用于控制送往气动系统的压缩空气的方法
技术领域
本公开总体上涉及飞机，并且特别地，涉及为飞机中的气动系统产生压缩空气。
背景技术
在飞机上，许多气动系统使用压缩空气来运行。压缩空气通常是从飞机引擎吸入的引气中获得的。节气门控制飞机引擎产生的推力，继而影响引气的压力和流量。这样，供应给气动系统的压缩空气的流量和压力是飞机引擎节气门位置的函数。
然而，以特定的节气门设置从飞机引擎排出的引气可能无法满足气动系统的要求。解决该问题的一种方法是重新调整节气门的位置，以调整飞机引擎的飞行怠速推力或地面怠速推力。然而，调整飞行怠速推力或地面怠速推力效率低下并且受到限制。
相反，以特定的节气门设置从飞机引擎排出的引气可能超出气动系统的要求。与满足气动系统需求所需的功率相比，这些条件代表了从引擎提取的功率更高。这种过多的功率提取表示不必要的燃料燃烧。
因此，期望具有一种方法和装置，其至少考虑以上讨论的一些问题以及其他可能的问题。例如，期望具有一种克服技术问题的方法和系统，该技术和系统以期望的效率水平向气动系统供应压缩空气。
发明内容
这些特征和功能可以在本公开的各个实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中进行组合，在其他实施例中，可以参考以下描述和附图来看到更多细节。
根据本公开的主题的一个示例是一种用于控制发送到气动系统的压缩空气的方法。该方法包括获取平台中多个气动系统中的每个气动系统的一组性能需求，其中性能需求指示对供应给每个气动系统的压缩空气的需求，识别配置为向气动系统供应压缩空气的变速空气压缩机的最大允许空气排放温度极限，并控制压缩机的运行，以将压缩空气供应至气动系统，以满足对至少一个气动系统的性能需求，同时使压缩机在最大允许空气排放温度极限以下运行。
附图说明
在所附技术方案中阐述了被认为是说明性实施例的特性的特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考对本公开的说明性实施例的以下详细描述，将最好地理解说明性实施例及其优选的使用方式，其进一步的目的和特征，其中：
图1是根据说明性实施例的压缩空气环境的图示；
图2是根据说明性实施例的变速空气压缩机的图示；
图3是根据说明性实施例的用于控制发送到气动系统的压缩空气的过程的流程图的图示；
图4A和图4B是根据说明性实施例的确定压缩机运行映射点的框图的图示；
图5是根据说明性实施例的用于压缩机运行映射点的运行参数的图的图示。
具体实施方式
说明性实施例提供了用于控制被发送到诸如飞机的平台中的气动系统的压缩空气的方法、系统和设备。在一个说明性示例中，控制器被配置为识别多个气动系统的一个或多个性能需求。如本文所使用的，性能需求是气动系统所需的压缩空气的最佳压力、流速和/或温度，以使气动系统能够以峰值效率运行。
在示例性实施例中，每个气动系统可能需要满足一组性能需求的压缩空气。一组性能需求可以包括单个性能需求，两个性能需求或三个或多个性能需求。例如，第一气动系统可能有一系列性能需求，要求气动系统以40磅/平方英寸(PSIA)、4磅/秒的速度接收压缩空气，并以高于200华氏度(F)的空气温度运行以达到峰值效率。因此，第一示例性气动系统具有包括三个性能需求的集合，即(>40PSIA，>4lbs/sec和>200F)。第二种不同的气动系统可能具有一组性能需求，其中包括两个性能需求(>20PSIA，>3lbs/sec和>350F)。特别地，第二气动系统要求以20PSIA和大于3lbs/sec的压力提供压缩空气，以使其达到峰值效率。因此，性能需求表明了一组独特的参数，以使每个气动系统都能以其峰值效率运行。
在运行中，控制器为平台(例如飞机)中的多个气动系统中的每个系统获取一组性能需求。控制器还识别变速空气压缩机的最大允许空气排放温度极限，该空气压缩机配置为向气动系统供应压缩空气。然后，控制器利用从气动系统接收到的性能需求和最大允许空气排放温度极限来控制变速空气压缩机的运行。特别地，控制器利用所获取的信息向每个气动系统供应压缩空气，同时还确保压缩机在压缩机的最大允许空气排放温度极限以下运行。
在示例性实施例中，控制器基于气动系统的性能需求确定目标压缩机运行映射点。控制器还识别配置为向气动系统供应压缩空气的变速空气压缩机的最大允许空气排放温度极限。然后，控制器在目标映射点操作压缩机，以向气动系统供应压缩空气，同时还要确保压缩机不超过最大允许空气排放温度极限。
结果，相对于基于电力的二次电力系统架构，该实施例可以降低电力系统和空调系统的复杂性。相对于基于引擎引气的气动二次电力系统，该实施例可以减少燃料消耗，促进与现代高旁路比引擎，飞机复合结构和燃料系统的更容易的集成。
现在参考附图，特别是参考图1，根据说明性实施例示出了压缩空气环境的图示。在该说明性示例中，压缩空气环境10在平台14中包括多个气动系统12。如图所示，平台14采取飞机16的形式。
气动系统12是使用压缩空气运行的平台14中的物理系统。如该示例中所描绘的，气动系统12包括左翼防冰器(WAI)20、右翼防冰器(WAI)22、左翼气动液压系统24、右翼气动液压系统26，左空调(LAC)组件30、右空调(RAC)组件32、饮用水单元40、辅助动力单元(APU)42、货物加热器44、第一气动泵(ADP)46、氮气生成系统(NGS)48、第二气动泵(ADP)50和总空气温度探头(TAT)52中的至少一个。
如上所述，气动系统12具有压缩空气要求，在本文中称为性能需求，以使得它们能够有效地运行。这些性能需求可以在平台14的运行期间改变。例如，当平台14采取飞机16的形式时，性能需求可以根据飞行阶段或飞机16的其他类型的操作中的至少一个而改变。飞行阶段可以包括飞机16的静态地面、滑行、起飞、初始爬升、途中、机动、进近、下降、着陆或其他飞行阶段中的至少一种。
在运行中，经由歧管104供应到气动系统12的压缩空气102由空气供应压缩机系统100产生。在该说明性示例中，空气供应压缩机系统100包括变速空气压缩机110和压缩机控制器112，它在产生用于气动系统12的压缩空气102中控制变速空气压缩机110的运行。特别地，压缩机控制器112操作变速空气压缩机110以控制向气动系统12的压缩空气102的供应。
压缩器控制器112可以以软件、硬件、固件或其组合来实现。当使用软件时，由压缩机控制器112执行的操作可以以被配置为在诸如处理器单元的硬件上运行的程序代码来实现。当使用固件时，可以以程序代码和数据来实现由压缩机控制器112执行的操作，并且可以将其存储在持久性存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时，硬件可以包括用于执行压缩机控制器112中的运行的电路。
在说明性示例中，硬件可以采用选自电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备或配置为执行许多操作的某种其他合适类型的硬件中的至少一个。利用可编程逻辑设备，该设备可以被配置为执行多个操作。该设备可以在以后重新配置，或者可以永久配置为执行许多操作。可编程逻辑设备包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其他合适的硬件设备。另外，该过程可以在与无机成分结合的有机成分中实施，并且可以完全由除人类以外的有机成分组成。例如，该过程可以被实现为有机半导体中的电路。
图2是根据说明性实施例的图1所示的变速空气压缩机110的图示。在该说明性示例中，变速空气压缩机110包括空气压缩机200和传动装置202。变速空气压缩机110被配置为改变从飞机引擎122接收的空气121的压力和/或流速，以满足气动系统12的性能需求。
如图所示，飞机引擎122包括引擎芯(高速线轴)204和引擎风扇214。传动装置202通过轴206连接至引擎芯204。引擎芯204通过传动装置202向空气压缩机200提供动力。在示例性实施例中，传动装置202可联接至引擎芯204上的附件齿轮箱，使得附件齿轮箱被配置为经由轴206驱动传动装置202。在其他示例性实施例中，传动装置202可以联接至还驱动引擎风扇214的低速阀芯或中间阀芯，且因此由低速阀芯或中间阀芯驱动。
在该说明性示例中，传动装置202配置成调节空气压缩机200的速度203。例如，可旋转轴206可以机械地联接引擎芯204和传动装置202。因此，随着轴206被引擎芯204旋转，动力被提供给驱动/旋转变速空气压缩机110。在又一个示例性示例中，可以通过除引擎芯204之外的其他组件将动力提供给传动装置202。例如，代替引擎芯204或除引擎芯204之外，可以使用辅助动力单元或某种其他动力源。
空气压缩机200还包括几何形状208。几何形状208是可变几何形状，可以改变以调整变速空气压缩机110中的一个或多个参数，例如压缩机输出压力和/或压缩机输出流量中的至少一项。例如，几何形状208可以采取叶片210的形式。叶片210位于选自空气压缩机200的输入(入口)或空气压缩机200的输出(出口)中的至少一个的位置。在该说明性示例中，叶片210被配置成改变角度212以改变由变速空气压缩机110供应给气动系统12的压缩空气102的压力和/或流速。在又一个说明性示例中，除了或代替叶片210，几何形状208可以采用其他形式。例如，除了或代替具有可调角度的叶片210之外，还可使用可变扩散器。
另外，传动装置202与压缩机控制器112通信。传动装置202的运行由压缩机控制器112控制。几何形状208也可以由压缩机控制器112改变。例如，压缩机控制器112可以改变叶片210的角度212。因此，压缩机控制器112控制变速空气压缩机110的速度或变速空气压缩机110的几何形状208中的至少一个，以使变速空气压缩机110能够供应压缩空气102以满足气动系统12的性能需求。
再次参考图1，空气供应压缩机系统100还包括预冷器140。以压力传感器150、压力传感器152、温度传感器154和流量传感器156的形式的传感器也存在于空气供应压缩机系统100中。空气供应压缩机系统100还包括热喘振控制阀(HSCV)160、喘振泄放阀162、出口截止阀164和风扇空气阀(FAV)166形式的阀。
在运行中，压力传感器152、温度传感器154和流量传感器156从空气压缩机200的输出端分别检测流经管线170的压缩空气的压力、温度和流量。
此外，压力传感器150检测通过管线120输入到空气压缩机200中的空气的压力，该管在所示实施例中连接到引擎风扇214。在示例性实施例中，输入到空气压缩机200的空气是经由管线120从引擎风扇214接收的。可选地，空气压缩机200可以接收来自引擎芯204的输入空气(即引气)，任何其他可用的气动系统或环境空气。压力传感器150提供数据点之一，该数据点用于识别压缩机图上的压缩机运行点，在此也称为映射点。
如本文所使用的，压缩机图是描述性能特征的图，该性能特征可以包括例如特定压缩机的效率、质量流量范围、增压能力和/或转速。图5中示出了示例性压缩机图900。另外，如本文中所使用的，“映射点”是指压缩机图上的运行点。例如，第一映射点可以代表由压缩机产生的当前或实际压力和/或流速。而第二映射点，在本文中称为目标映射点，可以表示需要压缩机满足至少一个气动系统的性能需求而输出的压力和/或流速。作为示例，标签或点908可以代表初始压缩机运行映射点，而标签或点912可以代表目标压缩机运行映射点136。
如图5所示，对于在不同的压缩机转速下运行的单个压缩机，X轴902代表校正后的流量，而Y轴904代表压力比。管线906表示在不同的压缩机速度下压缩机可以实现的压力和气流的最大组合。
在该示例中，点908、点910和点912是压缩机运行映射点。点908表示海平面上的压缩机运行映射点，其满足来自飞机中的空调系统的要求。点910表示在22,000英尺处的压缩机运行映射点，其满足相同空调系统的要求。点912代表当飞机处于巡航高度时满足空调系统要求的压缩机运行映射点。
在该说明性示例中，在管线906中的每条管线的中间运行压缩机时，效率提高。如图所示，通过降低压缩机速度可以降低流量，而通过增加压缩机的速度来增加流量可能更有效。根据流量变化的大小，可以更改压缩机的几何形状(例如进气口导流叶片)以及压缩机几何形状中的可变扩散器设置。
再次参照图1，在运行中，预冷器140运行以降低从空气压缩机200排出并流经管线170的压缩空气的运行温度。在示例性实施例中，风扇排出的空气也用作冷却介质，以降低通过管线170从空气压缩机200排出的压缩空气的运行温度。在运行中，风扇空气阀(FAV)166控制供应给预冷器140的冷却介质(风扇空气)的量。更具体地，且在该示例性实施例中，风扇空气从引擎风扇回路中抽出，并用作预冷器140中预冷器热交换器的散热器，该散热器用于冷却通过管线170的压缩机出口空气流。
如图所示，管线172是空气供应压缩机系统100中的反馈回路。该反馈回路可以将压缩空气馈送到空气压缩机200中。可以执行该反馈以增加压缩空气的温度和/或提供流量以避免压缩机喘振。在该说明性示例中，热喘振控制阀(HSCV)160控制反馈回路管线172。热喘振控制阀(HSCV)160与压缩机控制器112连通。当热喘振控制阀(HSCV)160无法提供足够的流量时，或者由温度传感器154测量的压缩机出口温度超过过热极限，或者存在它们的组合，需要额外的流量来避免压缩机喘振时，喘振泄放阀162配置为排出空气。
如图所示，出口截止阀164连接到预冷器140和歧管104。在运行中，当空气供应压缩机系统100不运行并且歧管104被另一种源(例如辅助动力单元(APU)42，第二个引擎压缩机系统(安装在对面的机翼上)或外部气动空气源)加压时，截止阀164防止反向气流。歧管104包括多个阀，以使压缩空气102能够被供应到多个气动系统12。
如图所示，歧管104中的阀包括调节阀180、止回阀181、调节阀182、截止阀183、截止阀184、调节阀185、调节阀186、止回阀187、调节阀188、截止阀189、调节阀190、调节阀191、调节阀192、截止阀193和止回阀194。在说明性示例中，在一些说明性示例中，调节阀185和调节风扇空气阀(FAV)166可以采取截止阀的形式。在运行中，多个阀被打开、关闭或调节以使得压缩空气102能够被供应到多个气动系统12中的每个气动系统。特别地，多个阀被打开、关闭或调节以使得供应到多个气动系统12中的每个气动系统的压缩空气102满足每个单独系统的单独性能需求。多个阀中的一个或多个可以称为歧管隔离阀，其在检测到下游泄漏或破裂时关闭。
图3是根据说明性实施例的用于控制发送到气动系统的压缩空气的过程300的流程图。可以在图1中以框图形式示出的压缩空气环境10中实现过程300。例如，可以在压缩机控制器112中实现不同的操作，以控制平台14中的空气供应压缩机系统100产生的压缩空气102。
过程300开始于识别平台中的气动系统12的性能需求132(在图4A和图4B中示出)(操作302)。性能需求132指示气动系统对压缩空气的需求。
图4A和图4B描绘了示例性能需求132，其可以包括气压、气流和/或温度。如上所述，一个或多个气动系统12产生性能需求132。此外，性能需求是气动系统所需的最佳压力、流量和/或压缩空气温度，以使气动系统能够以峰值效率运行。在示例性实施例中，气动系统12可能需要满足多种性能需求的压缩空气。因此，图1所示的每个气动系统12可具有一组性能需求132，该性能需求132是该特定气动系统以峰值效率运行所需要的。
尽管示出了一些气动系统12的性能需求132，但是应当意识到，可以为所有气动系统12或仅一部分气动系统12产生性能需求132。
在所示的实施例中，针对左翼防冰器(WAI)20、左空调(LAC)组件30和氮气生成系统(NGS)48产生了性能需求132。标记为N的框用于指定性能需求Na1-Na4，该性能需求Na1-Na4可以针对剩余的一些或全部气动系统12产生。因此，在所示的实施例中，一组性能需求20a代表从左翼防冰器(WAI)20接收到的性能需求(一组相似的性能需求20b代表右翼防冰器(WAI)22)，一组性能需求30a代表从左空调(LAC)组件30接收到的性能需求(一组相似的性能需求30b代表右空调(RAC)组件32)，一组性能需求48a代表从氮气生成系统(NGS)48接收到的性能需要，一组性能需求Na1代表从辅助电源单元(APU)42接收的性能需求，一组性能需求Na2代表从左翼气动液压系统24接收到的性能需求(类似的一组性能需求Na2b代表右翼气动液压系统26)，一组性能需求Na3代表从第一气动泵(ADP)46接收到的性能需求(可以为第二气动泵(ADP)50提供相似的一组性能需求Na3b)，以及一组性能需求Na4代表从货物加热器44接收的性能需求。
在该示例性实施例中，最低空气温度404在该说明性示例中是可选的性能需求132，如下面更详细描述的。关于温度，可通过调节热喘振控制阀(HSCV)160和/或风扇空气阀(FAV)166来控制压缩空气102的空气温度。可选地，或者除了使用热喘振控制阀160和/或风扇空气阀166之外，压缩空气102的温度可以使用变速空气压缩机110中的反馈系统，连接到变速空气压缩机110的输出的预冷器140或其他合适的装置或系统中的至少一个来调节。
应当认识到，每个气动系统12将具有其自己独特的运行要求，并因此还将具有其自己独特的一组性能需求132。因此，如果从空气供应压缩机系统100向M个气动系统12(其中M是整数)提供压缩空气，则压缩机控制器112可以接收多达M组性能需求132，每个相应的气动系统12接收一组。
在运行中，图1中以框形式示出的气动系统12可以在平台的运行期间动态地将图4A和图4B中示出的性能需求132发送给压缩机控制器112，该压缩机控制器112以图1中的框形式示出。例如，对于每个气动系统12，性能需求132可以被包括在从气动系统12发送到压缩机控制器112的请求或消息中。
在其他说明性示例中，可以提前知道性能需求132。换句话说，可以为气动系统12预先确定性能需求132，使得气动系统12不需要将性能需求132发送到压缩机控制器112。压缩器控制器112可以在数据库139或某些其他数据结构中定位性能需求132，并确定将使用哪些需求。
例如，对于飞行、机动或其他操作的特定阶段，可以提前知道与飞机的襟翼一起使用的气动系统的压力和气流。当存在飞行、机动或其他操作的特定阶段时，则可以将该气动系统的性能需求132自动输入到压缩机控制器112。这些性能需求可以存储在库、文件或一些其他数据结构中，以供控制器112在飞行、机动或其他操作的不同阶段出现时使用。
在运行中，气动系统12中的控制器(未示出)可以产生性能需求132，该性能需求132被发送到空气供应压缩机系统100中的压缩机控制器112。可选地，对于不太复杂的系统，性能需求132可以作为先验信息存储在计算机系统130内的数据库139中。此外，这些性能需求132可以在飞机的运行期间动态地产生。在其他说明性示例中，性能需求132可以提前知道并且基于诸如飞行阶段、正在执行的机动、空速和其他飞行因素之类的飞行参数来生成。
再次参考图3，过程300然后基于性能需求132确定压缩机运行映射点136(操作304)。
在该说明性示例中，压缩机控制器112与气动系统12通信并且被配置为识别气动系统12的性能需求132。压缩机控制器112还被配置为基于从气动系统12接收的性能需求132或如上所述的先验信息来确定压缩机运行映射点136。
再次参考图4A和图4B，压缩机控制器112基于从M个气动系统12接收的M组性能需求132确定单个压缩机运行映射点136，在此也可以将其称为目标映射点136。在基于性能需求132生成压缩机运行映射点136时，压缩机控制器112从接收到的空气压力性能需求132中选择最大气压400，作为压缩机运行映射点136中的压缩机气压410。压缩机控制器112还从接收到的空气流量性能需求132中选择最大空气流402，作为压缩机运行映射点136中的压缩机空气流412。此外，压缩机控制器112从接收到的空气温度性能需求132中选择最低空气温度404，作为压缩机运行映射点136中的压缩机空气温度414。
结果，压缩机运行映射点136为压缩空气102指定了压缩机空气压力410、压缩机空气流412和压缩机空气温度414，以满足气动系统12中至少一个的需求。
再次参考图3，过程300控制变速空气压缩机110的运行以在压缩机运行映射点136处向气动系统12供应压缩空气102(操作306)。在运行中，压缩机控制器112配置成控制变速空气压缩机110的运行以将压缩空气102供应给气动系统12，同时将变速空气压缩机110保持在期望的压缩机运行映射点136处并且低于最大允许压缩机空气排放温度极限138。可基于诸如燃料泄漏区的热表面燃料着火温度极限之类的要求预先确定最大允许压缩机空气排放温度极限138。物料极限和时间与温度的关系物料特性击倒也可能会影响某些飞行阶段的最大温度极限。燃油点火极限不是动态参数。材料属性的限制(如果适用)可以是基于飞行阶段和系统运行状态的动态参数。在运行中，该过程控制变速空气压缩机110的速度203或变速空气压缩机110的几何形状208中的至少一个，以在压缩机运行映射点136将压缩空气102供应给气动系统12。
此外，应当认识到，性能需求132可以在不同的运行模式下改变。如图所示，这些运行模式可以包括主要运行模式，高瞬态运行模式和低需求运行模式。
例如，当压缩空气环境10以主要运行模式运行时，压缩机控制器112被配置为操作变速空气压缩机110以满足左空调(LAC)组件30或右空调(RAC)组件32的性能需求132。特别地，压缩机控制器112将信号发送到左空调组件流量控制阀(FCV)182或者将右空调组件流量控制阀(FCV)189驱动至全开，并且变速空气压缩机110运行以满足左空调(LAC)组件30或右空调(RAC)组件32的性能需求。左空调组件流量控制阀(FCV)182或右空调组件流量控制阀(FCV)189由其各自的空调控制器控制为完全打开，而空气供应压缩机系统100控制变速空气压缩机110的运行以实现期望的组件流量。在示例性实施例中，在运行期间，组件FCV182和189都在完全打开的位置中运行，并且变速空气压缩机119正在运行以同时满足左空调(LAC)组件30和右空调(RAC)组件32的需求。
在主运行模式中，其他气动系统12，例如除左空调(LAC)组件30和/或右空调(RAC)组件32以外的系统，每个都控制其各自的进气门的操作，以满足其各自的性能需求。作为示例，假设变速空气压缩机110正在运行以满足左空调(LAC)组件30的性能需求，因此左空调(LAC)组件30的入口是完全打开的，其余气动系统12的进气阀(其性能需求不能由变速空气压缩机110直接满足)被调节以实现其自身的个别性能需求。特别地，操作调节阀180以控制流向左翼防冰器(WAI)20的气流，操作止回阀181以控制流向左机翼的气动液压系统24的贮存器等。此功能可以由单个用户系统控制器管理。如果其余的气动系统12无法达到所需的最低性能需求，则可以根据需要增加空气供应歧管的压力。在这种模式下，降低了单位燃油消耗。
当需要大量压缩机空气时，可能会出现高瞬态需求模式。该需求可以源自例如第一和第二气动泵(ADP)46、50中的至少一个。在该模式下，压缩机控制器112被配置为操作变速空气压缩机110以控制除主要用户9(即左空调(LAC)组件30和右空调(RAC)组件32)以外的满足气动系统12需求所需的空气供应歧管压力和温度。在此示例中，变速空气压缩机110运行以满足第一和第二空气驱动泵(ADP)46、50中的至少一个的性能需求。可选地，压缩机控制器112被配置成操作变速空气压缩机110以控制满足气动系统12需求所需的空气供应歧管压力和温度。下游气动系统的确定可以通过至少一个独立的空气供应控制器来管理，或者通过从独立的气动系统12到压缩机控制器112的通信来管理。在该说明性示例中，左空调组件流量控制阀182和/或右空调组件流量控制阀189被调节为减小的流量水平。此功能可由空调组件控制器管理。
低需求模式是当空气供应需求低时。例如，当左空调(LAC)组件30或右空调(RAC)组件32中的一个关闭且其他控制措施(例如，速度，热喘振控制阀(HSCV)以及可变几何形状无法保持足够的压缩机喘振裕度时，空气供应需求可能低。在这种情况下，喘振泄放阀162根据需要打开或调节。该功能可以由压缩机控制器112控制。
控制系统还可以关闭一个空气供应压缩机系统(ASCS)，并仅使用一个引擎的空气供应压缩机系统(ASCS)来供给空气供应歧管并满足用户系统的需求。如图所示，该功能可以由空气供应控制器或压缩机控制器中的至少一个来管理。例如，控制系统可以控制压缩机，使得当压缩机系统(ASCS)被关闭时，压缩机速度达到零rpm并且关闭出口截止阀164。当检测到下游泄漏或破裂时，控制系统还可关闭一个压缩机系统(ASCS)并关闭歧管隔离阀(例如上述的那些)。
在一个说明性示例中，提出了一种或多种技术方案，其克服了以期望的效率水平向气动系统供应压缩空气的技术问题。结果，一种或多种技术方案可以以增加诸如飞机16的平台的效率的方式提供将压缩空气102供应到气动系统12的技术效果。更具体地说，可以提高飞机引擎122的效率。另外一种或多种技术方案可以提供满足要求最大压力、气流、温度或其某种组合的气动系统的性能需求132的技术效果。
结果，计算机系统130作为专用计算机系统运行，其中，计算机系统130中的压缩机控制器112使压缩机102能够以接近气动系统12的性能需求132的方式控制在压缩机运行映射点136。特别地，与当前没有压缩机控制器112的通用计算机系统相比，压缩机控制器112将计算机系统130转换为专用计算机系统。
图1-4中的压缩空气环境10和该环境中的不同组件的图示并不意味着暗示对可以实现示例性实施例的方式的物理或架构限制。可以使用除了所示部件之外的其他部件或代替所示部件的其他部件。某些组件可能是不必要的。同样，提供了框以说明一些功能组件。当在说明性实施例中实现时，这些框中的一个或多个可以被组合，划分或组合并且划分为不同的框。
尽管关于飞机16描述了说明性示例，但是另一说明性示例可以应用于其他类型的平台。平台14可以是例如移动平台、固定平台，陆基结构、水生结构和空基结构。更具体而言，平台14可以是水面舰艇、坦克、人员运输车、火车、航天器、空间站、卫星、潜水艇、汽车、发电厂、桥梁、大坝、房屋、制造设施、建筑物和其他合适的平台。
在一些说明性示例中，对于不同的飞行阶段，提前知道了气动系统的性能需求。结果，不需要直接从气动系统接收请求。相反，使飞行，机动或其他操作的当前阶段与对气动系统的性能没有需求的相关性在飞行，机动或其他操作的当前阶段中的相关性可用于识别气动系统的性能需求。以这种方式，可以确定压缩机运行映射点。此外，可以以相同的方式针对不同的飞行阶段、机动或其他操作提前确定压缩机运行映射点。
如图1所示，计算机系统130是物理硬件系统，并且包括一个或多个数据处理系统。计算机系统130可以在飞机16的航空电子设备内包括一个或多个数据处理系统。当存在一个以上的数据处理系统时，那些数据处理系统使用通信介质彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可以选自计算机、服务器计算机或一些其他合适的数据处理系统中的至少一个。
因此，在说明性示例中，用于变速空气压缩机的控制器被配置为根据对平台中的气动系统的性能需求来确定适当的压缩机运行映射点。控制器控制变速空气压缩机的运行以在目标压缩机运行映射点处产生压缩空气。该控制可以通过控制变速空气压缩机的速度或几何形状中的至少一个来执行。
结果，可以改变压缩机的速度，以确保将压缩空气输送到需要所需压力和流量的特定系统，从而不需要压力调节。其余的气动系统可以通过控制阀系统以所需的性能需求接收压缩空气。
通常，变速空气压缩机可以满足气动系统的需求，该气动系统在任何给定点都需要最大压力或压缩空气流量中的至少一个，同时还可以使其余系统根据自己的需要调节压缩空气。
因此，一个或多个说明性示例可以改善飞行中的怠速推力(尤其是结冰)；解决由于高怠速需求而导致的飞机性能下降问题，降低了单位燃油消耗，改善了地面怠速；解决由于高怠速需求而导致的飞机地面处理和制动器磨损问题；减少由于结冰的最大连续推力而对引擎芯尺寸的影响；降低气动系统设备的压力和温度；消除了对大型预冷器的需求(以及对重量，空间整合和风扇风道性能的相关影响)；减少对相邻结构和设备的热影响；增加空间整合和材料选择的灵活性；降低绝缘和屏蔽要求；减少泄漏检测需求和相关威胁；并增加引擎集成的灵活性(高阀芯功率与低阀芯功率提取)。
已经出于说明和描述的目的呈现了不同的说明性实施例的描述，并且其不意图是穷举的或限于所公开形式的实施例。不同的说明性示例描述了执行动作或操作的组件。在说明性实施例中，组件可以被配置为执行所描述的动作或操作。例如，组件可以具有用于结构的配置或设计，该结构或设计使组件能够执行在示例性示例中描述为由组件执行的动作或操作。
此外，本公开包括根据以下条款的实施例：
条款1.一种控制送往气动系统的压缩空气的方法，该方法包括：
获取平台中多个气动系统中的每个气动系统的一组性能需求，其中性能需求指示对供应给每个气动系统的压缩空气的需求；
识别配置为向气动系统供应压缩空气的变速空气压缩机的最大允许压缩机空气排放温度极限；和
控制变速空气压缩机的运行，以将压缩空气供应到气动系统，以满足对至少一个气动系统的性能需求，同时使变速空气压缩机在最大允许压缩机空气排放温度极限下运行。
条款2.根据条款1的方法，其中，识别用于多个气动系统的多个性能需求还包括识别多个气动系统中的每个气动系统的最大气压、最大空气流量和最低空气温度中的至少一个。
条款3.条款2的方法还包括：
从识别的最大气压中选择最大气压；
从所识别的最低空气温度中选择最低空气温度；以及
控制变速空气压缩机的运行，以将压缩空气供应到气动系统中的至少一个，以满足所选择的最大气压和最低空气温度。
条款4.条款1的方法进一步包括控制变速压缩机的速度以满足所需的压缩机系统输出压力。
条款5.条款1的方法还包括：
基于获取的性能需求和识别的最大允许压缩机空气排放温度极限，识别用于使变速空气压缩机以峰值效率运行的期望压缩机运行映射点；以及
控制变速空气压缩机的几何形状，以达到峰值效率的压缩机运行映射点和预定的喘振裕度。
条款6.条款4的方法还包括控制喘振泄放阀，以在所识别的压缩机运行映射点处向气动系统供应压缩空气，同时禁止压缩机在压缩机喘振状态下运行。
条款7.条款4的方法还包括控制热喘振控制阀以在识别的压缩机运行映射点处向气动系统供应压缩空气，从而阻止压缩机在压缩机喘振状态下运行，并使压缩机在最大允许空气排放温度极限下运行。
条款8.根据条款5的方法，其中，变速空气压缩机包括位于压缩机的输入或输出处的多个能调节的叶片，方法还包括改变能调节的叶片的角度，以达到运行映射点。
条款9.条款1的方法还包括控制风扇空气阀，以将压缩空气的温度保持在最大允许空气排放温度极限以下。
条款10.根据条款1的方法，其中，气动系统包括空调组件，该方法还包括：
当从性能需求中选择空调组件需求作为最大气压时，将空调组件流量控制阀置于全开位置；以及
当未将空调组件需求选择为最大气压时，调节空调组件流量控制阀的位置，以调节输送到空调组件的压缩空气流量。
条款11.根据条款1的方法，其中，气动系统包括空调组件，该方法还包括：
当从性能需求中选择空调组件需求作为最大气压时，将空调组件流量控制阀置于全开位置；以及
调节其余气动系统的风量。
条款12.条款1的方法还包括：
监测至少一个压缩机状态，至少一个压缩机状态包括变速空气压缩机的压缩机速度、压缩机入口压力、压缩机出口压力、压缩机出口温度和流量中的至少一个；以及
根据监测到的压缩机状况，控制变速空气压缩机的速度或几何形状、喘振泄放阀、热喘振控制阀和风扇空气阀中的至少一个。
条款13.条款1的方法还包括：
识别最小期望的气动歧管压力；以及
当气动系统的性能需求低时，例如在大多数或所有气动系统不运行的情况下，控制喘振泄放阀以保持识别的最小期望歧管压力。
条款14.条款1的方法还包括当气动系统性能需求低并且仅需要一个运行中的压缩机系统时，关闭压缩机系统中的一个。
条款15.条款1的方法还包括将压缩机速度控制为零rpm并在压缩机系统关闭时关闭出口截止阀。
条款16.条款1的方法还包括当检测到下游泄漏或破裂时，关闭一个压缩机系统并关闭歧管隔离阀。
对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变型将是显而易见的。此外，与其他期望的实施例相比，不同的说明性实施例可以提供不同的特征。选择和描述选择的一个或多个实施例是为了最好地解释实施例的原理，实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解具有各种修改的各种实施例的公开内容，这些修改适合于预期的特定用途。
