CN115180160A - 具有经济运行模式的多发动机飞行器和应用的方法 - Google Patents
具有经济运行模式的多发动机飞行器和应用的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115180160A CN115180160A CN202210273178.8A CN202210273178A CN115180160A CN 115180160 A CN115180160 A CN 115180160A CN 202210273178 A CN202210273178 A CN 202210273178A CN 115180160 A CN115180160 A CN 115180160A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aircraft
- speed threshold
- flight control
- control computer
- machine interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/06—Initiating means actuated automatically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/06—Initiating means actuated automatically
- B64D31/12—Initiating means actuated automatically for equalising or synchronising power plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/04—Aircraft characterised by the type or position of power plants of piston type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
- B64C27/56—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement characterised by the control initiating means, e.g. manually actuated
- B64C27/57—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement characterised by the control initiating means, e.g. manually actuated automatic or condition responsive, e.g. responsive to rotor speed, torque or thrust
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/04—Initiating means actuated personally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D35/00—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
- B64D35/04—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission driving a plurality of propellers or rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D35/00—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
- B64D35/08—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission being driven by a plurality of power plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/42—Control of fuel supply specially adapted for the control of two or more plants simultaneously
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
- F05D2220/329—Application in turbines in gas turbines in helicopters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有经济运行模式的多发动机飞行器和应用的方法,飞行器(1)具有旋转机翼(5),旋转机翼(5)具有包括多个发动机(11、12)的动力装置(10),所述飞行器(1)包括人机接口(20),该人机接口控制能够作用于飞行器(1)的纵向加速度的控制构件(7)。在其中一个发动机不提供动力的经济运行模式期间,该方法包括:(i)测量飞行器(1)的前进速度,(ii)使用飞行控制计算机(80)根据前进速度(V)调整所述人机接口(20)对所述纵向加速度的权限。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年3月23日提交的FR2102873的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及具有经济运行模式的多发动机飞行器,以及应用的方法。
例如,飞行器可以包括通过动力装置进行运动的各种旋转构件。因此,飞行器具有旋转机翼并且可能具有偏航运动控制旋翼。
在双发动机直升机上,由动力装置提供的必要动力根据前进速度而变化。所需动力从零前进速度到中间速度而逐渐减小,然后随着前进速度增加而逐渐增大。在从第一速度下限到第二速度上限的速度范围内,为了驱动旋转构件所需的所有必要动力可以由单个发动机提供。
因此,在经济运行模式期间,在飞行器正在该速度范围内运行时,一个发动机可以处于备用状态,即,关闭或进入空转运行状态,以便优化燃料消耗。然而,在飞行器的速度降低并接近第一速度时,必须在达到第一速度之前重新启用处于备用状态的发动机。由于飞行器快速减速的能力和重新启用发动机所需的时间,处于备用状态的发动机可能需要以远高于第一速度的速度重新启用,以便能够提供机械动力。这限制了经济运行模式的优势。
背景技术
专利EP3209563B1公开了一种经济运行模式,在这种模式期间,多发动机动力装置的发动机产生远低于标称动力的动力,或者甚至在飞行中被关闭。然后使用由机载网络或特定电能供应网络供电的电工系统来快速重新启用该发动机。
这样的系统是有利的,但需要专用的电工系统,因此可能在重量方面具有不小的影响。
专利FR2967132B1描述了一种用于优化具有两个涡轴发动机的直升机的特定燃料消耗率的方法。根据该方法,两个涡轴发动机提供显著不同的动力量。其中一个涡轴发动机能够以连续运行模式运行,而另一个涡轴发动机在零动力下处于备用状态,并且燃烧室熄灭,同时通过主动驱动机构保持旋转,以实现可靠的重新启动。如果传统重新启动失败,则可以通过燃烧室的额外点火的紧急援助来执行重新启动。这种额外点火可以通过热线点火塞、激光辐射或烟火装置来实现。
专利FR2967133B1描述了一种用于优化具有两个涡轴发动机的直升机的特定燃料消耗率的方法。根据该方法,其中一个涡轴发动机能够以连续运行模式运行,而另一个涡轴发动机在零动力下以超慢模式运行。如果传统重新启动失败,以超慢模式运行的涡轴发动机可以通过专用于该重新启动的独立能源产生的紧急援助重新启动。
还已知文献EP3170744A1、EP3069990和EP3095695。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提出一种旨在优化飞行期间的燃料消耗的替代的多发动机飞行器。
因此,本发明涉及一种用于控制旋转机翼飞行器的方法,该旋转机翼飞行器具有动力装置,该动力装置包括使所述旋转机翼运动的多个发动机,所述飞行器包括人机接口,该人机接口控制通向控制构件的控制通道,控制构件能够作用于飞行器的纵向加速度,所述飞行器包括飞行控制计算机,所述飞行器能够在经济运行模式下运行,在该经济运行模式下,所述多个发动机中的至少一个不向所述旋转机翼提供机械动力,并且所述多个发动机中的至少一个向所述旋转机翼提供机械动力。
在经济运行模式期间,该方法包括以下步骤:
·测量飞行器的前进速度;以及
·使用飞行控制计算机根据前进速度调整所述人机接口对所述纵向加速度的权限。
经济运行模式可以由操作专用接口的驾驶员或副驾驶员触发,或者实际上自动触发。
因此,每个发动机包括燃烧室和能够将动力传递到旋转机翼的工作轴。在经济运行模式期间,至少一个发动机处于备用状态,即,它不产生使旋转机翼运动的机械动力。处于备用状态的发动机可以关闭或空转。术语“空转”是指无论燃烧室是否被点燃,发动机的与工作轴分离的可动构件都运动的状态。
因此,处于备用状态的发动机可以具有燃烧室,该燃烧室保持点燃以便使发动机的可动构件运动而不提供动力。例如,自由涡轮的涡轴发动机的气体发生器的轴以其标称速度的大约20%到80%旋转,自由涡轮不通过涡轴发动机进行运动。
根据另一个例子,处于备用状态的发动机的燃烧室可以被熄灭,发动机的可动构件是静止的,或者可动构件通过另一个驱动构件(例如,电机)进行运动。在涡轴发动机上,气体发生器的轴可以通过电机而以其标称速度的大约5%到20%的速度运动,以帮助促进重新启动。
因此,如果发动机是自由涡轮的涡轴发动机,则自由涡轮在备用模式期间不通过涡轴发动机进行运动。气体发生器也可以是静止的或在少量燃料燃烧和/或通过辅助发动机驱动的作用下进行运动。
在经济运行模式期间,飞行控制计算机根据前进速度调整人机接口的权限。权限代表着人机接口所能赋予的超高指令(extreme order)。例如,对于包括可动构件的人机接口,该可动构件的相同移动在存在100节和150节这两种前进速度的情况下导致不同的纵向加速度。需要注意的是,一节等于每小时1.852公里/每小时1.1508英里。按照惯例,负纵向加速度可以是纵向减速度。
为了记录,经济运行模式可以在从最小速度阈值到最大速度阈值的范围内的前进速度范围内实施。
在前进速度远高于该速度范围的下限时,可以使人机接口的权限最大化。例如,在人机接口包括操纵杆时,操纵杆的最大可能移动会产生最大的纵向减速度,这往往会迅速降低飞行器的前进速度。实际上,在这种情况下,如果需要,可以在达到下限之前重新启用处于备用状态的发动机。举例来说,为了重新启用发动机可能需要30秒的时间。
这样的重新启用可以在于增大提供给所讨论的发动机的燃料的流速,以便使用该发动机来产生存储的非零机械动力。可以通过应用用于启动发动机的方法来实现重新启用。重新启用则包括传统的启动程序,在启动用于启动发动机的方法时,重新启用的发动机的至少一个可动构件不一定是静止的。
但是,在前进速度接近下限时,飞行控制计算机会不管人机接口的操作如何而降低人机接口的权限,以保证在到达下限之前能够重新启用处于备用状态的发动机。
例如,飞行器的最佳减速能力使得能够在这样的前进速度下在15秒内达到下限,而重新启用发动机所需的时间是30秒。因此,飞行控制计算机降低人机接口的权限以约束飞行器并降低其减速能力。由于人机接口权限的降低,飞行器可以在大于或等于30秒的时间后达到下限。
根据以上例子,操纵杆的最大可能移动产生比先前小的减速度。前进速度下降的速度较慢,这有助于在需要时确保在达到下限之前和应用紧急运行状态之前可以重新启用处于备用状态的发动机。
因此,该方法可能倾向于增加发动机处于备用状态的时间以便优化燃料消耗。因此,该方法可以防止触发不必要的紧急重新启用的需要。
还可以优化允许使用经济模式的飞行包线。
该方法还可以包括单独或组合采用的以下特征中的一个或多个。
根据一种可能性,飞行控制计算机可以发出控制信号,该控制信号被传输到控制通道的至少一个可变几何构件。
这种可变几何形状构件可以是线性或旋转致动器、可变长度的曲柄等。
该方法则可以在经济运行模式期间包括以下步骤:
·在所述前进速度位于最小速度阈值与最大速度阈值之间时,调整所述人机接口对所述纵向加速度的权限包括使用飞行控制计算机至少根据所述前进速度或实际上人机接口发出的命令信号来生成所述控制信号。
飞行控制计算机被配置为在必要时还考虑前进速度以降低人机接口的权限。
最大速度阈值和最小速度阈值中的至少一个是固定的或是能根据至少一个定位参数变化的。
例如,最大速度阈值和/或最小速度阈值可以在测试或计算之后是固定的。
替代地,最大速度阈值和/或最小速度阈值可以是可变的,以便考虑可能影响发动机的运行的各种参数以及为了遵循飞行器的飞行场景所需的动力。
可选地,由于经济运行模式可以在从最小速度阈值到最大速度阈值的前进速度范围内实施,因此该方法在经济运行模式期间包括以下步骤:
·在所述前进速度位于中间速度阈值与最大速度阈值之间,并且最大速度阈值大于中间速度阈值时,调整所述人机接口对所述纵向加速度的权限包括使用飞行控制计算机根据第一定律生成所述控制信号;以及
·在所述前进速度在最小速度阈值与中间速度阈值之间,并且最小速度阈值小于中间速度阈值时,调整所述人机接口对所述纵向加速度的权限包括使用飞行控制计算机根据第二定律生成所述控制信号,所述第一定律比第二定律对人机接口赋予更大的所述权限。
每个定律可以是至少一个方程、数值表格等的形式。
在前进速度大于最小速度阈值或大于比最小速度阈值大的中间速度阈值时,飞行控制计算机应用存储的第一定律。然而,在前进速度接近最小速度阈值时,飞行控制计算机应用限制人机接口的权限的第二定律。
该方法可选地包括在第一定律的使用阶段与第二定律的使用阶段之间的过渡阶段。
这种可能性可以帮助防止驾驶员经历定律的变化。
根据与前述可能性兼容的一种可能性,中间速度阈值可以是固定的或是能根据至少一个定位参数变化的。
此外,可能影响一个上述阈值的定位参数可以是飞行器的当前密度高度(currentdensity altitude)。
根据与前述可能性兼容的一种可能性,在经济运行模式期间,在所述前进速度下降到低于重新启用速度阈值时,该方法可以包括重新启用所述不向旋转机翼提供机械动力的发动机以使用该发动机传递机械动力。
重新启用速度阈值大于最小速度阈值。重新启用速度阈值低于最大速度阈值和中间速度阈值。重新启用速度阈值可以是固定的或是能根据至少一个运行参数变化的。
根据与前述可能性兼容的一种可能性,该方法可以包括通过飞行控制计算机将所述最大前进速度限制为最大速度阈值。
在经济运行模式期间,飞行控制计算机可以作用于飞行器,以便不超过最大速度,该最大速度导致最初处于备用状态的发动机重新启用。
然后可以停用经济运行模式以重新启用该发动机并实现更大的飞行器前进速度。
根据与前述可能性兼容的一种可能性,该方法可以包括在所述前进速度小于最小速度阈值时,根据飞行控制计算机的命令自动停用所述经济运行模式。
除了方法外,本发明还涉及一种应用该方法的飞行器。
这种飞行器具有旋转机翼和动力装置,该动力装置包括使所述旋转机翼运动的多个发动机,所述飞行器包括人机接口,该人机接口控制通向控制构件的控制通道,所述控制构件能够作用于飞行器的纵向加速度,所述飞行器包括飞行控制计算机,所述飞行器能够在经济运行模式下运行,在该经济运行模式下,所述多个发动机中的至少一个不向所述旋转机翼提供机械动力并且所述多个发动机中的至少一个向所述旋转机翼提供机械动力。
飞行器还包括前进速度传感器,所述飞行控制计算机被配置为应用根据本发明的方法。
飞行器可以包括作用于控制构件的位置的可变几何构件,飞行控制计算机与该可变几何构件通信。
附图说明
本发明及其优点更详细地在以下通过举例和参照附图给出的实施方式的描述的上下文中出现,在附图中:
·图1是根据本发明的飞行器的一个实施方式;
·图2是根据本发明的飞行器的一个实施方式;以及
·图3是说明本发明的方法的图。
具体实施方式
存在于多于一幅图中的元件在它们中的每一幅图中被给予相同的附图标记。
图1和图2示出了适合于实施本发明的方法的飞行器的实施方式。
在任何实施方式中,并参照图1,例如,根据本发明的飞行器1可以包括用虚线示意性示出的机体。机体沿着纵向轴线延伸,并且从后部朝前部、从机尾2朝机头3延伸。术语“纵向”是指从机尾2朝机头3的方向,该方向在基本平行于滚转轴线的方向上。表述“纵向加速度”是本领域技术人员常用的。
该飞行器1包括具有桨叶6的旋转机翼5。可选地,飞行器1可以包括至少一个其他旋翼(未在此示出),例如侧旋翼、后旋翼、另一个旋转机翼等。
为了特别是使旋转机翼5或实际上是一个或多个旋翼运动,飞行器1包括动力装置10。该动力装置包括若干个发动机11、12,每个发动机能够使旋转机翼5运动。发动机11、12可以由至少一个发动机计算机(未在此示出)控制。例如,发动机11、12都通过动力传输系统15机械连接至旋转机翼5。这种动力传输系统15可以包括固定到旋转机翼5上的旋翼主轴17、设置有旋翼主轴17的齿轮箱16、至少一个轴和/或至少一个耦合装置等。根据所示的例子,每个发动机11、12包括通过连接件18驱动齿轮箱16的动力轴,齿轮箱包括旋翼主轴17。在设置有至少一个其他旋翼的飞行器上,齿轮箱16或另一个齿轮箱可通过专用传动装置与每个旋翼连接。
为了控制飞行器1的移动,该飞行器1包括人机接口20。这样的人机接口可以包括操纵杆、手柄21、迷你手柄、旋钮、触摸板等。可选地,人机接口20包括传感器22,传感器22根据该人机接口20的致动传输至少一个命令信号102。
例如,人机接口20包括可围绕两条轴线旋转的手柄21。传感器可以包括每条轴线的一个位置感测装置,例如电位计。
术语“信号”是指模拟信号、数字信号、电信号或光信号。
该人机接口20与通向控制构件7的控制通道30配合,控制构件7能够作用于飞行器1的纵向加速度。这种控制构件7例如可以是旋转机翼5的桨叶6和/或另一个旋翼的桨叶的形式,并且例如可以是螺旋桨或实际上是襟翼(如果有的话)。
图1示出了传统辅助机械飞行控制的例子,图2示出了电子飞行控制的例子。
根据图1,人机接口20机械连接至机械控制通道30。该机械控制通道30可以包括通向一个或多个伺服控制器43的机械连接件36。该机械连接件36可以具有至少一个轴31,和/或至少一个曲柄32,和/或至少一个串联致动器34,和/或至少一个并联致动器35,这些致动器通常被称为“微调致动器”。每个伺服控制器43连接至斜盘组40的固定斜盘42。该斜盘组40还包括通过杆45与旋转机翼5的相应桨叶6连接的旋转斜盘41。
通过控制旋转机翼5的桨叶6的周期桨距(cyclic pitch),人机接口20可以通过传统方式控制飞行器1的纵向加速度。
根据未在此示出的一种可能性,人机接口可以为此目的共同控制旋转机翼的桨叶和/或至少一个其他旋翼的桨叶的桨距。
根据图2,一个或多个伺服控制器由至少一个控制致动器38控制,该控制致动器38由飞行控制计算机80控制。飞行控制计算机80存储至少一个定律,该定律根据人机接口20发出的命令信号102提供要传输到控制致动器38的设定值。
图1和图2示出了指示人机接口20可以如何通过控制控制构件来控制飞行器1的纵向加速度的架构的例子。可以在不必脱离要求保护的发明的上下文的情况下考虑其他架构。
在任何架构中,并参照图2,例如,飞行器1包括飞行控制计算机80。
术语“计算机”可以包括例如一个或多个单元,每个单元具有至少一个处理器和至少一个存储器、至少一个集成电路、至少一个可编程系统和至少一个逻辑电路,这些例子不限制赋予术语“计算机”的范围。术语“处理器”可以等同地指代中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。所描述的若干个计算机可以组合形成单个计算机。
飞行控制计算机80可以是由代表自动飞行控制系统(automatic flight controlsystem)的首字母缩写词AFCS表示的系统的计算机。
如果合适,飞行控制计算机80可以通过有线或无线链路连接至人机接口20以便接收命令信号102。
飞行控制计算机80可以通过有线或无线链路连接至测量飞行器1的前进速度V的前进速度传感器27。例如,前进速度可以是真实空速、空速等。这种前进速度传感器27可以包括皮托管系统、卫星定位系统等。前进速度传感器27将携带前进速度V的速度信号103传输到飞行控制计算机80。
飞行控制计算机80可以通过有线或无线链路与至少一个定位传感器25连接。每个定位传感器25发出定位信号,该定位信号被传输到飞行控制计算机80。例如,定位传感器25测量密度高度,该传感器25包括例如温度传感器和压力传感器。定位传感器25将携带定位参数的值的定位信号104传输到飞行控制计算机80。
飞行器1可以在经济运行模式下运行。在这种经济运行模式期间并且至少在速度范围内,至少一个发动机11或12在运行中,产生机械动力以使旋转机翼5运动。另外,至少一个发动机11或12处于备用状态。处于备用状态的发动机不提供使旋转机翼5运动的任何机械动力。处于备用状态的发动机停止或空转。例如,发动机11和12是自由涡轮的涡轴发动机。
处于备用状态的涡轴发动机的自由涡轮是静止的,或者仅在由于飞行器向前行进而穿过发动机的空气流的作用下进行运动。在这种情况下,使自由涡轮运动的不是这样的发动机。表述“所述多个发动机中的至少一个不向所述旋转机翼提供机械动力的经济运行模式”是指该发动机本身不使其与旋转机翼连接的输出轴旋转,该输出轴能够被在风的作用下进行运动。
处于备用状态的涡轴发动机的气体发生器的轴也是静止的或以由辅助驱动构件或低燃料燃烧或甚至风驱动的降低的速度旋转。例如,速度范围可以是从重新启用阈值到最大速度阈值的范围,这些阈值将在下文中提及。
例如,飞行器1可包括控制器26,控制器26可由驾驶员操作以请求实施经济运行模式。控制器26发出操作信号,该操作信号被传输到计算机,以使至少一个发动机11或12处于备用状态。例如,操作信号被传输到发动机计算机。飞行控制计算机80也可以接收操作信号。
因此,在经济运行模式期间,飞行控制计算机被配置为应用本发明的方法。特别地,飞行控制计算机被配置为根据前进速度V控制作用于控制构件7的位置的可变几何构件60。因此,飞行控制计算机80被配置为将控制信号传输到至少一个可变几何构件60。这种可变几何构件60可以是可变几何曲柄32、串联致动器34、并联致动器35或控制致动器38。术语“可变几何构件”是指能够被几何修改以限制人机接口20权限的任何构件。
图3是示出本发明的方法的图。该图在X轴上示出前进速度V,在Y轴上示出动力。
曲线C示出了为了使每个瞬间所需的各种构件运动要提供的必要动力PNEC。从零前进速度开始,所需动力PNEC随着前进速度V的增加而减小,直到达到最小区域,然后增加。动力装置、特别是发动机11、12的尺寸被设置为能够提供每个瞬间所需的必要动力PNEC。
水平线C1示出了可以由单个发动机提供的动力。例如,该动力小于或等于发动机可以提供的最大连续动力,例如大约最大连续动力的预定百分比。这种最大连续动力由首字母缩写词MCP表示。水平线C1所示的该动力水平是发动机产生的动力对其损坏的影响与获得的消耗增益之间的折衷。
因此,在必要动力位于该线C1上或该线C1下方时,可以使至少一个发动机处于备用状态。
在经济运行模式期间,该方法包括测量飞行器1的前进速度V。前进速度传感器27将速度信号103传输到飞行控制计算机80。
因此,飞行控制计算机80被配置为根据前进速度V调整人机接口20对纵向加速度的权限。
例如,飞行控制计算机80可以发出减少该权限的控制信号101,该控制信号101被传输到至少一个可变几何构件60。
可选地,至少在具有电子飞行控制的架构的上下文中,控制信号101还可以取决于由所述人机接口20发出的命令信号102。
特别地,在前进速度V位于最小速度阈值V3与最大速度阈值Vmax之间时,通过根据前进速度V生成控制信号101来调整人机接口20的权限。然后,飞行控制计算机被配置为将前进速度V与提到的各种阈值进行比较。
例如,最小速度阈值V3在80节的范围内,最大速度阈值Vmax在160节的范围内。最小速度阈值V3和最大速度阈值Vmax定位在表示必要动力PNEC的曲线C与线C1的交点处。
在从最小速度阈值V3到最大速度阈值Vmax的前进速度范围内,发动机可以处于备用状态或重新启用阶段。
最大速度阈值Vmax和最小速度阈值V3中的至少一个可以是固定的。
最大速度阈值Vmax和最小速度阈值V3中的至少一个可以是能根据至少一个定位参数变化的。飞行控制计算机80则被配置为根据定位参数的值确定所讨论的阈值。例如,飞行控制计算机存储表格或根据一个或多个定位参数值求出阈值的值的方程。下文提及的中间速度阈值和重新启用阈值也可以是固定的或是能根据至少一个定位参数变化的。
更准确地说,在当前前进速度V位于中间速度阈值V1(例如在110节范围内)与最大速度阈值Vmax之间时,飞行控制计算机80可以使用飞行控制计算机80根据第一定律生成控制信号101。
在当前前进速度V位于最小速度阈值V3与中间速度阈值V1之间时,飞行控制计算机80可以使用飞行控制计算机80根据第二定律生成控制信号101。
第一定律对人机接口20赋予的权限大于通过第二定律获得的权限。
每个定律可以根据各种参数(例如,根据命令信号或者实际上取决于控制模式的其他参数)生成控制信号。根据图1,通常控制串联致动器来稳定飞行器,并且串联致动器可以通过这种方式进行控制。根据本发明使用的定律还趋于限制人机接口20的权限。人机接口20给出的指令(order)可以按照第一定律进行转发,并且可以通过第二定律减少。例如,第一定律和第二定律有增益。第一定律和第二定律是相同的,增益除外。
作为一个基本例子,如果操作人机接口20使轴平移移动1厘米,则第二定律可以作用于致动器,使得该轴移动小于该厘米的距离。
根据另一个例子,第一定律可以应用由命令信号携带的指令。然而,第二定律可以减少该指令,例如通过将它除以一个预定系数。
举例来说,第一定律和第二定律采用以下形式:S=G*D,其中“S”代表命令信号,“G”代表增益,“D”代表人机接口的移动量。G在第一定律下可以等于1,在第二定律下可以等于0.5。
飞行控制计算机80还可以被配置为在第一定律的使用阶段与第二定律的使用阶段之间应用过渡阶段。例如,在从第一定律切换到第二定律时,可以在预定时间段内应用中间定律,反之亦然。
可选地,在前进速度V下降到低于重新启用速度阈值V2,例如在100节的范围内时,该方法可以包括重新启用处于备用状态的发动机以便使用该发动机产生机械动力。可以根据传统的启动程序实现重新启用。换言之,飞行控制计算机例如向发动机计算机传输信号,发动机计算机根据存储的方法重新启动发动机,例如通过修改燃料的流速。
在前进速度V下降到低于最小速度阈值V3时,该方法包括根据飞行控制计算机80的命令自动停用经济运行模式。飞行控制计算机80可以向发动机计算机或甚至警报器传输停止该模式的信号。警报器生成警报以通知机组人员。警报器可以包括屏幕、声学系统、触敏系统等。
相反,该方法可以包括通过飞行控制计算机80将前进速度V限制为最大速度阈值。
飞行控制计算机被配置为控制至少一个可变几何构件,以便将前进速度保持在允许发动机保持备用的范围内。这种速度限制可以通过常规方式实现。
自然地,本发明在其实施方式方面有多种变化。尽管上面描述了若干个实施方式,但应该容易理解的是,可想到不可能详尽地识别所有可能的实施方式。在不脱离本发明的上下文的情况下,所描述的任何装置自然可以用等效装置代替。
Claims (12)
1.一种用于控制具有旋转机翼(5)的飞行器(1)的方法,所述旋转机翼(5)具有动力装置(10),该动力装置(10)包括使所述旋转机翼(5)运动的多个发动机(11、12),所述飞行器(1)包括人机接口(20),所述人机接口(20)控制通向控制构件(7)的控制通道(30),所述控制构件(7)能够作用于所述飞行器(1)的纵向加速度,所述飞行器(1)包括飞行控制计算机(80),所述飞行器(1)能够在经济运行模式下运行,在该经济运行模式下,所述多个发动机(11、12)中的至少一个不向所述旋转机翼提供机械动力,并且所述多个发动机(11、12)中的至少一个向所述旋转机翼提供机械动力,
其中,在所述经济运行模式期间,所述方法包括以下步骤:
·测量所述飞行器(1)的前进速度(V);以及
·使用所述飞行控制计算机(80)根据所述前进速度(V)调整所述人机接口(20)对所述纵向加速度的权限。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述飞行控制计算机(80)发出控制信号(101),所述控制信号(101)被传输到所述控制通道(30)的至少一个可变几何构件(60),所述方法在所述经济运行模式期间包括以下步骤:
·在所述前进速度(V)位于最小速度阈值(V3)与最大速度阈值(Vmax)之间时,调整所述人机接口(20)对所述纵向加速度的权限包括使用所述飞行控制计算机(80)根据所述前进速度(V)生成所述控制信号(101)。
3.根据权利要求2所述的方法,
其中,所述最大速度阈值(Vmax)和所述最小速度阈值(V3)中的至少一个是固定的或是能根据至少一个定位参数变化的。
4.根据权利要求2所述的方法,
其中,所述经济运行模式在从最小速度阈值到最大速度阈值的前进速度范围内实施,所述方法在所述经济运行模式期间包括以下步骤:
·在所述前进速度(V)位于中间速度阈值(V1)与所述最大速度阈值(Vmax)之间,并且所述最大速度阈值(Vmax)大于所述中间速度阈值(V1)时,调整所述人机接口(20)对所述纵向加速度的权限包括使用所述飞行控制计算机(80)根据第一定律生成所述控制信号(101);以及
·在所述前进速度(V)在所述最小速度阈值(V3)与所述中间速度阈值(V1)之间,并且所述最小速度阈值(V3)小于所述中间速度阈值(V1)时,调整所述人机接口(20)对所述纵向加速度的权限包括使用所述飞行控制计算机(80)根据第二定律生成所述控制信号(101),所述第一定律比所述第二定律赋予所述人机接口(20)更大的权限。
5.根据权利要求4所述的方法,
其中,所述方法包括在所述第一定律的使用阶段与所述第二定律的使用阶段之间的过渡阶段。
6.根据权利要求4所述的方法,
其中,所述中间速度阈值(V1)是固定的或是能根据至少一个定位参数变化的。
7.根据权利要求3所述的方法,
其中,所述定位参数是所述飞行器(1)的当前密度高度。
8.根据权利要求1所述的方法,
其中,在所述经济运行模式期间,在所述前进速度(V)下降到低于重新启用速度阈值(V2)时,所述方法包括重新启用不向所述旋转机翼提供机械动力的发动机(11)以使用该发动机(11)传输机械动力。
9.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述方法包括通过所述飞行控制计算机(80)将所述前进速度(V)限制为最大速度阈值。
10.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述方法包括在所述前进速度(V)小于最小速度阈值(V3)时,根据所述飞行控制计算机(80)的命令自动停用所述经济运行模式。
11.一种飞行器(1),其具有旋转机翼(5)和动力装置(10),所述动力装置(10)包括使所述旋转机翼(5)运动的多个发动机(11、12),所述飞行器(1)包括人机接口(20),所述人机接口(20)控制通向控制构件(7)的控制通道(30),所述控制构件(7)能够作用于所述飞行器(1)的纵向加速度,所述飞行器(1)包括飞行控制计算机(80),所述飞行器(1)能够在经济运行模式下运行,在该经济运行模式下,所述多个发动机(11、12)中的至少一个不向所述旋转机翼提供机械动力并且所述多个发动机(11、12)中的至少一个向所述旋转机翼提供机械动力,
其中,所述飞行器(1)包括前进速度传感器(27),所述飞行控制计算机(80)被配置为应用根据权利要求1所述的方法。
12.根据权利要求11所述的飞行器,
其中,所述飞行器(1)包括作用于所述控制构件(7)的位置的可变几何构件(60),所述飞行控制计算机(80)被配置为修改所述可变几何构件(60)的几何形状。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FRFR2102873 | 2021-03-23 | ||
FR2102873A FR3121127B1 (fr) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Aéronef multimoteur muni d’un mode de fonctionnement économique et procédé appliqué |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115180160A true CN115180160A (zh) | 2022-10-14 |
Family
ID=75690563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210273178.8A Pending CN115180160A (zh) | 2021-03-23 | 2022-03-18 | 具有经济运行模式的多发动机飞行器和应用的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220306308A1 (zh) |
EP (1) | EP4063262B1 (zh) |
KR (1) | KR102637674B1 (zh) |
CN (1) | CN115180160A (zh) |
FR (1) | FR3121127B1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2967132B1 (fr) | 2010-11-04 | 2012-11-09 | Turbomeca | Procede d'optimisation de la consommation specifique d'un helicoptere bimoteur et architecture bimoteur dissymetrique a systeme de regulation pour sa mise en oeuvre |
FR3027286B1 (fr) | 2014-10-20 | 2018-01-05 | Safran Helicopter Engines | Systeme propulsif hybride d'un aeronef multi-moteur |
EP3069990B1 (en) * | 2015-03-20 | 2017-01-11 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | An artificial force feel generating device for a vehicle control system of a vehicle and, in particular, of an aircraft |
FR3036235B1 (fr) * | 2015-05-15 | 2018-06-01 | Airbus Helicopters | Procede pour activer un moteur electrique d'une installation hybride d'un aeronef multimoteur et un aeronef |
FR3044117B1 (fr) * | 2015-11-20 | 2018-06-01 | Airbus Helicopters | Systeme de commande de vol adaptative pour les commandes de vol en lacet et de poussee d'un helicoptere hybride |
US10481615B2 (en) * | 2017-03-01 | 2019-11-19 | Bell Textron Inc. | Rotorcraft control mode transition smoothing |
-
2021
- 2021-03-23 FR FR2102873A patent/FR3121127B1/fr active Active
-
2022
- 2022-03-09 EP EP22161057.9A patent/EP4063262B1/fr active Active
- 2022-03-16 US US17/695,933 patent/US20220306308A1/en active Pending
- 2022-03-18 CN CN202210273178.8A patent/CN115180160A/zh active Pending
- 2022-03-21 KR KR1020220034668A patent/KR102637674B1/ko active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4063262B1 (fr) | 2023-12-20 |
KR102637674B1 (ko) | 2024-02-15 |
EP4063262A1 (fr) | 2022-09-28 |
FR3121127A1 (fr) | 2022-09-30 |
US20220306308A1 (en) | 2022-09-29 |
KR20220132446A (ko) | 2022-09-30 |
FR3121127B1 (fr) | 2023-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9193453B2 (en) | Method of driving rotation of a rotorcraft rotor by anticipating torque needs between two rotary speed setpoints of the rotor | |
EP3421369B1 (en) | Propulsion system for an aircraft | |
JP6800182B2 (ja) | 航空機用推進システム | |
JP6639510B2 (ja) | ハイブリッドターボシャフトエンジンおよび該ハイブリッドターボシャフトエンジンを再始動させるシステムを含むヘリコプタの推進システムの構造 | |
EP3055204B1 (en) | Method and apparatus for controlling a turboprop engine | |
EP3366590A1 (en) | Autothrottle control for turboprop engines | |
CN110844089A (zh) | 用于混合电动系统的前馈负载感测 | |
US9463874B2 (en) | Method of regulating the speed of rotation of the main rotor of a multi-engined rotorcraft in the event of one of the engines failing | |
US10112723B2 (en) | Method and a device for stopping a turboshaft engine in nominal operation | |
CN109356727B (zh) | 控制气体发生器的输出的系统及控制其功率和转矩输出的方法 | |
US20240084748A1 (en) | Method of optimizing the noise generated in flight by a rotorcraft | |
EP3280639A1 (en) | Autorotation initiation system | |
EP4030044B1 (en) | Automated initiation of starter motor operation for starting an aircraft engine | |
EP3985239A1 (en) | System and method for providing in-flight reverse thrust for an aircraft | |
CN111439385A (zh) | 用于操作联接至飞行器螺旋桨的燃气涡轮发动机的方法和系统 | |
CA3194416A1 (en) | Aircraft powerplant(s) for an aircraft with electric machine controlled propulsor speed | |
EP3863930B1 (en) | Systems and methods of controlling engines of an aircraft | |
CN115180160A (zh) | 具有经济运行模式的多发动机飞行器和应用的方法 | |
CN118020098A (zh) | 用于对影响混合推进系统的一个动力系统的故障进行处理的训练方法 | |
JP7511536B2 (ja) | 航空機の推進システム | |
US20220266985A1 (en) | Methods and systems for fall back flight control configured for use in electric aircraft | |
KR20250015814A (ko) | 회전익기의 조종 지원 방법 및 이 지원 시스템이 장착된 회전익기 | |
US20200392897A1 (en) | Variable Engine Inlet Geometry Algorithm | |
JP2024051713A (ja) | 航空機の制御装置 | |
JP2024057895A5 (zh) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |