控制具有可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及控制具有可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積。提供了用于測量并控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法和系統(tǒng)。附接至噴嘴的控制系統(tǒng)可包括線纜，所述線纜的一端連接到諸如弦線電位計的線性位移測量裝置。所述線纜的另一端可連接到瓣體。所述線纜的基準部橫跨所述噴嘴的多個瓣體延伸，并且在一些實施方式中，基本平行于噴嘴圓周延伸。所述線性位移測量裝置測量在操作所述噴嘴期間所述瓣體可向外或向內致動時該基準部的任何長度變化。所述線性位移測量裝置的輸出可用于控制使所述瓣體移動的致動器。在一些實施方式中，電位計的輸出可與來自諸如線性可變差動傳感器和/或熱電偶的其它傳感器的一個或多個輸出組合。
【專利說明】
控制具有可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積
技術領域
[0001] 本公開總體涉及可變截面的風扇噴嘴，更具體地涉及控制可變截面的風扇噴嘴的 噴嘴面積。
【背景技術】
[0002] 旁路渦扇發(fā)動機可能存在風扇穩(wěn)定性的問題。這種特定的發(fā)動機產生兩個排放 流。第一流是發(fā)動機芯部流，它在穿過芯部發(fā)動機之后從芯部流噴嘴排出。第二流是風扇 流，其穿過由包圍芯部發(fā)動機的芯部發(fā)動機機艙形成的環(huán)形通道和風扇管道。針對具體操 作條件優(yōu)化了這兩個流經過的橫截面面積（即，芯部流噴嘴處的發(fā)動機芯部流喉區(qū)和風扇 噴嘴處的風扇流喉區(qū)）。然而，操作條件會改變。例如，在起飛期間，需要來自發(fā)動機的比在 巡航飛行期間更大的推力。通過使更多的氣體通過風扇噴嘴處的風扇管道而生成更大的推 力，導致氣流的速度增加。可變截面的風扇噴嘴可用于解決風扇穩(wěn)定性。可變截面的風扇噴 嘴包括可移動的瓣體，可向外致動該瓣體以擴大噴嘴面積，結果降低排放速度。相反，可向 內致動這些瓣體，以減小風扇噴嘴的噴嘴面積，結果提高排放速度。風扇穩(wěn)定性問題可能出 現(xiàn)在噴嘴面積不夠大時，造成背壓太高?？勺兘孛娴娘L扇噴嘴可以增加噴嘴面積，以減輕該 背壓并消除風扇不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內容】

[0003] 提供了用于控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法和系統(tǒng)。噴嘴或者更具體 地附接至所述噴嘴的控制系統(tǒng)可包括線纜，所述線纜的一端連接到諸如弦線電位計的線性 位移測量裝置。所述線纜的另一端可連接到所述瓣體中的一個。所述線纜的基準部橫跨形 成所述噴嘴的所述瓣體延伸，并且在一些實施方式中基本平行于所述噴嘴圓周延伸。所述 線性位移測量裝置測量該基準部在操作所述噴嘴期間所述瓣體可向外或向內致動時的任 何長度變化。所述線性位移測量裝置的輸出可用于控制使所述瓣體移動的致動器。在一些 實施方式中，電位計的輸出可與來自其它傳感器(諸如線性可變差動傳感器和/或熱電偶） 的一個或多個輸出組合。
[0004] 在一些實施方式中，可變截面的風扇噴嘴包括多個瓣體、線纜和線性位移測量裝 置。所述多個瓣體包括瓣體支撐端和瓣體自由端。所述瓣體支撐端被可樞轉地聯(lián)接到風扇 管道，而所述自由端形成所述噴嘴圓周的至少一部分。所述瓣體自由端可以由獨立于所述 致動器輸入的推力和空氣動力彎曲。所述噴嘴圓周與所述可變截面的風扇噴嘴的所述噴嘴 面積關聯(lián)。所述噴嘴面積有時可被稱為流動喉區(qū)，或者簡單地被稱為喉區(qū)。所述噴嘴面積被 限定為將所述瓣體自由端連接到所述主噴嘴而產生最小面積的表面。該表面不一定是截頭 錐體的平滑或幾何形狀精確的外表面。如果所述線纜被定位在所述瓣體自由端處，則所述 線纜感測該表面的圓周變化。然而，本領域普通技術人員將理解到，所述線纜可以定位在其 它部位。
[0005] 所述線纜包括第一端和第二端。所述線纜的所述第一端可連接到所述多個瓣體中 的所述第一瓣體。所述線纜的基準部橫跨所述多個瓣體延伸。在一些實施方式中，所述基準 部基本平行于所述噴嘴圓周延伸。所述線性位移測量裝置被連接到所述線纜的所述第二端 并且測量所述線纜的所述第二端相對于所述線性位移測量裝置的附接點的位置，這又代表 所述線纜的所述基準部的長度。
[0006] 在一些實施方式中，所述線性位移測量裝置的所述附接點是所述多個瓣體的第二 瓣體。所述第二瓣體可不同于可與所述線纜的所述第一端連接的所述第一瓣體。在一些實 施方式中，所述第一瓣體和第二瓣體可由也是所述多個瓣體的一部分的一個或多個額外瓣 體分離。另選地，所述線性位移測量裝置的所述附接點可位于所述風扇管道上或所述可變 截面的風扇噴嘴的一些其它固定部件上或發(fā)動機機艙上。在一些實施方式中，所述線性位 移測量裝置的所述附接點比所述線纜的橫跨所述多個瓣體延伸的所述基準部更接近所述 管道。
[0007] 在一些實施方式中，相比于所述瓣體支撐端，所述線纜的所述基準部延伸得更接 近所述瓣體自由端。更具體地，所述線纜的所述基準部可在所述瓣體自由端處延伸。在一些 實施方式中，所述線纜的所述基準部在所述多個瓣體的所述外表面上延伸。所述線纜可包 括聚合物外殼。
[0008] 所述線纜的所述基準部可在套筒附接至所述多個瓣體中的至少一個瓣體的情況 下延伸。更具體地，所述線纜的所述基準部可延伸穿過多個套筒，使得每個套筒均被定位在 所述多個瓣體中的不同瓣體上。在一些實施方式中，所述線纜的所述基準部在所述多個瓣 體中的至少一個瓣體中的溝槽內延伸。更具體地，所述線纜的所述基準部可在多個溝槽內 延伸，使得每個溝槽均被定位在所述多個瓣體中的不同瓣體中。
[0009] 在一些實施方式中，所述多個瓣體被設置在第一致動器和第二致動器之間，兩個 致動器都被連接到柔性桿。所述柔性桿可接觸所述多個瓣體中的每個瓣體并用于使所述多 個瓣體相對于所述風扇管道樞轉，從而改變所述噴嘴圓周和/或噴嘴面積。當所述線纜的所 述第一端被附接至所述第一瓣體時，在所述多個瓣體之中該第一瓣體可最接近所述第一致 動器。在一些實施方式中，所述線性位移測量裝置的所述附接點位于第二瓣體上，所述第二 瓣體在所述多個瓣體之中可以是最接近所述第二致動器的瓣體。所述第一致動器可聯(lián)接到 線性可變差動傳感器或者能操作用于測量所述第一致動器的位置的任何其它線性反饋裝 置。所述線性可變差動傳感器的輸出和所述線性位移測量裝置的輸出可共同用于控制所述 噴嘴面積。更普遍地，線性可變差動傳感器(或者任何其它角度測量裝置)可用于測量所述 多個所述瓣體中的一個瓣體相對于所述風扇管道的角度。
[0010] 還提供了一種控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法。所述方法可涉及接收 來自連接到線纜的第二端的線性位移測量裝置的第一輸入。所述第一輸入取決于所述線纜 的所述第二端相對于所述線性位移測量裝置的附接點的位置。同時，所述線纜的第一端可 連接到多個瓣體中的第一瓣體。所述多個瓣體包括瓣體支撐端和瓣體自由端。所述瓣體支 撐端被可樞轉地聯(lián)接到所述可變截面的風扇噴嘴的管道。所述自由端形成所述可變截面的 風扇噴嘴的所述噴嘴圓周的至少一部分。所述噴嘴圓周與所述可變截面的風扇噴嘴的所述 噴嘴面積關聯(lián)。所述線纜的基準部橫跨所述多個瓣體延伸。在一些實施方式中，所述基準部 基本平行于所述可變截面的風扇噴嘴的所述噴嘴圓周延伸。所述第一輸入取決于當所述多 個瓣體的取向改變時改變的所述線纜的所述基準部的長度。
[0011] 所述方法可繼續(xù)進行:將來自所述線性位移測量裝置的所述第一輸入與第一參考 值比較。例如，接收來自電位計的所述第一輸入的控制系統(tǒng)可包括具有各種參考值的查找 數(shù)據庫，每個值均與所述多個瓣體的不同取向關聯(lián)?；谒龅谝惠斎肱c所述第一參考值 的比較，可針對所述可變截面的風扇噴嘴的一個或多個致動器生成第一輸出。
[0012] 在一些實施方式中，所述方法還涉及:接收來自另一線性反饋裝置(諸如線性可變 差動傳感器)的第二輸入;測量所述一個或多個致動器的位置。該第二輸入與第二參考值比 較。在這種情況下，基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較并基于所述第二輸入與所 述第二參考值的比較而生成所述第一輸出?；诙鄠€傳感器輸入估計所述噴嘴面積的其它 方法包括基于模型的二次估計器、卡爾曼濾波器和經驗得出的模型。一旦估計出所述噴嘴 面積，所述控制器就可以連續(xù)地命令新的致動器位置，直到達到期望噴嘴面積。
[0013] 在一些實施方式中，所述方法還涉及基于所述第一輸出來調整所述一個或多個致 動器的位置。在調整所述一個或多個致動器的位置之后，所述方法可繼續(xù)進行:接收來自所 述線性位移測量裝置的第三輸入。在一些實施方式中，所述方法可涉及基于外部輸出來調 整所述一個或多個致動器的位置。在這種情況下，在調整所述一個或多個致動器的位置之 后，所述方法繼續(xù)進行:接收來自所述線性位移測量裝置的另一輸入(例如，第三輸入）。在 這種情況下，所述第三輸入可類似地用于上述第一輸入。具體而言，所述第三輸入可與其參 考值比較，并且可基于該比較而生成另一輸出。
[0014] 在一些實施方式中，所述方法涉及接收來自熱電偶的第四輸入，所述熱電偶可熱 聯(lián)接到所述線纜。所述方法可繼續(xù)進行:將該第四輸入與第四參考值比較。在這種情況下， 基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較以及所述第四輸入與所述第四參考值的比較 而生成所述第一輸出。
【附圖說明】
[0015] 在以一般意義如此描述了本公開的實例之后，現(xiàn)在將參考不一定按比例繪制的附 圖，并且其中貫穿幾個視圖，相同的附圖標記表示相同或類似的部分，并且其中：
[0016] 圖1是根據一些實施方式包括具有噴嘴面積控制系統(tǒng)的可變截面的風扇噴嘴的渦 扇發(fā)動機的示意圖。
[0017] 圖2A至圖2C是根據一些實施方式具有不同瓣體致動狀態(tài)的可變截面的風扇噴嘴 的噴嘴圓周的不意圖。
[0018] 圖2D至圖2E是根據一些實施方式處于兩個不同致動狀態(tài)下的瓣體的示意圖。
[0019]圖3A至圖3C是根據一些實施方式用于相對于瓣體來支撐線纜的不同支撐結構的 示意圖。
[0020] 圖3D是根據一些實施方式具有外殼的線纜的示意圖。
[0021] 圖4A是根據一些實施方式包括線纜和線性位移測量裝置的噴嘴面積控制系統(tǒng)的 示意圖。
[0022]圖4B是根據一些實施方式的圖4A所示的噴嘴面積控制系統(tǒng)的控制器的示意圖。
[0023] 圖5是根據一些實施方式對應于控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的工藝流程 圖。
[0024] 圖6A是飛行器生產和保養(yǎng)方法的框圖。
[0025] 圖6B是飛行器的示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 在以下描述中，闡述了許多具體細節(jié)，以便提供對所提出的概念的透徹理解?？稍?沒有一些或所有這些具體細節(jié)的情況下實踐所提出的概念。在其它情況下，并未詳細地描 述公知的工藝操作，以避免不必要地混淆所描述的概念。雖然將結合具體實例來描述一些 概念，但是將要理解的是，這些實例并不意圖是限制性的。
[0027]
[0028] 用在飛行器上的典型的渦扇發(fā)動機包括由高壓渦輪提供動力的壓縮機，并包括由 低壓渦輪提供動力的風扇。風扇被設置在壓縮機的上游。在操作該發(fā)動機期間，進來的空氣 在壓縮機中被加壓并與燃燒室中的燃料混合?？諝馊剂匣旌衔锶缓蟊稽c燃，生成熱的燃燒 氣體，該燃燒氣體向下游流經不同的渦輪級。燃燒氣體經由芯部噴嘴排出，而風扇空氣經由 風扇噴嘴排出。風扇噴嘴至少部分地由包圍芯部發(fā)動機的機艙限定并通常具有環(huán)形形狀。 經由風扇噴嘴排出的加壓的風扇空氣提供了一些推進推力，而經由芯部噴嘴排出的燃燒氣 體提供了其余推力。
[0029] 商用渦扇發(fā)動機一般具有為起飛、爬升及在一海拔上巡航的組合而優(yōu)化的固定截 面的風扇噴嘴。選擇固定截面的風扇噴嘴的特定面積的目標是在不同的操作機制期間減小 組合的低效。例如，為在爬升期間效率最高而設計的固定截面的風扇噴嘴在一海拔上巡航 時是非常低效的。同樣，為在一海拔上巡航時效率最高而設計的固定截面的風扇噴嘴在爬 升期間是非常低效的。如此，固定截面的風扇噴嘴為實現(xiàn)一些組合效率而在每單個操作機 制中犧牲了最大性能。
[0030] 改變風扇噴嘴的面積可用于大大提高每個不同操作機制期間的發(fā)動機性能?？勺?截面的風扇噴嘴增加了熱力學和空氣動力學效率，并因此針對等效推力減小了燃料消耗。 此外，可變截面的風扇噴嘴可以用于通過控制風扇噴嘴流動速度而減小機場區(qū)的噪音污 染。最后，可變截面的風扇噴嘴可無發(fā)動機穩(wěn)定性問題(例如，風扇顫振)地用在新式發(fā)動機 設計中。
[0031] 設計并操作可變截面的風扇噴嘴的一個主要挑戰(zhàn)是以精確的方式控制噴嘴面積。 致動器輸入為實際噴嘴面積提供非常差的反饋，因為其它因素可能影響該參數(shù)。甚至當致 動器與線性可變差動傳感器聯(lián)接時，準確性并不足夠。攝影測量法提供了更準確的測量，但 需要多個相機來檢測噴嘴周圍的選定點的變化。然而，使用該光學技術可能在飛行期間是 相當困難的。例如，相機可失去其對于噴嘴的視線。在一些情況下，無法定位相機來觀察發(fā) 動機噴嘴的兩部分。此外，根據相機的位置，各種維護問題可能出現(xiàn)。
[0032] 提供了這樣的方法和系統(tǒng)，其用于控制噴嘴面積，或者更具體地，用于測量可變截 面的風扇噴嘴在其操作期間的圓周變化。這些圓周變化用于估計對應的噴嘴面積。裝設在 可變截面的風扇噴嘴上的控制系統(tǒng)可包括連接到線性位移測量裝置的線纜。線纜的可被稱 為基準部的至少一部分橫跨多個瓣體延伸。在一些實施方式中，基準部基本平行于噴嘴圓 周進行延伸。線性位移測量裝置測量線纜的基準部在操作風扇噴嘴期間瓣體被向外或向內 致動時的長度變化。如此，電位計測量噴嘴圓周或者至少圓周一部分的變化。這種變化然后 用于估計噴嘴面積(例如，基于計算或儲存在控制系統(tǒng)數(shù)據庫中的查找表）。與例如攝影測 量系統(tǒng)比較，線纜和電位計相對簡單地裝設、更換及維護。線纜正好定位在瓣體上的容易夠 到的地方。此外，如下面在實驗結果章節(jié)進一步提出的，該位置確保非常準確代表噴嘴圓周 并且提供非常精確的測量。
[0033] 為了向該系統(tǒng)的各種特征提供一些背景，下面提出了渦扇發(fā)動機和噴嘴面積控制 系統(tǒng)的主要部件的簡要描述。具體而言，圖1是根據一些實施方式包括可變截面的風扇噴嘴 200的渦扇發(fā)動機100的示意圖。應當指出的是，圖1所示的可變截面的風扇噴嘴200僅是可 變截面的風扇噴嘴的一個實例。本領域普通技術人員將理解到，本文描述的噴嘴面積控制 系統(tǒng)（例如，包括線纜、線性位移測量裝置及可選的其它部件的系統(tǒng))可以使用并裝設在不 同類型的可變截面的風扇噴嘴上，以不同的活動連接方法來增加或減少噴嘴面積。
[0034] 渦扇發(fā)動機100被示出為安裝在發(fā)動機吊架102上。如上所述，渦扇發(fā)動機100提供 了來自芯部流和風扇流兩者的推力。芯部流是退出芯部流噴嘴130的排氣。芯部流噴嘴130 形成芯部發(fā)動機機艙的下游端。風扇流從可變截面的風扇噴嘴200退出，可變截面的風扇噴 嘴200可安裝(例如，栓接)到推力換向器套筒140的下游端或唇部區(qū)域。推力換向器套筒140 與芯部發(fā)動機機艙的至少一部分重疊。芯部流一般具有比風扇流更高的速度。
[0035]在一些實施方式中，可變截面的風扇噴嘴200包括多個瓣體210,使得這些瓣體210 的自由端211b形成噴嘴圓周215。噴嘴圓周215與下面進一步描述的噴嘴面積關聯(lián)。瓣體210 可以是可彈性變形的瓣體或可樞轉的剛性瓣體。具體而言，瓣體210被配置成改變噴嘴面 積，以便改變穿過風扇管道的風扇流。例如，瓣體210可使用例如連接到柔性桿122的致動器 118和120而向內或向外致動。柔性桿122可擠壓在設置于致動器118和120之間的瓣體210 上。出于本公開之目的，自由端211b還可被稱為遠端，以與還可被稱為支撐端211a的近端區(qū) 別開來。
[0036]瓣體210可沿著推力換向器套筒140的后唇并排設置。如果推力換向器套筒140是 單件可軸向平移的套筒，則單組瓣體210可圍繞風扇管道圓周的主要部分延伸，例如，從發(fā) 動機吊架102的一側延伸到發(fā)動機吊架102的另一側。在一些實施方式中，推力換向器套筒 140可包括兩個或更多個可軸向平移的局部罩(例如，兩個半體罩），該局部罩被安裝在固定 到上梁和下梁的軌道上。在這些實施方式中，每個局部罩可與單獨一組的瓣體210關聯(lián)。具 體而言，每組瓣體210可附接至不同的局部罩。當多組瓣體210用在同一渦扇發(fā)動機100上 時，噴嘴圓周215的與每組關聯(lián)的部分可分別使用如下面進一步描述的分離的線纜和線性 位移測量裝置進行監(jiān)控。另選地，噴嘴圓周215的與多個組或所有組關聯(lián)的部分或整個噴嘴 圓周215可共同使用相同的線纜和線性位移測量裝置進行監(jiān)控。
[0037]瓣體210可施加預應力，使得當瓣體210未被致動時，瓣體210可向外延伸，如圖2B 和圖2E進一步所示。另選地，瓣體210可向外致動，以形成圖2B和圖2E所示的噴嘴圓周。包括 致動器118和120以及柔性桿122的致動系統(tǒng)可用于向內和/或向外致動瓣體210。在一些實 施方式中，當瓣體210未被致動時，瓣體210可具有標稱狀態(tài)。取決于瓣體210的附接，標稱狀 態(tài)可對應于最大或最小的噴嘴圓周。在一些實施方式中，瓣體210可由致動器118和120移動 到向內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)兩者。在這種情況下，致動系統(tǒng)可在操作發(fā)動機期間保持 激活，以維護期望的噴嘴面積。
[0038]在圖1所示的實例中，可變截面的風扇噴嘴200包括布置在發(fā)動機吊架102的相反 兩側上的兩組瓣體210。然而，在該視圖中，僅一組瓣體210可見。每組中相鄰的瓣體210可被 彈性密封件116所占用的間隙分離。密封件116可由硅橡膠或其它合適的彈性材料制成。密 封件116可用于通過瓣體210的布置防止空氣從可變截面的風扇噴嘴200的內側泄漏至外 偵U，并允許瓣體210相對于彼此向內和向外移動。在向內致動瓣體210期間，密封件116從拉 伸狀態(tài)返回到標稱狀態(tài)。
[0039] 在一些實施方式中，柔性桿122是在第一致動器118和第二致動器120之間延伸的 線纜。然而，柔性桿122應該與噴嘴面積控制系統(tǒng)的線纜202區(qū)別開來。柔性桿122-般沿圓 周設置并接觸相應組中的所有瓣體。柔性桿122的端部附接至第一致動器118和第二致動器 120 (可包括安裝到軸的臂）。
[0040] 可變截面的風扇噴嘴及噴嘴面積控制系統(tǒng)的實例
[0041] 圖1圖示了根據一些實施方式作為可變截面的風扇噴嘴200的一部分的噴嘴面積 控制系統(tǒng)。下面參考圖4描述該系統(tǒng)的獨立實例。具體而言，可變截面的風扇噴嘴200包括多 個瓣體210、線纜202和線性位移測量裝置204。線性位移測量裝置204的一個實例是弦線電 位計，然而能夠測量線纜端的線性位移的其它裝置也在此范圍內。瓣體210包括瓣體支撐端 211a和瓣體自由端211b。瓣體支撐端211a可樞轉地聯(lián)接到例如圖2D和圖2E所示的風扇管道 202。自由端211b形成了噴嘴圓周215的至少一部分。噴嘴圓周215與可變截面的風扇噴嘴 200的噴嘴面積關聯(lián)。
[0042] 如此，由噴嘴面積控制系統(tǒng)測量的噴嘴圓周215的變化可用于估計噴嘴面積。應當 指出的是，可變截面的風扇噴嘴200可能并不總是具有理想圓形形狀。例如，噴嘴圓周215可 更能由橢圓代表。此外，當可變截面的風扇噴嘴200在其向內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間 改變時，該橢圓的兩個直徑變化可能不同，使得噴嘴圓周215在向內致動狀態(tài)下的形狀可能 不同于向外致動狀態(tài)下的形狀。下面參考圖2C進一步描述這些考慮。
[0043] 控制系統(tǒng)的線纜202具有第一端203a和第二端203b。第一端203a可附接至第一瓣 體212,而第二端203b可附接至線性位移測量裝置204。線纜202的一部分可橫跨瓣體210進 行延伸，在一些實施方式中，基本平行于噴嘴圓周215進行延伸。線纜的這部分可被稱為基 準部201。在一些實施方式中，整個線纜202基本平行于噴嘴圓周215橫跨瓣體210進行延伸。 如此，整個線纜202代表基準部201。在這種情況下，第一端203a和第二端203b定位在距噴嘴 圓周215相同的距離處，并且線性位移測量裝置204可定位在一個瓣體210上。另選地，端部 203a和203b中的一個可定位得比另一個更接近噴嘴圓周215。例如，第二端203b和線性位移 測量裝置204可定位得比例如圖1所示的第一端203a更遠離噴嘴圓周215。換句話說，線性位 移測量裝置204的附接點可比第一端203a(更具體地，比基準部201)更接近風扇管道。線性 位移測量裝置204的附接點可位于風扇管道上，或者位于可變截面的風扇噴嘴200的遠離瓣 體的一些其它固定部件上（例如，如圖1所示）。在這些實施方式中，基準部201短于線纜202 的整個長度。在一些實施方式中，基準部201的長度是線纜202的整個長度的至少90%或甚 至95%。應當指出的是，線纜202的作為基準部201的部分可能不代表噴嘴圓周215的變化。 使用線纜202的較大一部分作為基準部201可提供更準確的測量。例如，線纜202可經受熱波 動、機械應力和可能負面影響測量準確性的其它因素。
[0044] 線性位移測量裝置204測量線纜202的第二端203a相對于線性位移測量裝置204的 附接點的位置。當線纜202的基準部201的長度改變時，第二端203a的位置相對于附接點也 發(fā)生改變。如此，線性位移測量裝置204測量噴嘴圓周215的對應于基準部201的至少一部分 的變化。在一些實施方式中，基準部201延伸噴嘴圓周215的至少90%或甚至95%。
[0045]線纜202的基準部201可由兩個基準點限定，即，第一基準點205a和第二基準點 205b。這些基準點205a和205b應該與線纜202的第一端203a和第二端203b區(qū)別開來。具體而 言，雖然基準部201的長度（即，基準點205a和205b之間的線纜202的長度)在瓣體210在其向 內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間移動時發(fā)生改變，但是線纜202的總體長度（即，第一端 203a和第二端203b之間的長度)并不改變。該差異觸發(fā)來自線性位移測量裝置204的響應。 在一些實施方式中，一個基準點可與第一端203a-致。例如，圖1圖示了與第一基準點205a 一致的第一端203a。在相同的實施方式中，第二基準點可與線性位移測量裝置204的附接點 一致。另選地，僅一個基準點可能與第一端203a-致或與線性位移測量裝置204的附接點一 致。例如，圖1圖示了與第一基準點205a-致的第一端203a，但線性位移測量裝置204的附接 點不與第二基準點205b-致。此外，沒有基準點與第一端203a或線性位移測量裝置204的附 接點一致。
[0046]圖2A至圖2C是根據一些實施方式示出瓣體210的各種位置的可變截面的風扇噴嘴 200的示意圖。這些示意圖圖示了在正交于噴嘴面積的方向上的可變截面的風扇噴嘴200。 為簡單起見，僅示出了基準點205a和205b以及基準部201 (而不是整個線纜）。具體而言，圖 2A圖示了可變截面的風扇噴嘴200,使其瓣體210處于向內致動狀態(tài)，對應于為最小的噴嘴 圓周215。在瓣體210處于其向外致動狀態(tài)時對應于噴嘴圓周215的外周界217a在圖2A中示 出以供參考。如上所述，標稱(未致動)狀態(tài)可對應于向內致動狀態(tài)、向外致動狀態(tài)或向內致 動狀態(tài)與向外致動狀態(tài)之間的某種狀態(tài)。
[0047]在圖2A所示的實例中，可變截面的風扇噴嘴200包括由第一中心線232分離的第一 可變截面的風扇噴嘴部207a和第二可變截面的風扇噴嘴部207b。第一可變截面的風扇噴嘴 部207a和第二可變截面的風扇噴嘴部207b均可被分開致動并控制。一般而言，可變截面的 風扇噴嘴200可具有任何數(shù)量的這樣的部分，例如，一個、兩個、三個、四個，等等。為簡單起 見，在圖2A中僅示出致動器和噴嘴面積控制系統(tǒng)的對應于第一可變截面的風扇噴嘴部207a 的部件。本領域普通技術人員將理解到，類似的部件也可用于第二可變截面的風扇噴嘴部 207b。相同可變截面的風扇噴嘴的不同部分的致動器和噴嘴面積控制系統(tǒng)一般是同步的。 [0048]圖2A圖示了定位在第一瓣體212上的第一基準點205和定位在第二瓣體214上的第 二基準點205b。在該實例中，第一瓣體212是瓣體210之中最接近第一致動器118的瓣體，而 第二瓣體214是瓣體210之中最接近第二致動器120的瓣體。由于它們靠近致動器，所以第一 瓣體212和第二瓣體214還可被稱為這一組瓣體210中的末端瓣體。例如與當一個或兩個基 準點定位在其它中間瓣體上時相比，將基準點定位在末端瓣體上可給出對由這一組瓣體表 示的噴嘴圓周部的更準確代表。例如，圖2A圖示了沿著噴嘴圓周設置在第一瓣體212和第二 瓣體214之間的中間瓣體213。應當指出的是，定位在對應于基準點的瓣體之間的任何中間 瓣體都可與基準部201接觸。在圖2A提出的實例中，存在設置于第一瓣體212和第二瓣體214 之間的七個中間瓣體(統(tǒng)稱為瓣體210 )，并且這七個中間瓣體均接觸基準部201。然而，本領 域普通技術人員將理解到，可使用任何數(shù)量的中間瓣體，例如，零個、一個、兩個，等等。 [0049]圖2B圖示了可變截面的風扇噴嘴200,使其瓣體210處于向外致動狀態(tài)，對應于為 最大的噴嘴圓周215。在瓣體210處于其向外致動狀態(tài)時對應于噴嘴圓周215的內周界217b 在該圖中示出以供參考。內周界217b對應于上述圖2A所示的噴嘴圓周215。相比于瓣體210 被向外致動時（如圖2B所示），當瓣體210向內致動時（如圖2A所示）的基準點205a和205b之 間的距離更小。如此，處于向內致動狀態(tài)的基準部201將縮短對來自線性位移測量裝置(諸 如弦線電位計）的對應響應的觸發(fā)。在圖2A和圖2B所示的實例中，基準部201代表噴嘴圓周 215的幾乎一半。然而，本領域普通技術人員將理解到，該途徑也可應用于其它設計。
[0050] 圖2A和圖2B示出了瓣體210在向內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間的過渡，兩種狀 態(tài)對應于圓形的噴嘴圓周215。在一些實施方式中，一種或兩種狀態(tài)的形狀可與圓形不同， 這可能影響來自線性位移測量裝置(諸如弦線電位計）的不同響應。例如，圖2C圖示了根據 一些實施方式的可變截面的風扇噴嘴200,使其瓣體處于向內致動狀態(tài)或向外致動狀態(tài)中 的一者。然而，該可變截面的風扇噴嘴200的噴嘴圓周215為橢圓，使得其沿著第一中心線 232的直徑(D 1)小于其沿著第二中心線234的直徑(D2)。本領域普通技術人員將理解到，橢圓 的周長和面積具有與圓不同的關系。具體而言，橢圓的面積與圓周之比比圓的更小。當致動 器不對稱地操作時，還可使用所提出的方法和系統(tǒng)用于噴嘴面積估計能力。例如，一個致動 器可向外延伸到其最大程度，而另一致動器可向內延伸到其最大程度。
[0051] 當瓣體210在向內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間過渡時，噴嘴圓周215不僅改變其 尺寸還改變其形狀，可能會出現(xiàn)額外的困難。當這些改變一致時，例如，通過收集數(shù)據并生 成查找表，基準部201的長度變化可能仍與噴嘴面積相關。然而，當改變不一致時，可使用一 些額外參數(shù)進行估計。例如，線性可變差動傳感器216a和216b可用于測量當瓣體在向內致 動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間移動時瓣體的角度。在圖2D和圖2E中示出了一個這樣的實例。 在一些實施方式中，線性可變差動傳感器216a和216b均可聯(lián)接到單獨的致動器(可能不是 控制系統(tǒng)400的一部分）。
[0052] 具體而言，圖2D是向內致動的第一瓣體212的示意圖。該瓣體212的自由端211b限 定了實際內周界217c。第一瓣體212的支撐端211a可樞轉地連接到風扇管道222。也可使用 其它聯(lián)接方法。例如，第一瓣體212可能是足夠柔性的，使得支撐端211a可剛性地連接到管 道222。示出了基準線纜部201和柔性桿122以供參考。
[0053]線性可變差動傳感器216,或者更普遍的線性反饋裝置，或者甚至更普遍的位置傳 感器(例如，旋轉可變差動傳感器(RVDT))可定位在支撐端211a與管道222之間的接口處。線 性可變差動傳感器或任何其它類型的傳感器可用于測量第一瓣體212相對于風扇管道222 建立/做出的角度，或代表該角度的一些其它參數(shù)。另選地，線性可變差動傳感器可聯(lián)接到 第一致動器118,以便例如測量第一致動器118的位置。
[0054] 應當指出的是，圖2D圖示了第一瓣體212被彎曲并偏離其以虛線示出的向內直輪 廓219a?？捎煽諝鈩恿W或推力導致這種彎曲。雖然這種彎曲改變了內周界，但是這種彎曲 無法被線性可變差動傳感器216檢測出。具體而言，針對如圖2D所示的彎曲的第一瓣體212 以及由向內直輪廓219a表示的直的第一瓣體，線性可變差動傳感器216將給出相同的讀數(shù)。 然而，與對應于向內直輪廓219a的內周界217b相比，彎曲的第一瓣體212將具有更大的實際 內周界217c。如此，線纜202用于確定內周界217c(直接地或間接地測量）內周界217c。
[0055] 當兩個線性可變差動傳感器或其它相似的傳感器彼此相反地定位在周界(例如， 如圖2A所示，連接到第一致動器118和第二致動器120)上時，來自這些傳感器的響應用于估 計兩個傳感器之間的方向上的圓周直徑。該信息可與圍繞該圓周的至少一部分延伸的線纜 的長度變化耦合，以確定在圓周具有(例如，圖2C所示的）橢圓形狀的情況下可能不同于第 一直徑的直徑。相比于單獨利用這些傳感器中的任何一個所得到的，這兩個直徑可以用于 更精確地估計圓周的面積。
[0056] 不管線性可變差動傳感器216的位置和測量參數(shù)，其輸出以及線性位移測量裝置 204的輸出可共同用于控制如下面參考圖4和圖5進一步描述的噴嘴面積。圖2E是第一瓣體 212處于其向外致動狀態(tài)的示意圖。再次，第一瓣體212被示出為彎曲并偏離其用虛線示出 的向外的直輪廓219b?？捎煽諝鈩恿W或推力導致這種彎曲。向外的直輪廓219b限定外周 界217a，而彎曲的第一瓣體212可具有不同的實際外周界217d。一般而言，取決于推力和空 氣動力的相對大小，實際外周界217d可小于或大于外周界217a。
[0057] 圖2D和圖2E圖示了基準部201定位在自由端211b與支撐端211a之間。將線纜的這 部分定位得更接近自由端211b可導致更準確地估計噴嘴面積。在一些實施方式中，相比于 瓣體支撐端211a，基準部201延伸得更接近瓣體自由端211b。更具體地，例如，如圖3C所示并 在下面進一步描述，基準部201在瓣體自由端211b處延伸。在這種情況下，基準部201可精確 地代表噴嘴圓周。在一些實施方式中，線纜202的橫跨多個瓣體210延伸的部分在多個瓣體 210的外表面300上延伸。
[0058]為了使基準部201準確地代表瓣體210的表面，基準部201需要在該表面上維持一 致位置。各種溝槽、套筒、凹槽、導管、環(huán)、支架及諸如保持或定位特征的其它特征可用于相 對于表面來支撐基準部201。例如，圖3A是支撐在中間瓣體213的外表面300上的套筒302的 示意圖。線纜202以可滑動的方式突出穿過該套筒302,但以其它方式由套筒302支撐。具體 而言，套筒302維持線纜202相對于瓣體自由端211a并相對于外表面300的一致或恒定的位 置。在一些實施方式中，沿著基準部210定位的每個瓣體均具有類似的套筒。另選地，僅一個 或多個瓣體具有套筒，而其它溝槽可能不具有任何保持特征或者可具有不同的保持特征 (例如，溝槽）。圖3C圖示了一實例，其中套筒302定位在瓣體自由端211a上而不是定位在外 表面300上。
[0059]圖3B是支撐在中間瓣體213的外表面300上的溝槽304的示意圖。線纜202沿著該溝 槽304以可滑動的方式突出，溝槽304維持線纜202相對于瓣體自由端21 Ia和外表面300的恒 定位置。在一些實施方式中，沿著基準部210定位的每個瓣體均具有類似的溝槽。
[0060] 在一些實施方式中，例如，如圖3D所示，線纜202可包括聚合物外殼312。具體而言， 線纜202可具有由金屬(例如，鋼)制成的芯部310。芯部310可為線纜202提供機械強度，使得 在操作可變截面的風扇噴嘴200期間，線纜202不會拉伸或以其它方式變形。芯部310可封閉 在外殼312內，外殼312可由一種或多個聚合物材料制成。外殼312可保護芯部310免受環(huán)境 的影響。此外，外殼312可用于減小線纜202與瓣體210之間的摩擦。
[0061] 圖4A是根據一些實施方式包括線纜202和線性位移測量裝置204的噴嘴面積控制 系統(tǒng)400的示意圖?？商峁﹪娮烀娣e控制系統(tǒng)400作為獨立系統(tǒng)，其稍后裝設在渦扇發(fā)動機 100上。在一些實施方式中，當裝設在渦扇發(fā)動機100上時，噴嘴面積控制系統(tǒng)400的各個部 件形成該系統(tǒng)。除了線纜202和線性位移測量裝置204,噴嘴面積控制系統(tǒng)400可包括控制器 402,控制器402可用于接收來自線性位移測量裝置204的輸入并將該輸入與其它輸入組合。 例如，控制器402可將該輸入與來自一個或多個線性可變差動傳感器216a和216b的輸入組 合，線性可變差動傳感器216a和216b還可以是系統(tǒng)400的一部分，或者另選地，是不同渦扇 控制器系統(tǒng)的一部分。上文參考圖2D和圖2E描述了線性可變差動傳感器216a和216b的操 作。在一些實施方式中，控制器402可將電位計的輸入與來自熱電偶404的輸入組合，熱電偶 404可熱聯(lián)接到線纜202，或者更具體地，熱聯(lián)接到基準部201。例如，來自熱電偶404的輸入 可用于基于線纜202的溫度變化來調整來自線性位移測量裝置204的輸入并考慮與線纜202 的熱膨脹系數(shù)關聯(lián)的任何變化。如下面參考圖4B和圖5進一步描述的，基于這些各種輸入， 控制器402可產生可用于調整可變截面的風扇噴嘴200的一個或多個致動器的位置的輸出。 [0062]具體而言，圖4B是根據一些實施方式的圖4A所示的噴嘴面積控制系統(tǒng)400的控制 器402的示意圖?？刂破?02可包括面積估計模塊、比較器和動作模塊。例如，面積估計模塊 可接收一個或多個LVDT以及線性位移測量裝置的輸出。例如，面積估計模塊可使用根據傳 感器輸出由經驗得出的噴嘴面積的二次回歸模型。另選地，面積估計模塊可使用基于模型 的估計器、卡爾曼濾波器、先驗表查找及其它類似的算法?；谶@些輸出，面積估計模塊可 估計噴嘴的當前面積，該當前面積然后與外部輸入比較。外部輸入可包含噴嘴的當前期望 面積。取決于噴嘴的估計面積與期望面積之間的差異，動作模塊可向一個或多個致動器生 成指令，該指令被提供為這些致動器的輸入。總體而言，控制器402可在每個周期中執(zhí)行一 組操作，并且在操作發(fā)動機期間連續(xù)地重復該周期。具體而言，該周期可包括:將所有傳感 器輸出提供到面積估計模塊中，計算當前時間-步長的面積估計，從期望(命令)面積減去面 積估計以形成誤差信號，向誤差信號施加控制規(guī)則以確定新的致動器命令，向致動器發(fā)送 新命令作為致動器輸入。在一些實施方式中，可連續(xù)而快速地(例如，50Hz)重復該周期?？?制器402可不必等待致動器在它改變命令之前完成移動。換句話說，控制器402不斷地重新 計算估計面積并且隨著估計面積逐漸接近期望面積不斷改變致動器命令。
[0063] 控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的實例
[0064]圖5是與根據一些實施方式控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法500對應 的處理流程圖。上文描述了可變截面的風扇噴嘴的各種實例。方法500可開始于:在操作502 期間接收來自線性位移測量裝置的第一輸入。如上所述，線性位移測量裝置可連接到線纜 的第二端。第一輸入取決于線纜的第二端相對于線性位移測量裝置的附接點的位置。該線 纜的第一端可連接到第一瓣體。線纜的一部分基本平行于可變截面的風扇噴嘴的噴嘴圓周 橫跨瓣體進行延伸。如上所述，該部分被稱為基準部。該部分的長度在可變截面的風扇噴嘴 的瓣體在向內致動狀態(tài)和向外致動狀態(tài)之間移動時發(fā)生改變。來自線性位移測量裝置的輸 入代表該基準部的長度，結果代表可變截面的風扇噴嘴的狀態(tài)。
[0065]方法500可繼續(xù)進行:在操作504期間將來自線性位移測量裝置的第一輸入與第一 參考值比較。例如，當瓣體處于向外致動狀態(tài)或者當瓣體處于向內致動狀態(tài)時，第一參考值 可對應于電位計的輸出。在一些實施方式中，第一參考值選自對應于瓣體的不同狀態(tài)的一 個或多個參考值。選定的值可對應于期望的瓣體狀態(tài)。
[0066]基于在操作504期間第一輸入與第一參考值的比較，在操作514期間可生成第一輸 出。該輸出可用于控制可變截面的風扇噴嘴的一個或多個致動器。例如，當將第一輸入與第 一參考值比較表明瓣體并未足夠地致動時，第一輸出可指示致動器繼續(xù)致動。操作504和 514可涉及使用控制系統(tǒng)的查找數(shù)據庫。具體而言，第一輸入可針對可變截面的風扇噴嘴的 期望致動狀態(tài)而與出現(xiàn)在該數(shù)據庫中的第一參考值比較，并且取決于這種比較，可從數(shù)據 庫選出第一輸出。
[0067] 在一些實施方式中，方法500還涉及通過可選的操作506和510和/或重復操作502 來接收示出的一個或多個額外輸入。例如，在可選的操作506期間，第二輸入來自線性可變 差動傳感器。如上所述，線性可變差動傳感器可測量一個或多個致動器的位置和/或瓣體相 對于固定支撐件的角度。在可選操作508期間，第二輸入可與第二參考值比較。操作514還可 考慮該額外比較。更具體地，基于第一輸入與第一參考值的比較并且基于第二輸入與第二 參考值的比較，在操作514期間生成第一輸出。如此，多個條件可用來生成第一輸出。
[0068]在一些實施方式中，方法500涉及在可選操作510期間接收來自熱電偶的第四輸 入。上文參考圖4描述了熱電偶及其連接到線纜的各種實例。方法500可繼續(xù)進行:在操作期 間并在可選操作512期間將該第四輸入與第四參考值比較。在這種情況下，基于第一輸入與 第一參考值的比較以及第四輸入與第四參考值的比較而生成第一輸出。在一些實施方式 中，基于所有三個輸入與其相應參考值的比較而生成第一輸出。
[0069]在一些實施方式中，方法500還涉及：在可選操作516期間基于第一輸出來調整致 動器的位置。例如，該輸出可表明，瓣體需要更向內或向外致動。該輸出可通信至致動器以 調整它們的位置。
[0070] 在操作516期間調整致動器的位置之后，至少操作502、504和514可重復一次或多 次。在一些實施方式中，額外操作也可重復。例如，方法500可繼續(xù)進行:接收來自線性位移 測量裝置的額外輸入(例如，第三輸入），同時重復操作502并使用該輸入來確定額外輸出。 在這種情況下，可類似于上述第一輸入使用第三輸入。具體而言，第三輸入可與參考值比 較，并且可基于該比較生成另一輸出。
[0071] 實驗結果
[0072] 進行一組實驗來確定用于估計噴嘴面積的各種技術的準確性。所述實驗涉及不同 的測試條件:兩種致動率(即，1 %的標稱面積每秒對〇. 33 %每秒)并使瓣體經受不同的載荷 (Olbs載荷對5001bs載荷，從發(fā)動機中心線向外，從外部施加在瓣體的中央處）。已研究出四 種不同技術：（1)僅安裝到致動器的線性可變差動傳感器(LVDT); (2)測量瓣體的線性可變 差動傳感器與徑向傳感器的組合；（3)線性可變差動傳感器與圓周測量系統(tǒng)(使用線纜和線 性位移測量裝置）的組合；（4)線性可變差動傳感器與徑向傳感器和圓周測量系統(tǒng)(使用線 纜和線性位移測量裝置)的組合。徑向測量涉及用附接至瓣體中央附近的線纜附接在靜止 部件處的線性位移測量裝置。徑向測量有效地測量瓣體相對于靜止部件的旋轉的偽角度。 測量值與攝影測量法結果(用作基值)比較而確定與每種技術關聯(lián)的測量誤差。在不同測試 條件下顯示每種技術的平均誤差的結果總結在下表中。
[0073] 表 1
[0075]如從實驗結果可以清楚看出的，將圓周技術加入到LVDT對準確性測量產生了最大 改進。進一步加入徑向技術并未產生額外的改進。當例如噴嘴面積還改變其形狀（如上所 述)時，圓周技術單獨可能不足以估計噴嘴面積。將圓周技術與致動輸入(例如，使用LVDT技 術)組合提供了更多數(shù)據，在一些情況下可能足夠表征該面積的形狀并更精確地確定該面 積。在組合LVDT和徑向技術的測試實例中，LVDT提供了關于致動器位置的數(shù)據。該位置直接 地影響瓣體圍繞其附接點（例如，鉸鏈)旋轉了多遠。徑向測量提供了偽旋轉角度。例如，相 比于從LVDT和圓周技術的組合接收的數(shù)據，這兩個測量彼此太類似并且不那么值得稱道。 [0076]簡單的實例可能有助于更好地理解LVDT與圓周技術的協(xié)同及其它組合(例如，不 依靠圓周技術)的缺陷。在該實例中，兩個三維多邊形表面延伸并在X-Y平面內測量。一個傳 感器可以沿著X軸工作，而另一個傳感器可以沿著與X軸和Y軸呈45度角度定位的線工作。當 沿著兩個非正交軸線執(zhí)行測量時，該測量不如沿著兩個正交軸線執(zhí)行測量時準確。
[0077] 飛行器應用的實例
[0078] 可在如圖6A所示的飛行器制造和保養(yǎng)方法1100和如圖6B所示的飛行器1102的背 景下描述本公開的實例。在前期生產過程中，說明性方法1100可包括飛行器1102的規(guī)格和 設計1104及材料采購1106。在生產過程中，進行飛行器1102的部件和子組件制造1108以及 系統(tǒng)整合1110。此后，飛行器1102可經過檢定和交付1112以便投入服役1114。在由客戶保養(yǎng) 期間，飛行器1102被安排進行例行維護檢修1116(這也可包括改造、重構、翻新等）。用于控 制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的系統(tǒng)可加入任何一個這些階段中。例如，可在制造 1108或系統(tǒng)整合1110期間加入所述系統(tǒng)。在一些實施方式中，可在飛行器1102服役的同時 加入所述系統(tǒng)。
[0079]可由系統(tǒng)集成商、第三方及/或運營商（例如客戶）進行或執(zhí)行說明性方法1100的 各個過程。為了本描述之目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任一數(shù)量的飛行器制造商與主 系統(tǒng)分包商;第三方可包括但不限于任一數(shù)量的供應商、轉包商以及供貨商;并且運營商可 以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。
[0080] 如圖6B所示，生產的飛行器1102可包括具有多個高級系統(tǒng)1120與內飾1122的機體 1118。高級系統(tǒng)1120的實例包括推進系統(tǒng)1124、電氣系統(tǒng)1126、液壓系統(tǒng)1128以及環(huán)境系統(tǒng) 1130中的一個或多個?？砂ㄈ我粩?shù)量的其它系統(tǒng)。盡管示出了航空航天的實例，但是本文 公開的原理可應用于諸如汽車工業(yè)的其它工業(yè)。因此，除了飛行器1102,本文公開的原理可 應用于其它交通工具，例如，陸地車輛、船舶車輛、空間飛行器等。用于控制可變截面的風扇 噴嘴的噴嘴面積的系統(tǒng)可以是推進系統(tǒng)1124和/或電氣系統(tǒng)1126的一部分。
[0081] 本文示出或描述的設備與方法可在飛行器制造和保養(yǎng)方法1100的任一個或多個 階段中采用。例如，能以類似飛行器1102在服役中生產部件或子組件的方式裝配或制造對 應于部件和子組件制造1108的部件或子組件。而且，可在操作1108和1110期間利用所述設 備、方法的一個或多個方面或者這些方面的組合，例如大幅地加快飛行器1102的裝配或減 少飛行器1102的成本。類似地，可在例如但不限于飛行器1102在保養(yǎng)時(例如維護檢修1116 時)利用所述設備或方法實現(xiàn)的一個或多個方面或者這些方面的組合。
[0082] 根據本公開的本發(fā)明主題的實例描述于以下枚舉的段落中。
[0083] A1、一種可變截面的風扇噴嘴，所述可變截面的風扇噴嘴包括：
[0084] 多個瓣體，所述多個瓣體包括瓣體支撐端和瓣體自由端，
[0085] 其中，所述瓣體支撐端被以可樞轉的方式聯(lián)接到風扇管道，
[0086] 其中，所述瓣體自由端至少形成噴嘴圓周的基準部，并且
[0087] 其中，所述噴嘴圓周與所述可變截面的風扇噴嘴的所述噴嘴面積關聯(lián)；
[0088] 線纜，所述線纜包括第一端和第二端，
[0089] 其中，所述線纜的基準部橫跨所述多個瓣體基本平行于所述噴嘴圓周延伸；以及
[0090] 線性位移測量裝置，所述線性位移測量裝置被連接到所述線纜的所述第二端并且 測量所述線纜的所述第二端相對于所述線性位移測量裝置的附接點的位置。
[0091] A2、根據段落Al所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的所述第一端被連接 到所述多個瓣體的第一瓣體。
[0092] A3、根據段落A2所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線性位移測量裝置的所述 附接點是所述多個瓣體中的第二瓣體，其中，所述第二瓣體不同于所述第一瓣體。
[0093] A4、根據段落Al至A3中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線性位移 測量裝置的所述附接點比所述線纜的橫跨所述多個瓣體基本平行于所述噴嘴圓周延伸的 所述基準部更接近所述風扇管道。
[0094] A5、根據段落Al至A4中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，相比于所述瓣 體支撐端，所述線纜的橫跨所述多個瓣體延伸的所述基準部延伸得更接近所述瓣體自由 端。
[0095] A6、根據段落Al至A5中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的所 述基準部在所述瓣體自由端處橫跨所述多個瓣體延伸。
[0096] A7、根據段落Al至A6中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的橫 跨所述多個瓣體延伸的所述基準部在所述多個瓣體的外表面上延伸。
[0097] A8、根據段落Al至A7中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的橫 跨所述多個瓣體延伸的所述基準部在附接至所述多個瓣體中的至少一個瓣體的套筒內延 伸。
[0098] A9、根據段落Al至A8中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的橫 跨所述多個瓣體延伸的所述基準部在所述多個瓣體中的至少一個瓣體的溝槽內延伸。 [0099] A10、根據段落Al至A9中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜包 括聚合物外殼。
[0100] All、根據段落Al至AlO中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述多個瓣 體被設置在第一致動器和第二致動器之間；并且其中，所述第一致動器和所述第二致動器 被連接到柔性桿，所述柔性桿接觸所述多個瓣體中的每個瓣體，用于使所述多個瓣體相對 于所述風扇管道樞轉。
[0101] A12、根據段落All所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線纜的所述第一端被附 接至所述多個瓣體中的第一瓣體;并且其中，在所述多個瓣體之中所述第一瓣體最接近所 述第一致動器。
[0102] A13、根據段落A12所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述線性位移測量裝置的所 述附接點位于第二瓣體上;并且其中，在所述多個瓣體之中所述第二瓣體最接近所述第二 致動器。
[0103] A14、根據段落All所述的可變截面的風扇噴嘴，其中，所述第一致動器被聯(lián)接到測 量所述第一致動器的位置的線性可變差動傳感器;并且其中，所述線性可變差動傳感器的 輸出和所述線性位移測量裝置的輸出用于控制所述噴嘴面積。
[0104] A15、根據段落Al至A14中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴，所述可變截面的 風扇噴嘴進一步包括線性可變差動傳感器，用于測量所述多個瓣體中的一個瓣體相對于所 述風扇管道的角度。
[0105] B16、一種控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法，所述方法包括：
[0106] 接收來自連接到線纜的第二端的線性位移測量裝置的第一輸入，
[0107] 其中，所述第一輸入取決于所述線纜的所述第二端相對于所述線性位移測量裝置 的附接點的位置，
[0108] 其中，所述線纜的第一端被連接到多個瓣體的第一瓣體，并且
[0109] 其中，所述線纜的基準部橫跨所述多個瓣體基本平行于所述可變截面的風扇噴嘴 的噴嘴圓周延伸；
[0110] 將來自所述線性位移測量裝置的所述第一輸入與第一參考值比較;以及
[0111] 基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較，針對所述可變截面的風扇噴嘴的一 個或多個致動器生成第一輸出。
[0112] B17、根據段落B16所述的方法，所述方法進一步包括：
[0113]接收來自測量所述一個或多個致動器的位置的線性可變差動傳感器的第二輸入； 以及
[0114]將來自所述線性可變差動傳感器的所述第二輸入與第二參考值比較，
[0115] 其中，基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較并基于所述第二輸入與所述第 二參考值的比較而生成所述第一輸出。
[0116] B18、根據段落B16或B17所述的方法，所述方法進一步包括:基于所述第一輸出來 調整所述一個或多個致動器的位置；以及在調整所述一個或多個致動器的位置之后，接收 來自所述線性位移測量裝置的第三輸入。
[0117] B19、根據段落B16至B18中的任一項所述的方法，所述方法進一步包括:基于外部 輸出來調整所述一個或多個致動器的位置；以及在調整所述一個或多個致動器的位置之 后，接收來自所述線性位移測量裝置的第三輸入。
[0118] B20、根據段落B16至B19中的任一項所述的方法，所述方法進一步包括:接收來自 熱電偶的第四輸入，所述熱電偶被熱聯(lián)接到所述線纜；以及將來自所述熱電偶的所述第四 輸入與第四參考值比較，其中，基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較以及所述第四 輸入與所述第四參考值的比較而生成所述第一輸出。
[0119]
[0120] 本文中公開了設備和方法的不同實例和方面，其包括各種部件、特征和功能性。應 該理解到，本文中公開的設備和方法的各種實例和方面可包括任何組合的本文中公開的設 備和方法的其它實例和方面的任何部件、特征和功能性，并且所有這樣的可能性都意圖在 本公開的精神和范圍內。
[0121] 本文闡述的本公開的許多修改和其它實例將為本公開所屬領域技術人員想到，具 有前述描述及關聯(lián)附圖中提出的教導的權益。
【主權項】
1. 一種可變截面的風扇噴嘴(200)，所述可變截面的風扇噴嘴(200)包括： 多個瓣體(210 )，所述多個瓣體(210)包括瓣體支撐端(211 a)和瓣體自由端(211 b)， 其中，所述瓣體支撐端(211a)被以可樞轉的方式聯(lián)接到風扇管道， 其中，所述瓣體自由端(211b)至少形成噴嘴圓周的基準部(201)，并且 其中，所述噴嘴圓周(215)與所述可變截面的風扇噴嘴(200)的噴嘴面積關聯(lián)； 線纜(202)，所述線纜(202)包括第一端(203a)和第二端(203b)， 其中，所述線纜（202)的基準部（201)橫跨所述多個瓣體基本平行于所述噴嘴圓周 (215)延伸；以及 線性位移測量裝置(204)，所述線性位移測量裝置(204)被連接到所述線纜(202)的所 述第二端(203b)并且測量所述線纜(202)的所述第二端(203b)相對于所述線性位移測量裝 置(204)的附接點的位置。2. 根據權利要求1所述的可變截面的風扇噴嘴（200)，其中，所述線纜的所述第一端 (203a)被連接到所述多個瓣體(210)的第一瓣體(212)。3. 根據權利要求2所述的可變截面的風扇噴嘴（200)，其中，所述線性位移測量裝置 (204)的所述附接點是所述多個瓣體(210)的第二瓣體(214 )，其中，所述第二瓣體(214)不 同于所述第一瓣體(212)。4. 根據權利要求1所述的可變截面的風扇噴嘴（200)，其中，所述線性位移測量裝置 (204)的所述附接點比所述線纜(202)的橫跨所述多個瓣體(210)基本平行于所述噴嘴圓周 (215)延伸的所述基準部(201)更接近所述風扇管道。5. 根據權利要求1至4中的任一項所述的可變截面的風扇噴嘴(200)，其中，相比于所述 瓣體支撐端(211a)，所述線纜(202)的橫跨所述多個瓣體(210)延伸的至少一個所述基準部 (201)延伸得更接近所述瓣體自由端(211 b); 所述線纜（202)的所述基準部（201)在所述瓣體自由端（211b)處橫跨所述多個瓣體 (210)延伸； 所述線纜（202)的橫跨所述多個瓣體（210)延伸的所述基準部（201)在所述多個瓣體 (210)的外表面(300)上延伸； 所述線纜(202)的橫跨所述多個瓣體(210)延伸的所述基準部(201)在附接至所述多個 瓣體(210)中的至少一個瓣體的套筒(302)內延伸； 所述線纜（202)的橫跨所述多個瓣體（210)延伸的所述基準部（201)在所述多個瓣體 (210)中的至少一個瓣體的溝槽(304)內延伸。6. 根據權利要求1所述的可變截面的風扇噴嘴(200)，其中，所述線纜(202)包括聚合物 外殼(312)。7. 根據權利要求1所述的可變截面的風扇噴嘴(200)，其中，所述多個瓣體(210)被設置 在第一致動器（118)和第二致動器（120)之間；并且其中，所述第一致動器（118)和所述第二 致動器（120)被連接到柔性桿（122)，所述柔性桿（122)接觸所述多個瓣體(210)中的各瓣 體，用于使所述多個瓣體(210)相對于所述風扇管道樞轉。8. 根據權利要求7所述的可變截面的風扇噴嘴（200)，其中，所述線纜的所述第一端 (20 3a)被連接到所述多個瓣體(210)中的第一瓣體(212);并且其中，所述第一瓣體(212)在 所述多個瓣體(210)之中最接近所述第一致動器(118)。9. 根據權利要求8所述的可變截面的風扇噴嘴（200)，其中，所述線性位移測量裝置 (204)的所述附接點位于第二瓣體(214)上;并且其中，所述第二瓣體(214)在所述多個瓣體 (210)之中最接近所述第二致動器(120)。10. 根據權利要求7所述的可變截面的風扇噴嘴(200)，其中，所述第一致動器（118)被 聯(lián)接到測量所述第一致動器（118)的位置的線性可變差動傳感器(216);并且其中，所述線 性可變差動傳感器(216)的輸出和所述線性位移測量裝置(204)的輸出用于控制所述噴嘴 面積。11. 根據權利要求1所述的可變截面的風扇噴嘴(200)，所述可變截面的風扇噴嘴(200) 進一步包括線性可變差動傳感器(216)，用于測量所述多個瓣體(210)中的一個瓣體相對于 所述風扇管道的角度。12. -種控制可變截面的風扇噴嘴的噴嘴面積的方法，所述方法包括： 接收來自連接到線纜的第二端的線性位移測量裝置的第一輸入， 其中，所述第一輸入取決于所述線纜的所述第二端相對于所述線性位移測量裝置的附 接點的位置， 其中，所述線纜的第一端被連接到多個瓣體中的第一瓣體，并且 其中，所述線纜的基準部橫跨所述多個瓣體基本平行于所述可變截面的風扇噴嘴的噴 嘴圓周延伸； 將來自所述線性位移測量裝置的所述第一輸入與第一參考值比較；以及 基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較，針對所述可變截面的風扇噴嘴的一個或 多個致動器生成第一輸出。13. 根據權利要求12所述的方法，所述方法進一步包括： 接收來自測量所述一個或多個致動器的位置的線性可變差動傳感器的第二輸入；以及 將來自所述線性可變差動傳感器的所述第二輸入與第二參考值比較， 其中，基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較并基于所述第二輸入與所述第二參 考值的比較而生成所述第一輸出。14. 根據權利要求12或13所述的方法，所述方法進一步包括以下步驟中的至少一個： 基于所述第一輸出來調整所述一個或多個致動器的位置，并且在調整所述一個或多個 致動器的位置之后，接收來自所述線性位移測量裝置的第三輸入;以及 基于外部輸出來調整所述一個或多個致動器的位置，并且在調整所述一個或多個致動 器的位置之后，接收來自所述線性位移測量裝置的第三輸入。15. 根據權利要求12所述的方法，所述方法進一步包括:接收來自熱電偶的第四輸入， 所述熱電偶被熱聯(lián)接到所述線纜，以及將來自所述熱電偶的所述第四輸入與第四參考值比 較;其中，基于所述第一輸入與所述第一參考值的比較以及所述第四輸入與所述第四參考 值的比較而生成所述第一輸出。
【文檔編號】F02C9/20GK105987025SQ201610157676
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】J·J·亞茨科夫斯基, M·A·卡朋特, K·E·卡諾夫斯基
【申請人】波音公司