CN112133156B - 一种三发直升机单发失效训练方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于直升机动力系统设计领域，公开了一种三发直升机单发失效训练方法。相比于当前直升机单发失效OEI训练功能，在进一步提高飞行安全性的前提下，可以实现对真实OEI飞行状态更真实的模拟。从而不仅可以更加准确的训练飞行员对OEI飞行状态的处置，还可以使用训练功能替代试飞过程中真实OEI飞行科目，从而极大地降低试飞取证周期、费用以及提高风险科目的飞行安全性。本专利不仅可以应用与三发直升机，其设计逻辑也可以应用于双发或多发直升机。
Description
技术领域
本发明属于直升机动力系统设计领域，涉及一种三发直升机单发失效训练方法。
背景技术
直升机单发失效OEI状态，是多发直升机在使用中可能遇到的一种重要故障模式，对直升机的飞行安全有很大影响。当多发直升机其中一台发动机失效之后，其余发动机将自动提升为OEI应急功率状态，以提高剩余发动机功率输出。此功率状态对使用时间有严格的限制，一般单次限制使用2.5分钟，而且在发动机整个翻修间隔期TBO内，有严格的累积时间限制。一旦超过，将缩短发动机寿命导致发动机提前返厂维修，产生大量经济费用。
因此有必要研制一种直升机OEI训练功能，以便训练飞行员对飞行中遭遇OEI状态的应急处置。OEI训练功能的关注点和设计要求主要有三个方面：
(1)安全性：即在相对安全的情况下训练飞行员；
(2)经济性：即不消耗发动机的真实OEI使用时间；
(3)真实性：即OEI训练功能需要跟真实OEI情况尽量接近；
在目前多种直升机的OEI训练功能设计中，主要关注经济性和安全性设计，在真实性方面的设计相对较差。
发明内容
本发明的目的：提出一种适用于三发构型的直升机单发失效OEI训练功能，相比于目前广泛采用的OEI训练功能，在保证使用经济性的基础上，进一步提升了安全性，并实现对OEI状态更真实的模拟。使其不仅可以用于训练飞行员，更可以在试飞过程中，替代绝大部分真实OEI飞行，进行性能验证，从而极大的降低试飞风险、试飞周期以及经济花费。
本发明的技术方案：
一种三发直升机单发失效训练方法：包括以下步骤：
步骤一：飞行员通过训练开关进入单发失效训练状态；训练开关将训练信号发送至三台发动机电子控制器；
步骤二：三台发动机电子控制器收到训练信号后，控制三台发动机功率上限均降至单发失效功率的2/3；
步骤三：机电管理系统发送设定的失效标记至三台发动机电子控制器；发动机电子控制器根据失效标记将对应发动机参数信号调整为真实单发失效参数并反馈至机电管理系统进行显示；失效标记用于表征失效的发动机编号；
步骤四：机电管理系统根据步骤三之后三台发动机的状态，在驾驶舱显示器上显示单发失效训练标识和告警信息以供飞行员训练；
步骤五：飞行员通过训练开关退出单发失效训练状态。
进一步，所述步骤一之前，所述方法中还包括：机电管理系统将发动机安装损失发送至发动机电子控制器对发动机功率参数进行修正。
进一步，所述步骤二中，三台发动机电子控制器收到训练信号后进行一致性判断，若满足一致性，则控制三台发动机功率上限均降至单发失效功率的2/3。所述应急控制信号的一致性包括：时间一致性和指令一致性；时间一致性为三台发动机电子控制器收到应急控制信号的时间间隔在设定的阈值内；指令一致性为三台发动机电子控制器收到的应急控制信号含义一致
进一步，所述步骤二中，若三台发动机电子控制器收到的训练信号不满足一致性，则自动退出单发失效训练。
进一步，所述方法还包括：监测发动机状态，当发动机状态异常时自动退出单发失效训练状态。
进一步，所述方法还包括：监测旋翼转速，当旋翼转速低于设定阈值时，自动退出单发失效训练状态。
进一步，所述方法还包括：自动退出单发失效训练状态时训练开关自动回位。
进一步，所述步骤一中，通过机电管理系统设置发动机的失效标记。
进一步，机电管理系统根据设定的失效发动机发送对应的发动机安装损失数据至发动机电子控制器。
本发明的有益技术效果：一种适用于三发直升机OEI训练功能，相比于当前直升机OEI训练功能，在进一步提高飞行安全性的前提下，可以实现对真实OEI飞行状态更真实的模拟。从而不仅可以更加准确的训练飞行员对OEI飞行状态的处置，还可以使用训练功能替代试飞过程中真实OEI飞行科目，从而极大地降低试飞取证周期、费用以及提高风险科目的飞行安全性。
附图说明
图1是OEI训练模式下发动机响应特性示意图；
图2是OEI训练功能控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本专利提出的适用于三发/多发构型的直升机发动机真实OEI训练系统，如图2所示，由驾驶舱功率检查控制开关、多功能显示器、机电管理系统、三台发动机的电子控制器及其他提供相关功能参数的传感器互相交联组成。相对应的，需要发动机开发实现对应功能能力。
一种三发直升机单发失效训练方法：包括以下步骤：
1)飞行员通过带有防误触保护盖的OEI训练控制开关进入和退出OEI训练状态；
2)三台发动机均收到训练信号时，会进入OEI训练状态。在经过短暂的功率下掉之后，三台发动机每台发出OEI功率的2/3，以便在三台发动机均工作以及不超过正常工作限制的情况，
把输出功率的上限限定为2台发动机的OEI应急功率状态，以便模拟单发失效状态下的功率输出特性。
3)机电管理系统发送设定“失效”的发动机标号给三台发动机电子控制器，发动机根据机电管理系统信号，将发送给机电管理系统的发动机参数信号调整成为同真实失效一致，以便模拟真实失效时驾驶舱的参数显示。
4)机电管理系统根据发动机状态，在驾驶舱多功能显示器上，显示OEI训练标识和告警信息，以便同真实情况区分。
5)当各台发动机接收指令不一致，存在故障，或者直升机旋翼转速低于阈值时，将自动退出训练模式，同时控制开关会自动回弹至正常位，以保持指令和相应一致。
关键控制逻辑设计：模拟真实OEI功率输出的控制逻辑设计：
使用OEI训练功能模拟真实OEI功率输出状态的关键在于真实模拟发动机装机后的功率特性。其他型号直升机OEI训练模式下，一般仅考虑了发动机自身的功率特性，但都没有考虑发动机装机特性的影响。导致发动机输出功率相比于装机功率可能偏大，这种情况在高安装损失和高原飞行中差异尤为明显。从而影响训练的真实性和在试飞科目中替代真实OEI飞行的能力。
本专利通过使用机电管理系统将发动机安装损失对NG和T45的影响发送给发动机电子控制器，进行直升机平台对发动机功率输出特性的修正，从而可以在不更改发动机设置的情况下，真实模拟不同平台对发动机输出特性的影响。相关控制逻辑如附图1所示。
其中
a)本方法基于安全性和真实性设计的完整功能设计方案。
b)使用机电管理系统进行模拟“失效”发动机的选择及显示管理。采用本方法在避免在三发直升机上设置复杂的多位开关的同时，也可以实现根据飞行员自主选择或根据预设逻辑设置“失效”发动机，增加选择的多样性。
c)使用机电管理系统发送发动机NG和T45的安装损失修正数据，用于修正发动机装机之后的响应特性，从而真实模拟不同平台、不同外界条件下，对发动机输出特性的影响。使得模拟更加真实。
d)在真实OEI状态下，旋翼转速是对安全性影响很大的关键因素。为保证OEI训练状态下的飞行安全。除指令不一致、发动机故障等自动退出逻辑之外，本发明还引入了对旋翼转速的监控，通过监控发动机Np转速实现，使得在旋翼转速不正常的情况下自动退出训练状态。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤零：机电管理系统将发动机安装损失发送至发动机电子控制器对发动机功率参数进行修正；用于修正发动机装机之后的响应特性，从而真实模拟不同平台、不同外界条件下，对发动机输出特性的影响；
步骤一：飞行员通过训练开关进入单发失效训练状态；训练开关将训练信号发送至三台发动机电子控制器；所述开关为带磁保持功能开关；
步骤二：三台发动机电子控制器收到训练信号后，控制三台发动机功率上限均降至单发失效功率的2/3；
步骤三：机电管理系统发送设定的失效标记至三台发动机电子控制器；发动机电子控制器根据失效标记将对应发动机参数信号调整为真实单发失效参数并反馈至机电管理系统进行显示；失效标记用于表征失效的发动机编号；
步骤四：机电管理系统根据步骤三之后三台发动机的状态，在驾驶舱显示器上显示单发失效训练标识和告警信息以供飞行员训练；
步骤五：飞行员通过训练开关退出单发失效训练状态。
2.根据权利要求1所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述步骤二中，三台发动机电子控制器收到训练信号后进行一致性判断，若满足一致性，则控制三台发动机功率上限均降至单发失效功率的2/3；
所述训练信号的一致性包括：时间一致性和指令一致性；
时间一致性为三台发动机电子控制器收到训练信号的时间间隔在设定的阈值内；
指令一致性为三台发动机电子控制器收到的训练信号含义一致。
3.根据权利要求2所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述步骤二中，若三台发动机电子控制器收到的训练信号不满足一致性，则自动退出单发失效训练。
4.根据权利要求1所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述方法还包括：监测发动机状态，当发动机状态异常时自动退出单发失效训练状态。
5.根据权利要求1所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述方法还包括：监测旋翼转速，当旋翼转速低于设定阈值时，自动退出单发失效训练状态。
6.根据权利要求3-5中任一权利要求所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述方法还包括：自动退出单发失效训练状态时训练开关自动回位。
7.根据权利要求1所述的一种三发直升机单发失效训练方法：其特征在于：所述步骤三中，通过机电管理系统设置发动机的失效标记。
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