CN100565164C - 用于确定涡轮轴发动机的限制参数的方法和仪器 - Google Patents
用于确定涡轮轴发动机的限制参数的方法和仪器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于确定涡轮轴发动机的监视参数的限制裕度的方法和仪器。在一个初试阶段中,一个辅处理器装置(11)可确定一个初试的舒适裕度。然后,在一个主阶段中,它从初试的舒适裕度估算一个实用的舒适裕度,随后估算所述监视参数的实时值和限制值之间的一个视在差值,以及最后通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度来估算限制裕度。
Description
技术领域
本发明涉及能够确定和显示旋翼飞行器的限制参数的方法和仪器,特别是一种第一限制仪器。
背景技术
旋翼飞行器在飞行中,飞行员要监视仪表板上的许多仪表,这些仪表中的大多数指示旋翼飞行器的发动机装置的工作状态。出于各种实际的原因,飞行员在飞行中时时刻刻需要考虑许多限制。各种限制一般是取决于飞行的阶段和外部条件。
旋翼飞行器一般设有至少一台有一个自由涡轮机的涡轮轴发动机。动力是取自这一自由涡轮机的低压级,而自由涡轮机的转速一般是在20,000到50,000转每分钟(rpm)范围内。由于旋翼飞行器的提供升力和推进力的主旋翼的转速一般是在200到400rpm范围内,所以,需要用一个齿轮箱把自由涡轮机连接于主旋翼,通常将这一齿轮箱称为主齿轮箱(MGB)。
发动机的热限制和主齿轮箱的扭矩限制用来定义涡轮轴发动机的三个正常使用额定值:
·起飞额定值,其可被使用5到10分钟,对应于齿轮箱的一个扭矩值以及对应于发动机的一个热状态,这个扭矩值和热状态在一个有限的时间长度内是可以接受的而不会造成明显的损坏:这是最大起飞功率(PMD);
·最大连续额定值,在这一额定值下,在任何时间,主齿轮箱的容量不会被超过,以及由在自由涡轮机的第一级的高压叶片的上游连续可接受的最高热状态产生的容量也不会被超过:这是最大连续功率(PMC);以及
·最大瞬时额定值,这一额定值可通过调节来设定:其被称为最大瞬时功率(PMT);
此外还存在用于双旋翼飞行器的超紧急额定值,它们在两个发动机中的一个失效时采用:
·超紧急额定值,在这一额定值下,进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的热容量都被用到最大值:其被称为超应急功率(PSU),其可被连续地使用最多30秒,并且在一次飞行中只能用3次。如果使用了PSU,那么必须把涡轮轴发动机拆下来进行大修;
·超紧急额定值,在这一额定值下,进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的容量都被用得非常充分:这被称为最大应急功率(PMU),其可被紧接在PSU之后用2分钟或连续使用最多2分30秒;以及
·超紧急额定值,在这一额定值下,进口级上的主齿轮箱的容量和涡轮轴发动机的热容量都可被无损坏地使用:这被称为中等应急功率(PIU),其可被用30分钟或在涡轮发动机已经发生故障之后连续使用余下的飞行时间。
发动机制造厂家通过计算和试验来绘制出涡轮轴发动机的可用功率曲线,其作为飞行高度和外界温度的函数,对上述每一额定值都这样做。
此外,发动机制造厂家确定涡轮轴发动机的各种限制,这些限制使得可以得到用于以上规定的每一额定值和可接受的寿命的最小功率,这一最小功率具体地对应于一台用过的,即已经达到其最大寿命的涡轮轴发动机发出的功率。这些限制值一般是用发动机的三个监视参数来监测:发动机燃气发生器的转速、发动机的扭矩、以及发动机的自由涡轮机的进口处的燃气喷射温度。熟悉本技术领域的人都知道,这几个参数分别称为Ng、Cm、以及T45。
法国专利文件FR 2 749 545揭示了一种飞行驾驶指示器,其可标识涡轮轴发动机的最接近其限制值的各监视参数。这样,就把与应该遵守的限制值相关的信息分成组一并显示在一个显示器上,借以首先可得到一个概观并仅展现概观的结果,以简化飞行员的观看,以及其次可节省仪器板上的空间。这可在发动机的各监视参数中间产生一个“限制参数”,也就是,这个参数的实时值最接近对应的限制值。这就是下文将把这样一个指示器也称为第一限制指示器或“IPL”的原因。
还有,这样一个IPL的各种变型方案可把所述限制参数的数值显示为一个等量的功率,即用功率裕度来表示,诸如PMD的+10%,或显示为一个俯仰裕度,这里的俯仰表示旋翼飞行器的旋翼叶板相对于来流空气流的位置。
因此,各IPL可显示所述限制参数在给定时刻的实时值并可有利地限制用于监测一个涡轮轴发动机所需要的仪器的数目,从而大大地减轻飞行员的工作。
然而,在制造厂家不选择对飞行驾驶来说是一个优选的监视参数时,制造厂家可为在飞行员控制下的各额定值,即起飞和最大连续额定值建立各固定的限制值,同时其它的额定值可借助各停止值来管理。因此,对于每个监视参数,假设涡轮轴发动机是在发出全部可用于一个给定的额定值的功率,而得到不应被超过的限制值。例如,如果发动机是在发出100%的PMD,那么各监视参数必定不会超过它们的限制值,这些限制值是由制造厂家为一台发动机工作在起飞额定值所设定的。
遍及整个飞行包络线,飞行员必须根据相关的额定值、燃气发生器的转速Ng、温度T45、以及涡轮轴发动机的扭矩Cm,小心地避免超过规定的有关功率、PMC或PMD的限制值。
结果,如果考虑一台新的涡轮轴发动机的工作状态,那么其用于具体地确定所述限制参数的Ng裕度或T45裕度很可能是很高。一旦转换成功率裕度,其可能大于真正可用的功率裕度并可能诱导飞行员产生差错。若是飞行员用足显示的裕度,那将导致超过批准的功率限制值并将严重损伤发动机。这将引起许多后果,应能容易地理解,例如,发动机的寿命将因此而缩短,这将使用户的维修费用增加。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于确定旋翼飞行器的监视参数的可用裕度的方法,以及也提供一种采用这种方法并用来显示上述IPL限制值的主动的“第一限制”仪器,以避免显示的功率裕度大于涡轮轴发动机可无损伤地发出的裕度。
按照本发明,用于确定以给定速度工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和由制造厂家为其设定的限制值之间的限制裕度的方法,在这台发动机是用过的发动机时这个监视参数达到保证值,该方法值得注意的是执行以下的步骤:
a)在初试阶段中,从等于发动机监视参数的所述实时值减去其保证值的实际差值确定初试的舒适裕度;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述的初试舒适裕度(comfort parameter)确定实用的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和其限制值之间的视在差值(apparentdifference);以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度来确定所述限制裕度。
作为监视参数的性质的函数,这个保证值:
-在监视参数是发动机的燃气发生器的转速时,对应于假如这台发动机是一台用过的旧发动机时这个转速将达到的值;
-在监视参数是发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,对应于假如这台发动机是一台用过的旧发动机这个温度将达到的值;以及
-在监视参数是发动机的扭矩时,对应于所述扭矩在发动机的工作转速下的限制值。
在限制裕度是例如被一个第一限制仪器利用时,所述主阶段在旋翼飞行器处于飞行中时连续地执行。
相反,初试阶段是只在对发动机的健康状况做现场检查时执行。发动机制造厂家通常都建议对发动机的健康状况进行定期检查,以验证旋翼飞行器发动机的性能是否好于或等于所要求的性能水平。这样,在这样的检查过程中可以清楚地确定实际差值。
因此,这种方法可用来定义监视参数的限制裕度,而不会有将其估算过高的危险,尤其是不会使飞行员认为有一个不代表实际情况的功率裕度可用。限制裕度最终主要是被确定为旋翼飞行器发动机的监视参数的保证值的函数,而不是作为各限制值的函数,那些限制值在某些情况中可能大于发动机的实际容量。
在一个第一实施方式中,初试的舒适裕度等于所述实际差值,于是实用的舒适裕度是等于初试的舒适裕度。
在一个第二实施方式中,初试的舒适裕度是等于调制的差值。在步骤a)中,根据所考虑的监视参数,用一个变换关系把调制作为外部条件,即外部温度或甚至外部压力的函数的实际差值,以便得到所述调制的差值。
外部条件对各监视参数有影响。为了达到高精度,通过调制在健康状况检查过程中确定的实际差值,使得始终工作在同一参照系内,是有利的,这个参照系就是熟悉本技术领域的人通称的“ISA海平面”。
在监视参数是涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外界温度(开氏度):
在监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述变换关系是以下第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外部温度(开氏度)和外部压力(毫巴):
式中的β1和β2取决于相关的发动机且一般是在-1到+1范围内。
最后,在监视参数是涡轮轴发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下的第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外部温度(开氏度)和外部压力(毫巴):
式中的α1和α2取决于相关的发动机且一般是在-1到+1范围内。
然而,参照这两个实施方式的一个变型方案,可以用一个移动平均数来估算实际的舒适裕度,这个移动平均数是把在所考虑的最近的那些初试阶段,最好是其中的5到15初试阶段所确定的各调制的或实际的差值相加起来,然后把所得到的和除以所取的初试阶段的数目。于是,根据实施方式,初试的舒适裕度等于调制的或实际的差值的移动平均数。
这一变型方案是特别有利的,因为它可以降低由于例如特定的条件或测量传感器的失灵所造成的不良结果的健康状况检查的影响。所以,监视参数的限制裕度的确定和与之直接关联的安全性可得到改善。
还有,如果把这一变型方案应用于第二实施方式,就是实际上用调制的差值确定初试的舒适裕度,那么在主阶段的步骤b1)中,可通过在采用所述变换关系时代换旋翼飞行器飞行条件下的初试的舒适裕度,而不是在“ISA海平面”条件下的,来估算实用的舒适裕度。这可接着在初试阶段进行的调制之后,用这时取决于那些外部条件的实用的舒适裕度执行一种“解调”,以便考虑实际的外部条件。
在这样的条件下,设“Mu”是实用的舒适裕度以及“Mp”是初试的舒适裕度,那么上述第一、第二和第三关系式都可用作对应的监视参数的函数,其作法是:
在监视参数是燃气发生器的转速时,在第一个关系式中,用Mp和Mu代换ΔNG′和ΔNG;
在监视参数是发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,在第二个关系式中,用Mp和Mu代换ΔT′和ΔT;以及
在监视参数是发动机的扭矩时,在第三个关系式中,用Mp和Mu代换ΔC′和ΔC。
还有,本发明还提供一种用于装有至少一个涡轮轴发动机的旋翼飞行器的第一限制仪器,这种仪器首先包括用于采集发动机的多个监视参数的实时值的数据采集传感器,其次包括用于确定限制参数,即具有最小限制裕度的那个监视参数的主处理器装置,这种仪器设有显示器装置,其显示屏幕上可给出所述限制参数的显示值。
这种仪器还包括辅处理器装置,其可任选地集成于主处理器装置,以便按照下述实施本发明的方法:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值为每个监视参数确定初试的舒适裕度;以及
b)在主阶段中,相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从视在差值减去实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
为了执行上述方法的第二实施方式,这种仪器设有多个辅传感器,用于测量外部条件,即外部压力和温度,以便具体地确保辅处理器装置可把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件的函数。
而且,辅处理器装置还有利地设有一个存储器,其可储存最近确定的调制的或实际的差值,以便按照本发明的方法的这些实施方式的上述变型方案选取它的一个移动平均数。
此外,显示的数值对应于例如被主处理器装置转换成功率裕度或俯仰裕度的那个限制参数的实时值。
附图说明
下面参照唯一的附图说明几个优选的实施例,本发明的优点将在其中更详细地显现出来,这些实施例不是限制性的,所述附图是一个第一限制仪器的示意图。
具体实施方式
唯一的附图表示出本发明的第一限制仪器10,其布置在装有涡轮轴发动机M的旋翼飞行器G上。
仪器10包括辅处理器装置11、主处理器装置12、以及显示器装置13,后者可把涡轮轴发动机M的监视参数的显示数值显示在显示器屏幕13′上。
此外,该装置包括多个采集传感器1,用于采集各监视参数的实时值。
最后,根据选择的变型方案和实施例,仪器10可设有多个辅传感器2,用于测量旋翼飞行器的外部温度T0和外部压力P0。此外,可以集成于主处理器装置12的辅处理器装置11还有利地设有一个存储器11′。
第一限制仪器10可实施本发明的方法。在初试阶段中,其能够检查旋翼飞行器发动机的健康状况,把涡轮轴发动机M在检查时的性能与该发动机的最小保证性能进行比较。
举例来说,为了执行这一初试阶段,旋翼飞行器的飞行员应根据涡轮轴发动机的型式将发动机设定在一个发动机飞行参数,即功率或燃气发生器转速的一个给定数值。然后辅处理器装置11通过各采集传感器1测量发动机的各监视参数的实时值。然后辅处理器装置11用它的存储器11′确定对应的为各监视参数保证的保证值,就是在一个用过的旧发动机上对于飞行参数的上述给定数值这些参数应达到的数值。更精确地说,作为监视参数的性质的函数,保证值对应于:
·在监视参数是涡轮轴发动机的燃气发生器转速时,保证值对应于假如发动机是一个用过的旧发动机时这个转速将达到的数值;
·在监视参数是喷射入涡轮轴发动机的自由涡轮机进口的燃气的温度时,保证值对应于假如发动机是一个用过的旧发动机时这个温度将达到的数值;或
·在监视参数是发动机发出的扭矩时,保证值对应于所述扭矩在发动机工作转速下的限制值。
然后,辅处理器装置11执行这一方法的步骤a),就是为每个监视参数确定一个等于该监视参数的实时值减去其保证值的实际差值。这一步骤的优点是考虑了由安装的发动机造成的,例如由发动机空气进口里的压头损失或由压力畸变甚至由喷嘴造成的损失,因为这一步骤是在旋翼飞行器上执行。
从这一实际差值开始,辅处理器装置11可确定一个初试的舒适裕度,其使得最终可回到各监视参数的实时值,以使它们基本上等于保证值,以确保所述限制参数的限制裕度不大于实际可用的裕度,如第一限制仪器10将最终估算的那样。
在一个第一实施方式中,辅处理器装置11可估算出在初试阶段确定的初试的舒适裕度是等于所述的实际差值。
在一个第二实施方式中,为了力求不受确实影响发动机的各监视参数的数值的外部条件的影响,辅处理器装置11可用变换关系调制,用本技术领域的术语,就是“降低”,作为外部条件的函数的实际差值,以便得到一个调制的差值。然后辅处理器装置11可利用来自给出外部压力P0和温度T0的各辅传感器2的信息。
在监视参数是涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外部温度:
如果监视参数是喷射入所述发动机的自由涡轮机进口的燃气的喷射温度,变换关系是以下第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
式中的β1和β2取决于相关的发动机且一般是在-1到+1范围内。
最后,在监视参数是所述发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
式中的α1和α2取决于相关的发动机且一般是在-1到+1范围内。
因此,在第二个实施方式中,舒适裕度是等于从实际差值得到的调制的差值。于是,初试的舒适裕度仅取决于发动机而与外部条件无关,从而可使这一设备的精度为最高。
初试阶段有利地是在专门的飞行过程中执行,这样的飞行用来在最好可能的条件下检查旋翼飞行器的健康状况,并且始终在多个相同的工作点,以使这种方法有很好的精度和很好的重复性。
在本发明的一个变型方案中,初试的舒适裕度是由辅处理器装置11用一个移动平均数来估算。特殊的事件或条件可能干扰健康状况检查,因此,初试的舒适裕度可能偏离其实际数值。
那么,采用最近的5到15次健康状况检查的移动平均数是非常有用的,这可大大降低上述类型的事件的影响。
然后,辅处理器装置11对初试的舒适裕度进行评价,其过程是,根据实施方式,把在最近的各初试阶段中所确定的调制的差值或实际差值相加起来,随后把得到的和除以所考虑的初试阶段的数目。为此,辅处理器装置11特别是用存储器11′储存各最近的实际差值或计算的调制差值。
连续地遍及全部各次飞行,并且采用在为每一个监视参数建立的各次现场健康状况检查过程中所估算的初试舒适裕度,第一限制仪器10就显示出一个限制参数的显示数值,即最接近其限制值的监视参数,也就是限制裕度为最小的那个监视参数的显示数值。
于是,主处理器装置12开始从初试的舒适裕度为每个监视参数确定一个实用的舒适裕度。
在第一个实施方式中,这两个裕度是相等的。
这不适用于第二个实施方式。上述表明,为了避免考虑外部条件,是用一个变换关系把导出初试舒适裕度的实际差值给降低了。但是,在飞行中,考虑外部温度和压力是重要的,因为它们影响发动机的性能。
所以,在这种方法的步骤b1)中,主处理器装置12因此可“解调”初试的舒适裕度,也就是该装置执行与上述调制相反的工作,以便得到一个实用的舒适裕度,这个舒适裕度考虑了由各辅传感器2所测量的外部条件,且使用上述变换关系。
随后,这种方法的步骤b2)开始,主处理器装置12为每个监视参数确定其实时值和其限制值之间的视在差值。所有各监视参数的实时值都是由各采集传感器1提供,这与它们的限制值不同。这一处理器装置利用预编程的曲线或数据表,以便根据旋翼飞行器飞行参数的实时值确定一个监视参数的限制值,这个飞行参数也是监视参数之一。
最后,主处理器装置12通过从视在差值减去实用的舒适裕度来评价每个监视参数的限制裕度。
于是主处理器装置12可确定限制参数,即最接近其限制值的那个监视参数,并可将其显示数值显示在显示器装置13的显示屏幕13′上。
这一显示数值可以是实时值或其可以是监视参数的限制裕度,其可被转换成功率裕度或俯仰裕度。
自然,本发明的实施方式可以有许多变型方案。尽管上面已经描述了几种实施方式,但是很容易理解,不能将其认为是穷尽地列举了所有可能的实施方式。在本发明的范围内,当然能够设想出各种等同的措施来替代所述的措施。
Claims (25)
1.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中所述初试的舒适裕度等于所述实际差值;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中所述实用的舒适裕度是等于所述初试的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
2.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中所述初试的舒适裕度是通过把在多个最近的初试阶段中确定的实际差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目而借助移动平均数来估算的;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中所述实用的舒适裕度是等于所估算的所述初试的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
3.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,所述变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示所述调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
4.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述变换关系是以下的第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
5.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下的第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
6.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,所述变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示所述调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
7.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述变换关系是以下的第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
8.一种用于确定以给定转速工作的涡轮轴发动机的监视参数的实时值和限制值之间的限制裕度的方法,在所述发动机是用过的发动机时,所述监视参数达到保证值,这种方法的特征在于它包括以下相继的步骤:
a)在初试阶段中,从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下的第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的所述实时值和所述限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
9.如权利要求1-8中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述主阶段在所述旋翼飞行器处于飞行中时连续地执行。
10.如权利要求1-8中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述初试阶段是仅在进行所述发动机的健康状况的现场检查时执行。
11.如权利要求2或6或7或8所述的方法,其特征在于,所述所考虑的初试阶段的数目在5到15的范围内。
12.如权利要求3或6所述的方法,其特征在于,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的燃气发生器转速时,所述保证值对应于假如发动机是用过的发动机时所述转速将达到的值。
13.如权利要求4或7所述的方法,其特征在于,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述保证值对应于假如发动机是用过的发动机时所述温度将达到的值。
14.如权利要求5或8所述的方法,其特征在于,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的扭矩时,所述保证值对应于所述扭矩在所述发动机的工作转速下的限制值。
15.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中所述初试的舒适裕度等于所述实际差值;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中所述实用的舒适裕度是等于所述初试的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
16.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中所述初试的舒适裕度是通过把在多个最近的初试阶段中确定的实际差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目而借助移动平均数来估算的;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中所述实用的舒适裕度是等于所估算的所述初试的舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度。
17.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,所述变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示所述调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
18.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述变换关系是以下的第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
19.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下的第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度等于所述调制的差值;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
20.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的燃气发生器的转速时,所述变换关系是下面给出的第一个关系式,其中“*”是乘号,而ΔNG′、ΔNG、以及T0分别表示所述调制的差值、所述转速的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
21.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机的自由涡轮机进口处的燃气喷射温度时,所述变换关系是以下的第二个关系式,其中“*”是乘号,ΔT′、ΔT、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述喷射温度的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
22.一种用于装有至少一台涡轮轴发动机(M)的旋翼飞行器(G)的第一限制仪器(10),所述仪器(10)首先包括用于采集所述发动机(M)的多个监视参数的实时值的采集传感器(1),以及其次包括用于确定限制参数,即具有最小的限制裕度的监视参数的主处理器装置(12),所述仪器(10)设有可把所述限制参数的显示值显示在显示屏幕(13′)上的显示器装置(13),这种仪器的特征在于,它包括辅处理器装置(11):
a)在初试阶段中,所述辅处理器装置(11)为每个监视参数从等于所述实时值减去所述保证值的实际差值确定初试的舒适裕度,其中根据所考虑的监视参数,用一个变换关系调制作为外部条件,即外部温度(T0)或外部压力(P0)的函数的所述实际差值,以便得到调制的差值,在所述监视参数是所述涡轮轴发动机发出的扭矩时,所述变换关系是以下的第三个关系式,其中“*”是乘号,ΔC′、ΔC、T0、以及P0分别表示所述调制的差值、所述扭矩的实时值和保证值之间的实际差值、以及所述旋翼飞行器的外部温度和外部压力:
所述初试的舒适裕度是用移动平均数估算的,把在多个最近的初试阶段中确定的调制的差值相加起来然后把所得到的和除以所考虑的初试阶段的数目;以及
b)在主阶段中,所述辅处理器装置(11)相继地:
b1)从所述初试的舒适裕度确定实用的舒适裕度,其中估算所述实用的舒适裕度,其作法是使用所述变换关系代换所述旋翼飞行器飞行状态中的所述初试舒适裕度;
b2)确定所述监视参数的实时值和限制值之间的视在差值;以及
b3)通过从所述视在差值减去所述实用的舒适裕度确定所述限制裕度;
所述辅处理器装置(11)设有存储器(11′),该存储器适用于储存多个最近确定的调制的差值,以便求取它们的移动平均数;
所述仪器(10)还包括测量外部条件,即外部压力(P0)和外部温度(T0)的多个辅传感器,以便具体地确保所述辅处理器装置(12)把所述实际差值的调制的差值确定为外部条件(P0、T0)的函数。
23.如权利要求15-22中的任一权利要求所述的第一限制仪器,其特征在于,所述辅处理器装置(11)集成在所述主处理器装置(12)里。
24.如权利要求15-22中的任一权利要求所述的第一限制仪器,其特征在于,所述显示的值对应于由所述主处理器装置(12)转换成功率裕度的所述限制参数的所述限制裕度。
25.如权利要求15-22中的任一权利要求所述的第一限制仪器,其特征在于,所述显示值对应于由所述主处理器装置(12)转换成俯仰裕度的所述限制参数的所述限制裕度。
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