CN1047256A

CN1047256A - 具有螺旋桨过速和欠速调节器重置的燃料控制

Info

Publication number: CN1047256A
Application number: CN90102145.8A
Authority: CN
Inventors: 罗伊·W·施奈德
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1990-11-28
Also published as: EP0392967A1; BR9001709A; CA2013942A1; US5005354A; JPH03935A

Abstract

本发明显示并描述了一种飞行模式螺旋桨过速调节器和欠速调速器。本发明的说明包括在发动机加速过程中将过速调节器重置，和在发动机减速过程中将欠速调节器重置，以消除发动机瞬间响应的缓慢现象。

Description

本发明涉及在飞行中对飞机螺旋桨过速和螺旋桨欠速进行控制的控制逻辑。本发明将用于涡轮螺桨发动机。

在飞行操作中，发动机燃料用来控制或调节发动机功率，螺旋桨螺距用来控制或调节螺旋桨速度。在目前使用的系统中，普遍地采用一个螺旋桨欠速调节器和一个螺旋桨过速调节器来增加和减少发动机功率，使得发动机产生的功率匹配于螺旋桨吸收的功率。

图1显示出一种典型的已有技术过速调节器和欠速调节器。从图1中可以看到，螺旋桨速度先后被测出、补偿，然后从一螺旋桨过速参考值（NPO SRF）中减去该速度。加法接点的输出以一定的增益（KO SG）放大后，送给燃料控制逻辑。图1还示出结构相同但构成欠速调节器的控制示意图。

在诸如图1所描述的控制系统中，功率控制杆角度（PLA）的增加指令要求发动机功率按预定增长为一较高的功率。而增加发动机功率将导致螺旋桨速度加大，要求螺旋桨速度调节器响应该种过速而增大螺距。已有技术过速调节器的问题在于燃料控制过速调节器中最大螺距增加速率所要求的螺旋桨调节器速度误差出现在靠近螺旋桨速度参考值的一个螺旋桨速度上，因此，燃料控制过速调节器阻碍了发动机气体发生器速度和功率的快速增加，因此，螺旋桨螺距调节螺旋桨速度和发动机燃料提供螺旋桨过速调节的组合往往导致发动机气体发生器加速缓慢。与此类似，图1所描述的螺旋桨螺距调节螺旋桨速度和发动机燃料提供螺旋桨欠速调节相结合的欠速调节器常常导致发动机气体发生器减速缓慢。

本发明提供的是用于消除上述发动机加速和减速缓慢问题的装置和方法。通过在发动机气体发生器速度波门显示有显著的发动机加速出现时，重置（重新设定）燃料控制中的螺旋桨过速调节器而消除发动机加速缓慢现象。类似地，燃料控制欠速调节器在发动机减速过程中被重置（重新设定）。这些调节器重置减少了螺旋桨螺距调节器与过速/欠速发动机燃料调节器之间的相互影响。

在过速和欠速调节器中，重置使过速燃料调节器参考速度增大，欠速燃料调节器参考速度减小，和/或使燃料调节器增益加大。过速调节器在发动机气体发生器速度（NG）超过一显著的加速度（典型的是3%）时被重置。欠速调节器在发动机气体发生器速度测量显示有显著的发动机减速度（典型的是-3%）时被重置。

借助于对附图中所示的本发明的较佳实施例的说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更为明显。

图1示出典型的用于螺旋桨驱动的飞行器（飞机）的过速和欠速调节器。

图2示出基于本发明的以速度重置作过速调节和欠速调节的电路框图。

图3是按照本发明对用于螺旋桨过速和欠速调节器进行重置的逻辑流程图。

图4示出过速调节引起发动机加速缓慢和通过过速调节器的重置消除加速缓慢的一个例子。

图1示出确定传给燃料控制的过速和欠速调节器信号（NPOSLM和NPUSLM）的已有技术方法。速度调节参考值NPOSRF和NPUSRF是恒定值，不随工作状况而改变。输入的螺旋桨速度NP由速度探测器（传感器）（方框1）测得，它给出测定的螺旋桨速度NP SEN。NP SEN输入到动态补偿方框2，给出补偿后的测定螺旋桨速度NP SENC。方框2的动态补偿一般是提前（超前）补偿。在加法接点3处从过速调节器参考速度NPO SRF中减去NP SENC。加法接点的输出为过速调节器速度误差NPO SE，该误差在方框4中由调节器增益KO SG放大，产生一控制极限信号NPO SLM。信号NPO SLM是给发动机功率变化速率规定发动机最大极限的诸燃料控制信号之一。回过头来参见补偿后的测定螺旋桨速度NP SENC，在加法接点5处从欠速调节器参考速度NPUSRF中减去NP SENC。加法接点的输出为欠速调节器速度误差NPUSE，该误差在方框6中由调节器增益KU SG加以放大，产生一控制信号NPUSLM。信号NPUSLM是规定发动机最小功率极限的诸燃料控制信号之一。NPUSLM通常是发动机功率变化速率的最小极限。最大极限信号NPO SLM和最小极限信号NPUSLM被送到燃料控制逻辑方框7。

现在参见图2。图中示出了基于本发明的用于过速调节和欠速调节的总的电路方框图。速度探测器方框1′、测定速度动态补偿方框2′，加法接点3′和5′、调节器增益方框4′和6′、燃料控制逻辑方框7′与图1中的方框1、2、3、5、4、6和7相同。图1中的恒定值参考速度NPO SRF和NPUSRF在图2中由变值参考速度NPO SR和NPUSR替代。参见图2，速度探测器方框8探测发动机气体发生器速度NG，产生气体发生器测定速度NG SEN。在方框9中计算气体发生器测定速度的导数，产生气体发生器速度的变化速度DNGR，DNGR也是NG加速度。DNGR是螺旋桨过速调节器和欠速调节器重置逻辑方框10的输入。方框10的输出是过速调节器参考速度NPO SR和欠速调节器参考速度NPUSR。图3中给出对方框10的逻辑的详细描述。

图3示出基于本发明的一种用于重置的逻辑流程图。在方框15中，DNGR的测定值（气体发生器测定速度的导数）与一参考值（DNGRF）比较。如果测定速率（DNGR）超过参考速率（DNGRF），则在方框16处将过速调节器的速度参考值NPO SR设定为等于过速调节器参考值（NPO SRF）加上用于重置过速调节器的一个定量值（RNPRF）。如果在框15处气体发生器速率（DNGR）不大于参考值DNGRF，则过速调节器速度参考值NPO SR设定为等于螺旋桨过速参考值NPO SR。当气体发生器加速度小于规定速率（DNGRF）时过速调节器速度参考值（NPO SR）设定为等于螺旋桨过速参考值（NPO SRF）。当测定的气体发生器加速度超过规定速率时，在方框16处将NPO SR设定为等于NPO SRF加上重置值（RNP RF）。

在方框18处，气体发生器速率与一规定速率（-DNGRF）比较。如果气体发生器速率（DNGR）小于规定的气体发生器减速速率（-DNGRF），则将螺旋桨速度欠速参考值（NPU SR）设定为等于螺旋桨欠速参考值（NPU SRF）与重置值（-RNP RF）之和。见方框19。与此类似，如果气体发生器速率不小于规定速率，则将输出NPU SR设定为等于螺旋桨速度欠速参考值NPU SRF，如方框20中所示。

图4是一个例子，利用图形描述来说明限制发动机功率的螺旋桨过速调节器怎样引起发动机加速缓慢，和过速调节器的重置怎样消除发动机加速缓慢现象。

在这个例子中，燃料控制结构假定用控制气体发生器速度NG作为控制发动机功率的手段。因此，螺旋桨过速调节器输出信号NPO SLM是气体发生器速率的极限。

飞行中作用于螺距的螺旋桨调节器限制发动机气体发生器速率的螺旋桨过速调节都相对NP SENC（测定并补偿后的螺旋桨速度）绘出曲线。发生速度重置的发动机NG速率DNGRF和发动机NG最大加速度（由燃料控制中发动机制约所决定）都重叠在螺旋桨过速调节器发动机NG速率极限曲线上。图中示出螺旋桨螺距调节器在100%螺旋桨速度（A点）处给出零螺距速率，螺旋桨过速调节器在过速调节器参考速度NPO SRF（B点）处给出零发动机NG加速度极限。当螺旋桨速度超过100%并在C点达到最大螺距增大速率时，螺旋桨螺距调节器指示（指令）增加螺旋桨速率。在C点的螺旋桨速度下，螺旋桨过速调节器在D点有一发动机NG加速度极限。因为D点的发动机NG加速度小于发动机NG最大加速度，所以，发动机加速将是缓慢的。然而，D点的发动机加速度超过了发动机NG速率参考值DNGRF，并且，根据本发明，过速调节器参考速度被重置。重置参考速度为NPO SRF加RNPRF如点E所示。现在，当螺旋桨速度如C点所示时，过速调节器有一NG加速度极限在F点。F点的过速调节器加速度极限允许有超过最大发动机加速度的发动机加速度，因此，消除了发动机加速度的缓慢现象。

尽管本发明根据其最佳实施例作了说明，但是，那些熟悉本技术领域的技术人员应该懂得，对本发明的形式和细节可以作出种种变化，省略和删除，而这些变化、省略或删除仍落在本发明的精神和范围之内。

Claims

1、一种在具有一发动机功率调节器和一螺旋桨速度调节器的螺旋桨驱动飞行器中克服响应缓慢的装置，所述功率调节器包括具有一过速燃料调节器和一欠速燃料调节器的燃料控制，其特征在于，它包括：

用于在发动机加速过程中重置所述燃料过速调节器的装置；和

用于在发动机减速过程中重置所述燃料欠速调节器的装置。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括以一预定量（RNP RF）重置所述过速燃料调节器。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括以一预定量（RNP RF）重置所述欠速燃料调节器。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括以一第一预定量重置所述过速燃料调节器，和以一第二预定量重置所述欠速燃料调节器。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节器的重置减少了所述发动机功率调节器与螺旋浆速度调节器之间的相互影响。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括用于探测发动机气体发生器加速和减速速率的装置。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述重置过速燃料调节器的装置在所述气体发生器加速速率大于一预定速率时提供调节器重置。

8、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述重置欠速燃料调节器的装置在所述气体发生器减速速率小于一预定速率时提供重置。

9、一种在用发动机燃料控制发动机功率和用螺旋桨螺距调节螺旋桨速度的、在飞行操作过程中控制螺旋桨速度的装置，其特征在于，它包括：

用于探测发动机气体发生器加速速率的装置，

用于将所述气体发生器加速速率与一气体发生器参考加速速率（DNGRF）比较的装置，

用于存储一螺旋桨过速参考值（NPO SRF）和一螺旋桨欠速参考值（NPU SRF）的装置，

用于在加速和减速过程中将燃料控制加速调节器和减速调节器重置为存储的所述过速参考值和欠速参考值的装置。

10、一种在用发动机燃料控制调节器控制发动机功率和用螺旋桨螺距调节螺旋桨速度的、在飞行操作过程中控制飞行器螺旋桨速度的装置，其特征在于，它包括：

用于探测发动机的气体发生器减速速率（DNGR）的装置;

用于将所述气体发生器减速速率与一气体发生器参考减速速率（DNGRF）比较的装置;

用于存储一过速参考值（NPO SRF）的装置;

用于在加速过程中将所述燃料控制调节器重置为过速燃料控制调节器的所述过速参考值（NPO SRF）加上一规定量（RNPRF）的装置。

11、一种在用发动机燃料控制调节器控制发动机功率和用螺旋桨螺距调节螺旋桨速度的、在飞行操作过程中控制飞行器螺旋桨速度的装置，其特征在于，它包括：

用于探测发动机的气体发生器减速率（DNGR）的装置;

用于存储一欠速参考值（NPUSRF）的装置;

用于在减速过程中将所述燃料控制调节器重置为所述欠速参考值（NPUSRF）减去一规定量（RNPRF）的装置。

12、如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括用于增大所述燃料控制调节器的增益的装置。

13、如权利要求1所述的装置，其特征在于，当发动机气体发生器速率小于一预定量（DGNRF）时重置欠速调节器。

14、如权利要求10所述的装置，其特征在于，增加的规定量（RMP RF）至少为3%。

15、如权利要求11所述的装置，其特征在于，减少的规定量（RNP RF）至少为-3%。

16、一种在具有一发动机功率调节器和一螺旋桨速度调节器的螺旋桨驱动飞行器中克服响应缓慢的装置，其特征在于，它包括：

用于产生一预定补偿值的装置;

用于将发动机燃料控制速度参考值变动一等于所述补偿值的量，以补偿发动机燃料控制调节器和螺旋桨速度调节器的相互影响的装置。

17、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述用于重置的装置在速率误差小于一预定量时被除去。

18、如权利要求11所述的装置，其特征在于，当速率误差小于一预定量时，所述重置装置被除去。