CN108033025B - 一种航空发动机推力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空发动机推力控制方法及系统，本发明提出采用推力增量限额的方法，从源头上限制无码可能产生危害的程度。详细设计可以针对具体航空器的气动性能，给出推力增量限额的具体数据，通过离散化控制量，限制推力差的增量和总量，发生无码失控的情况，发动机推力差可以限制在安全范围。本发明可以为低速飞行阶段的航空器，以及地面低速滑行的航空提供更大的抗侧风性能，整体提高航空器环境适应能力，以及复杂天气的可用性，从而提高航空器使用价值。
Description
技术领域
本发明属于飞行控制范畴，特别是自动控制及主动控制技术领域。
背景技术
现役航空器的飞行姿态调整主要依赖气动舵面的动作状态来实现。低速飞行时，气动舵面生成的纠偏力矩较小，抗拒侧风能力较弱。航空器在低速起飞、着陆和低速巡航飞行阶段，抗风性能较低。航空器在航母甲板上着陆的情况类似。抗风性能限制了航空器的使用性能，一些航空器限制在较小侧风起飞或着陆，也因此容易在大侧风天气着陆发生事故。空中飞行也存在同样的限制，低空低速执行航空摄影也受到测风影响，航空器的飞行航向、飞行姿态不稳定。提高抗风性能是航空器设计与发展的重要目标之一，特别是军用航空器，或应用于应急救援的航空器，追求能够抗风及时起飞，以及抗风持续飞行的目标。航空器的多台发动机推力的一般是设计同等推力的，航空器为提高抗侧风能力，一些航空器可以加装侧向动力以提高侧向直接力控制，但是存在燃油不同类型，或会增加机身以及机翼外加装设备而增加飞行阻力。利用多台发动机的推力提高低速飞行阶段或地面滑行阶段的抗侧风能力，方法简单易行，其中，安全性设计的关键和难点。控制系统中以外产生的无码是产生故障或事故的主要原因。
因此，现有技术依然不够理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种航空发动机推力控制方法及系统，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：
一种航空发动机推力控制方法及系统，该控制系统由航空器，机载控制系统，发动机，地面监控站组成。其中，航空器包括有人驾驶航空器，合驾航空器，无人机系统，标配无人机系统。
其中，机载控制系统包括飞行控制系统，发动机的油门控制系统。发动机至少两台，布置在航空器机身或机翼左右两侧。在航空器的飞行中，飞行控制系统通过气动舵面的动作状态控制航空器的飞行姿态来保持所需航向，特别是在低速飞行中航空器受到较大侧风干扰而气动舵面不足以纠正侧风干扰导致产生严重偏离所需航向的情况时，发动机的油门控制系统起动差动控制的指令以控制左右两台发动机推力产生推力差，并以设计的推力增量限额来控制左右发动机的推力差，对航空器的航向偏离进行接力控制，而当航空器在侧风作用下回归所需航向时，可保持差动控制的状态直到所需航向开始反向偏离时自动减少并在航向回归到气动舵面的动作状态可以控制时终止差动控制指令，航向纠偏回归到由气动舵面的动作状态。发动机的油门控制系统起动差动控制的情况，包括在空中和接地的需要辅助气动舵面纠正较大航向偏离的情况。此外，发动机推力的差动控制也是航空器提高侧向机动性的一种动力来源。
进一步的，地面监控站通过数据链测控航空器的机载控制系统，能够发送指令对发动机的油门控制系统进行差动控制，同样采用推力增量限额的控制方法进行遥控指令控制，或条件指令控制，用于修改原来预制的双发推力差的控制条件。
本发明提出采用推力增量限额的方法，从源头上限制无码可能产生危害的程度。详细设计可以针对具体航空器的气动性能，给出推力增量限额的具体数据，通过离散化控制量，限制推力差的增量和总量，发生无码失控的情况，发动机推力差可以限制在安全范围。本发明可以为低速飞行阶段的航空器，以及地面低速滑行的航空提供更大的抗侧风性能，整体提高航空器环境适应能力，以及复杂天气的可用性，从而提高航空器使用价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标记分别为：1-发动机油门舵机，2-发动机，3-油门控制系统，4-机载控制系统，5-机翼，6-机身。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限制。
请参阅图1：图1展示了本发明的航空发动机推力控制系统的结构布置，从图中可以看出，本发明在航空器的机身6内设有机载控制系统4，机载控制系统 4包括机舱驾驶室内的飞行控制系统和发动机2的油门控制系统3；发动机2至少两台，布置在航空器机身6或机翼5左右两侧；发动机2通过设置于机翼5 上的发动机油门舵机1与油门控制系统3连接。在航空器的飞行中，飞行控制系统通过气动舵面的动作状态控制航空器的飞行姿态来保持所需航向，特别是低速时舵面力矩较小，在低速飞行中，航空器受到较大侧风干扰而气动舵面不足以纠正侧风干扰导致产生严重偏离所需航向的情况时，发动机2的油门控制系统3通过手动或自动的控制，其中，对有人驾驶飞机设计方案应为自动优先，允许设置为手动，而无人机系统采用自动控制，起动差动控制的指令以控制左右两台发动机2推力产生推力差，并以设计的推力增量限额，即通过离散化控制量，限制推力差的增量和总量，或者说是通过离散控制量的每个单元增量限额，由单元累计为总量，从而控制左右发动机2的推力差，对航空器的航向偏离进行接力控制，而当航空器在侧风作用下回归所需航向时，可保持差动控制的状态直到所需航向开始反向偏离时自动减少并在航向回归到气动舵面的动作状态可以控制时终止差动控制指令，航向纠偏回归到由气动舵面的动作状态。采用手动或自动方式，发动机2的油门控制系统3起动差动控制的情况包括在空中和接地或着舰的需要辅助气动舵面纠正较大航向偏离的情况。此外，发动机2推力的差动控制也是航空器提高侧向机动性的一种动力来源。
实施例1.航空器着陆航迹控制：
有人驾驶航空器1架，上单翼双发布局，动力采用螺旋桨发动机，最大飞行速度320km/h，着陆速度40m/s。着陆阶段最大侧风达12m/s，航空器偏航超出正常下滑航向，驾驶员手动起动发动机的推力增量限额来控制航向偏离，按照技术手册的方法，经过几次推力增量限额的作用，很快纠正了着陆航向并顺利着陆。过程中，纠正着陆航向后驾驶员停止操作油门推力增量限额控制器，回归气动舵面的动作状态。
实施例2.航空器执行应急救援任务：
飞行器性能同上，无人驾驶。接到紧急出动任务时，天气情况恶劣，机场正侧风大于15m/s，而航空器正常起飞正侧风指标为8m/s。航空器紧急起飞，滑行过程机载控制系统自动起动推力增量限额调整滑行航向。起飞后爬高，高度 7000m出航，飞抵任务区上空降低高度，距地面1500m执行任务。减速到150km/h 低速观察地面，任务区风向大不平稳，阵风侧风大于37m/s。机载控制系统自动起动推力增量限额进行航线保持，并维持低速飞行。完成任务区作业后返航，在下滑阶段仍然是约13m/s的大侧风天气，飞行速度较低，自动起动推力增量限额进行控制，保持下滑航线直到接地滑行，速度降低到70km/h低速才关闭推力增量限额的控制状态，顺利完成紧急任务飞行。
以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种航空发动机推力控制系统，该控制系统由航空器，机载控制系统，发动机，地面监控站组成；其中，航空器包括有人驾驶航空器，合驾航空器，无人机系统；其特征在于：机载控制系统包括飞行控制系统，发动机的油门控制系统；发动机至少两台，布置在航空器机身左右两侧或左右两侧机翼；在航空器的飞行中，飞行控制系统通过气动舵面的动作状态控制航空器的飞行姿态来保持所需航向；在低速飞行中航空器受到较大侧风干扰而气动舵面不足以纠正侧风干扰导致产生严重偏离所需航向的情况时，发动机的油门控制系统起动差动控制的指令以控制左右两台发动机推力产生推力差，并以设计的推力增量限额来控制左右发动机的推力差，对航空器的航向偏离进行接力控制；当航空器在侧风作用下回归所需航向时，保持差动控制的状态直到所需航向开始反向偏离时自动减少并在航向回归到气动舵面的动作状态可以控制时终止差动控制指令，航向纠偏回归到由气动舵面的动作状态；地面监控站通过数据链测控航空器的机载控制系统，发送指令对发动机的油门控制系统进行差动控制，同样采用推力增量限额的控制方法进行遥控指令控制，或条件指令控制，用于修改原来预制的双发推力差的控制条件。
2.根据权利要求1所述的航空发动机推力控制系统，其特征在于：发动机的油门控制系统起动差动控制的情况，包括在空中和接地的需要辅助气动舵面纠正较大航向偏离的情况。
3.根据权利要求1所述的航空发动机推力控制系统，其特征在于：发动机推力的差动控制也是航空器提高侧向机动性的一种动力来源。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100102173A1 (en) * | 2008-10-21 | 2010-04-29 | Everett Michael L | Light Aircraft Stabilization System |
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| US20100102173A1 (en) * | 2008-10-21 | 2010-04-29 | Everett Michael L | Light Aircraft Stabilization System |
| US20110046823A1 (en) * | 2009-05-18 | 2011-02-24 | Airbus Operations (Sas) | Process and device for optimising the performance of an aircraft in the presence of a lateral dissymetry |
| CN103391880A (zh) * | 2011-03-14 | 2013-11-13 | 三菱重工业株式会社 | 航空器的控制系统、航空器、航空器的控制程序及航空器的控制方法 |
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