用于冷却涡轮叶片的方法和设备与流程

1.这些教导大体涉及喷气发动机，并且更具体地，涉及喷气发动机的涡轮中的叶片。


背景技术：

2.蠕变是依赖于温度和应力的现象，其影响发动机的不同结构部件(例如涡轮叶片)的寿命。涡轮中的高温部件经常因蠕变而失效。一般来说，温度越高，蠕变引起的损坏累积得越快。结构上因蠕变最快而失效的位置具有最短的蠕变寿命。该位置称为最小蠕变寿命位置(mcll)。随着发动机中的温度越来越高，涡轮叶片可能会因蠕变损坏累积加速而失效。
附图说明
3.通过提供以下详细描述中描述的用于冷却涡轮叶片的方法和设备，特别是当结合附图研究时，至少部分地满足了各种需要。在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的当前描述的方面的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
4.图1包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
5.图2包括根据这些教导的各种实施例构造的流程图；
6.图3包括根据这些教导的各种实施例构造的流程图；
7.图4包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
8.图5包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
9.图6a和6b包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
10.图7包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
11.图8包括根据这些教导的各种实施例构造的图；
12.图9包括根据这些教导的各种实施例构造的图。
13.附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本教导的各种实施例的理解。此外，在商业上可行的实施例中有用或必需的常见但易于理解的元件通常未被描绘，以便于减少对本教导的这些不同实施例的视图的阻碍。某些动作和/或步骤可以以特定的发生顺序来描述或描绘，而本领域技术人员将理解实际上不需要关于顺序的这种特异性。
具体实施方式
14.喷气发动机中使用的涡轮叶片会由于极热而失效(例如，变得破裂、损坏等)。先前防止叶片损坏的方法检查了整个叶片的平均叶片温度。然而，叶片通常不会在叶片上的所有位置发生故障，而是通常仅在特定点或区域、或有限数量的点或区域发生故障，从而导致这些先前系统做出不准确或不精确的故障预测。
15.有利地，用于涡轮叶片的适应性冷却的本方法在做出关于是否冷却叶片或可能更换叶片的决定时不依赖于监测或确定叶片上的平均温度。相反，最小蠕变寿命位置(mcll)
或紧邻mcll的区域的温度被精确定位并且其温度被监测，使得本方法比先前方法更准确。
16.本文描述的方法限定了一种受控方法，其延长了涡轮叶片的翼上时间。涡轮叶片的蠕变寿命是应力和温度的呈指数关系的函数。温度的小幅升高(例如，50华氏度)会使蠕变寿命降低一个数量级(例如，从30年降低到3年)。蠕变机械分析用于基于联接的应力/温度曲线来确定涡轮叶片的mcll。随着发动机老化，它以更高的压力比和更高的温度运行以维持相同的性能。该方法基于监测mcll的温度(tmcll)。控制策略动态调整提供给涡轮叶片的冷却，以将最高温度tcmll保持在极限值(tlimit)或低于极限值(tlimit)。温度可以通过红外(ir)或其他类型的传感器直接测量，或从其他测量值中导出。
17.适应性冷却可以使用几种方法来实现。一种方法是通过打开阀来增加冷却空气流。第二种方法是通过使用附加热交换器来降低冷却空气的温度。例如，通过控制附加热交换器上的阀来改变冷却空气温度的降低。
18.一般而言，本公开的各个方面可以与监测和控制涡轮叶片的操作条件的方法一起采用。在许多这样的实施例中，接收涡轮叶片设计(例如，从设计者、分析程序或已经评估涡轮叶片的其他来源)的最小蠕变寿命位置(mcll)。mcll是特定涡轮叶片或特定涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置。监测飞行器发动机中的具有涡轮叶片设计的涡轮叶片上的mcll的温度(例如，使用温度传感器等)。当mcll的温度超过预定温度阈值时，启用适应性冷却以调整温度和/或绕涡轮叶片流动的空气量。
19.在其他方面，基于历史数据来确定关于mcll处的未来温度的未来预测。当mcll的未来温度超过预定温度阈值时，绕叶片流动的空气的温度随着发动机操作而调整。
20.在示例中，mcll基于叶片设计的应力分析和温度。在各方面，应力分析识别叶片设计上的位置处的最大应力，并且温度分析识别叶片设计上的最大温度。
21.在其他方面，通过调整空气的流率来调整空气的温度。在一些示例中，空气源自压缩机并且通过控制压缩机中的阀来调整流率。在其他示例中，使用热交换器调整空气的温度。
22.在一些其他示例中，至少一个传感器包括红外传感器。在其他示例中，至少一个传感器设置在涡轮叶片上。
23.在这些实施例中的又一些中，一种系统包括：至少一个传感器、联接到飞行器发动机的旋转轴的涡轮叶片；以及控制器。控制器联接到至少一个传感器。
24.控制器被构造成接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)。mcll是涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置。控制器进一步被构造成经由传感器监测具有涡轮叶片设计的涡轮叶片的mcll的温度。当mcll的温度超过预定温度阈值时，控制器被构造成发送一个或多个第一控制信号，以引起对温度调整设备的操作的调整。在飞行器发动机操作时，温度调整设备的操作的调整有效地冷却绕涡轮叶片流动的空气的温度。
25.在其他方面，控制器被构造成基于历史数据确定关于mcll处的未来温度的未来预测；并且当mcll处的未来温度超过预定温度阈值时，向温度调整设备发送一个或多个第二控制信号，以在飞行器发动机操作时调整绕涡轮叶片流动的空气的温度。
26.除非本文另有规定不同的具体含义，否则本文使用的术语和表述具有与上述技术领域的技术人员所赋予的这些术语和表述一致的普通技术含义。除非另有明确说明，否则本文使用的词语“或”应被解释为具有析取结构而不是合取结构。除非本文另有说明，否则
术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
27.除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
28.如本文在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”的术语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，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的裕度内。
29.在对以下详细描述进行彻底回顾和研究后，上述和其他益处可能变得更加清楚。
30.现在参考图1，描述了用于适应性冷却燃气涡轮发动机中的叶片的系统100的一个示例。系统100包括联接到存在于发动机中的轴104的叶片102。在示例中，叶片102和轴104可以设置在燃气涡轮发动机的涡轮区段中。传感器106联接到控制器108。控制器108联接到温度调整设备110。温度调整设备110产生适应性冷却叶片102的冷却空气112。应当理解，叶片102可以是叶片盘上的一个叶片，并且随着轴旋转，盘旋转，从而旋转叶片102。
31.叶片102是任何叶片，例如燃气涡轮发动机(例如，飞行器发动机)的涡轮区段中的转子叶片。轴104联接到叶片102并旋转。随着轴104旋转，叶片102旋转。应当理解，叶片102可以使用不同的材料构造，并且可以根据特定燃气涡轮发动机的需要具有不同的大小、尺寸和形状。还应当理解，发动机的涡轮区段由多个级组成，每个级通常具有不同的叶片设计。
32.传感器106是获得叶片102在其中操作的环境的温度的任何类型的传感器。在一个示例中，传感器106是红外传感器。传感器的其他示例是可能的。可能需要定位(瞄准)传感器106以感测mcll的温度。在其他示例中，传感器106具有覆盖(例如，获得示出或指示温度的图像)叶片102的较大区域的视场或感测场，控制器108处理感测的图像或数据，以确定该图像或数据内的mcll的温度。在后面的示例中，传感器106被设置成能够感测叶片102的整个或更大区域。
33.控制器108联接到传感器106。应当理解，如本文所用，术语“控制器”泛指具有处理器、存储器和可编程输入/输出外围设备的任何微控制器、计算机或基于处理器的装置，其通常被设计为管理其他部件和装置的操作。还应理解为包括常见的附带附件装置，包括存储器、用于与其他部件和装置通信的收发器等。这些架构选项在本领域中是公知和理解的，这里不需要进一步描述。控制器108可以被构造为(例如，通过使用储存在存储器中的对应程序，如本领域技术人员将充分理解的)执行本文描述的步骤、动作和/或功能中的一个或多个。
34.在多个方面，温度调整设备110被构造成通过调整空气的流率来适应性调整空气的温度。例如，温度调整设备包括阀，通过向阀施加一个或多个第一控制信号来调整流过阀的空气的流率。在其他示例中，温度调整设备包括热交换器。
35.在操作中，获得叶片102的设计。叶片102的设计以某种电子形式、模型或文件电子表示。获得叶片102的边界条件并且这些条件包括尺寸、厚度、环境温度，举几个示例。还获得其他特性，诸如叶片102的材料类型和强度。例如，边界条件是从叶片的设计者获得的，并且在一个具体示例中包括指定形状的叶片、厚度、用于构造叶片的材料。
36.叶片102可以是燃气涡轮发动机的涡轮区段中的一个叶片。涡轮区段可以包括多个级或区段。每个级可以是盘，盘上有多个叶片，并且静止轮叶定位在每个盘之间。叶片102可以与盘中的一个相关联。每个盘具有多个旋转的叶片(包括叶片102)。还存在与燃气涡轮发动机的壳体一起形成的轮叶的非移动区段，并且轮叶引导空气流过涡轮级。一个级可能具有42个叶片，其他级可能具有46个叶片。
37.在一个示例中，每一级有一个传感器，而不是每个叶片有一个传感器。在其他示例中，多个传感器可用于每个涡轮级。
38.示出了叶片102的设计上的应力的叶片102的设计的应力图是根据本领域技术人员已知的方法生成的。例如，有限元分析软件(例如，由ansys公司开发)可用于创建沿叶片的应力分布。给定特定操作条件，根据本领域技术人员已知的方法生成示出叶片102上的最高温度的温度图。例如，有限元分析软件可用于创建沿叶片的温度分布。
39.用于叶片102的设计的mcll使用应力图和温度图来确定。这是针对特定叶片型号和设计。在示例中，假定mcll在操作期间不会改变或改变最少(例如，它移动大约叶片长度的百分之一的距离)。
40.该处理可以如下进行。拉森米勒(larson miller)参数(lmp)限定为：
41.lmp＝t(log(tr)+c)，其中tr是破裂或失效时间并表示蠕变寿命，t是以开氏度为单位的温度，并且c是取决于叶片102的材料或其他特性的常数。
42.使用应力图确定叶片102的设计上的点的最大应力。获得lmp与应力的已知曲线图(例如，这可以由叶片102的制造商提供)。lmp与用于构造叶片102的材料有关。在已知叶片的该点的最大应力、已知c和已知叶片102上的该点的最大温度的情况下，叶片上的该点的最小蠕变寿命通过求解上述方程来确定tr。对叶片102上的所有点进行该处理，从而确定最小蠕变寿命位置(通过确定叶片102上的所有点的最低tr)。
43.控制器108现在进行对mcll的温度的监测。随着叶片102转动，控制器108使用传感器106(例如，红外传感器或光学传感器)来监测mcll的温度。控制器108和传感器106可以被构造成仅监测叶片102的一个mcll(例如，传感器106在叶片102上，或者随着叶片102转动，传感器106感测叶片102)，并且可以假定盘的所有叶片都具有相同的mcll。在其他示例中，多个叶片可以由控制器108和传感器106监测。该监测循环是连续的，但是控制器108可以例如在不同的时间点进行感测。
44.在各方面，控制器108还确定未来mcll处的温度是否会过量。为此，控制器108检查过去(或历史)数据的趋势(图案的斜率)，以确定mcll处的温度未来何时会过量。例如，如果在每个预定时间段内，温度是250华氏度、300华氏度，然后是350华氏度，则控制器108可以推断mcll的温度将在下一个时间段上升至400华氏度。
45.当mcll的温度超过阈值时，可以使用各种动作来冷却叶片102和mcll。空气可以从燃气涡轮发动机的压缩机中排出并施加到叶片102。排出的空气可以称为冷的冷却空气(cca)并且可以以千克/分钟为单位测量。排出的空气可以由温度调整设备110中的阀控制，这将较冷的空气施加到叶片102。在某一点，10％的空气可能从压缩机中排出，而在其他点，15％的空气可能从压缩机中排出。来自控制器108的控制信号可用于控制阀。在具有多个涡轮区段的系统中，一定百分比的排出的空气可以被引导至涡轮级或区段中的不同涡轮级或区段。
46.当温度调整设备110是热交换器或包括热交换器时，空气被热交换器冷却并且返回到较冷状态。在一个示例中，冷却的空气返回时比冷却前的空气冷20％。在其他示例中，空气被冷却到冷30％的温度。应当理解，这些仅是示例并且任何冷却量都是可能的。
47.在其他示例中，冷却空气以mcll为目标，其中只有具有mcll的叶片部分被冷却。这可能是通过特殊的管道、轮叶或对其他结构的调整来实现的。
48.现在参考图2，描述了用于冷却涡轮叶片的方法的一个示例。在步骤202，接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)。mcll是涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置。
49.在步骤204，监测飞行器发动机中的具有涡轮叶片设计的涡轮叶片上的mcll的温度。可以使用红外或光学传感器进行监测。在示例中，该传感器获取整个叶片或叶片的大部分(叶片的》80％)的图像(其示出温度)或其他感测读数，并且处理这些图像或数据以找到mcll处的温度。
50.在步骤206，当mcll的温度超过预定温度阈值时，随着飞行器发动机操作，调整绕涡轮叶片流动的空气的温度。在示例中，使用热交换器。
51.现在参考图3，描述了用于冷却涡轮叶片的方法的另一个示例。在步骤302，确定叶片的mcll在时间i的温度(tmcll(i))是否大于阈值(tlimit)，或叶片的mcll在未来时间的温度(tmcll(i)+tset)是否大于阈值(tlimit)。在示例中，叶片的mcll在未来时间的温度可以由控制器108使用关于测量的mcll的温度如何变化的知识来预测。例如，如果mcll的温度以线性方式变化，并且在时间i处于某个温度，则控制器108可以推断未来的温度是多少。
52.如果答案是肯定的，则在步骤304确定叶片寿命预期减少，并且在步骤306启用本文所述的适应性冷却程序。除了利用本文所述的适应性冷却方法外，还可以制定计划以在维护周期期间更换或维修叶片，在维护周期期间可以进行这些动作。
53.如果答案是否定的，则在步骤308确定叶片寿命预期未改变，并且在步骤310禁用本文所述的适应性冷却程序。这些冷却程序可以手动或自动禁用。
54.现在参考图4，描述了用于冷却发动机400的叶片的系统的一个示例。发动机400(例如，飞行器的燃气涡轮发动机)包括低压压缩机(lpc)级402、高压压缩机(hpc)级404、燃烧器406、高压涡轮(hpt)级408和低压涡轮(lpt)级410。第一喷嘴412将空气引导到发动机400中，并且第二喷嘴414将空气引导出发动机400。第一旁路416和第二旁路418引导空气围绕发动机400。空气被lpc级402和hpc级404压缩，并在燃烧器406中与燃料一起被点燃，这使hpt级408和lpt级410中的叶片转动以产生推力。
55.在本方法中，来自hpc级404的cca 422被引导至hpt级408。如所提到的，一个或多个阀可以控制cca 422的流动。热交换器(未示出)也可以用于产生(或在某些情况下进一步冷却)cca 422。在本文提供的方法中，传感器424感测hpt级408中的一个或多个叶片的mcll的温度，并且调整阀以释放更多或更少的cca 422来适当地冷却hpt级408中的叶片。尽管图4中未示出，但这些相同的方法可用于冷却lpt级410中的叶片。
56.现在参考图5，描述了用于冷却发动机500的叶片的系统的一个示例。发动机500是用于飞行器的燃气涡轮发动机并且包括压缩机级502、燃烧级504和涡轮级506。比例阀508将空气510从压缩机级502排出到热交换器509。热交换器509接收一种温度的空气并输出较低温度的空气。在这种情况下，热交换器509产生cca 516和cca 518，它们被应用于涡轮级506的两个区段中的不同区段。在其他示例中，热交换器509被省略，并且比例阀508产生可
以应用于涡轮级506的不同涡轮级的单个cca流。比例阀508的打开量由控制器(例如，图1中描述的控制器108)提供的控制信号控制。
57.来自压缩机级502的空气流512也流向热交换器509以及涡轮级506。cca 514从压缩机级502流向涡轮级506。cca 514的量可以由第二比例阀(未示出)控制或可以直接流动。cca 516、cca 518、cca 514、空气510和空气512可以用发动机500中的管道或其他导向结构来引导。
58.现在参考图6a，图6a是从顶部观察的发动机的涡轮区段中的轮叶和叶片的视图。图6b是从发动机的侧面观察的轴向横截面视图。在这两种情况下，都示出了轮叶604和606，以及叶片608、610和612。应当理解，通常存在其他轮叶和叶片，但为简单起见已从这些图中省略。
59.红外传感器620被构造成感测叶片608、610和612中的一个或多个(在该示例中为叶片610)的温度。感测的温度是叶片610上的mcll的温度。在一些方面，红外传感器620的角度、位置和视角被自动或手动调整，使得叶片610的mcll的温度可以被检测到。在这些方面，红外传感器620可以感测叶片610上或mcll周围区域中的点位置。
60.在其他示例中，红外传感器620感测包括mcll的温度以及其他叶片位置的温度的更宽视场。控制器可以分析该信息以确定mcll的温度并忽略其他非mcll点的温度。
61.可以感测每个叶片(叶片608、610和612中的每一个)的每个mcll的温度，或者可以感测仅一个叶片的mcll，并且可以假定该单个叶片的mcll的温度适用于所有其他叶片的每个mcll。
62.现在参考图7，描述了叶片700的应力图(或图)的一个示例。叶片700包括多个不同的阴影区域，每个阴影区域具有不同的最大应力，如在任何适当的应力单元中测量的。最大应力由点(或点周围的区域)702指示。考虑到叶片700的尺寸、大小、材料和形状，根据本领域技术人员已知的方法计算该图中的值。应力图中的信息用于确定mcll，如关于图9所描述的。
63.现在参考图8，描述了叶片800的温度图(或图)的一个示例。叶片800包括多个不同的阴影区域，每个阴影区域具有以任何合适的温度单位测量的不同的最大温度。最高温度由点(或点周围的区域)802指示，最低温度由点804指示。考虑到叶片800的尺寸、大小、材料和形状，根据本领域技术人员已知的方法计算该图中的值。温度图中的信息用于确定mcll，如关于图9所描述的。
64.现在参考图9，描述了计算mcll的一个示例。拉森米勒参数是：
65.lmp＝t(log(tr)+c)，其中tr是破裂或失效时间，t是以开氏度为单位的温度，c是常数。获得lmp 902与最大应力904的已知曲线图900。利用叶片上特定点已知的最大应力904(例如，使用图7的应力图)，确定lmp 902。例如，最大应力20对应于大约42.5的lmp。在已知c和已知点的最大温度的情况下(例如，从图8的温度图中)，对于tr通过求解方程式lmp＝t(log(tr)+c)来确定该点的位置的最小蠕变寿命。
66.对叶片上的所有点进行该处理以产生大量或一组tr值。最小蠕变寿命位置是通过从该组中找到tr的最小数量来确定的，并且tr的这个最小值将与叶片上的特定点相关联，该特定点将成为mcll。
67.有利地，用于涡轮叶片的适应性冷却的本方法在做出关于是否冷却叶片或可能更
换叶片的确定时不依赖于监测或确定叶片上的平均温度。相反，最小蠕变寿命位置(mcll)或紧邻mcll的区域的温度被精确定位并且其温度被监测，使得本方法比先前的方法更准确。
68.应当理解，本文提供的控制器(例如，控制器108)可以实施本文描述的各种功能。在硬件架构方面，这样的控制器可以包括但不限于经由本地接口通信联接的处理器、存储器和一个或多个输入和/或输出(i/o)装置接口。本地接口可以包括，例如但不限于，一个或多个总线和/或其他有线或无线连接。处理器可以是用于执行软件(特别是储存在存储器中的软件)的硬件装置。处理器可以是定制的或市售的处理器、中央处理单元(cpu)、与计算装置相关联的多个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、或通常用于执行软件指令的任何装置。
69.本文描述的存储器装置可以包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(ram)，诸如动态ram(dram)、静态ram(sram)、同步动态ram(sdram)、视频ram(vram)等)和/或非易失性存储器元件(例如，只读存储器(rom)、硬盘驱动器、磁带、cd-rom等)中的任何一个或其组合。此外，存储器可以结合电子、磁、光学和/或其他类型的存储介质。存储器还可以具有分布式架构，其中各种部件彼此远离，但可以由处理器访问。
70.控制器可以以硬件和软件的任何组合(例如，其中软件由控制器执行)来实施本文描述的功能。该软件可以储存在任何存储器装置中并且可以包括一个或多个单独的程序，每个程序都包括用于实施本文描述的功能的可执行指令的有序列表。当构建为源程序时，该程序经由可能包含或可能不包含在存储器中的编译器、汇编器、解释器等进行翻译。
71.应当理解，本文描述的任何方法都可以至少部分地实施为储存在计算机介质(例如，如上所述的计算机存储器)上的计算机指令，并且这些指令可以在控制器(诸如微处理器)上执行。然而，如上所述，这些方法可以作为电子硬件和/或软件的任意组合来实施。
72.本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
73.一种用于控制涡轮叶片的操作条件的方法，所述方法包括：接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)，所述mcll是关于最小蠕变寿命出现在所述涡轮叶片设计上的所述mcll上的位置；监测飞行器发动机中的具有所述涡轮叶片设计的涡轮叶片上的所述mcll的温度；以及当所述mcll的所述温度超过预定温度阈值时，随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的空气的温度。
74.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括基于历史数据确定关于所述mcll处的未来温度的未来预测，并且当所述mcll的所述未来温度超过所述预定温度阈值时，随着所述发动机操作，调整绕所述叶片流动的所述空气的所述温度。
75.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括基于所述叶片设计的应力分析和温度，确定所述mcll。
76.根据任何前述条项所述的方法，其中，调整所述空气的所述温度包括调整所述空气的流率。
77.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述空气源自压缩机。
78.根据任何前述条项所述的方法，其中，通过控制所述压缩机中的阀来调整所述流率。
79.根据任何前述条项所述的方法，其中，调整所述空气的所述温度包括用热交换器
冷却所述空气。
80.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述至少一个传感器包括红外传感器。
81.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述至少一个传感器设置在所述涡轮叶片上。
82.一种系统，包括：至少一个传感器；涡轮叶片，所述涡轮叶片联接到飞行器发动机的旋转轴；控制器，所述控制器联接到所述至少一个传感器，所述控制器被构造成：接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)，所述mcll是所述涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置；经由所述传感器监测具有所述涡轮叶片设计的涡轮叶片的所述mcll的所述温度；当所述mcll的所述温度超过预定温度阈值时，发送一个或多个第一控制信号以引起温度调整设备对操作的调整，随着所述飞行器发动机操作，所述温度调整设备对所述操作的所述调整有效地冷却绕所述涡轮叶片流动的空气的温度。
83.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述控制器被构造成：基于历史数据确定关于所述mcll处的未来温度的未来预测；并且当所述mcll处的所述未来温度超过所述预定温度阈值时，向所述温度调整设备发送一个或多个第二控制信号，以随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述温度。
84.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述mcll基于所述叶片设计的应力分析和温度来确定。
85.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述温度调整设备被构造成通过调整所述空气的流率来调整所述空气的所述温度。
86.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述温度调整设备包括阀。
87.根据任何前述条项所述的系统，其中，通过将所述一个或多个第一控制信号施加到所述压缩机的阀来调整所述流率。
88.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述温度调整设备包括热交换器。
89.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述至少一个传感器包括红外传感器。
90.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述至少一个传感器设置在所述涡轮叶片上。
91.一种具有计算机指令的非暂时性机器可访问存储介质，其中，所述指令被构造成在由控制器执行时使所述控制器：接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)，所述mcll是所述涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置；使用至少一个传感器监测飞行器发动机中的具有所述涡轮叶片设计的涡轮叶片上的所述mcll的温度；并且当所述mcll的所述温度超过预定温度阈值时，随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的空气的温度。
92.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，所述控制器被构造成基于历史数据来确定关于所述mcll处的未来温度的未来预测，并且当所述mcll的所述未来温度超过所述预定温度阈值时，随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述温度。
93.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，进一步包括基于所述叶片设计的应力分析和温度，确定所述mcll。
94.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，调整所述空气的
所述温度包括调整所述空气的流率。
95.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，所述空气源自所述压缩机。
96.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，通过控制所述压缩机中的阀来调整所述流率。
97.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，调整所述空气的所述温度包括用热交换器冷却所述空气。
98.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，所述至少一个传感器包括红外传感器。
99.根据任何前述条项所述的非暂时性机器可访问存储介质，其中，所述至少一个传感器设置在所述涡轮叶片上。
100.本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改、变更和组合，并且这样的修改、变更和组合应被视为在本发明概念的范围内。

技术特征：
1.一种用于控制涡轮叶片的操作条件的方法，其特征在于，所述方法包括：接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)，所述mcll是所述涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置；使用至少一个传感器监测飞行器发动机中的具有所述涡轮叶片设计的涡轮叶片上的所述mcll的温度；以及当所述mcll的所述温度超过预定温度阈值时，随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的空气的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于历史数据确定关于所述mcll处的未来温度的未来预测，并且当所述mcll的所述未来温度超过所述预定温度阈值时，随着所述飞行器发动机操作，调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述涡轮叶片设计的应力分析和温度，确定所述mcll。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述温度包括调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的流率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，绕所述涡轮叶片流动的所述空气源自所述飞行器发动机的压缩机。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，通过控制阀来调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述流率。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，调整绕所述涡轮叶片流动的所述空气的所述温度包括用热交换器冷却所述空气。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述至少一个传感器包括红外传感器。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述至少一个传感器设置在所述涡轮叶片上。10.一种系统，其特征在于，包括：至少一个传感器；涡轮叶片，所述涡轮叶片联接到飞行器发动机的旋转轴；以及控制器，所述控制器联接到所述至少一个传感器，所述控制器被构造成：接收涡轮叶片设计的最小蠕变寿命位置(mcll)，所述mcll是所述涡轮叶片设计上出现最小蠕变寿命的位置；经由所述至少一个传感器监测具有所述涡轮叶片设计的涡轮叶片的所述mcll的温度；并且当所述mcll的所述温度超过预定温度阈值时，发送一个或多个第一控制信号以引起温度调整设备对操作的调整，随着所述飞行器发动机操作，所述温度调整设备对所述操作的所述调整有效地冷却绕所述涡轮叶片流动的空气的温度。

技术总结
收到涡轮叶片设计的叶片上的最小蠕变寿命位置(MCLL)。监测叶片的上MCLL处的温度。当MCLL处的温度超过预定阈值时，调整冷却空气供应以在发动机操作期间将温度降低到阈值以下。应以在发动机操作期间将温度降低到阈值以下。应以在发动机操作期间将温度降低到阈值以下。


技术研发人员：康斯坦丁诺斯
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/26