3-筛选及标引后的专利著录项目数据及专利全文cn105987025a

1、 (19)人民国家知识产权局(12)发明专利申请(10 )申请公布号 CN 105987025( 43 )申请公布日 2016.10.05A( 21 )申请号 201610157676 .0( 22)申请日 2016 .03 .18( 30 )优先权数据14/665 ,627 2015 .03 .23 US(71 )申请人 波音公司 地址 美国伊利诺斯州(72)发明人JJ亚茨科夫斯基 MA卡朋特 KE卡诺夫斯基(74 )专利机构人 王小东 ( 51 )Int.Cl.F04D 29/56( 2006 .01 )27/00( 2006 .01 )9/20( 2006 .01 ) F04D F02C

2、权利要求书2页 说明书14页 附图10页( 54 )发明名称控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积 ( 57 )摘要本发明涉及控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积。提供了用于测量并控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法和系统。附接至喷嘴的控制系统可包括线缆，所述线缆的一端连接到诸如弦线电位计的线性位移测量装置。所述线缆的另一端可连接到瓣体。所述线缆的基准部横跨所述喷嘴的多个瓣体延伸，并且在一些实施方式中，基本平行于喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置测量在操作所述喷嘴期间所述瓣体可向外或向内致动时该基准部的任何长度变化。所述线性位移测量装置的输出可用于控制使所述瓣体移动的致动器。在一些实施方式中，

3、电位计的输出可与来自诸如线性可变差动传感器和/或热电偶的其它传感器的一个或多个输出组合。 CN 105987025 A 权利要求书CN 105987025 A1/2 页1 .一种可变截面的风扇喷嘴( 200 )，所述可变截面的风扇喷嘴( 200 )包括： 多个瓣体( 210 )，所述多个瓣体( 210 )包括瓣体支撑端( 211a)和瓣体自由端( 211b)， 其中，所述瓣体支撑端( 211a )被以可枢转的方式联接到风扇管道， 其中，所述瓣体自由端( 211b)至少形成喷嘴圆周的基准部( 201 )，并且 其中，所述喷嘴圆周( 215 )与所述可变截面的风扇喷嘴( 200 )的喷嘴面积关联；

4、 线缆( 202)，所述线缆( 202)包括第一端( 203a )和第二端( 203b)， 其中，所述线缆( 202 )的基准部( 201 )横跨所述多个瓣体基本平行于所述喷嘴圆周( 215 )延伸；以及 线性位移测量装置( 204 )，所述线性位移测量装置( 204 )被连接到所述线缆( 202 )的所述第二端( 203b)并且测量所述线缆( 202 )的所述第二端( 203b)相对于所述线性位移测量装置( 204 )的附接点的位置。 2 .根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线缆的所述第一端( 203a )被连接到所述多个瓣体( 210 )的第一瓣体( 212)

5、。 3 .根据权利要求2所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线性位移测量装置( 204 )的所述附接点是所述多个瓣体( 210 )的第二瓣体( 214 )，其中，所述第二瓣体( 214 )不同于所述第一瓣体( 212)。 4 .根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线性位移测量装置( 204 )的所述附接点比所述线缆( 202 )的横跨所述多个瓣体( 210 )基本平行于所述喷嘴圆周( 215 )延伸的所述基准部( 201 )更接近所述风扇管道。 5 .根据权利要求1至4中的任一项所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，相比于所述瓣体支撑端( 21

6、1a )，所述线缆( 202 )的横跨所述多个瓣体( 210 )延伸的至少一个所述基准部( 201 )延伸得更接近所述瓣体自由端( 211b)； 所述线缆( 202 )的所述基准部( 201 )在所述瓣体自由端( 211b )处横跨所述多个瓣体( 210 )延伸； 所述线缆( 202 )的横跨所述多个瓣体( 210 )延伸的所述基准部( 201 )在所述多个瓣体( 210 )的外表面( 300 )上延伸； 所述线缆( 202 )的横跨所述多个瓣体( 210 )延伸的所述基准部( 201 )在附接至所述多个瓣体( 210 )中的至少一个瓣体的套筒( 302)内延伸； 所述线缆( 202 )的横跨

7、所述多个瓣体( 210 )延伸的所述基准部( 201 )在所述多个瓣体( 210 )中的至少一个瓣体的沟槽( 304 )内延伸。 6 .根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线缆( 202 )包括聚合物外壳( 312)。 7 .根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述多个瓣体( 210 )被设置在第一致动器( 118 )和第二致动器( 120 )之间；并且其中，所述第一致动器(118)和所述第二致动器( 120 )被连接到柔性杆( 122 )，所述柔性杆( 122 )接触所述多个瓣体( 210 )中的各瓣体，用于使所述多个瓣体( 210 )相对

8、于所述风扇管道枢转。 8 .根据权利要求7所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线缆的所述第一端( 203a )被连接到所述多个瓣体( 210 )中的第一瓣体( 212 )；并且其中，所述第一瓣体( 212 )在 2 权利要求书CN 105987025 A2/2 页9 .根据权利要求8所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述线性位移测量装置( 204 )的所述附接点位于第二瓣体( 214 )上；并且其中，所述第二瓣体( 214 )在所述多个瓣体( 210 )之中最接近所述第二致动器(120 )。 10 .根据权利要求7所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，其中，所述第一

9、致动器( 118 )被联接到测量所述第一致动器( 118 )的位置的线性可变差动传感器( 216 )；并且其中，所述线性可变差动传感器( 216 )的输出和所述线性位移测量装置( 204 )的输出用于控制所述喷嘴面积。 11 .根据权利要求1所述的可变截面的风扇喷嘴( 200 )，所述可变截面的风扇喷嘴( 200 ) 进一步包括线性可变差动传感器( 216 )，用于测量所述多个瓣体( 210 )中的一个瓣体相对于所述风扇管道的角度。 12 .一种控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法，所述方法包括： 接收来自连接到线缆的第二端的线性位移测量装置的第一输入， 其中，所述第一输入取决于所述线缆的所

10、述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置， 其中，所述线缆的第一端被连接到多个瓣体中的第一瓣体，并且 其中，所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体基本平行于所述可变截面的风扇喷嘴的喷嘴圆周延伸； 将来自所述线性位移测量装置的所述第一输入与第一参考值比较；以及 基于所述第一输入与所述第一参考值的比较，针对所述可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器生成第一输出。 13 .根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括： 接收来自测量所述一个或多个致动器的位置的线性可变差动传感器的第二输入；以及将来自所述线性可变差动传感器的所述第二输入与第二参考值比较， 其中，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较

11、并基于所述第二输入与所述第二参考值的比较而生成所述第一输出。 14 .根据权利要求12或13所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤中的至少一个： 基于所述第一输出来调整所述一个或多个致动器的位置，并且在调整所述一个或多个 致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入；以及 基于外部输出来调整所述一个或多个致动器的位置，并且在调整所述一个或多个致动器的位置之后，接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。 15 .根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：接收来自热电偶的第四输入， 所述热电偶被热联接到所述线缆，以及将来自所述热电偶的所述第四输入与第四参考值比 较；其中，基于所述第

12、一输入与所述第一参考值的比较以及所述第四输入与所述第四参考 值的比较而生成所述第一输出。 3 说明书CN 105987025 A1/14 页控制具有可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积技术领域0001本公开总体涉及可变截面的风扇喷嘴，更具体地涉及控制可变截面的风扇喷嘴的 喷嘴面积。背景技术0002旁路涡扇发动机可能存在风扇稳定性的问题。这种特定的发动机产生两个排放 流。第一流是发动机芯部流，它在穿过芯部发动机之后从芯部流喷嘴排出。第二流是风扇流，其穿过由包围芯部发动机的芯部发动机机舱形成的环形通道和风扇管道。针对具体操作条件优化了这两个流经过的横截面面积( 即，芯部流喷嘴处的发动机芯部流喉区和风扇喷嘴

13、处的风扇流喉区)。然而，操作条件会改变。例如，在起飞期间，需要来自发动机的比在巡航飞行期间更大的推力。通过使更多的气体通过风扇喷嘴处的风扇管道而生成更大的推力，导致气流的速度增加。可变截面的风扇喷嘴可用于解决风扇稳定性。可变截面的风扇喷嘴包括可移动的瓣体，可向外致动该瓣体以扩大喷嘴面积，结果降低排放速度。相反，可向内致动这些瓣体，以减小风扇喷嘴的喷嘴面积，结果提高排放速度。风扇稳定性问题可能出现在喷嘴面积不够大时，造成背压太高。可变截面的风扇喷嘴可以增加喷嘴面积，以减轻该 背压并消除风扇不稳定性。 发明内容0003提供了用于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法和系统。喷嘴或者更具体 地附接至

14、所述喷嘴的控制系统可包括线缆，所述线缆的一端连接到诸如弦线电位计的线性位移测量装置。所述线缆的另一端可连接到所述瓣体中的一个。所述线缆的基准部横跨形成所述喷嘴的所述瓣体延伸，并且在一些实施方式中基本平行于所述喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置测量该基准部在操作所述喷嘴期间所述瓣体可向外或向内致动时的任何长度变化。所述线性位移测量装置的输出可用于控制使所述瓣体移动的致动器。在一些实施方式中，电位计的输出可与来自其它传感器( 诸如线性可变差动传感器和/或热电偶) 的一个或多个输出组合。 0004在一些实施方式中，可变截面的风扇喷嘴包括多个瓣体、线缆和线性位移测量装 置。所述多个瓣体包括瓣体支撑端和

15、瓣体自由端。所述瓣体支撑端被可枢转地联接到风扇管道，而所述自由端形成所述喷嘴圆周的至少一部分。所述瓣体自由端可以由独立于所述致动器输入的推力和空气动力弯曲。所述喷嘴圆周与所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴面积关联。所述喷嘴面积有时可被称为流动喉区，或者简单地被称为喉区。所述喷嘴面积被限定为将所述瓣体自由端连接到所述主喷嘴而产生最小面积的表面。该表面不一定是截头锥体的平滑或几何形状精确的外表面。如果所述线缆被定位在所述瓣体自由端处，则所述线缆感测该表面的圆周变化。然而，本领域普通技术人员将理解到，所述线缆可以定位在其 它部位。 所述线缆包括第一端和第二端。所述线缆的所述第一端可连接到所述多个瓣体中

16、 00054 说明书CN 105987025 A2/14 页的所述第一瓣体。所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体延伸。在一些实施方式中，所述基准部基本平行于所述喷嘴圆周延伸。所述线性位移测量装置被连接到所述线缆的所述第二端并且测量所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附接点的位置，这又代表 所述线缆的所述基准部的长度。 0006在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所述附接点是所述多个瓣体的第二 瓣体。所述第二瓣体可不同于可与所述线缆的所述第一端连接的所述第一瓣体。在一些实施方式中，所述第一瓣体和第二瓣体可由也是所述多个瓣体的一部分的一个或多个额外瓣体分离。另选地，所述线性位移测量装置

17、的所述附接点可位于所述风扇管道上或所述可变截面的风扇喷嘴的一些其它固定部件上或发动机机舱上。在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所述附接点比所述线缆的横跨所述多个瓣体延伸的所述基准部更接近所述 管道。 0007在一些实施方式中，相比于所述瓣体支撑端，所述线缆的所述基准部延伸得更接 近所述瓣体自由端。更具体地，所述线缆的所述基准部可在所述瓣体自由端处延伸。在一些 实施方式中，所述线缆的所述基准部在所述多个瓣体的所述外表面上延伸。所述线缆可包括聚合物外壳。 0008所述线缆的所述基准部可在套筒附接至所述多个瓣体中的至少一个瓣体的情况 下延伸。更具体地，所述线缆的所述基准部可延伸穿过多个套筒，使

18、得每个套筒均被定位在所述多个瓣体中的不同瓣体上。在一些实施方式中，所述线缆的所述基准部在所述多个瓣体中的至少一个瓣体中的沟槽内延伸。更具体地，所述线缆的所述基准部可在多个沟槽内 延伸，使得每个沟槽均被定位在所述多个瓣体中的不同瓣体中。 0009在一些实施方式中，所述多个瓣体被设置在第一致动器和第二致动器之间，两个 致动器都被连接到柔性杆。所述柔性杆可接触所述多个瓣体中的每个瓣体并用于使所述多个瓣体相对于所述风扇管道枢转，从而改变所述喷嘴圆周和/或喷嘴面积。当所述线缆的所述第一端被附接至所述第一瓣体时，在所述多个瓣体之中该第一瓣体可最接近所述第一致动器。在一些实施方式中，所述线性位移测量装置的所

19、述附接点位于第二瓣体上，所述第二瓣体在所述多个瓣体之中可以是最接近所述第二致动器的瓣体。所述第一致动器可联接到线性可变差动传感器或者能操作用于测量所述第一致动器的位置的任何其它线性反馈装置。所述线性可变差动传感器的输出和所述线性位移测量装置的输出可共同用于控制所述喷嘴面积。更普遍地，线性可变差动传感器( 或者任何其它角度测量装置)可用于测量所述 多个所述瓣体中的一个瓣体相对于所述风扇管道的角度。 0010还提供了一种控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的方法。所述方法可涉及接收 来自连接到线缆的第二端的线性位移测量装置的第一输入。所述第一输入取决于所述线缆的所述第二端相对于所述线性位移测量装置的附

20、接点的位置。同时，所述线缆的第一端可连接到多个瓣体中的第一瓣体。所述多个瓣体包括瓣体支撑端和瓣体自由端。所述瓣体支撑端被可枢转地联接到所述可变截面的风扇喷嘴的管道。所述自由端形成所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴圆周的至少一部分。所述喷嘴圆周与所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴面积关联。所述线缆的基准部横跨所述多个瓣体延伸。在一些实施方式中，所述基准部基本平行于所述可变截面的风扇喷嘴的所述喷嘴圆周延伸。所述第一输入取决于当所述多 个瓣体的取向改变时改变的所述线缆的所述基准部的长度。 5 说明书CN 105987025 A3/14 页0011所述方法可继续进行：将来自所述线性位移测量装置的所述第一输

21、入与第一参考 值比较。例如，接收来自电位计的所述第一输入的控制系统可包括具有各种参考值的查找数据库，每个值均与所述多个瓣体的不同取向关联。基于所述第一输入与所述第一参考值的比较，可针对所述可变截面的风扇喷嘴的一个或多个致动器生成第一输出。 0012在一些实施方式中，所述方法还涉及：接收来自另一线性反馈装置( 诸如线性可变 差动传感器)的第二输入；测量所述一个或多个致动器的位置。该第二输入与第二参考值比较。在这种情况下，基于所述第一输入与所述第一参考值的比较并基于所述第二输入与所述第二参考值的比较而生成所述第一输出。基于多个传感器输入估计所述喷嘴面积的其它方法包括基于模型的二次估计器、卡尔曼滤波

22、器和经验得出的模型。一旦估计出所述喷嘴 面积，所述控制器就可以连续地命令新的致动器位置，直到达到期望喷嘴面积。 0013在一些实施方式中，所述方法还涉及基于所述第一输出来调整所述一个或多个致 动器的位置。在调整所述一个或多个致动器的位置之后，所述方法可继续进行：接收来自所述线性位移测量装置的第三输入。在一些实施方式中，所述方法可涉及基于外部输出来调整所述一个或多个致动器的位置。在这种情况下，在调整所述一个或多个致动器的位置之后，所述方法继续进行：接收来自所述线性位移测量装置的另一输入( 例如，第三输入)。在这种情况下，所述第三输入可类似地用于上述第一输入。具体而言，所述第三输入可与其参 考值比

23、较，并且可基于该比较而生成另一输出。 0014在一些实施方式中，所述方法涉及接收来自热电偶的第四输入，所述热电偶可热 联接到所述线缆。所述方法可继续进行：将该第四输入与第四参考值比较。在这种情况下， 基于所述第一输入与所述第一参考值的比较以及所述第四输入与所述第四参考值的比较而生成所述第一输出。 附图说明0015在以一般意义如此描述了本公开的实例之后，现在将参考不一定按比例绘制的附 图，并且其中贯穿几个视图，相同的附图标记表示相同或类似的部分，并且其中： 0016图1是根据一些实施方式包括具有喷嘴面积控制系统的可变截面的风扇喷嘴的涡 扇发动机的示意图。0017图2A至图2C是根据一些实施方式具

24、有不同瓣体致动状态的可变截面的风扇喷嘴 的喷嘴圆周的示意图。00180019图2D至图2E是根据一些实施方式处于两个不同致动状态下的瓣体的示意图。 图3A至图3C是根据一些实施方式用于相对于瓣体来支撑线缆的不同支撑结构的 示意图。00200021图3D是根据一些实施方式具有外壳的线缆的示意图。 图4A是根据一些实施方式包括线缆和线性位移测量装置的喷嘴面积控制系统的 示意图。00220023图。 0024图4B是根据一些实施方式的图4A所示的喷嘴面积控制系统的控制器的示意图。 图5是根据一些实施方式对应于控制可变截面的风扇喷嘴的喷嘴面积的工艺流程 图6A是飞行器生产和保养方法的框图。6 说明书C

25、N 105987025 A4/14 页0025图6B是飞行器的示意图。具体实施方式0026在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所提出的概念的透彻理解。可在 没有一些或所有这些具体细节的情况下实践所提出的概念。在其它情况下，并未详细地描述公知的工艺操作，以避免不必要地混淆所描述的概念。虽然将结合具体实例来描述一些概念，但是将要理解的是，这些实例并不意图是限制性的。 00270028介绍用在飞行器上的典型的涡扇发动机包括由高压涡轮提供动力的压缩机，并包括由 低压涡轮提供动力的风扇。风扇被设置在压缩机的上游。在操作该发动机期间，进来的空气在压缩机中被加压并与燃烧室中的燃料混合。空气燃料混合物

26、然后被点燃，生成热的燃烧气体， 该燃烧气体向下游流经不同的涡轮级。燃烧气体经由芯部喷嘴排出，而风扇空气经由风扇喷嘴排出。风扇喷嘴至少部分地由包围芯部发动机的机舱限定并通常具有环形形状。经由风扇喷嘴排出的加压的风扇空气提供了一些推进推力，而经由芯部喷嘴排出的燃烧气 体提供了其余推力。 0029商用涡扇发动机一般具有为起飞、爬升及在一海拔上巡航的组合而优化的固定截 面的风扇喷嘴。选择固定截面的风扇喷嘴的特定面积的目标是在不同的操作机制期间减小组合的低效。例如，为在爬升期间效率最高而设计的固定截面的风扇喷嘴在一海拔上巡航时是非常低效的。同样，为在一海拔上巡航时效率最高而设计的固定截面的风扇喷嘴在爬升

27、期间是非常低效的。如此，固定截面的风扇喷嘴为实现一些组合效率而在每单个操作机 制中牺牲了最大性能。 0030改变风扇喷嘴的面积可用于大大提高每个不同操作机制期间的发动机性能。可变 截面的风扇喷嘴增加了热力学和空气动力学效率，并因此针对等效推力减小了燃料消耗。此外，可变截面的风扇喷嘴可以用于通过控制风扇喷嘴流动速度而减小机场区的噪音污染。最后，可变截面的风扇喷嘴可无发动机稳定性问题( 例如，风扇颤振)地用在新式发动机 设计中。 0031设计并操作可变截面的风扇喷嘴的一个主要挑战是以精确的方式控制喷嘴面积。 致动器输入为实际喷嘴面积提供非常差的反馈，因为其它因素可能影响该参数。甚至当致动器与线性可

28、变差动传感器联接时，准确性并不足够。摄影测量法提供了更准确的测量，但需要多个相机来检测喷嘴周围的选定点的变化。然而，使用该光学技术可能在飞行期间是相当困难的。例如，相机可失去其对于喷嘴的视线。在一些情况下，无法定位相机来观察发 动机喷嘴的两部分。此外，根据相机的位置，各种维护问题可能出现。 0032提供了这样的方法和系统，其用于控制喷嘴面积，或者更具体地，用于测量可变截 面的风扇喷嘴在其操作期间的圆周变化。这些圆周变化用于估计对应的喷嘴面积。装设在可变截面的风扇喷嘴上的控制系统可包括连接到线性位移测量装置的线缆。线缆的可被称为基准部的至少一部分横跨多个瓣体延伸。在一些实施方式中，基准部基本平行

29、于喷嘴圆周进行延伸。线性位移测量装置测量线缆的基准部在操作风扇喷嘴期间瓣体被向外或向内致动时的长度变化。如此，电位计测量喷嘴圆周或者至少圆周一部分的变化。这种变化然后 用于估计喷嘴面积( 例如，基于计算或储存在控制系统数据库中的查找表)。与例如摄影测 7 说明书CN 105987025 A5/14 页量系统比较，线缆和电位计相对简单地装设、更换及维护。线缆正好定位在瓣体上的容易够 到的地方。此外，如下面在实验结果章节进一步提出的，该位置确保非常准确代表喷嘴圆周并且提供非常精确的测量。 0033为了向该系统的各种特征提供一些背景，下面提出了涡扇发动机和喷嘴面积控制 系统的主要部件的简要描述。具体

30、而言，图1是根据一些实施方式包括可变截面的风扇喷嘴200的涡扇发动机100的示意图。应当指出的是，图1所示的可变截面的风扇喷嘴200仅是可变截面的风扇喷嘴的一个实例。本领域普通技术人员将理解到，本文描述的喷嘴面积控制系统( 例如，包括线缆、线性位移测量装置及可选的其它部件的系统)可以使用并装设在不 同类型的可变截面的风扇喷嘴上，以不同的活动连接方法来增加或减少喷嘴面积。 0034涡扇发动机100被示出为安装在发动机吊架102上。如上所述，涡扇发动机100提供 了来自芯部流和风扇流两者的推力。芯部流是退出芯部流喷嘴130的排气。芯部流喷嘴130 形成芯部发动机机舱的下游端。风扇流从可变截面的风扇

31、喷嘴200退出，可变截面的风扇喷嘴200可安装( 例如，栓接)到推力换向器套筒140的下游端或唇部区域。推力换向器套筒140 与芯部发动机机舱的至少一部分重叠。芯部流一般具有比风扇流更高的速度。 0035在一些实施方式中，可变截面的风扇喷嘴200包括多个瓣体210，使得这些瓣体210 的自由端211b形成喷嘴圆周215。喷嘴圆周215与下面进一步描述的喷嘴面积关联。瓣体210 可以是可弹性变形的瓣体或可枢转的刚性瓣体。具体而言，瓣体210被配置成改变喷嘴面积，以便改变穿过风扇管道的风扇流。例如，瓣体210可使用例如连接到柔性杆122的致动器118和120而向内或向外致动。柔性杆122可挤压在设

32、置于致动器118和120之间的瓣体210 上。出于本公开之目的，自由端211b还可被称为远端，以与还可被称为支撑端211a的近端区 别开来。 0036瓣体210可沿着推力换向器套筒140的后唇并排设置。如果推力换向器套筒140是 单件可轴向平移的套筒，则单组瓣体210可围绕风扇管道圆周的主要部分延伸，例如，从发动机吊架102的一侧延伸到发动机吊架102的另一侧。在一些实施方式中，推力换向器套筒140 可包括两个或更多个可轴向平移的局部罩( 例如，两个半体罩)，该局部罩被安装在固定到上梁和下梁的轨道上。在这些实施方式中，每个局部罩可与单独一组的瓣体210关联。具体而言， 每组瓣体210可附接至不

33、同的局部罩。当多组瓣体210用在同一涡扇发动机100上时，喷嘴圆周215的与每组关联的部分可分别使用如下面进一步描述的分离的线缆和线性位移测量装置进行监控。另选地，喷嘴圆周215的与多个组或所有组关联的部分或整个喷嘴 圆周215可共同使用相同的线缆和线性位移测量装置进行监控。 0037瓣体210可施加预应力，使得当瓣体210未被致动时，瓣体210可向外延伸，如图2B 和图2E进一步所示。另选地，瓣体210可向外致动，以形成图2B和图2E所示的喷嘴圆周。包括致动器118和120以及柔性杆122的致动系统可用于向内和/或向外致动瓣体210。在一些实施方式中，当瓣体210未被致动时，瓣体210可具有

34、标称状态。取决于瓣体210的附接，标称状态可对应于最大或最小的喷嘴圆周。在一些实施方式中，瓣体210可由致动器118和120移动到向内致动状态和向外致动状态两者。在这种情况下，致动系统可在操作发动机期间保持 激活，以维护期望的喷嘴面积。 0038在图1所示的实例中，可变截面的风扇喷嘴200包括布置在发动机吊架102的相反 两侧上的两组瓣体210。然而，在该视图中，仅一组瓣体210可见。每组中相邻的瓣体210可被 8 说明书CN 105987025 A6/14 页弹性密封件116所占用的间隙分离。密封件116可由硅橡胶或其它合适的弹性材料制成。密封件116可用于通过瓣体210的布置防止空气从可变

35、截面的风扇喷嘴200的内侧泄漏至外侧，并允许瓣体210相对于彼此向内和向外移动。在向内致动瓣体210期间，密封件116从拉 伸状态返回到标称状态。 0039在一些实施方式中，柔性杆122是在第一致动器118和第二致动器120之间延伸的 线缆。然而，柔性杆122应该与喷嘴面积控制系统的线缆202区别开来。柔性杆122一般沿圆周设置并接触相应组中的所有瓣体。柔性杆122的端部附接至第一致动器118和第二致动器120(可包括安装到轴的臂)。 可变截面的风扇喷嘴及喷嘴面积控制系统的实例00400041图1图示了根据一些实施方式作为可变截面的风扇喷嘴200的一部分的喷嘴面积 控制系统。下面参考图4描述该

36、系统的独立实例。具体而言，可变截面的风扇喷嘴200包括多个瓣体210、线缆202和线性位移测量装置204。线性位移测量装置204的一个实例是弦线电位计，然而能够测量线缆端的线性位移的其它装置也在此范围内。瓣体210包括瓣体支撑端211a和瓣体自由端211b。瓣体支撑端211a可枢转地联接到例如图2D和图2E所示的风扇管道 202。自由端211b形成了喷嘴圆周215的至少一部分。喷嘴圆周215与可变截面的风扇喷嘴 200的喷嘴面积关联。 0042如此，由喷嘴面积控制系统测量的喷嘴圆周215的变化可用于估计喷嘴面积。应当 指出的是，可变截面的风扇喷嘴200可能并不总是具有理想圆形形状。例如，喷嘴圆

37、周215可更能由椭圆代表。此外，当可变截面的风扇喷嘴200在其向内致动状态和向外致动状态之间改变时，该椭圆的两个直径变化可能不同，使得喷嘴圆周215在向内致动状态下的形状可能 不同于向外致动状态下的形状。下面参考图2C进一步描述这些考虑。 0043控制系统的线缆202具有第一端203a和第二端203b。第一端203a可附接至第一瓣 体212，而第二端203b可附接至线性位移测量装置204。线缆202的一部分可横跨瓣体210进行延伸，在一些实施方式中，基本平行于喷嘴圆周215进行延伸。线缆的这部分可被称为基准部201。在一些实施方式中，整个线缆202基本平行于喷嘴圆周215横跨瓣体210进行延伸

38、。如此，整个线缆202代表基准部201。在这种情况下，第一端203a和第二端203b定位在距喷嘴圆周215相同的距离处，并且线性位移测量装置204可定位在一个瓣体210上。另选地，端部203a 和203b中的一个可定位得比另一个更接近喷嘴圆周215。例如，第二端203b和线性位移测量装置204可定位得比例如图1所示的第一端203a更远离喷嘴圆周215。换句话说，线性位移测量装置204的附接点可比第一端203a( 更具体地，比基准部201 )更接近风扇管道。线性位移测量装置204的附接点可位于风扇管道上，或者位于可变截面的风扇喷嘴200的远离瓣体的一些其它固定部件上( 例如，如图1所示)。在这些

39、实施方式中，基准部201短于线缆202 的整个长度。在一些实施方式中，基准部201的长度是线缆202的整个长度的至少90或甚至95。应当指出的是，线缆202的作为基准部201的部分可能不代表喷嘴圆周215的变化。使用线缆202的较大一部分作为基准部201可提供更准确的测量。例如，线缆202可经受热波 动、机械应力和可能影响测量准确性的其它因素。 0044线性位移测量装置204测量线缆202的第二端203a相对于线性位移测量装置204的 附接点的位置。当线缆202的基准部201的长度改变时，第二端203a的位置相对于附接点也 发生改变。如此，线性位移测量装置204测量喷嘴圆周215的对应于基准部

40、201的至少一部分 9 说明书CN 105987025 A7/14 页的变化。在一些实施方式中，基准部201延伸喷嘴圆周215的至少90或甚至95。 0045线缆202的基准部201可由两个基准点限定，即，第一基准点205a和第二基准点 205b。这些基准点205a和205b应该与线缆202的第一端203a和第二端203b区别开来。具体而言，虽然基准部201的长度( 即，基准点205a和205b之间的线缆202的长度)在瓣体210在其向内致动状态和向外致动状态之间移动时发生改变，但是线缆202的总体长度( 即，第一端203a和第二端203b之间的长度)并不改变。该差异触发来自线性位移测量装置2

41、04的响应。在一些实施方式中，一个基准点可与第一端203a一致。例如，图1图示了与第一基准点205a 一致的第一端203a。在相同的实施方式中，第二基准点可与线性位移测量装置204的附接点一致。另选地，仅一个基准点可能与第一端203a一致或与线性位移测量装置204的附接点一致。例如，图1图示了与第一基准点205a一致的第一端203a，但线性位移测量装置204的附接点不与第二基准点205b一致。此外，没有基准点与第一端203a或线性位移测量装置204的附 接点一致。 图2A至图2C是根据一些实施方式示出瓣体210的各种位置的可变截面的风扇喷嘴 0046200的示意图。这些示意图图示了在正交于喷嘴

42、面积的方向上的可变截面的风扇喷嘴200。为简单起见，仅示出了基准点205a和205b以及基准部201( 而不是整个线缆)。具体而言，图2A图示了可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体210处于向内致动状态，对应于为最小的喷嘴圆周215。在瓣体210处于其向外致动状态时对应于喷嘴圆周215的外周界217a在图2A中示出以供参考。如上所述，标称( 未致动)状态可对应于向内致动状态、向外致动状态或向内致 动状态与向外致动状态之间的某种状态。 0047在图2A所示的实例中，可变截面的风扇喷嘴200包括由第一中心线232分离的第一 可变截面的风扇喷嘴部207a和第二可变截面的风扇喷嘴部207b。第一可变截面

43、的风扇喷嘴部207a和第二可变截面的风扇喷嘴部207b均可被分开致动并控制。一般而言，可变截面的风扇喷嘴200可具有任何数量的这样的部分，例如，一个、两个、三个、四个，等等。为简单起见，在图2A中仅示出致动器和喷嘴面积控制系统的对应于第一可变截面的风扇喷嘴部207a 的部件。本领域普通技术人员将理解到，类似的部件也可用于第二可变截面的风扇喷嘴部 207b。相同可变截面的风扇喷嘴的不同部分的致动器和喷嘴面积控制系统一般是同步的。 0048图2A图示了定位在第一瓣体212上的第一基准点205和定位在第二瓣体214上的第 二基准点205b。在该实例中，第一瓣体212是瓣体210之中最接近第一致动器1

44、18的瓣体，而第二瓣体214是瓣体210之中最接近第二致动器120的瓣体。由于它们靠近致动器，所以第一瓣体212和第二瓣体214还可被称为这一组瓣体210中的末端瓣体。例如与当一个或两个基准点定位在其它中间瓣体上时相比，将基准点定位在末端瓣体上可给出对由这一组瓣体表示的喷嘴圆周部的更准确代表。例如，图2A图示了沿着喷嘴圆周设置在第一瓣体212和第二瓣体214之间的中间瓣体213。应当指出的是，定位在对应于基准点的瓣体之间的任何中间瓣体都可与基准部201接触。在图2A提出的实例中，存在设置于第一瓣体212和第二瓣体214 之间的七个中间瓣体(统称为瓣体210 )，并且这七个中间瓣体均接触基准部2

45、01。然而，本领 域普通技术人员将理解到，可使用任何数量的中间瓣体，例如，零个、一个、两个，等等。 0049图2B图示了可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体210处于向外致动状态，对应于为 最大的喷嘴圆周215。在瓣体210处于其向外致动状态时对应于喷嘴圆周215的内周界217b 在该图中示出以供参考。内周界217b对应于上述图2A所示的喷嘴圆周215。相比于瓣体210 10 说明书CN 105987025 A8/14 页被向外致动时( 如图2B所示)，当瓣体210向内致动时( 如图2A所示)的基准点205a和205b之间的距离更小。如此，处于向内致动状态的基准部201将缩短对来自线性位移测量装

46、置( 诸如弦线电位计)的对应响应的触发。在图2A和图2B所示的实例中，基准部201代表喷嘴圆周 215的几乎一半。然而，本领域普通技术人员将理解到，该途径也可应用于其它设计。 0050图2A和图2B示出了瓣体210在向内致动状态和向外致动状态之间的过渡，两种状 态对应于圆形的喷嘴圆周215。在一些实施方式中，一种或两种状态的形状可与圆形不同， 这可能影响来自线性位移测量装置( 诸如弦线电位计)的不同响应。例如，图2C图示了根据一些实施方式的可变截面的风扇喷嘴200，使其瓣体处于向内致动状态或向外致动状态中的一者。然而，该可变截面的风扇喷嘴200的喷嘴圆周215为椭圆，使得其沿着第一中心线232

47、的直径( D1 )小于其沿着第二中心线234的直径( D2 )。本领域普通技术人员将理解到，椭圆的周长和面积具有与圆不同的关系。具体而言，椭圆的面积与圆周之比比圆的更小。当致动器不对称地操作时，还可使用所提出的方法和系统用于喷嘴面积估计能力。例如，一个致动 器可向外延伸到其最大程度，而另一致动器可向内延伸到其最大程度。 0051当瓣体210在向内致动状态和向外致动状态之间过渡时，喷嘴圆周215不仅改变其 尺寸还改变其形状，可能会出现额外的困难。当这些改变一致时，例如，通过收集数据并生成查找表，基准部201的长度变化可能仍与喷嘴面积相关。然而，当改变不一致时，可使用一些额外参数进行估计。例如，线

48、性可变差动传感器216a和216b可用于测量当瓣体在向内致动状态和向外致动状态之间移动时瓣体的角度。在图2D和图2E中示出了一个这样的实例。在一些实施方式中，线性可变差动传感器216a和216b均可联接到单独的致动器( 可能不是 控制系统400的一部分)。 0052具体而言，图2D是向内致动的第一瓣体212的示意图。该瓣体212的自由端211b限 定了实际内周界217c。第一瓣体212的支撑端211a可枢转地连接到风扇管道222。也可使用其它联接方法。例如，第一瓣体212可能是足够柔性的，使得支撑端211a可刚性地连接到管道222。示出了基准线缆部201和柔性杆122以供参考。 0053线性可

49、变差动传感器216，或者更普遍的线性反馈装置，或者甚至更普遍的位置传 感器( 例如，旋转可变差动传感器(RVDT )可定位在支撑端211a与管道222之间的接口处。线性可变差动传感器或任何其它类型的传感器可用于测量第一瓣体212相对于风扇管道222 建立/做出的角度，或代表该角度的一些其它参数。另选地，线性可变差动传感器可联接到 第一致动器118，以便例如测量第一致动器118的位置。 0054应当指出的是，图2D图示了第一瓣体212被弯曲并偏离其以虚线示出的向内直轮 廓219a。可由空气动力学或推力导致这种弯曲。虽然这种弯曲改变了内周界，但是这种弯曲无法被线性可变差动传感器216检测出。具体而

50、言，针对如图2D所示的弯曲的第一瓣体212 以及由向内直轮廓219a表示的直的第一瓣体，线性可变差动传感器216将给出相同的读数。然而，与对应于向内直轮廓219a的内周界217b相比，弯曲的第一瓣体212将具有更大的实际 内周界217c。如此，线缆202用于确定内周界217c( 直接地或间接地测量)内周界217c。 0055当两个线性可变差动传感器或其它相似的传感器彼此相反地定位在周界( 例如， 如图2A所示，连接到第一致动器118和第二致动器120 )上时，来自这些传感器的响应用于估计两个传感器之间的方向上的圆周直径。该信息可与围绕该圆周的至少一部分延伸的线缆的长度变化耦合，以确定在圆周具有

51、( 例如，图2C所示的)椭圆形状的情况下可能不同于第 11 说明书CN 105987025 A9/14 页一直径的直径。相比于单独利用这些传感器中的任何一个所得到的，这两个直径可以用于 更精确地估计圆周的面积。 0056不管线性可变差动传感器216的位置和测量参数，其输出以及线性位移测量装置 204的输出可共同用于控制如下面参考图4和图5进一步描述的喷嘴面积。图2E是第一瓣体 212处于其向外致动状态的示意图。再次，第一瓣体212被示出为弯曲并偏离其用虚线示出的向外的直轮廓219b。可由空气动力学或推力导致这种弯曲。向外的直轮廓219b限定外周界217a，而弯曲的第一瓣体212可具有不同的实际

52、外周界217d。一般而言，取决于推力和空气动力的相对大小，实际外周界217d可小于或大于外周界217a。 0057图2D和图2E图示了基准部201定位在自由端211b与支撑端211a之间。将线缆的这 部分定位得更接近自由端211b可导致更准确地估计喷嘴面积。在一些实施方式中，相比于瓣体支撑端211a，基准部201延伸得更接近瓣体自由端211b。更具体地，例如，如图3C所示并在下面进一步描述，基准部201在瓣体自由端211b处延伸。在这种情况下，基准部201可精确地代表喷嘴圆周。在一些实施方式中，线缆202的横跨多个瓣体210延伸的部分在多个瓣体 210的外表面300上延伸。 0058为了使基准

53、部201准确地代表瓣体210的表面，基准部201需要在该表面上维持一 致位置。各种沟槽、套筒、凹槽、导管、环、支架及诸如保持或定位特征的其它特征可用于相对于表面来支撑基准部201。例如，图3A是支撑在中间瓣体213的外表面300上的套筒302的示意图。线缆202以可滑动的方式突出穿过该套筒302，但以其它方式由套筒302支撑。具体而言，套筒302维持线缆202相对于瓣体自由端211a并相对于外表面300的一致或恒定的位置。在一些实施方式中，沿着基准部210定位的每个瓣体均具有类似的套筒。另选地，仅一个或多个瓣体具有套筒，而其它沟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，沟槽)。

54、图3C图示了一实例，其中套筒302定位在瓣体自由端211a上而不是定位在外 表面300上。 0059图3B是支撑在中间瓣体213的外表面300上的沟槽304的示意图。线缆202沿着该沟 槽304以可滑动的方式突出，沟槽304维持线缆202相对于瓣体自由端211a和外表面300的恒 定位置。在一些实施方式中，沿着基准部210定位的每个瓣体均具有类似的沟槽。 0060在一些实施方式中，例如，如图3D所示，线缆202可包括聚合物外壳312。具体而言， 线缆202可具有由金属( 例如，钢)制成的芯部310。芯部310可为线缆202提供机械强度，使得在操作可变截面的风扇喷嘴200期间，线缆202不会拉伸

55、或以其它方式变形。芯部310可封闭在外壳312内，外壳312可由一种或多个聚合物材料制成。外壳312可保护芯部310免受环境 的影响。此外，外壳312可用于减小线缆202与瓣体210之间的摩擦。 0061图4A是根据一些实施方式包括线缆202和线性位移测量装置204的喷嘴面积控制 系统400的示意图。可提供喷嘴面积控制系统400作为独立系统，其稍后装设在涡扇发动机100上。在一些实施方式中，当装设在涡扇发动机100上时，喷嘴面积控制系统400的各个部件形成该系统。除了线缆202和线性位移测量装置204，喷嘴面积控制系统400可包括控制器402，控制器402可用于接收来自线性位移测量装置204的

56、输入并将该输入与其它输入组合。例如，控制器402可将该输入与来自一个或多个线性可变差动传感器216a和216b的输入组合，线性可变差动传感器216a和216b还可以是系统400的一部分，或者另选地，是不同涡扇 控制器系统的一部分。上文参考图2D和图2E描述了线性可变差动传感器216a和216b的操 12 说明书CN 105987025 A10/14 页作。在一些实施方式中，控制器402可将电位计的输入与来自热电偶404的输入组合，热电偶404可热联接到线缆202，或者更具体地，热联接到基准部201。例如，来自热电偶404的输入可用于基于线缆202的温度变化来调整来自线性位移测量装置204的输入并考虑与线缆202 的热膨胀系数关联的任何变化。如下面参考图4B和图5进一步描述的，基于这些各种输入， 控制器402可产生可用于调整可变截面的风扇喷嘴200的一个或多个致动器的位置的输出。 0062具体而言，图4B是根据一些实施方式的图4A所示的喷嘴面积控制系统400的控制 器402的示意图。控制器402可包括面积估计模块、比较器和动作模块。例如，面积估计模块可接收一个或多个LV