(57)【要約】【課題】空気力学的安定性管理システムを提供する。【解決手段】本空気力学的安定性管理システムは、複数の可変ステータベーン（２２）と、相関閾値（１４０）と、空気力学的安定性管理システムコントローラ（１００）とを含み、コントローラは、少なくとも１つの圧力センサ（３２）によって生成された複数の圧力信号を用いて相関測度（１７０）を計算しかつ相関測度を相関閾値と比較し、相関測度が相関閾値よりも小さい時に修正措置（１８０）を実行する。前記少なくとも１つの圧力センサ（３２）が、ロータブレードシャフト上に配置された複数のロータブレード（３６）段を覆った圧縮機ケーシング（３４）の内側表面上或いはロータブレード（３６）上に配置されていてもよい。【選択図】      図３
2008082339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の可変ステータベーン（２２）と、
相関閾値（１４０）と、
空気力学的安定性管理システムコントローラ（１００）と、を含み、
前記コントローラが、少なくとも１つの圧力センサ（３２）によって生成された複数の圧力信号を用いて相関測度（１７０）を計算し、かつ前記相関測度を前記相関閾値と比較し、
前記相関測度が前記相関閾値よりも小さい時に、修正措置（１８０）を実行する、
空気力学的安定性管理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの圧力センサ（３２）が、ロータブレードシャフト上に配置された複数のロータブレード（３６）段を覆った圧縮機ケーシング（３４）の内側表面上に配置される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの圧力センサ（３２）が、ロータブレード（３６）上に配置される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
電気信号が、前記空気力学的安定性管理システムコントローラ（１００）からエンジン制御システム（４０）に送信され、
前記エンジン制御システムが、複数の制御装置を用いて前記修正措置（１８０）を実行する、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の制御装置を用いることが、燃料流システム（２８）、複数の可変ステータベーン（２２）の少なくとも１つ、及び圧縮機能動クリアランス制御方式を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記相関測度（１７０）が、次式によって計算され、
【数１】
2008082339.tif 000005
この式中、Ｃ（ｎ）は相関測度であり、ｐはハイパス圧力信号であり、ｉは指数であり、ｓｈａｆｔはシャフト１回転におけるサンプルの数であり、ｎは現在のサンプル指数であり、またｗｎｄはサンプルの数の相関ウィンドウである、
請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記空気力学的安定性管理システムコントローラ（１００）が、前記実行修正措置（１８０）の総数を計数するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記実行修正措置（１８０）の総数が、ガスタービンエンジンメンテナンスを計画するために用いられる、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
複数のロータブレード（３６）をさらに含み、
前記複数のロータブレードの各々が、低圧パルス測定値（１９０）に対応する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
データを記憶するためのメモリ（１２０）と、
信号を送信及び受信するように構成された入力／出力インタフェース（１１０）と、
少なくとも１つの圧力センサ（３２）によって生成された複数の圧力信号、実行修正措置の総数（１８０）及びロータブレード（３６）の数（２２０）を用いて相関測度（１７０）を計算するためのプロセッサ（１３０）と、を含み、
前記相関測度を計算することが、該相関測度を相関閾値（１４０）と比較することと、該相関測度が前記相関閾値よりも小さい時に修正措置を実行することとを含む、
空気力学的安定性管理システムコントローラ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、空気力学的安定性管理システムを用いてガスタービンエンジンのストール回避を可能にする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、旋回ストールのような圧縮機システム内に発生する空気力学的現象のために、限られた運転範囲を有する。旋回ストールは、何分の１かの僅かな圧縮機回転速度で回転しかつ性能の低下を引き起こす大幅に減少した流量の領域として現れる。ガスタービンエンジンストールは主として、急加速、圧力ひずみ及び／又はエンジン劣化に起因する。急加速は、過剰な量の燃料をガスタービンエンジンに供給することによって引き起こされる。圧力ひずみは、オペレータが修正又は回避措置を取り、ガスタービンエンジン入口が異常な空気流圧力を受けた時に引き起こされる。現在では、エンジン燃料計画は、多くの試行錯誤を通して開発されてきており、劣化に対する許容差も含まれている。さらに、現在のところ、エンジンメンテナンスをインテリジェント管理する手段及びロータブレードの欠損を検知する手段は存在しない。
【０００３】
エンジンストールは、運転安全性に悪影響を与え、またエンジン装置を損傷させてメンテナンス費用を高くしかつエンジン劣化を増大させる。
【特許文献１】米国特許第６，７１５，９８４号公報
【特許文献２】米国特許第６，２３１，３０６号公報
【特許文献３】米国特許第６，０９８，０１０号公報
【特許文献４】米国特許第５，９１５，９１７号公報
【特許文献５】米国特許第５，５９４，６６５号公報
【特許文献６】米国特許第４，６０８，８６０号公報
【特許文献７】米国特許第４，２１６，６７２号公報
【特許文献８】米国特許第４，１１７，６６８号公報
【特許文献９】米国特許第４，０８３，２３５号公報
【特許文献１０】米国特許第３，８５２，９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、エンジンの運転パラメータを監視しかつそれらの運転パラメータに応じて利用可能な制御装置を調整することによってガスタービンエンジンストールを回避することができるシステムに対する必要性が存在する。さらに、これらの同じ運転パラメータを用いてエンジン劣化を減少させるようにしたシステムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの例示的な実施形態では、空気力学的安定性管理システムを開示する。本システムは、複数の可変ステータベーンと、相関閾値と、空気力学的安定性管理システムコントローラとを含む。コントローラは、少なくとも１つの圧力センサによって生成された複数の圧力信号を用いて相関測度を計算し、かつ相関測度を相関閾値と比較する。相関測度が相関閾値よりも小さい時に、修正措置を実行する。
【０００６】
別の例示的な実施形態では、空気力学的安定性管理システムコントローラを開示する。本コントローラは、データを記憶するためのメモリと、信号を送信及び受信するように構成された入力／出力インタフェースと、少なくとも１つの圧力センサによって生成された複数の圧力信号、実行修正措置の総数及びロータブレードの数を用いて相関測度を計算するためのプロセッサとを含む。相関測度を計算することは、相関測度を相関閾値と比較することを含み、相関測度が相関閾値よりも小さい時に、修正措置が実行される。
【０００７】
またここでは、空気力学的安定性管理システムを使用する方法を開示する。この方法は、空気力学的安定性管理システムコントローラと通信する少なくとも１つの圧力センサを圧縮機内に配置する段階と、空気力学的安定性管理システムコントローラを用いてガスタービンエンジン性能を監視する段階とを含む。コントローラは、メモリと、入力／出力インタフェースと、プロセッサとを含む。本方法はまた、相関閾値を定める段階と、少なくとも１つの圧力センサによって生成された複数の圧力信号を用いて相関測度を計算する段階と、相関測度を相関閾値と比較する段階とを含む。相関測度が相関閾値よりも小さい時に、修正措置を実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、低圧圧縮機１２、高圧圧縮機１４及び燃焼器１６を含むガスタービンエンジン１０の概略図を示す。ガスタービンエンジン１０はまた、高圧タービン１８、低圧タービン２０及びタービンノズル組立体３０を含む。
【０００９】
運転中、空気は低圧圧縮機１２を通って流れ、加圧空気が、低圧圧縮機１２から高圧圧縮機１４に供給される。低圧圧縮機１２及び高圧圧縮機１４の各々は、空気が圧縮機１２、１４に流入する時に空気の入射角を制御する可変ステータベーン２２を含み、ガスタービンエンジン１０がより効率的に運転されることを可能にする。可変ステータベーン２２は、空気から効果的に旋回を取り除きかつその空気を方向付けし直してエンジン１０の性能を最適化する。従来型の燃料システム２８が、燃料を供給し、燃料は、高圧空気と混合されかつ燃焼器１６内で燃焼される。得られた高温燃焼ガスは、燃焼器１６からタービンノズル組立体３０に送給される。燃焼器１６からの空気流（図１には図示せず）は、高圧タービン１８及び低圧タービン２０を駆動する。
【００１０】
図２は、図１のガスタービンエンジン１０の断面図を示している。この例示的な実施形態では、１つ又はそれ以上のハイパス圧力センサ３２が、ロータブレード３６の選択段を覆った高圧圧縮機ケーシングの内側表面上に配置される。圧力信号は、測定圧力がゼロ平均になることを保証にするようにハイパスにされる。この例示的な実施形態は高圧圧縮機１４上に配置した圧力センサ３２を使用して記述しているが、様々なその他の例示的な実施形態では、圧力センサ３２はまた、低圧圧縮機１２内の、低圧及び高圧圧縮機１２、１４の両方内の、又はガスタービンエンジン１０のあらゆる圧縮構成部品内の圧力を測定するために使用することができることを理解されたい。さらに、圧力センサ３２は、ロータブレード３６自体上及び圧縮機１２、１４内のその他の様々な表面上を含む圧縮機１２、１４内のあらゆる領域内に設置することができることを理解されたい。圧力センサ３２は、ガスタービンエンジン１０において使用するための、当技術分野で公知の標準圧力センサである。さらに、圧力センサ３２は、ガスタービンエンジン１０の過酷な運転環境内で圧力を測定することができるあらゆるタイプのセンサとすることができることを理解されたい。圧力センサ３２は、例えば１秒当たり２００ＫＨｚのような非常に高い速度で、圧力サンプルを取得することができることを必要とする。圧力センサ３２は、各圧力サンプルに対応する電気信号をコントローラ１００の入力／出力回路１１０に送信することによってコントローラ１００と通信して、相関測度を求めるようにする。
【００１１】
図３に示すように、この例示的な実施形態の安定性管理システムは、入力／出力回路１１０、メモリ１２０及び処理回路１３０を有するコントローラ１００を含む。コントローラ１００は、ハイパス圧力センサ３２及びエンジン制御システム４０と通信する。エンジン制御システム４０はまた、可変ステータベーン２２、燃料システム２８、及びメモリ１２０のエンジン停止信号部分２１０と通信する。
【００１２】
図３に示す回路の各々は、適切にプログラムされた汎用コンピュータの一部として実施することができることを理解されたい。それに代えて、図３に示す回路の各々は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）内の、或いはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（プログラム可能論理回路）、ＰＬＡ（プログラマブルロジックアレイ）、又はＰＡＬ（プログラマブルアレイロジック）を使用した、或いは個別論理素子又は個別回路素子を使用した物理的に異なるハードウェア回路として実施することができる。
【００１３】
入力／出力インタフェース回路１１０は、圧力センサ３２のような送信元からコントローラ１００に送信された信号を受信する。この例示的な実施形態では、コントローラ１００は、各圧力サンプルに対応する電気信号を圧力センサ３２から受信する。さらに、入力／出力インタフェース回路１１０は、安定性管理システムコントローラ１００によって生成された信号を出力する。
【００１４】
図４に示すように、メモリ１２０は、相関閾値１４０、第１の回転ハイパス圧力測定値１５０、第２の回転ハイパス圧力測定値１６０、計算相関測度１７０、実行修正措置１８０、低圧パルス測定値の数１９０、ブレード欠落制御警告２００、エンジン停止信号２１０及びロータブレード２２０の１つ又はそれ以上を含むことができる。相関閾値部分１４０は、相関測度の所定の値を記憶する。第１の回転ハイパス圧力測定値部分１５０は、圧縮機ロータブレード３６を含むシャフトの第１の回転における圧力センサ３２の測定値の組を記憶する。第２の回転ハイパス圧力測定値部分１６０は、圧縮機ロータブレード３６を含むシャフトの第２の回転における圧力センサ３２の測定値の組を記憶する。計算相関測度部分１７０は、圧縮機ロータブレード３６を含むシャフトの第１及び第２の回転の計算相関測度を記憶する。実行修正措置部分１８０は、ガスタービンエンジン１０をストールさせることを回避するために実行した修正措置の総数を記憶する。低圧パルス測定値部分１９０は、圧縮機ロータブレード３６を含むシャフトの１回転当たりの圧力センサ３２から受信した低パルス圧力測定値の数を記憶する。ブレード欠落制御警告部分２００は、ロータブレード３６が欠落したと検知した時に発されることになった警告信号を記憶する。エンジン停止部分２１０は、ロータブレード３６が欠落したと検知された時にエンジン制御システムに送信された信号を記憶する。ロータブレード部分２２０は、ロータブレード３６の数を記憶する。
【００１５】
メモリ１２０は、可変の揮発性又は不揮発性メモリ、或いは不変又は固定メモリのあらゆる適切な組合せを用いて実施することができる。可変メモリは、揮発性又は不揮発性のいずれかであるが、静的又は動的ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、フロッピディスク及びディスクドライブ、書き込み可能な又は再書き込み可能な光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ又は同様のもののいずれか１つ又はそれ以上を使用して、実施することができる。同様に、不変又は固定メモリは、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルリードオンリーメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ）、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭディスクのような光学的ＲＯＭディスク及びディスクドライブ又は同様のもののいずれか１つ又はそれ以上を使用して実施することができる。
【００１６】
この例示的な実施形態では、図３を参照すると、処理回路１３０は、高圧圧縮機１４ロータブレード３６シャフトの２つの連続する回転における相関測度を求めることを含む多くの異なる計算を行い、また相関測度が相関閾値よりも大きいか又は等しいことを確認する。相関閾値は、相関測度がそれ以下に低下することができない、すなわちファン又は圧縮機ストールマージンに対する燃料流量２８の比率を能動的に制御するか又は可変ステータベーン２２を調整することによって修正手段が実施される所定の限界値である。この例示的な実施形態では、相関測度は、約０．２とすることができる。しかしながら、その他の様々な例示的な実施形態では、相関測度は、本発明を実施するのに必要なその他のあらゆる好適な値とすることができることを理解されたい。
【００１７】
この例示的な実施形態では、コントローラ１００はまた、メモリ１２０の実行修正措置部分１８０内に、ストール事象を回避するために実行した修正措置の回数を記憶する。実行修正措置の回数を記憶することにより、ガスタービンエンジン１０の劣化を監視することが可能になり、メンテナンス間隔を設定する指針として使用することができる。各回避したストール事象は、完全ストールと同じ程度ではないが、エンジンを劣化させる。この例示的な実施形態では、プロセッサ１３０はまた、回避ストール事象の回数を計数し、それらを実行修正措置部分１８０内に記憶する。回避ストール事象の回数を計数することによって、メンテナンス及びエンジン水洗を計画するために使用することができる定量的測定値が得られる。従って、この例示的な実施形態は、エンジンメンテナンス問題がより重大、困難かつ高価な問題に発展する前に、軽微かつ簡単に実行されるメンテナンス問題に取り組むためのメンテナンス計画を開発する方法を供給する。
【００１８】
圧力センサ３２は、各圧縮機ロータブレード３６においてかつそれらの間において圧力測定値を生成する。各ロータブレード３６が、圧力センサ３２を通過する時に、圧力パルスは低下する。各ロータブレード３６は、低圧パルスに対応する。この例示的な実施形態では、プロセッサ１３０はまた、ロータブレード３６を含むシャフトの各回転における低圧パルスの測定値の数を計測し、その結果をメモリ１２０の低圧パルス測定値部分１９０内に記憶する。プロセッサ１３０はまた、メモリ１２０のロータブレード部分２２０内に記憶された実際のロータブレード３６の数を、低圧パルス測定値の数と比較する。この例示的な実施形態では、ロータブレード３６の数は、低圧パルス測定値の数に等しい。例えば、７２枚のロータブレード３６を有する高圧圧縮機１４は、１回転当たり７２個の低圧パルス測定値を生成し、各測定値が１枚のロータブレード３６に対応している筈である。ロータブレード３６のシャフトの１回転において、例えば７１個のように、７２個よりも少ない低圧パルス測定値が取得された場合には、１枚のロータブレードが欠落したと解釈されることになる。この例示的な実施形態では、コントローラ１００は、コントローラ１００の制御警告部分に記憶された、１枚のロータブレード３６が欠落したことを示す警告を発することができる。
【００１９】
ガスタービンエンジン１０は、複数エンジン及び単一エンジン飛行機で使用される。エンジンの数に応じて、コントローラ１００はまた、メモリ１２０のエンジン停止部分２１０内に記憶されたエンジン停止信号をエンジン制御システム４０に送信して、ロータブレード３６が欠落したと検知した時にエンジンを停止することができるようにする。この例示的な実施形態では、複数のエンジンを有する飛行機は、エンジン停止を実行するためにエンジン信号停止部分２１０内に記憶された信号をエンジン制御システム４０に送信することによって、エンジン停止を実行する。単一のエンジンのみを有する飛行機では、エンジン停止を実行しない。
【００２０】
図５は、ガスタービンエンジン１０のストールを回避するために修正措置が必要かどうかを決定するための安定性管理システムの１つの例示的な実施形態を概説するフローチャートである。ステップＳ１００で開始し、動作は、相関閾値を決定するステップＳ２００に続く。次に、ステップＳ３００において、圧力センサ３２は、検知期間ＳＰと呼ばれる高圧圧縮機１４ロータブレードシャフトの第１の回転の部分の間に圧力センサ測定値の組を生成する。検知期間ＳＰは、第１の回転に必要な時間の部分であり、高圧圧縮機１４ロータブレードシャフトの完全回転に必要な時間よりも小さいか又は等しい所定の期間である。圧力測定値の組は、検知期間ＳＰの間、センサによって取得された幾つかの測定値を含む。１つの例示的な実施形態では、圧力センサ３２は、検知期間ＳＰの間に約７２個の圧力測定値を取得するか又は収集し、これら測定値は、ロータブレードシャフトの１回転当たりの約７２個の圧力測定値になる。その他の様々な例示的な実施形態では、検知期間の間に収集された圧力測定値の数は、収集された測定値の数が検知期間に対応するので、異なる検知期間ＳＰで異なることになることを理解されたい。また、相関測度計算値は、収集した圧力測定値のみを考慮し、１回転の間に生成された全ての測定値を考慮していないが、センサは、各回転の全期間の測定値を生成することを理解されたい。例えば、１秒当たり２００，０００サンプルの割合で圧力サンプルを生成することが可能な圧力センサ３２を使用する場合に、一般的に１回転当たり７０個〜１００個の圧力測定値が相関測度計算に使用されることになる。ステップＳ４００において、高圧圧縮機１４ロータブレードシャフトの第２の回転の間、圧力センサ３２は、第１の回転に使用したのと同一の検知期間ＳＰにおいて圧力センサ測定値の第２の組を生成する。次に、動作は、ステップＳ５００に続く。
【００２１】
ステップＳ５００において、第１及び第２の回転の相関測度が、以下の関係式に従って一連の乗算及び積分を用いて計算される。
【００２２】
【数１】
2008082339.tif 000003
この関係式において、Ｃ（ｎ）は相関測度であり、ｐはハイパス圧力信号であり、ｉは指数であり、ｓｈａｆｔはシャフト１回転におけるサンプルの数であり、ｎは現在のサンプル指数であり、ｗｎｄはサンプルの数の相関ウィンドウである。この例示的な実施形態では、ｗｎｄは、２枚〜４枚のブレードに及ぶ。その他の様々な例示的な実施形態では、ｗｎｄは、最大でシャフトの１回転におけるサンプル数までのあらゆる値とすることができることを理解されたい。次にステップＳ６００において、相関測度は、所定の相関閾値と比較される。具体的には、相関測度は、該相関測度が相関閾値よりも小さいか又はそうでないかを決定するために、相関閾値と比較される。相関測度が相関閾値よりも小さくない時には、動作は、ステップＳ７００に進む。そうでなければ、動作は、ステップＳ９００に進む。以下の説明では、ステップＳ７００に進む動作について記述し、次にステップＳ９００に進む動作について記述する。
【００２３】
相関測度が相関閾値よりも小さくない時には、動作は、ステップＳ７００に続き、そこで、別の圧力測定値の組が必要か否かに関する決定が行われる。必要である場合には、動作は、ステップＳ８００に続く。そうでない場合には、動作は、ステップＳ１２００に続き、そこで動作が終了する。ステップＳ８００では、ステップＳ４００からの第２の圧力測定値の組が、第１の圧力測定値の組に指定され、次に動作は、ステップＳ４００に続いて、別の第２の測定値の組が取得される。
【００２４】
ステップＳ６００で相関測度が相関閾値よりも小さい時には、動作は、ステップＳ９００に続く。ステップＳ９００において、安定性管理システムコントローラ１００の入力／出力回路１１０からエンジン制御システム４０に電気信号が送信され、エンジン制御システム４０は次に、ガスタービンエンジン１０がストールするのを防止するための修正措置を実行する。この例示的な実施形態では、エンジン制御システム４０は、燃料流量を調整するか又は可変ステータベーンを調整するための命令に対応する電気信号を発して、ガスタービンエンジン１０がストールしないようにする。その他の様々な例示的な実施形態では、エンジン制御システム４０は、圧縮機能動クリアランス制御方式のようなその他のエンジン制御装置に命令を発して、ガスタービンエンジン１０がストールするのを防止するようにすることができることを理解されたい。このようにして、相関測度方式はまた、圧縮機能動クリアランス方式を管理／調整するために利用可能である。動作は次に、ステップＳ１０００に続く。
【００２５】
ステップＳ１０００では、修正措置は、メモリ１２０の計算相関測度部分１７０内の実行修正措置の累積回数に加算される。修正措置の回数を記憶することにより、エンジン劣化を監視しかつエンジンメンテナンスを計画することが可能になる。次に、動作は、ステップＳ１１００に進み、そこで、別の圧力測定値の組が必要か否かに関する決定が行われる。必要である場合には、動作は、ステップＳ４００に続く。そうでない場合には、動作は、ステップＳ１２００に続き、そこで動作が終了する。
【００２６】
本明細書に記載した例示的な実施形態は、ロータ先端上方動的圧力センサ３２を使用した堅牢な実時間ファン／圧縮機空気力学的安定性管理システムである。実時間アルゴリズムは、信号の乗算及び積分によって相関測度を計算するために使用される。相関測度は、純粋に周期的な信号の場合には単一の値を有するが、完全なカオス又はランダムな信号の相関はゼロとなる。アルゴリズムは、サイクル同期化のためにエンジン制御システム４０からの現在の速度信号を使用する。相関測度は、ロータブレード先端３６上方の個々の圧力トランスデューサ又はセンサ３２について計算される。自己相関システムは、約２００ＫＨｚ（ロータブレード３６の通過周波数の１０倍よりも大きくなるようにする）で圧力センサ３２から信号をサンプリングする。７２個のサンプルのウィンドウを用いて、圧縮機作動ラインに沿って単一に近い値を示しかつ圧縮機が図６に示すようなサージライン２５に近づいた時にゼロに向かって低下する自己相関を計算する。図７は、圧力測定値サンプルのウィンドウを示し、１つは点線を使用しまた他方は実線を使用している２つのより小さいウィンドウを含む。相関測度が、予め設定した閾値レベル以下に低下しかつサージライン２５に近づいた時に、安定性管理システムは、エンジン制御システム４０に電気信号を送信し、エンジン制御システム４０は次に、エンジン１０をサージライン２５から離れるように移動させるのに利用可能な制御装置を使用して修正措置を実行する。
【００２７】
相関測度は、圧縮機安定限界の接近を検出する。相関測度は、高圧圧縮機ロータブレード３６上方に設置した圧力センサ３２によって観察されるような圧力時間トレースの再現性に基づいて、定められる。圧力時間トレースは、高圧圧縮機１４がサージライン２５から離れた状態で作動する時には、ほとんど周期的である。しかしながら、安定作動の境界に近づいた時、図８に示すように、圧力信号の周期性の一次的低下が観察される。図８は、図７のより小さいウィンドウ内に含まれた点線及び実線の波形を互いに重ね合わせた波形の拡大図である。周期性の低下は、波形ピークが不規則になりかつ緊密に一致しなくなった時に明白になる。周期性の低下は、次式で表わした相関測度Ｃ（ｎ）によって定量化される。
【００２８】
【数２】
2008082339.tif 000004
相関測度は、高圧圧縮機ロータブレード先端上の流れ場の不安定特性を安定測度に変える。
【００２９】
この例示的な実施形態は、エンジンの性能を反映しかつエンジン１０のストールを回避するための修正措置が必要である時点示す特定のガスタービンエンジン１０の運転パラメータを監視するための方法及び装置を供給する。本明細書に記載した例示的な実施形態は、オペレータの安全を促進し、早期の飛行機の破壊を防止し、かつメンテナンス計画の設計を可能にすることによってエンジン劣化を遅らせ、それらの全ては、実質的なコスト節約、エンジン寿命の増大及びエンジン性能の改善になる。本明細書に記載した例示的な実施形態のセンサ及びシステムは、ガスタービンエンジンでの使用に限定されるものではない。本明細書に記載したセンサ及び関連したシステムは、それに限定されないが、ファン、低圧圧縮機及び高圧圧縮機のようなターボ機械のあらゆる圧縮構成部品に対して適用することができ或いはそれらで使用さすることができることを理解されたい。
【００３０】
特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、特定の実施形態の説明は、単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものと解釈すべきではない。本発明の技術思想及び技術的範囲から離れずに、当業者は様々なその他の修正及び変更を想起することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】ガスタービンエンジンの略断面図。
【図３】本発明の例示的な実施形態のコントローラを示す線図。
【図４】本発明の例示的な実施形態のメモリ内容を示す線図。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、相関測度を求めるフローチャートの例示的な実施形態を示す図。
【図６】ガスタービンエンジンがストールを発生するサージ限界を含む圧縮機運転限界の拡張を示す圧縮機性能マップ。
【図７】ストールに近い圧縮機運転の時間にわたって取得した圧力測定値を含む大きいウィンドウ及び２つの小さいウィンドウを示すグラフ。
【図８】圧縮機がストール近くで運転している時における周期性の低下を示すために、図７の２つの小さいウィンドウに含まれた圧力測定値を重ね合わせたグラフ。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ガスタービンエンジン
１２  低圧圧縮機
１４  高圧圧縮機
１６  燃焼器
１８  高圧タービン
２０  低圧タービン
２２  可変ステータベーン
２５  サージライン
２８  従来型燃料流システム
３０  タービンノズル組立体
３２  ハイパス圧力センサ
３４  高圧圧縮機ケーシング
３６  ロータブレード
４０  エンジン制御システム
１００  安定性管理システムコントローラ
１１０  入力／出力インタフェース回路
１２０  メモリ
１３０  処理回路又はプロセッサ
１４０  相関閾値
１５０  第１の回転ハイパス圧力測定値
１６０  第２の回転ハイパス圧力測定値
１７０  相関測度
１８０  実行修正措置
１９０  低圧パルス測定値
２００  ブレード欠落制御警告
２１０  エンジン停止信号
２２０  ロータブレードの数
【図１】
2008082339.tif 000006
【図２】
2008082339.tif 000007
【図３】
2008082339.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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