CN103895861A - 用于按照可变值旋转速度设定点驱动旋翼飞行器的主旋翼旋转的方法 - Google Patents

用于按照可变值旋转速度设定点驱动旋翼飞行器的主旋翼旋转的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种驱动旋翼飞行器(1)的主旋翼(2)旋转的方法。用于驱动主旋翼(2)以可变速度旋转的动力装置(3)具有的调节设定点(C)由控制单元(4)生成并被传送到调节单元(5),用于调节动力装置(3)的操作。基于旋翼飞行器(1)外部的环境空气的当前密度值(D)的改变,初始设定点的值(NRini)连续并渐进地生成。初始设定点的值(NRini)可能基于旋翼飞行器(1)预定的飞行条件而校正。在传送到调节单元(5)之前,调节设定点(C)的值优选地限定在驱动主旋翼(2)旋转的可接受的速度范围内。

Description

用于按照可变值旋转速度设定点驱动旋翼飞行器的主旋翼旋转的方法
对相关申请的交叉引用
本申请衍生自2012年12月27日提交的法国专利申请FR12/03607,其内容并入本文。
技术领域
本发明涉及一种装配有至少一个旋转翼(rotary wing)旋翼(rotor)的旋翼飞行器领域。本发明更具体地涉及适用于以下特定功能的数据处理方法和设备:确定使旋翼飞行器的具有基本上垂直的轴的至少一个主旋翼被驱动而旋转的速度的受控变化。
旋翼飞行器是旋转翼航行器,带有具有基本上垂直轴的至少一个主旋翼,其向旋翼飞行器提供升力。如果旋翼飞行器是直升机,则主旋翼不仅提供升力,还有推进力和/或在俯仰(pitching)和滚转(roll)上的控制。
与其他动力航行器相比,旋翼飞行器具有能够悬停和/或低速飞行——包括接近地面时——的优势。作为指示,通常当其飞行速度低于约50节(kt)时,认为旋翼飞行器是低速飞行。然而,在巡航飞行中,旋翼飞行器能够高速飞行。作为指示,通常当其飞行速度在约75kt至160kt的范围内,认为旋翼飞行器是高速飞行。
在这方面,也应考虑到旋翼飞行器的瞬时飞行速度,即在低速和高速之间的旋翼飞行器飞行速度。旋翼飞行器的这种瞬时飞行速度通常仅用于短时段,在旋翼飞行器低速飞行和旋翼飞行器高速飞行之间。
一般而言,取决于旋翼飞行器的飞行速度,其飞行包线被分割为小于约50kt、瞬时飞行速度、以及大于75kt的通常可接受的飞行速度范围。针对旋翼飞行器飞行速度范围给定的值作为指示给出并且可以变化,尤其取决于例如特定旋翼飞行器的结构、重量和/或性能。
旋翼飞行器的升力由主旋翼提供,并且通过使用飞行员操作的飞行控制来控制,以改变构成主旋翼的旋转翼的叶片的共同桨距。这种飞行员可以是人类飞行员或自动驾驶仪。驱动主旋翼的旋转被认为是优先事项,考虑到其具有向旋翼飞行器提供升力这一基本功能。
背景技术
过去,主旋翼的旋转驱动速度早已确定为基本恒定。然而,已经提出建议在超出旋转速度的限定范围上主动地改变主旋翼的驱动速度,以便满足旋翼飞行器在不同飞行条件下的特定需求。
例如,为了提升旋翼飞行器在作战环境下的性能,已知根据旋翼飞行器的空气速度的变化改变主旋翼的驱动速度作为。在这方面,可参考公开物“Enhanced energy maneuverability for attack helicopters using continuous variablerotor speed control(使用连续可变旋翼速度控制的攻击直升机的增强能量机动性)”(C.G..SchaeferJr.;F.H.LutzeJr.),美国直升机协会第47届论坛,1991,1293-1303页。
文献US2003/051461(B.Certain)公开了根据用于改变尾旋翼的叶片的共同桨距的舵控制的位置调节用于驱动旋翼飞行器的旋翼(包括主旋翼和具有基本水平轴线的尾旋翼)的旋翼飞行器引擎的速度。
然而,应当理解的是,可以考虑多个旋翼飞行器飞行条件,从而定义主旋翼的可变所需旋转速度。
例如,关于旋翼飞行器的性能,需要飞行员具有最佳的能力去操纵旋翼飞行器,特别在低速和/或在旋翼飞行器接近地面的情况下,包括在用于驱动主旋翼旋转的旋翼飞行器引擎中的一个可能故障的情况中。
而且,作为示例,考虑到旋翼飞行器制造出的噪音也是有用的,以便限制其在接近或离开着陆点时产生的声音滋扰。
在这方面,可参考文献US6198991(Yamakawa等人),其提出减少旋翼飞行器接近着陆点时产生的声音滋扰。在一种可能的实现中,为此目的提出改变旋翼飞行器的主旋翼的旋转速度以减少旋翼飞行器产生的噪音。
此外,作为示例,可参考文献WO99/42360(A.E.Karem),其提出通过引起主旋翼的驱动速度取决于主旋翼的叶片所支持的负载阈值而改变,来改善旋翼飞行器的主旋翼获得的性能。
此外,作为示例,关于旋翼飞行器飞行的环境外部介质,空气的物理化学特性对在主旋翼的叶片给定角度下旋翼飞行器的升力有影响。旋翼飞行器有多种测量和/或计算仪器,用于标识多个参数的值,例如旋翼飞行器高于地面的高度,其压力高度,其密度高度,或外部温度。在标识环境外部介质或旋翼飞行器飞行速度的基础上,可采取动作来更改主旋翼被驱动以旋转的速度。
在这方面,可参考文献US2007/118254(G.W.Barnes等人),其提出针对与旋翼飞行器预先标识的飞行条件相关联的多个参数值基于在预定阈值条件下被认为低和高的两个值来改变旋翼飞行器主旋翼的旋转速度。
在这方面,还可参考文献WO2010/143051(Agusta Spa等人),其提出取决于旋翼飞行器不同飞行条件按照先前确立的映射改变旋翼飞行器主旋翼的旋转速度。
发明内容
在这方面,本发明的方法在于利用可用设备方便地更改旋翼飞行器的至少一个主旋翼的旋转速度,并基于旋翼飞行器的特定的飞行条件设法最优化它,该飞行条件可能非常不同。
最一般地,本发明寻求提供当执行关于驱动主旋翼的旋转的动力装置的操作确定调节设定点的变量值的方法时,驱动至少一个主旋翼的旋转的一种方法,。所述的调节设定点特别地涉及到用于驱动主旋翼旋转的所需旋转速度。
本发明更具体地寻求能够基于适用于所有种类的具有不同结构的旋翼飞行器的技术和基于与适用于单独考虑或组合使用的旋翼飞行器飞行条件相关的多种标准,容易地更改主旋翼的旋转速度。
本发明的方法是一种通过旋翼飞行器的动力装置驱动旋翼飞行器的具有基本垂直轴的至少一个主旋翼旋转的方法。
该方法包括控制单元的至少一个操作:应用确定与驱动所述至少一个主旋翼旋转的速度相关的调节设定点的值的方法。所述方法至少取决于旋翼飞行器外部的环境空气的物理化学参数的值确定调节设定点的值。
该方法还包括至少一个操作:将先前确定的调节设定点的值传送到调节单元,用于调节动力装置的操作。该调节单元导致按照所传送的调节设定点的值驱动所述的至少一个主旋翼。
根据本发明,所述方法大体上是可识别的,因为调节设定点的值至少通过应用计算法则而确定。计算法则连续地生成从中确定调节设定点的初始设定点的值的渐进且连续的变化。初始设定点的值的渐进且连续的变化基于旋翼飞行器外部的环境空气的密度值的渐进且连续的变化而被计算。
应当考虑到“连续”变化的概念也可同样地应用到模拟变化或应用到尽可能短的数据序列的数字变化。
通过这些措施,通过应用并入与旋翼飞行器外部的环境空气的密度相关的计算参数的计算法则,连续改变初始设定点的值。改变计算参数的值改变通过计算法则计算的初始设定点的值。在适当情况下,初始设定值可被容易地更改,无论旋翼飞行器的先前标识的特定飞行条件如何。
更具体地,通过应用计算法则获得的初始设定点的值通过专用于(specificto)旋翼飞行器的先前标识的特定飞行条件的第二计算法则来容易地更改。这些飞行条件通过考虑预定义的相应更改标准以及考虑应用至少一个第二计算法则修正的值来标识,这些预定义的相应更改标准用于基于需求更改初始设定点的值以及也可能的从初始设定点得出的所计算的设定点的值。
所述第二计算法则可有利地:
·单独考虑或组合考虑;
·个别或至少成对共同地结合计算法则;以及
·被单独或至少成对共同地应用到初始设定点或所计算的设定点。
进一步地,所述的第二计算法则是可能的,并且例如:
·更改初始设定点或所计算的设定点的值的校正法则;
·基于至少一个先前定义的可接受值的阈值而限制初始设定点或所计算的设定点的值的限制法则;和/或
·通过更改初始设定点或所计算的设定点或应用限制法则获得的限制的设定点的值而限定调节设定点的改变的限定法则。
更具体地,提出了用于按照下述方程计算初始设定点的值的所述法则:
NRini 2·σ=NR0 2
其中:
NRini是初始设定点的值;
σ是旋翼飞行器外部的环境空气的当前密度;以及
NR0是与驱动主旋翼的预定义速度相关的恒定值。特别地,所述预定义速度可被考虑为取决于环境外部空气的密度并假设1013.25hPa(百帕)的大气压为和15℃的温度。
应当考虑到可通过选择性地考虑至少用于更改初始设定点的值也可更改所计算的设定点的值的一个或多个所述更改标准,按照相应值的各个预定义速度来有利地选择所述恒定值NR0
根据本发明,传送到调节单元的调节设定点的值可能是初始设定点的值。
在有利的实施例中,所述方法包括至少一个操作:计算至少一个所计算的设定点的值。所述所计算的设定点的值是从通过应用与至少例如旋翼飞行器的飞行速度以及也可能与旋翼飞行器的飞行高度相关的至少一个校正标准而更改的初始设定点的值得到的。旋翼飞行器的飞行高度也同样可通过例如测量压力高度和/或离地高度而评估。
作为示例,所计算的设定点的值有利地通过根据下列方程应用校正法则来定义:
NRc=NRref=k·(NRini-NRref)
在该校正法则中:
NRc是通过应用校正法则获得的所计算的设定点的值;
NRref是驱动主旋翼旋转的预定义参考速度;
k是在大于等于0.3至小于等于1的范围内取值的恒定限制参数;以及
NRini是初始设定点的值。
根据该校正法则,NRref的值和k的值至少针对先前确定的旋翼飞行器的飞行速度的范围以及可能至少针对旋翼飞行器的先前确定的飞行高度范围来预定义,飞行速度的范围至少分别包括小于50kt±10%的低速以及大于70kt±10%的高速。
可以看出,校正法则可潜在且有利地并入计算初始设定点的值的法则中。
如上所述,已提及的用于旋翼飞行器的飞行速度的值作为指示给出,并且它们可具体地取决于旋翼飞行器的特定结构,取决于其重量(包括可能考虑的其当前重量)和/或取决于其设备(尤其是它的主旋翼)的性能而改变。
在一个实施例中,第一计算的设定点的值通过应用与旋翼飞行器飞行速度相关的校正标准来产生。
例如,在旋翼飞行器飞行低速,参考速度的值和限制系数的值按照潜在地大于初始设定点的值的第一计算的设定点的值来预定义。
当旋翼飞行器低速飞行且不考虑旋翼飞行器的飞行高度时,这样的规定有助于增强主旋翼的性能。
同样作为示例,对于旋翼飞行器在高速飞行,参考速度的值和限制系数的值按照被定义为等于初始设定点的值的第一计算的设定点的值来预定义。
这样的规定使旋翼飞行器可能获得最优的性能,同时通过限制其产生的噪声提高旋翼飞行器的声学性能。
可以看出,基于旋翼飞行器的结构并基于需求,NRrefk和NR0可被设定为多个值,以执行所述校正法则。这用于表明本发明的优点,由此其提出的规定使得很容易地将包含在计算法则和/或至少一个校正法则中的预定义计算参数的特定值基于旋翼飞行器的结构和基于需求而以模块化的方式被考虑。这些模块化特别地涉及将特定预定义值分配给计算参数,例如所述的计算参数,定义为NRref、k和NR0,这取决于旋翼飞行器的结构和/或取决于初始设定点的值或考虑的所计算的设定点的值的校正标准(或准则)。
作为例示并且在实现中,可能的是,在旋翼飞行器的低速和高速飞行速度两者下,考虑到值NRref,其对于旋翼飞行器的这些飞行速度范围是共同的,同时在每个所述的旋翼飞行器的飞行速度范围内也考虑到k的相应值和NR0的相应值。
在一个实现中,对于旋翼飞行器位于低速和高速之间的瞬时飞行速度,第一计算的设定点的值通过经由在针对低速定义的第一计算的设定点的值和针对高速定义的第一计算的设定点的值之间连续地改变校正初始设定点的值来确定。
这样的规定使得有可能避免调节设定点的值快速改变为用于驱动主旋翼旋转的可接受的阈值速度的预定义值,特别是最大限制速度和最小限制速度。
根据本发明,传送至调节单元的调节设定点的值可能是第一计算的设定点的值。
在另一个实现中,第二计算的设定点的值通过应用校正标准而生成,该校正标准与在先前确定的旋翼飞行器高度范围内——分别是低于250米(m)±20%的低海拔高度范围以及高于650m±20%的高海拔高度范围内——高速飞行的旋翼飞行器有关。
特别地,当接近着陆点时,特别是直升机机场,期望降低旋翼飞行器产生的噪声滋扰。出于这个目的,当旋翼飞行器高速飞行时,第二计算的设定点的值例如如下定义:
·在低海拔高度,第二计算的设定点的值通过将初始设定点的值减小处在计算法则的预定义设定点的的值的3%至10%范围内的恒定值来定义;
·在高海拔高度,第二计算的设定点的值同样定义为等同于初始设定点的值,或第一计算的设定点的值;以及
·在低海拔高度和高海拔高度之间的中间海拔高度,第二计算的设定点的值通过针对低海拔高度定义的第二计算的设定点的值和针对高海拔高度定义的第二计算的设定点的值之间的连续变化来定义。
按照用于计算第二计算的设定点的值的这些规定,应当考虑到,考虑所述参考速度相当于考虑所述预定义速度,参考速度的值NRref随后是预定义速度的值。
针对低海拔高度定义的第二计算的设定点的值可以,例如,不大于或小于驱动主旋翼旋转的最小预定义速度。
应当观测到,针对于离地高度的上述值作为指示给出,其中低海拔高度、中间海拔高度和高海拔高度的概念应取决于旋翼飞行器的领域中的实践进行评估。此外,离地高度的概念应取决于旋翼飞行器的飞行高度而定,与用于评估飞行高度的参数,例如压力高度或高于地面的高度自身无关。
根据本发明,传送到调节单元的调节设定点的值可能是第二计算的设定点的值。
应当考虑到由旋翼飞行器的旋翼就被驱使旋转而承受的压力所诱导的滋扰源,特别是在旋翼飞行器高速飞行的时候。被认为是超出给定压力阈值的这些压力可能是由以临界速度移动的主旋翼的叶片所产生。因此提出在计算调节设定点的值时主旋翼的叶片所承受的压力应当被考虑。
为此,并且在一个优选实施例中,在传送调节设定点的值至调节单元之前,该方法包括基于驱动主旋翼的额定速度,将调节设定点的值限制在可接受的速度的预定义范围内的操作。所述的可接受的速度的范围被预定义为在额定速度的105%±3%的最大限制速度和额定速度的92%±3%的最小限制速度之间。
在一个特定实施例中,应当观测到,所述的预定义最大速度是最大限制速度,以及所述预定义最小速度是最小限制速度。
所述的限制操作可能包括取决于主旋翼叶片所承受的压力而更改最大限制速度的值和/或最小限制速度的值的操作。
在一个实施例中,降低最大限制速度以确保主旋翼的叶片的尖端不会超出可接受的预定马赫数。
更具体地,考虑到旋翼飞行器以小于50kt±10%的低速飞行,主旋翼的叶片的尖端的可接受的预定马赫数在0.70至0.80的范围内。
更具体地,考虑到旋翼飞行器以大于70kt±10%的高速飞行,主旋翼的叶片的尖端的可接受的预定马赫数在0.90至0.95的范围内。
在另一个实施例中,增加限制的最小速度以确保在主旋翼的给定的推进比下主旋翼的叶片的平均升力系数不会超出最大可接受值。
为了这个目的,取决于主旋翼叶片的平均升力系数和主旋翼的推进比的各自取值,特别地考虑到定义限定标准的值的可能线性函数。
应当观测到,对于作为给定结构的旋翼飞行器的飞行包线内的极限的某些飞行条件,在增加的最小限制速度的值和降低的最大限制速度的值之间可能产生冲突。更具体地,在这些极限飞行条件下,增加的最小限制速度的值可能倾向于变得大于降低的最大限制速度的值。
例如,在高海拔高度且小于约-18℃的低温下,增加的最小限制速度的值倾向于变得大于降低的最大限制速度的值。在这种环境下,优选地考虑最小限制速度的值以确定调节设定点的值,以提高旋翼飞行器的可操作性。
这就是为什么该方法优选地包括比较降低的最大限制速度的值和增加的最小限制速度的值的操作。取决于先前标识的极限飞行条件,该比较操作生成命令去选择用于确定调节设定点的值的值——从已经比较过的限制速度的值中的一个或其他选择最大的值或相反的最小的值。
传送到调节单元的调节设定点的值可能是按照将调节设定点的值限制在所述的可接受的速度范围内的最大限制速度或最小限制速度。
无论用于改变传送到调节单元的调节设定点的值的技术是什么,期望这种变化总是在被传送之前被限制。这些规定使调节用于驱动主旋翼旋转的旋翼飞行器的引擎的操作变得更容易。
为了这个目的,在一个优选实施例中,在传送调节设定点的值至调节单元之前,该方法包括限定操作,限制调节设定点的值的每秒的改变在调节设定点的值的0.5%至2%的范围内。
传送到调节单元的调节设定点的值可以是通过执行限定操作获得的限定设定点的值。
此外,该方法优选地包括以下操作:至少显示与测得的主旋翼的驱动速度相关的第一信息,以及与传送到调节单元的调节设定点的值相关的第二信息。该显示操作能够使旋翼飞行器飞行员能评估主旋翼被驱动旋转的速度的改变的恰当性。
附图说明
结合所附表的唯一附图,本发明的实施例在下文被描述,所述的唯一附图是显示本发明的方法的优选实施例的框图。
具体实施方式
在这个唯一附图中,旋翼飞行器1具有带有基本垂直轴的至少一个主旋翼2,向旋翼飞行器至少提供升力,并且如果旋翼飞行器是直升机,则还可能有推进力和飞行控制。主旋翼2由动力装置3驱动旋转,该动力装置具有至少一个引擎,特别是涡轮轴引擎。
期望导致主旋翼2被驱动至的速度取决于旋翼飞行器1的各种飞行条件而改变。通过计及表示旋翼飞行器1的飞行条件的各个标准来控制所寻求的主旋翼2的旋转的驱动速度的改变。
为了这个目的,旋翼飞行器1装配有控制单元4,用于生成调节设定点C的值,该值被传送到调节单元5,用于调节动力装置3的操作。
所述的调节设定点C特别地涉及设定主旋翼2将被驱动旋转的速度,调节设定点C的值通过应用潜在地包括接连的一个或多个计算操作的计算方法来确定。
根据本发明的方法,通过计算确定初始设定点的值NRini的操作6通过应用计算法则7结合多个初始计算参数来执行。计算法则7考虑了与环境外部空气的密度D相关的第一初始参数,从而由旋翼飞行器1机载的仪器8确定的所述当前密度D的连续变化导致初始设定点的值NRini的连续变化。
在计算法则7的特定方程中,至少计及了与在考虑了环境外部空气的密度并假设大气压为1013.25hPa、且温度为15℃的情况下用于驱动主旋翼2的预定义速度NR0相关的第二初始参数。预定义速度的值NR0是被计算法则7考虑的恒定值。
然而,应该观察到,取决于旋翼飞行器1的给定的飞行条件,而潜在地计及所述恒定值,所述恒定值有利地取决于旋翼飞行器1的不同预定义飞行条件的相应值而被确定。
在适当情况下,可通过取决于预定的特定飞行条件计算初始设定点的值NRini来执行校正操作9。通过计算的校正操作9通过经由应用校正法则10计算初始设定点的值NRini来潜在地执行。为了这个目的,所述校正法则并入至少一个校正标准10’或10”。
应当考虑到校正法则10潜在并有利地并入计算法则7。考虑到并入校正法则10的校正标准,校正法则10的应用潜在地生成初始设定点的值NRini或所计算的设定点的值NRc。校正标准的相应值取决于旋翼飞行器的给定飞行条件而被预定义。
这样的校正标准特别地涉及限制系数k以及用于驱动主旋翼1旋转的预定义参考速度NRref
所计算的设定点的值NRc可以例如是在仅考虑旋翼飞行器1的飞行速度AS下得出的第一计算的设定点的值NRc1
旋翼飞行器1的通常可接受的飞行速度AS范围被标识,并且具体地,旋翼飞行器1的低飞行速度的范围BV达到大约50kt,旋翼飞行器1的瞬时飞行速度的范围VT在低速BV与旋翼飞行器1的高飞行速度VE之间,该高飞行速度VE比约70kt更快。针对旋翼飞行器的飞行速度的每个所述范围,有选择地生成第一计算的设定点的相应值NRc1
而且,作为示例,所计算的设定点的值NRc可以是第二计算的设定点NRc2的值,该第二计算的设定点的值NRc2是通过计及旋翼飞行器1的机载仪器8所评估的旋翼飞行器1的飞行速度AS和旋翼飞行器1飞行的高度Z来得出的。作为示例,旋翼飞行器1的飞行高度Z通过测量旋翼飞行器高于地面的高度或测量压力高度来评估。
旋翼飞行器1的高度Z的通常可接受的范围被标识,具体地,达到大约250m的低海拔高度范围ZB,在低海拔高度BA与高海拔高度ZE之间的中间海拔高度范围ZM,以及大于大约650m的所谓高海拔高度ZE范围。这些高度范围值作为指示而被提及,并应当取决于航空领域中的实践来评估。
针对旋翼飞行器的飞行速度AS的所述范围和高度Z的所述范围的每个结合,有选择地生成第二计算的设定点的相应值NRc2
有利地,限制调节设定点C的值的操作11在将其传送至调节单元5之前执行。在应用限制法则12以将初始设定点的值NRini或所计算的设定点的值NRc限制至限制速度值时,执行限制操作11生成受限制的设定值NRlim。为了这个目的,用于驱动主旋翼2旋转的可接受速度的范围被预定义在最大限制速度NRmax和最小限制速度NRmin之间。初始设定点的值NRini或所计算的设定点的值NRc限定在所述的可接受速度的范围内。
限制操作也可有利地计及与主旋翼2的叶片承受的约束有关的至少一个限制标准13。这样的限制标准特别地涉及确保主旋翼2的叶片尖端不会超出预定义马赫数(Mach)或防止对于给定的主旋翼2的推进比(Czm/μ),主旋翼的叶片的平均升力系数超出可接受的最大值。
还计及在用于将设定点传送至调节单元5之前,限定调节设定点C的值的变化的操作18。限定操作18通过应用更改所述限制速度的值的限定法则14生成限定的设定点的值NRrec,该所述限制速度可以是最大限制速度NRmax或最小限制速度NRmin,这取决于所计及的限定标准13。
应当考虑到,被传送至调节单元的调节设定点C的值可能潜在地是所述初始设定点的值NRint,所述所计算的设定点的值NRc,所述限制的设定点(limitingsetpoint)的值NRlim,或者所述限定的设定点(restricted setpoint)的值NRrec
此外,控制单元4与旋翼飞行器1的显示装置15通信。方法包括显示操作使用显示装置15向旋翼飞行器1的飞行员提供与旋翼飞行器1的机载仪器8测得的主旋翼2被驱动的速度相关的第一信息16,以及与传送到调节单元5的调节设定点C的值相关的第二信息17。

Claims (21)

1.一种通过旋翼飞行器(1)的动力装置(3)驱动旋翼飞行器(1)的基本垂直轴线的至少一个主旋翼(2)旋转的方法,所述方法至少包括以下操作:
控制单元(4),其应用确定与用于驱动所述至少一个主旋翼旋转的速度相关的调节设定点(C)的值的方法,所述方法至少取决于旋翼飞行器外部的环境空气的物理化学参数的值来确定调节设定点(C)的值;以及
将调节设定点(C)的先前确定的值传送到调节单元(5),用于调节动力装置(3)的操作,所述调节单元(5)导致按照所传送的调节设定点(C)的值来驱动所述至少一个主旋翼(2);
其中调节设定点(C)的值至少通过应用计算法则(7)而确定,所述计算法则连续地生成从中确定节设定点(C)的初始设定点的值(NRini)的渐进且连续的变化,初始设定点的值(NRini)的渐进且连续的变化是取决于旋翼飞行器(1)外部的环境空气的密度值(D)的渐进且连续的变化而计算的。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,计算法则(7)更具体地遵循下述方程:
NRini 2·σ=NR0 2
其中:
NRini是初始设定点值;
σ是旋翼飞行器外部的环境空气的当前密度;以及
NR0是与预定义速度相关的恒定值,所述预定义速度用于取决于环境外部空气的密度并在假设大气压为1013.25hPa且温度为15℃的情况下驱动主旋翼。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,被传送到调节单元的调节设定点(C)的值是初始设定点的值(NRini)。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少一个操作(9),所述至少一个操作(9)计算至少一个所计算的设定点的值(NRc),所述所计算的设定点的值(NRc)是从通过应用至少与旋翼飞行器(1)的飞行速度(AS)以及也可能与旋翼飞行器(1)的飞行高度(Z)相关的至少一个校正标准(10’,10”)而更改的初始设定点的值(NRini)得到的。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所计算的设定点的值(NRc)通过应用根据以下方程的校正法则(10)来定义:
NRc=NRref=k·(NRini-NRref)
在校正法则中:
NRc是通过应用校正法则(10)获得的所计算的设定点的值(NRc);
NRref是驱动主旋翼(2)旋转的预定义参考速度;
k是在大于等于0.3至小于等于1的范围内取值的恒定限制参数;以及
NRini是初始设定点的值(NRini);并且
其中用于校正NRref的值和k的值的法则(10)至少针对旋翼飞行器的飞行速度的先前确定的范围来预定义,至少分别包括小于50kt±10%的低速(BV)以及大于70kt±10%的高速(VE)。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,第一计算的设定点的值(NRc1)通过应用与旋翼飞行器(1)的飞行速度(AS)相关的校正标准(10’)来产生。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,对于在高速(VE)飞行的旋翼飞行器,参考速度的值(NRref)和限制系数(k)的值根据被定义为等于初始设定点的值(NRini)的第一计算的设定点的值(NRc1)来预定义。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,对于旋翼飞行器位于低速(BV)和高速(VE)之间的瞬时飞行速度(VT),第一计算的设定点的值(NRc1)通过经由在针对低速(BV)定义的第一计算的设定点的值(NRc1)和针对高速(VE)定义的第一计算的设定点的值(NRc1)之间连续地改变校正初始设定点的值(NRini)来确定。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,传送至调节单元(5)的调节设定点(C)的值是第一计算的设定点的值(NRc1)。
10.如权利要求4所述的方法,其特征在于,第二计算的设定点的值(NRc2)通过应用校正标准(10”)而生成,所述校正标准与旋翼飞行器在先前确定的旋翼飞行器(1)的高度范围(Z)内——分别是低于250m±20%的低海拔高度范围(ZB)以及高于650m±20%的高海拔高度范围(ZE)内——高速(VE)飞行有关。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,当旋翼飞行器(1)高速(VE)飞行时,第二计算的设定点的值(NRc2)如下定义:
·在低海拔高度(ZB),第二计算的设定点的值(NRc2)通过将初始设定点的值(NRini)减小处在计算法则的预定义设定点的值(NR0)的3%至10%的范围内的恒定值来定义;
·在高海拔高度(ZE),第二计算的设定点的值(NRc2)也被定义为等于初始设定点的值(NRini),或等于第一计算的设定点的值(NRc1);以及
·在低海拔高度(ZB)和高海拔高度(ZE)之间的中间海拔高度(ZM),第二计算的设定点的值(NRc2)通过在针对低海拔高度(ZB)定义的第二计算的设定点的值(NRc2)和针对高海拔高度(ZE)定义的第二计算的设定点的值(NRc2)之间的连续变化来定义。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,被传送到调节单元(5)的调节设定点(C)的值是第二计算的设定点的值(NRc2)。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在传送调节设定点(C)的值至调节单元(5)之前,所述方法包括基于驱动主旋翼的额定速度将调节设定点(C)的值限制在可接受的速度的预定义范围内的操作(11),在额定速度的105%±3%的最大限制速度(NRmax)和额定速度的92%±3%的最小限制速度(NRmin)之间。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,降低最大限制速度(NRmax)以确保主旋翼(2)的叶片的尖端不会超出可接受的预定义马赫数。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,对于旋翼飞行器(1)以小于50kt±10%的低速(BV)飞行,主旋翼(2)的叶片的尖端的可接受的预定义马赫数在0.70至0.80的范围内。
16.如权利要求14所述的方法,其特征在于,对于旋翼飞行器(1)以大于70kt±10%的高速(VE)飞行,主旋翼(2)的叶片的尖端的可接受的预定义马赫数在0.90至0.95的范围内。
17.如权利要求13所述的方法,其特征在于,增加限制的最小速度(NRmin)以确保在主旋翼(2)的给定推进比下主旋翼(2)的叶片的平均升力系数不会超出最大可接受值。
18.如权利要求13所述的方法,其特征在于,传送到调节单元(5)的调节设定点(C)的值是按照将调节设定点(C)的值限制在所述的可接受的速度范围内的最大限制速度(NRmax)或最小限制速度(NRmin)的值。
19.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在传送调节设定点(C)的值至调节单元(5)之前,所述方法包括限定操作(18),所述限定操作将调节设定点(C)的值的每秒的改变限制在调节设定点(C)的值的0.5%至2%内。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,传送到调节单元(5)的调节设定点(C)的值是通过执行限定操作(18)获得的限定设定点(NRrcc)的值。
21.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下操作:至少显示与测得的主旋翼(2)的驱动速度相关的第一信息(16),以及与传送到调节单元(5)的调节设定点(C)的值相关的第二信息(17)。
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