CN114476094A - 一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法 - Google Patents

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杨宝钧
张军红
赵海
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AVIC First Aircraft Institute
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AVIC First Aircraft Institute
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00—Power plant control; Arrangement thereof

Abstract

本申请提供了一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，包括：持续监控发动机关键动力参数，所述发动机关键动力参数包括燃气转速或换算燃气转速、动力转速、涡轮间温度、旋翼轴扭矩；当所述发动机关键动力参数任一达到最大限制值时，生成超限标识；当发动机控制系统探测到超限标识后，限制总距指令进一步增加；若在预定时间内超限标识未消除，则以预定速率降低总距，改出发动机关键动力参数的超限状态；若预定时间内的总距增量为负值，则限制总距减少速率，防止减距过快造成转速二次超限。本申请的方法可以实现对发动机工作状态进行边界保护，防止发动机长时间工作在超限状态而造成损坏，危及飞行安全。

Description

一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法
技术领域
本申请属于飞行控制技术领域，特别涉及一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法。
背景技术
旋翼类飞行器以涡轴发动机作为主要动力来源，通过涡轴发动机带动单旋翼或多旋翼，产生升力及推力，驱动飞行器飞行。旋翼飞行器以直升机为主，倾转旋翼机作为直升机与固定翼飞机的兼容型飞行器，通过旋转机翼翼尖的旋翼——涡轴发动机短舱，可在直升机和固定翼两种模式之间进行转换，兼具垂直起落性能和高速巡航性能。机翼两侧动力平衡是保证飞行安全的关键，一旦发生动力不对称，横侧向将产生严重失衡，极有可能导致坠机，故采取安全措施保证动力系统安全工作是十分必要的。
发明内容
本申请的目的是提供了一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，所述方法包括：
持续监控发动机关键动力参数，所述发动机关键动力参数包括燃气转速或换算燃气转速、动力转速、涡轮间温度、旋翼轴扭矩；
当所述发动机关键动力参数任一达到最大限制值时，生成超限标识；
当发动机控制系统探测到超限标识后，限制总距指令进一步增加；
若在预定时间内超限标识未消除，则以预定速率降低总距，改出发动机关键动力参数的超限状态；若预定时间内的总距增量为负值，则限制总距减少速率，防止减距过快造成转速二次超限。
进一步的，所述涡轮间温度为4-5级轮盘间温度。
进一步的，生成超限标识时，超限标识为“1”，未生成超限标识或超限标识消除时，超限标识为“0”。
进一步的，当发动机控制系统探测到超限标识后，飞行员的总距操纵指令、控制系统的总距保护指令和总距改出指令共同组成总距指令。
进一步的，当发动机控制系统探测到超限标识后，限制总距指令进一步增加的方法为：
将进一步增加的总距指令置为零；和/或
屏蔽进一步增加的总距指令。
本申请提供的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法在已有发动机控制系统的基础上，通过识别发动机关键参数超限状态，利用自动抑制总距增加指令并自动减少总距的方法，改出超限，对发动机工作状态进行边界保护，防止发动机长时间工作在超限状态而造成损坏，危及飞行安全，该方法仅需对控制律进行更改和优化，实现方便、节约时间和经济成本。本申请的方法可应用于倾转旋翼机等旋翼类飞机的发动机系统控制，实现发动机临界工作状态的保护和改出，维持动力平衡，保障飞行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为现有的倾转旋翼机动力控制示意图。
图2为本申请的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法示意图。
图3为本申请中的超限标识逻辑判断示意图。
图4为本申请中的总距超限保护控制结构示意图。
图5为本申请中的总距自动改出控制结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示，倾转旋翼机通常以动力转速Np恒定为控制目标，当总距指令β增加、负载增大，控制系统增大燃气功率等参数而增大功率，维持动力转速恒定。但当动力参数达到限制值，进一步增加总距指令β，发动机动力参数处于超限状态，长时间工作将损坏动力系统。
为此，本申请提出了一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，如图2所示，该方法包括：
S1、确定发动机系统的关键动力参数，该关键动力参数包括：燃气转速或换算燃气转速、动力转速、涡轮间温度、旋翼轴扭矩。在本申请优选实施例中，涡轮间温度为4-5级涡轮间温度。
S2、当提升总距而导致发动机关键动力参数任一参数达到最大限制值时，触发控制系统的“或逻辑”判断，如图3，从而生成超限标识。在本申请一实施例中，未生成超限标识或超限标识消除时，超限标识为记“0”，当生成超限标识致使超限标识气动时，超限标识由“0”转为“1”。
S3、发动机控制系统探测到超限标识之后，由控制律解算出总距保护指令和总距改出指令，限制总距指令的进一步增加。其中，总距指令由飞行员总距操纵指令、控制系统的总距保护指令和总距改出指令共同组成。
在控制系统接收到超限标识后，若此时总距增量为正值，可以置总距指令增量为0，或是屏蔽总距指令的增加(即提距指令)，以起超限总距保护作用，如图4。
S4、在控制系统限制总距指令增加的同时，进行计时。若达到指定时间后超限标识仍未消除，即未解除超限状态，则接入控制系统的自动改出指令，以一定的速率平稳降低总距指令，改出超限状态，如图5。
若此时总距增量为负值，则是人工操作产生了减距指令，控制系统限制减距速率，防止人工减距过快造成转速二次超限，如图4。
例如在本申请一实施例中，提升总距而导致燃气换算转速达到最大限制值，此时超限标识由0变为1；以此时产生的提距指令30为例，将指令30置为0，进入控制系统，产生屏蔽作用；若此时产生减距指令60，则至少在6秒时间内完成，使减距指令速率不大于10/s，防止二次超限；若10s后，超限标识仍为1，则接通10/s的自动减距改出指令，直到超限标识恢复到0。
本申请提供的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法在已有发动机控制系统的基础上，通过识别发动机关键参数超限状态，利用自动抑制总距增加指令并自动减少总距的方法，改出超限，对发动机工作状态进行边界保护，防止发动机长时间工作在超限状态而造成损坏，危及飞行安全，该方法仅需对控制律进行更改和优化，实现方便、节约时间和经济成本。本申请的方法可应用于倾转旋翼机等旋翼类飞机的发动机系统控制，实现发动机临界工作状态的保护和改出，维持动力平衡，保障飞行安全。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，其特征在于，所述方法包括：
持续监控发动机关键动力参数，所述发动机关键动力参数包括燃气转速或换算燃气转速、动力转速、涡轮间温度、旋翼轴扭矩；
当所述发动机关键动力参数任一达到最大限制值时，生成超限标识；
当发动机控制系统探测到超限标识后，限制总距指令进一步增加；
若在预定时间内超限标识未消除，则以预定速率降低总距，改出发动机关键动力参数的超限状态；若预定时间内的总距增量为负值，则限制总距减少速率，防止减距过快造成转速二次超限。
2.如权利要求1所述的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，其特征在于，所述涡轮间温度为4-5级轮盘间温度。
3.如权利要求1所述的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，其特征在于，生成超限标识时，超限标识为“1”，未生成超限标识或超限标识消除时，超限标识为“0”。
4.如权利要求1所述的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，其特征在于，当发动机控制系统探测到超限标识后，飞行员的总距操纵指令、控制系统的总距保护指令和总距改出指令共同组成总距指令。
5.如权利要求4所述的倾转旋翼机关键动力参数超限保护方法，其特征在于，当发动机控制系统探测到超限标识后，限制总距指令进一步增加的方法为：
将进一步增加的总距指令置为零；和/或
屏蔽进一步增加的总距指令。
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