容

本发明满足了这种需求，通过提出一种用于检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的检测方法，该方法包括以下步骤：

·检测发动机的异常加速度或具有发动机故障特征的压缩机的操作线；

·存储发动机涡轮机出口处在检测时刻测量的参考温度；

·比较确定的温度阈值与涡轮机出口处在检测后测得的当前温度和参考温度之间的差值；以及

·确定在阈值被超过的情况下存在旋转失速。

相应地，本发明还提供了一种用于检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的检测装置，该装置包括：

·用于检测发动机的异常加速度或检测具有发动机故障特征的压缩机操作线的装置；

·用于存储发动机涡轮机出口处在检测时刻测量的参考温度的装置；

·用于比较确定的温度阈值与涡轮机出口处在检测后测得的当前温度和参考温度之间的差值的装置；以及

·用于确定在阈值被超过的情况下存在旋转失速的装置。

为了检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速，因此，本发明设想了从一个特定时刻起监测发动机涡轮机出口处的温度上升。该时刻对应于当检测到异常加速度或发动机转速的异常下降的时刻，或者当检测到具有发动机故障特征的压缩机操作线时刻。

换言之，本发明有利地提出了将与旋转失速存在情况下的发动机行为(也称为行为特征)有关的多个指标组合起来，例如发动机出口的温度的特别高水平和增加，发动机的异常加速度，或压缩机的异常操作线，以通过一种可靠的方式确定压缩机的旋转失速的出现。

因此，本发明提出了一种检测技术，其是简单的且基于使用通常被用于监测发动机的传感器(温度传感器，速度传感器)，从而使得该技术特别简单地执行。因此，通过示例的方式，当发动机是航空器涡轮喷气发动机时，本发明的检测方法和检测装置被包括在飞行的航空器上是可能的，其构成了显著的优势。

在特定的实施方式中，该检测方法还包括以下步骤：

·评价指标，包括至少：

·表示在涡轮机出口处被超过的限制温度的指标；

·表示检测压缩机喘振的指标；以及

·表示发动机速度异常下降的指标；

·评阶这些指标的至少一个加权组合；以及

·根据该组合值更新温度阈值。

相应地，在该实施方式中，检测装置还包括：

·用于评价来自于至少以下的指标的装置：

·表示在涡轮机出口处被超过的限制温度的指标；

·表示检测压缩机喘振的指标；以及

·表示发动机速度异常下降的指标；

·用于评价这些指标的至少一个加权组合的装置；

·用于根据该组合值更新温度阈值的装置。

这些指标的使用使得有可能：

·首先，增加了检测的可靠性：这避免了难以管理的误报警，因为它们需要发动机被关闭并重新点火；和

·其次，加快了检测。

应当观察到的是，实际上，是不可能获得关于能使压缩机的旋转失速以可靠的方式被诊断的温度的准确知识的。有利地，通过运用模糊逻辑的原理以检测旋转失速，本发明用于补偿这种不准确度。

这特别地通过更新被用于检测的温度阈值而完成。最初优选地采用足够高的该阈值以避免错误的检测，然后如果除了涡轮机出口处的温度上升以外的指标表明旋转失速的存在，则根据本发明降低该阈值，。

因此，可以说，这些指标用于加权在涡轮机出口处温度上升的基础上被执行的检测，从而使检测能够加速。结果检测是可靠的和快速的。

在该实施方式中被评价的该加权组合可特别地由被运用到这些指标上的组合逻辑而产生。

例如，考虑由于运用逻辑“与”函数到以下而产生的加权组合是可能的：

·表示在涡轮机出口处超过限制温度的指标；以及

·表示检测压缩机喘振的指标。

在一种变型中，考虑由于运用逻辑“或”函数到以下而产生的加权组合是可能的：

·表示在涡轮出口处超过限制温度的指标；以及

·表示发动机速度异常下降的指标。

当然，其它的加权组合可被设想，基于组合逻辑或基于是实数而不是二进制的加权因子。

在本发明的具体实施方式中，根据压缩机的旋转速度，通过比较发动机燃烧室出口处的压力除以发动机风扇入口处的总压力所得的比值和预定阈值。检测到压缩机操作线具有发动机故障的特征。

通常情况下，小于表示发动机正常运转的压力比的压力比可以是发动机燃烧室的旋转失速或熄火的症状。考虑根据本发明的其他行为特征，使得能够确认旋转失速的存在或使其无效。

比较压力比与预定阈值，使得有可能及早检测旋转失速，即在有机会观察发动机的停滞或速度不足(即发动机的异常加速度)之前检测旋转失速。在低速情况下，这特别地有利。然后这样的及早检测使得能够非常迅速地，施加用于校正旋转失速的技术，且因此，特别地，以避免启动发动机的故障。

在本发明的一个实施方式中，当低于参考温度的当前温度被检测到时，该温度被作为新的参考温度。

这使得能够更加紧密地追踪涡轮机出口处的温度变化。

在另一种实现方式中，本发明的方法还包括确定发动机的运转阶段的步骤，并且如果以这种方式所确定的运转阶段是下列则检测，测量，比较和确定步骤被执行，：

·启动或重新启动发动机的阶段；或者

·在发动机被启动后的一个推力调节阶段。

在这两个阶段中，发动机可能受旋转失速影响。确定这些阶段中的一个或另一个，使得有可能优化旋转失速的搜索以及通过限制本发明方法的执行而有效地利用发动机的资源。

在另一个方面中，本发明还提供了一种包括根据本发明的检测装置的涡轮发动机。

附图说明及附录

本发明的其它特征和优点从下面示出的没有限制性特征的实施例的参照附录和附图的描述中变得清楚：

·图1示出了用于检测旋转失速的本发明方法的一个特定实施例的主要步骤的流程图；

·图2示出了用于检测具有涡轮发动机故障特征的压缩机操作线的装置的一个实施例；

·图3示出了当根据本发明的一个具体实施例更新温度阈值时所实施的主要步骤；

·图4示出了用于评价表示在涡轮机出口处被超过的限制温度的指标的装置的一个实施例；

·图5示出了用于评价表示检测压缩机的喘振的指标的装置的一个实施例；

·图6示出了用于评价表示涡轮发动机速度异常下降的指标的装置的一个实施例；

·图7示出了用于评价指标的加权组合的装置的一个实施例；以及

·附录1和2示出了在本发明的一个具体实施例中，适合于由图2所示的检测装置使用的数据库的实施例，该检测装置用于检测具有涡轮发动机故障特征的压缩机操作线。

具体实施方式

如上所述，本发明提出了运用模糊逻辑的原理用于检测旋转失速。更确切地，其有利地提出了组合所有与旋转失速现象有关的涡轮发动机的多个行为特征或指标，以通过可靠的方式确定压缩机中该现象的存在。

本发明中所使用的术语“行为特征”是指在存在旋转失速的情况下，发动机操作参数的行为特征(例如，发动机速度，涡轮机出口处温度，压缩机操作线等)。

在本发明所述的实施例中，会考虑以下指标：

·发动机速度的停滞或下降；

·发动机的涡轮机出口处温度的增加；

·压缩比下降(喘振)；

·发动机的涡轮机出口处的高温；

·具有发动机故障特征的压缩机操作线。

术语“操作线”是针对压缩机而在本发明中被使用，以指定发动机燃烧室出口处测得的压力与发动机风扇入口处测量的总压力的比值如何根据压缩机的旋转速度而改变。该操作线对于本领域技术人员来说是已知的，并取决于所考虑的发动机。

这些指标的存在表明有旋转失速的存在。当然，可以设想除了上面提到的那些指标外的其他指标，以进一步提高检测的可靠性。

下面参考图1描述特定实施例中的本发明的检测方法的主要步骤，其中该方法由发动机实施。

在本发明所描述的实施例中，关注于检测影响被安装到航空器上的双转子涡轮喷气发动机的高压压缩机的旋转失速。然而，这个假设不是限制性的，且本发明同样也可以被运用到低压压缩机上，也可以到其他的涡轮发动机上。

在已知的方式中，在涡轮喷气发动机运转的两个不同阶段期间，涡轮喷气发动机可能会遭遇旋转失速情况，即：

·在启动或重新点火涡轮喷气发动机(涡轮喷气发动机处于“次怠速”运转)的阶段期间；和/或

·在启动后调节推力(涡轮喷气发动机处于“非怠速”运转)的阶段期间。

根据本发明所描述的实施例，本发明的检测方法仅当涡轮喷气发动机处于这两个阶段中的一个或另一个(即或时被实施，这是为了节约航空器的资源。

区此，最初地，确定涡轮喷气发动机的运转阶段(步骤E10)。更确切地，确定涡轮喷气发动机是否在阶段和的一个或另一个中。

以已知的方式，很容易确定涡轮喷气发动机的运转阶段和

·通过分析启动涡轮喷气发动机的命令，从而表明其是否在启动/重新点火阶段以及

·通过询问涡轮喷气发动机的加速校正器的网络，当涡轮喷气发动机处于阶段时，其在运转。

如果涡轮喷气发动机既不是在运转阶段也不在运转阶段(步骤E20)，可以认为压缩机不会受旋转失速影响。该检测方法因此终止(步骤E30)。

与此相反，如果涡轮喷气发动机处于运转阶段或运转阶段 (步骤E20)，然后其速度被检查，以检测涡轮喷气发动机的异常加速度或具有涡轮喷气发动机故障特征的压缩机操作线(步骤E40)，如果有的话。

高压压缩机操作线的异常构成具有旋转失速症状的行为特征，其在阶段期间涡轮喷气发动机的运转中很快出现，即在涡轮喷气发动机已经启动并处于低转速后不久，甚至在可能检测到涡轮喷气发动机的异常加速度之前。

在涡轮喷气发动机已经启动之后，由于启动器上的操作，发动机的旋转可能是正常的，即使在发动机中存在旋转失速(即，在达到一定速度之前没有观察到加速停滞被)。与此相反，在此期间，一旦压缩机已经达到一定的旋转速度，将具有涡轮喷气发动机故障特征的压缩机操作线与正常的操作线区别开来是可能的，以及通过观察涡轮喷气发动机的燃烧室出口处测得的压力除以风扇入口处测量的总压力的比值而这样做。

观测该压力比和在此期间的高压压缩机的操作线有利地使得能够毫不拖延地激活其他行为特征的监测，且通常地激活涡轮喷气发动的涡轮机出口处温度的监测。

正如上面提到的，为了检测具有发动机故障特征的压缩机操作线，关注于涡轮喷气发动机的组合室出口处测量的静态压力PS3除以在风扇入口处测得的总压力PT的比值。静态压力PS3和压力PT是使用对本领域技术人员来说是已知的且在本发明中并未详细描述的压力传感器而测量的。

图2示出了用于检测具有涡轮喷气发动机故障特征的压缩机操作线的适于本发明使用的检测器装置1的一个实施例。仅当检测到涡轮喷气发动机被点火时(当涡轮喷气发动机不在时，旋转失速现象不存在)，并且仅当高压压缩机已达到预定的旋转速度时，从其可能将正常运转与涡轮喷气发动机的故障运转区别开时，使用这些检测器装置。可以实验地确定该旋转速度，且不会对本领域技术人员增加困难。

在图2的实施例中，可能是在不同的采样时刻被采取的压力PS3除以压力PT的比值，与根据压缩机的旋转速度N2减去其入口温度T25而确定阈值相比较，并写为N2r，即：

$N2r=\frac{N2}{\sqrt{T25/288.15}}$

在本发明中，该比较以相对的方式进行。

更精确地，压力PS3和PT的测量被作为输入供给适合于计算比值PS3/PT的除法器元件2。

与该处理同时，压缩机被降低的旋转速度N2r的估计值被输入到第一数字模型3。应当观察到，降低的旋转速度N2r是在涡轮喷气发动机的监测中常规使用的操作参数。因此，用于获取该参数的技术对于本领域技术人员来说是已知的，并没有在本发明中更详细地描述。

这个实施例中的第一数字模型3是数据库(例如，表格)，其将压力比值(PS3/PT)的参考值，写为Vref(N2r)与被降低的速度N2r的各种值相联系。术语“数据库”在本发明中被广泛使用，是指可以呈现各种形式，例如表格形式的数据集。

参考值Vref(N2r)给出了用于低速旋转N2r的压力比值PS3/PT的估计值，低于其，正在讨论的涡轮喷气发动机的运转不同于正常运转的涡轮喷气发动机。也就是说，其特征在于：在压力比值PS3/PT的限制值考虑了涡轮喷气发动机是正常运行的。因此，在由各种参考值根据速度N2r(忽略余量)所确定的操作线以下，考虑到涡轮喷气发动机呈现了故障(例如，旋转失速，燃烧室熄火等)。

从正常的涡轮喷气发动机和呈现了诸如旋转失速的故障的涡轮喷气发动机的图表中，该操作线(即，参考值Vref(N2r))被以实验的方式被获取。

通过示例，附录1，以表格的形式，给出了根据故障的发动机的低速旋转N2r的压力比值PS3/PT的值的实施例。这些值可被用作参考值，且它们确定了本发明的含义中的操作线。因此，图1所示的表格构成了适合用作第一数字模型的数据库。

然后，由减法器元件4从先前计算的比值PS3/PT中减去来自于数字模型3的参考值Vref(N2r)。

减法器元件4的输出和由除法器元件2所计算的比值PS3/PT然后被作为输入提供给除法器元件5。然后这评价了由以下所定义的比值λ：

$\mathrm{\λ}=\frac{\left(\frac{\mathrm{PS}3}{\mathrm{PT}}\right)-\mathrm{Vref}\left(N2r\right)}{\left(\frac{\mathrm{PS}3}{\mathrm{PT}}\right)}$

比值λ然后通过比较器6与预定阈值S0(N2r)相比较，以检测异常小的压力比。阈值S0(N2r)由第二数字模型7根据降低的旋转速度N2r提供，。

在该实施例中的第二数字模型7是一个将各种低速值N2r与阈值S0(N2r)相联系的数据库(例如，表格)，阈值S0(N2r)表示在考虑到故障，如旋转失速正影响压缩机以及因此影响涡轮喷气发动机之前，相对于上述的高压压缩机正常的操作线可接受地被采取的余量。该余量以实验的方式被确定。

通过示例，附录2以表格形式给出了适合用作第二数字模型的数据库的实施例。

如果比值λ小于阈值S0(N2r)，比较器传递逻辑1(否则它传递逻辑0)，表示具有涡轮喷气发动机故障特征的压缩机操作线的检测。在那种情况下，该指标P1然后被激活(步骤E50)。通过示例的方式，P1是一个当其被激活时被设置为1，否则设置为0的位。

如果比值λ大于阈值S0(N2r)，高压压缩机操作线(即，比值PS3/PT)继续在整个阶段中被检查，以检测具有涡轮喷气发动机故障特征的操作线，如果有的话。

在一种变型中，比值(PS3/PT)可以通过绝对的方式与预定阈值进行比较，即通过将比值(PS3/PT)直接地与阈值进行比较。

旋转失速存在的另一个指标是涡轮喷气发动机的异常加速度。在存在旋转失速的情况下，涡轮输送压力下降，从而导致驱动转矩减少。然后涡轮喷气发动机速度的加速速率以根据旋转失速的强度而更大或更小程度的明显的方式异常地降低。

涡轮喷气发动机的加速度可从涡轮喷气发动机的高压压缩机轴的旋转速度N2的导数而被估测。然而应该理解的是，涡轮喷气发动机的异常加速度引起了取决于涡轮喷气发动机是在阶段还是阶段内的不同结果。

因此，以已知的方式，当涡轮喷气发动机在启动或重新点火阶段时，涡轮喷气发动机的速度(以及因此旋转速度N2)由伺服控制回路控制，该伺服控制回路与最小加速度阈值(即，最小加速度设定值)有关，写为S1(dN2)。

为了检测涡轮喷气发动机在阶段期间中的异常加速度，要确定旋转速度相对于时间t的导数(即，加速度)，写为dN2/dt，是否显著地下降低于最低设定值S1(dN2)(步骤E42)。也就是说，检查是否：

$\frac{\mathrm{dN}2}{\mathrm{dt}}<\mathrm{\&alpha;}\&times;S1\left(\mathrm{dN}2\right)$

其中，α指其特征为“显著”下降低于阈值S1(dN2)的实系数。例如，如果选择α＝0.6，如果涡轮喷气发动机的加速度比预期的最小加速度低至少40％，则异常加速度被检测到。

如何计算导数dN2/dt是已知的，且这在下面参照图6被详细地描述。

如果异常加速度被检测到，指标P1被激活(步骤E50)。通过示例的方式，P1是一个如果异常加速度被检测到则设置为1，否则为0的位。

否则，涡轮喷气发动机的加速度在整个阶段中继续被检测，以检测异常的加速度，如果有的话。

阶段是一个需要来自于涡轮机的大量功率的加速阶段。当旋转失速在这个阶段出现时，涡轮喷气发动机一直遭遇“速度不足”。本发明所用的术语“速度不足”是指涡轮喷气发动机核心中的异常下降。在阶段期间内的涡轮喷气发动机的异常加速度从而引起负加速度。

因此，为了检测在阶段期间内的涡轮喷气发动机的异常加速度，要确定旋转速度相对于时间t的导数dN2/dt是否是负的(步骤E43)。也就是说，检查是否：

$\frac{\mathrm{dN}2}{\mathrm{dt}}<S2\left(\mathrm{dN}2\right)\&le;0$

S2(dN2)指预定阈值。

如果异常加速度被检测到，指标P1被激活(步骤E50)。

否则，涡轮喷气发动机的加速度在整个阶段中继续被检查，以检测涡轮喷气发动机速度的任何异常下降。

激活指标P1，立即或几乎立即引起运行的涡轮喷气发动机的涡轮机的出口温度被储存在涡轮喷气发动机的随机存取存储器(RAM)中。该温度也被称为排气温度(EGT)，且它是在航空器的整个任务过程中经由对本领域技术人员来说已知的，且没有在本发明中详细描述的传感器被常规地测量和追踪的参数。以这种方式将被存储的温度写为EGT_ref。该温度构成在本发明的含义中的参考温度。

在这样的情况下，以及根据本发明的检测方法，涡轮喷气发动机的涡轮出口处测得的温度变化(写为EGT)相对于参考温度EGT_ref而被分析。应当观察到的是如果在该分析中检测到当前温度EGT低于参考温度EGT_ref，那么当前温度被作为新的参考温度。

对于每个EGT的测量，测得温度EGT和参考温度EGT_ref之间的差值(写为ΔEGT)被估测(步骤E60)。

然后差值ΔEGT与确定的阈值S(EGT)相比较(步骤E70)。

在本发明所述的实施例中，最初该阈值被选定的足够大，以检测旋转失速而不会有错误检测的风险。其由实验确定，并取决于高压压缩机的旋转速度N2r。然后在本发明的检测方法(步骤E80)中被更新，以加速旋转失速的检测，如在下面参照图3更详细地描述。

如果差值ΔEGT大于阈值S(EGT)，那么旋转失速被检测到(步骤E90)。这样的检测后，可以发送警报消息给例如，航空器的飞行员，以指示旋转失速的存在。飞行员通过适应涡轮喷气发动机的速度而进行可能性响应。

如果差值ΔEGT小于阈值S(EGT)，那么用再次测量的温度EGT重复步骤E60和E70。

正如上文所述，在本发明所述的实施例中，为了改善速度方面的检测性能，同时保证低错误的检测率，当除了温度EGT大幅增加以外的指标表明存在旋转失速时，阈值S(EGT)被更新(即降低)。为此，本发明有利地利用了模糊逻辑的原理。

在已知的方式中，模糊逻辑依赖于模糊集合的数学理论(即，以不精确的方式被定义的集合)，并且其使得有可能以“逐渐的”(即较强或较弱)方式将元素确定归属到一个类中。其特别适用于既没有数学模型也没有需要监控或者控制的现象的任何精确知识的领域。

发明人已经敏锐地有了将这种模糊逻辑原理运用到旋转失速的检测上的想法，用于更新阈值S(EGT)，如下面参照图3所描述的。

在本发明所描述的实施例中，为了决定是否更新阈值S(EGT)，要评价以下三个指标(步骤E81)：

·指标i1，表示在涡轮机出口处被超过的限制温度EGT_lim；

·指标i2，表示压缩机喘振的检测；以及

·指标i3，表示涡轮喷气发动机速度不足，也就是说，其速度的异常下降。

通过示例的方式，指标i1，i2和i3是当它们被激活时被设置为1，否则它们被复位到0的位。因此，i2＝1表示已经检测到压缩机的喘振。

图4，5和6示出了适于评价这些指标的装置。

图4示出了适于评价指标i1的装置10。这些装置包括比较器11，适于比较涡轮喷气发动机涡轮机出口处的温度的每个测量值EGT和限制温度EGT_lim。

如果EGT＞EGT_lim，则比较器11激活指标i1(i1＝1)。否则，指标i1被停用(i1＝0)。

图5示出了适于评价指标i2的装置20，也就是说，检测涡轮喷气发动机喘振的存在(或不存在)。在本发明所描述的实施例中，这仅限于“次怠速”喘振，即当涡轮喷气发动机处于“次怠速”运转模式时出现的喘振。在该运转模式期间，喘振几乎总是跟随有旋转失速，其使得指标i2在启始阶段中是特别相关的。

以已知的方式，喘振是流过压缩机的流体内的空气动力不稳定性，可以伴有压缩机内流动的逆转。喘振的存在特别地引起涡轮喷气发动机的压缩比下降。

为了检测该压缩比的下降，装置20使用在不同时刻的涡轮喷气发动机燃烧室出口处测得的静态压力PS3。

从时刻nT_e获得的压力PS3开始，其中T_e指采样周期，n是相对整数，装置20使用延时元件21以估测在时刻(n-1)T_e的压力PS3。

然后，减法器元件22计算由下式所给定的压力差dPS3：

dPS3＝PS3[(n-1)T_e]-PS3[nT_e]

其中PS3[nT_e]指在时刻nT_e被采样的压力PS3的值。

然后，除法器元件23用差值dPS3除以在时刻(n-1)T_e的压力PS3值。

然后，除法器元件23的输出，dPS3/PS3，被传递到比较器24。其比较dPS3/PS3值与预定阈值S(PS3)，并且，如果dPS3/PS3＞S(PS3)则输出1，或相反为0。

然后，该输出值与带有阶段的指标的逻辑“与”门25相结合，以给出指标i2。因此，如果输出值和阶段指标每个都等于1，那么指标i2被激活(i2＝1)。也就是说，喘振在涡轮喷气发动机的“次怠速”运转阶段期间被检测到。否则，i2被停用(i2＝0)。

图6示出了适于评价指标i3的装置30，即，用于检测涡轮喷气发动机速度不足的存在(或不存在)的装置30。要做到这一点，装置30使用高压压缩机的轴的旋转速度N2，如上面提到的。

更精确地，装置30包括适于估测时间导数dN2/dt的微分器31。通过示例的方式，该微分器31是上面用于确定在阶段期间中异常加速度的微分器。在这个实施例中，它包括第一级过滤器，包括：

·延时元件31A，在时刻(n-1)T_e传递速度N2；

·减法器元件31B，使来自元件31A的在时刻(n-1)T_e的速度N2从在时刻nT_e的速度N2中减法；以及

·除法器元件31C，适于从元件31B的输出获得的差值除以采样周期Te。

导数dN2/dt的值然后被输入到比较器32。该比较器将dN2/dt的值与预定负阈值S3(dN2)相比较，并且如果dN2/dt≤S3(dN2)(i3＝1)，其激活指标i3，否则停用(i3＝0)。

参考图3，以这种方式评价的指标i1，i2和i3然后使用预定的加权组合而被结合(步骤E82)。在本发明所描述的实施例中，加权组合依赖于组合逻辑。然而，在一种变型中，例如在概率等的帮助下，设想使用其他类型的加权是可能的。

评价两个加权组合C1和C2的一个实施例在图7中所示。在这个实施例中：

·通过将逻辑“与”门41运用到指标i1和i2上而获得组合C1；以及

·通过将逻辑“或”门42运用到指标i1和i3上而获得组合C2。

以这种方式评价的加权组合然后被用来决定是否更新该阈值S(EGT)(步骤E83)，也就是说，如果旋转失速的其他指标被激活，向下重新评价该阈值S(EGT)。

在图6中所示的实施例中，以下的法则被运用：

·如果C1＝1：阈值S(EGT)减少了系数β1(例如，β1＝85％)；

·如果C1＝0且C2＝1：阈值S(EGT)减少了系数β2(例如β2＝50％)；和

·如果C1＝0且C2＝0：阈值S(EGT)保持不变。

应用这些规则用于在以下所述的帮助下重新评价阈值S(EGT)：

·乘法器元件43和44分别适于将阈值S(EGT)乘以系数β1与β2；以及

·判定元件(或开关)45和46分别适于当C2＝1时选择输入V+(即，乘法器元件43和44的输出)，且分别地C1＝1，以及输入V-，当C2＝0，且分别地C1＝0。

当然，可以设想其它的组合。

以这种方式被更新的阈值S(EGT)然后用于检测步骤E70期间中的旋转失速，如上所述。因此，在与旋转失速相关联的其他行为特征的存在下，检测被加速。

附录1

N2r	4000	5000	6000	7000	8000	9000	10000	11000	12000
										Vref(N2r)	1.04	1.12	1.2	1.28	1.35	1.45	1.55	1.7	1.95

附录2

N2r	5000	6000	7000	8000	9000	10000	11000	12000
									S0(N2r)	0.025	0.04	0.06	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11

Claims (11)

1.一种用于检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的检测方法，该方法的特征在于：它包括以下步骤：

·检测(E40)发动机的异常加速度或具有发动机故障特征的压缩机的操作线；

·存储(E50)发动机的涡轮机出口处在检测时刻测量的参考温度(EGT_ref)；

·比较(E60)设定的温度阈值(S_EGT)与涡轮机出口处在检测后测得的当前温度(EGT)和参考温度(EGT_ref)之间的差值；以及

·确定(E70)在阈值被超过的情况下存在旋转失速。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：它进一步包括以下步骤：

·评价(E81)指标包括至少：

·第一指标(i1)，表示在涡轮机出口处被超过的限制温度(EGT_lim)；

·第二指标(i2)，表示检测压缩机喘振；以及

·第三指标(i3)，表示发动机速度的异常下降；

·评价(E82)这些指标的至少一个加权组合(C1，C2)；以及

·根据组合值，更新(E83)温度阈值。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：通过将发动机燃烧室出口处的压力除以发动机风扇入口处的总压力的比值与取决于压缩机旋转速度的预定阈值作比较，检测(E41)具有发动机故障特征的压缩机的操作线。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：当检测到当前温度低于参考温度时，该温度被作为新的参考温度。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：它进一步包括确定(E10)发动机的运转阶段，并且如果以这种方式所确定的运转阶段是下列情况，则实施检测、测量、比较和确定步骤：

·启动或重新启动发动机的阶段或者

·在发动机已经启动后的推力调节的阶段

6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：该评价的加权组合(C1，C2)是运用到第一指标(i1)，第二指标(i2)和第三指标(i3)上的组合逻辑的结果。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：评价的加权组合(C1)由运用逻辑“与”函数到以下而产生：

·第一指标(i1)，表示超过涡轮机出口处的限制温度；以及

·第二指标(i2)，表示检测压缩机的喘振。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：评价的加权组合(C2)由运用逻辑“或”函数到以下而产生：

·第一指标(i1)，表示超过涡轮机出口处的限制温度；以及

·第三指标(i3)，表示发动机速度的异常下降。

9.一种用于检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的检测装置，该装置的特征在于：它包括：

·用于检测发动机的异常加速度或检测具有发动机故障特征的压缩机的操作线的装置；

·用于存储发动机的涡轮机出口处在检测时刻所测量的参考温度(EGT_ref)的装置；

·用于比较设定的温度阈值(S_EGT)与涡轮机出口处在检测后所测得的当前温度和参考温度之间的差值的装置；以及

·用于确定在阈值被超过的情况下存在旋转失速的装置。

10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于：它进一步包括：

·用于评价至少以下的指标的装置(10，20，30)，：

·表示在涡轮机出口处被超过的限制温度的第一指标；

·表示检测压缩机喘振的第二指标；以及

·表示发动机速度的异常下降的第三指标；以及

·用于评价第一指标、第二指标和第三指标的至少一个加权组合的装置(40)；以及

·用于根据组合值更新温度阈值的装置(45，46)。

11.一种涡轮发动机，包括根据权利要求9所述的检测装置。