发明内容

一个实施例涉及一种控制包括临时功率增加装置的涡轮机的方法，所述装置包括储存器和注射回路，储存器构造成包含冷却剂，注射回路构造成经由在涡轮机的至少一个压缩机级上游的注射歧管注射冷却剂，冷却剂的注射流率是可变的，所述控制方法包括：激活临时功率增加装置的步骤，其中在涡轮机的至少一个压缩机级的上游注射冷却剂；以及控制冷却剂的流率的步骤，其中根据以下调节所注射的制冷剂的流率，即大气压力；和/或环境温度；和/或诸如气体发生器的旋转速度、低压涡轮或动力涡轮的旋转速度、在压缩机级的出口处的气体压力、在低压涡轮或动力涡轮的入口处的温度、发动机扭矩的涡轮机的至少一个参数；和/或涡轮机被构造成待组装的诸如直升机旋翼的总距(collectivepitch)或一个或多个涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨的螺距的飞行器的至少一个参数。

在本文中，术语“下游”和“上游”沿着涡轮机内部的气体的正常流动方向来考虑。

例如，冷却剂可以是水或者水和例如防冻剂的添加剂的混合物，防冻剂诸如甲醇、乙醇或乙二醇。下文中，除非另有说明，术语“冷却剂”应理解为“冷却流体”。

例如，由于可变流量的泵，例如具有固定排量但是具有转速可变的转子的泵或者具有固定转速的转子但是排量可变的泵，注射流率可以是可变的。在这样的示例中，泵可以用来从储存器泵出冷却剂，并且将其经由歧管以预定的压力注射，在该情况下，冷却剂储存器不必需是加压的。根据另一个示例，由于可变开度的阀，注射流率可以是可变的。在这样的示例中，储存器可以是加压的。根据又一个示例，注射回路包括泵和阀，泵的流率和/或阀的开度是可变的。

这样的方法适用于涡轮机被构造成待组装的任何类型的飞行器(例如固定翼或旋转翼，存在一个或多个涡轮机，等等)。

发明人已经发现，当所注射的冷却剂的流率根据大气压力或环境温度或该两者进行调节时，所注射的冷却剂的流率可以尽可能地接近于涡轮机针对给定压力增加的实际要求。例如，对这样的冷却剂注射的要求可以限于低高度和高温度的包络。例如，从ISA到ISA+30和从0米到3000米。

具体地，冷却剂的注射能够冷却压缩级上游的空气，因而增加其密度，并且因此增加涡轮机的燃烧室中的氧气质量流率。此外，燃烧室中的冷却流体的汽化能够非常显著地增加燃烧室下游的压力和/或体积密度，并且因此增加涡轮机中回收的机械功。因此，根据压力和温度使冷却剂的密度和粘度变化，大气压力和环境温度是对于调节流率需要考虑的相关参数。

例如，使用映射表(或表格)来施加控制，映射表将大气压力和/或环境温度作为输入，并且将要注射的流率作为输出。根据另一个示例，可以使用这样的映射表来施加控制，该映射表将来自大气压力和环境温度的参数作为输入，并且将要注射的流率作为输出，然后经由另一个映射表或分析计算(或分析函数)进行任何修正，另一个映射表或分析计算将来自大气压力和环境温度的另一个参数作为输入，并且将流率的修正(要增加或减少)作为输出。根据又一个示例，可以使用类型为“根据大气压力和/或环境温度而要注射的流率”的分析计算来施加控制。根据另一个示例，可以如下施加控制，即，使用类型为“要注射的流率根据来自大气压力和环境温度的两个参数中的一个”的分析计算，随后在适用的情况下根据来自大气压力和环境温度中的另一个参数、使用映射表或另一个分析计算进行修正，映射表或另一个分析计算将另一个参数作为输入，将流率的修正(要增加或减去)作为输出。例如，使用类型为流率＝函数(大气压力、环境温度)、或者流率＝函数(大气压力)×取决于环境温度的固定修正系数、或者流率＝[大气压力、环境温度]来施加控制。

在某些实施例中，所注射的冷却剂的流率被调节成使得冷却剂/空气的质量比率在0.5％和15％之间，例如在1％和12％之间。这使得能够根据飞行包络(高度、温度)或飞行员的要求来适应功率要求。

这使得无论高度/温度包络的点位如何都可以精确地考虑要注射的流率的要求。相反，在现有技术中只考虑了要注射的流率的一个点，确定高度/温度包络的一个点位处的尺寸，并且要注射的流率没有重新校准，并且因此在包络的其余部分中尺寸过大。

在某些实施例中，所注射的冷却剂的流率根据来自储存器内部的冷却剂温度和注射歧管的液位处的冷却剂的压力中的至少一个进行调节。

冷却剂的特征，诸如其温度和压力，是代表其粘度和密度的参数，并且因此是用于调节流率的有利参数。换句话说，流体的物理化学参数有助于调节电动泵的额定功率(rating)，诸如保证适当的流率。

在某些实施例中，如果检测到涡轮机的瞬时功率损失和/或如果检测到涡轮机进入预定额定功率和/或如果检测到额外的功率需求和/或用户要求，则激活临时功率增加装置。

这样就能够通过只在严格必要的情况下激活临时功率增加装置而将冷却剂的消耗限制在严格必要的范围内。例如，临时功率增加装置的激活可以是自动的或手动的。例如，通过监测某些参数，诸如瞬时功率、额定功率或功率要求，如果超过阈值，则可以自动激活临时功率增加装置。用户也可以确定有对于临时功率增加的要求，并且手动操作临时功率增加装置。

在某些实施例中，临时功率增加装置根据以下激活：涡轮机的至少一个参数，诸如气体发生器的旋转速度、低压涡轮或动力涡轮的旋转速度、在压缩机级的出口处的气体压力、在低压涡轮或动力涡轮的入口处的温度、发动机扭矩，和/或飞行器的至少一个参数，其中涡轮机被构造成待组装的诸如直升机旋翼的总距或一个或多个涡轮螺旋桨发动机的螺距。

这些参数，单独或组合起来考虑，可以代表涡轮机的瞬间功率损失，代表进入到涡轮机的预定额定功率和/或代表额外的功率要求。此外，根据情况，飞行员可以授权或不授权临时功率增加装置在必要时自动触发流体的注射，或保持唯一的权力来决定激活流体的注射。

在某些实施例中，在激活临时功率增加装置之前确定临时功率增加装置是否是可激活的。

这样就能够在试图使用临时功率增加装置之前检查其是否是可用的，这能够在试图使用临时功率增加装置而该装置不可用的情况下节省冷却剂。这也能够使它保证注射的有效性(足够的流体)，并且在没有足够的流体时通知飞行员。换句话说，这能够保证注射的有效性和可以通知飞行员功能的可用性。

在某些实施例中，根据来自储存器内部的冷却剂的液位、储存器内部的冷却剂的温度、注射歧管的液位处的冷却剂的压力、以及临时功率增加装置的注射回路的电动泵的旋转速度中的至少一个参数来确定临时功率增加装置是否是可激活的。

这些参数，单独或组合起来考虑，可以代表临时功率增加装置的可用性。

在某些实施例中，根据来自储存器内部的冷却剂的液位、储存器内部的冷却剂的温度、临时功率增加装置的激活时间、涡轮机的瞬时功率中的至少一个参数、或者用户要求而停止临时功率增加装置的激活。

这能够以严格必要的程度限制冷却剂的消耗。例如，功率增加装置的停止可以是自动的或手动的。例如，通过监测某些参数，诸如储存器内部的冷却剂的液位、储存器内部的冷却剂的温度、临时功率增加装置的激活时间和/或涡轮机的瞬时功率，如果超过阈值，则可以自动地停止临时功率增加装置。用户也可以决定不再需要临时增加功率，并且手动停止临时功率增加装置。

一个实施例涉及一种计算机程序，其包括用于执行本文中所描述的任何实施例所要求保护的方法的指令。

该程序可以使用任何编程语言，并且以源代码、目标代码或源代码与目标代码之间的中间代码、诸如以部分编译形式的形式出现，或者以任何其它期望的形式出现。

一个实施例涉及一种可由计算机读取的记录介质，其上记录了根据本文的计算机程序。

记录介质可以是能够储存程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括一种诸如ROM的存储装置，例如CD-ROM或微电子回路ROM，或者磁记录装置，例如磁盘(软盘)或硬盘。

替代地，记录介质可以是集成电路或专用电子卡，程序被纳入其中，该电路或卡适合于执行或被用于执行有关方法。

一个实施方案涉及一种集成电路或电子卡，该集成电路或电子卡被构造成执行根据本文的方法。