[发明专利]用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统和方法

说明书

本发明提供了一种燃气涡轮发动机及操作方法。燃气涡轮发动机可包括由部件致动器可操作地驱动的可变几何部件。部件致动器可与主要管线流体连通，主要管线具有与部件致动器相关联的阀。所述方法可包括确定与使用部件致动器致动可变几何部件相关联的需求压力。所述方法还可包括基于需求压力调整阀的位置以在部件致动器处产生大于或等于需求压力的燃料压力。

技术领域

本发明主题一般涉及燃气涡轮发动机，更特别地，涉及用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统。

背景技术

在典型的燃气涡轮发动机的运行期间，燃料可在点燃之前被供应给燃烧部段以驱动一个或多个涡轮机的旋转。为了确保适当的燃烧和/或动力生成，燃料计量和增压系统大体上被设置成与燃气涡轮发动机操作关联。通常，多个液压-机械阀串联连接以调节被输送至燃烧部段的燃料的量以及可供用于伺服致动的压力。例如，燃料计量和增压系统可包括设置到发动机的燃烧部段的燃料的流量的燃料计量阀。位于燃料计量阀下游的液压-机械增压阀可控制可供用于伺服致动的压力。液压-机械增压阀可被关联至燃料泵的输出。

在这种常规系统内，燃料通常由与发动机的运行速度相关联的泵送单元进行循环。多余的燃料、或超过燃烧所需的燃料被再循环至一个或多个旁路回路中。而且，在一些燃料计量和增压系统的情况下，一个或多个旁路回路内的燃料能够被引向发动机的可变几何部件，诸如可变导向轮叶，或从发动机的可变几何部件中被引出。用于致动导向轮叶的力或压力因而可与系统内的燃料压力相关。相应的，这种力或压力可根据飞行器的变化的要求而进行改变。

然而，现有系统必须经常适应用于致动可变几何部件的需求与燃烧部段的燃料需求不相符的情况。燃烧部段处的燃料需求可限制燃料计量和增压系统内的燃料流速快于发动机速度，并且因而，可限制燃料流速比用于移动可变几何部件所需致动力更快速地减小。如果发生中断起飞事件，燃烧部段处的燃料需求可使燃料流速比用于致动可变几何部件所需的压力更快速地显著减小。

为了适应这种需求的变化，现有系统往往使其大小被设定为并被构造为用以适应发动机的可变几何部件与其燃烧部段的压力要求之间的矛盾。旁通阀和回路构件，诸如致动器、泵和热交换器，因而往往被构造成尺寸过大。增加的大小在可供用于致动可变导向轮叶的燃料系统压力减小的情况下允许实现所需的致动力，即使是在燃料流速突然受限时。然而，现有的过大的构型能够导致显著的重量被添加到发动机。而且，系统的构成元件的增加的大小可导致取自发动机的动力量增加。提取动力以使燃料循环可减少可供用于推进的动力量，降低整体发动机效率。此外，燃料的循环增加可导致由系统内的燃料携带的热量增加。

因此，需要一种燃料系统，其能够将足够的燃料增压提供至发动机的各个部分，而不需要尺寸显著过大的元件。进一步需要一种燃料系统，其能够降低对燃料系统的动力需求并增加整体发动机效率并且/或者减小发动机重量。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的说明中进行部分地阐述，或者可以从说明中变得显而易见，或者可以通过本发明的实践而得以了解。

在本公开内容的一个方面中，提供了一种调节燃气涡轮发动机中的燃料的方法。燃气涡轮发动机可包括由部件致动器可操作地驱动的可变几何部件。部件致动器可与主要管线流体连通，主要管线具有与部件致动器相关联的阀。所述方法可包括确定与使用部件致动器致动可变几何部件相关联的需求压力。所述方法还可包括基于需求压力确定阀的所需阀位置。所述方法可进一步包括基于需求压力调整阀的位置以在部件致动器处产生大于或等于需求压力的燃料压力。

在本公开内容的另一方面中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统。燃气涡轮发动机可包括燃烧部段和可变几何部件。燃料输送系统可包括部件致动器、主要管线、阀以及控制装置。部件致动器可构造为用以致动可变几何部件。主要管线可与部件致动器流体连通。阀可与主要管线流体连通。控制装置可与阀可操作地通信。控制装置可构造为用以确定与使用部件致动器致动可变几何部件相关联的需求压力；以及基于需求压力调整阀的位置以在部件致动器处产生大于或等于需求压力的燃料压力。