CN112173134A - 一种三发直升机全发应急模式控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于直升机动力系统设计领域，涉及一种三发直升机全发应急模式控制方法。在特殊情况下，通过自动控制或者驾驶员控制三台发动机功率提升至应急功率，以提高直升机飞行安全性及执行紧急任务能力。

Description

一种三发直升机全发应急模式控制方法
技术领域
本发明属于直升机动力系统设计领域，涉及一种三发直升机全发应急模式控制方法。
背景技术
我国国土辽阔、地貌复杂，广义上的山地区域占比接近国土面积的70％，因此相比于世界其他国家和地区，在直升机研制过程中更加注重其在高温高原条件下的使用性能。但由于发动机的输出功率会随温度和高度的上升产生衰减，因此直升机在高温高原或者高高原条件下的性能几乎总是受到发动机性能的限制。在正常情况下，直升机最大可用功率受发动机起飞功率限制。但在起飞功率以上，还有用于在单发失效OEI情况下使用的应急功率，应急功率比起飞功率大10％以上。
鉴于我国的实际使用需求，高温高原或高高原民用直升机主要用于执行应急救援类任务，在执行特别紧急任务时，对直升机使用安全性及任务能力的考虑通常要高于对发动机使用寿命的要求。因此在发动机批准使用的时间内，在只对发动机使用寿命有影响而无安全性影响的前提下，有必要研究一种特殊的使用和控制模式，来发挥出发动机的全部能力，以进一步提高高原直升机的性能和安全性，满足用户的潜在使用需求。
发明内容
本发明的目的：
本发明的技术方案：
一种三发直升机全发应急模式控制方法，包括：
驾驶员控制开关发送应急控制信号给三台发动机电子控制器；
三台发动机电子控制器对应急控制信号的一致性进行判断；
应急控制信号的一致性符合条件则将三台发动机的功率限制提升至应急功率；
三台电子控制器发送发动机状态信息至直升机机电管理系统；
机电管理系统将发动机状态信息处理后将发动机实时功率和许可使用时间显示在驾驶舱显示器。
进一步，所述应急控制信号的一致性包括：时间一致性和指令一致性；时间一致性为三台发动机电子控制器收到应急控制信号的时间间隔在200ms内；
指令一致性为三台发动机电子控制器收到的应急控制信号含义一致。
进一步，所述方法还包括，在三台发动机功率提升至应急功率时，三台发动机的扭矩限制均保持在正常状态，以保护传动系统。
进一步，所述方法还包括：所述方法还包括，若传动器也可提升至应急功率模式，则在三台发动机功率提升至应急功率时，发动机电子控制器控制减速器扭矩限制提升至应急模式。
进一步，所述方法还包括：三台发动机电子控制器均监测旋翼转速信号，在旋翼转速信号低于转速阈值时控制发动机功率自动提升至应急功率。
进一步，所述方法还包括：三台发动机电子监测到的旋翼转速信号不满足转速一致性时，不允许发动机功率自动提升至应急功率。
进一步，所述转速一致性是指三台发动机电子控制器监测到的旋翼转速差值小于旋翼额定转速的1％。
进一步，所述方法还包括：三台发动机电子控制器监测到旋翼转速恢复正常且维持超过设定时间则将发动机从应急功率切换至正常功率。旋翼转速维持超过设定时间时再将发动机从应急功率切换至正常功率以避免自动控制时发动机功率震荡。
进一步，所述方法还包括：驾驶员可通过发动机状态控制开关将三台发动机随时由应急模式切换至正常模式。
本发明的有益技术效果：本发明提供了一种用于三发直升机全发应急模式控制方法，在高高原地区使用时，发挥出全部发动机最大的能力，以提升直升机在紧急情况下的可用功率，以满足提高直升机飞行安全性及执行紧急任务能力。自动进入全发应急模式，提高可用功率，用于协助恢复旋翼转速。以AC313A 直升机为平台估算，在紧急条件下应用全发应急模式可以在4500m ISA+25典型高温高原任务条件下，相比于正常状态，提升直升机约500-750kg起飞重量。
附图说明
图1是直升机全发应急控制逻辑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种三发直升机全发应急模式控制方法，包括飞行员控制使用和自动使用两种方式。如图1所示。
飞行员控制使用：直升机通过在驾驶舱布置功能开关，通过拨动开关同时发送“全发应急”控制信号给三台发动机电子控制器。三台发动机通过交叉通讯对接收信号的时间及指令一致性判断，如果符合条件，则将发动机功率限制提升至应急功率。允许直升机在全部发动机均工作的状态使用发动机应急功率。同时发动机发送监控信息给直升机，以提示相应功率状态和许可使用时间。由于三台发动机安装损失特性不同，实际功率状态可能会有差异，直升机根据三台发动机信号进行逻辑判断，显示最小许用时间提供指示给飞行员。飞行员当开关拨回时返回正常状态。
自动使用：直升机发送直升机旋翼转速信号给三台发动机电子控制器，发动机对直升机旋翼转速信号的一致性进行比对，如果一致则监控旋翼转速信号。当旋翼转速低于指定阈值时，则将发动机功率限制提升至应急功率。允许直升机在全部发动机均工作的状态使用发动机应急功率。同时发动机发送监控信息给直升机，以提示相应功率状态和许可使用时间。由于三台发动机安装损失特性不同，实际功率状态可能会有差异，直升机根据三台发动机信号进行逻辑判断，显示最小许用时间提供指示给驾驶员。飞行员通过将开关手动拨至“应急”并复位至“正常”，控制发动机返回正常功率状态。
一种三发直升机全发应急模式控制方法，还包括：
a)通过驾驶舱开关同时控制三台发动机允许进入OEI应急功率，以便在高温高原或高高原地区提升直升机在应急情况的可用功率；
b)发动机扭矩按照全发状态的减速器扭矩限制以保护传动系统，确保不会因为传动系统超扭对直升机产生安全性问题；
c)发动机需要进行控制的一致性检查以保证三台发动机接收指令的一致性；
d)当旋翼转速低于安全阈值时，自动触发进入全发应急状态，提高直升机可用功率，恢复旋翼转速；
e)驾驶舱按照应急状态显示相关计时。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法包括：
步骤一：驾驶员控制开关发送应急控制信号给三台发动机电子控制器；
步骤二：三台发动机电子控制器对应急控制信号的一致性进行判断；
步骤三：应急控制信号的一致性符合条件则将三台发动机的功率限制提升至应急功率；
步骤四：三台电子控制器发送发动机状态信息至直升机机电管理系统；
步骤五：机电管理系统将发动机状态信息处理后将发动机实时功率和许可使用时间显示在驾驶舱显示器。
2.根据权利要求1所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述应急控制信号的一致性包括：时间一致性和指令一致性；
时间一致性为三台发动机电子控制器收到应急控制信号的时间间隔在设定的阈值内；
指令一致性为三台发动机电子控制器收到的应急控制信号含义一致。
3.根据权利要求2所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括，在三台发动机功率提升至应急功率时，三台发动机的扭矩限制均保持在正常状态。
4.根据权利要求2所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括：在三台发动机功率提升至应急功率时，发动机电子控制器控制减速器扭矩限制提升至应急模式。
5.根据权利要求1所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括：三台发动机电子控制器均监测旋翼转速信号，在旋翼转速信号低于转速阈值时控制发动机功率自动提升至应急功率。
6.根据权利要求5所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括：三台发动机电子监测到的旋翼转速信号不满足转速一致性时，不允许发动机功率自动提升至应急功率。
7.根据权利要求6所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述转速一致性是指三台发动机电子控制器监测到的旋翼转速差值小于设定值。
8.根据权利要求5所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括：三台发动机电子控制器监测到旋翼转速恢复正常且维持超过设定时间则将发动机从应急功率切换至正常功率。
9.根据权利要求1所述的一种三发直升机全发应急模式控制方法，其特征在于：所述方法还包括：驾驶员可通过发动机状态控制开关将三台发动机随时由应急模式切换至正常模式。
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