CN116498445A - 飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质 - Google Patents
飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116498445A CN116498445A CN202310072442.6A CN202310072442A CN116498445A CN 116498445 A CN116498445 A CN 116498445A CN 202310072442 A CN202310072442 A CN 202310072442A CN 116498445 A CN116498445 A CN 116498445A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- aircraft
- noise
- output
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
- B64C27/14—Direct drive between power plant and rotor hub
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/026—Aircraft characterised by the type or position of power plants comprising different types of power plants, e.g. combination of a piston engine and a gas-turbine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/06—Initiating means actuated automatically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/06—Initiating means actuated automatically
- B64D31/12—Initiating means actuated automatically for equalising or synchronising power plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/16—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft for electric power plants
- B64D31/18—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft for electric power plants for hybrid-electric power plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/04—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of exhaust outlets or jet pipes
- B64D33/06—Silencing exhaust or propulsion jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D35/00—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D35/00—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
- B64D35/08—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission being driven by a plurality of power plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D17/00—Control of torque; Control of mechanical power
- G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C2220/00—Active noise reduction systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
- B64D2045/0085—Devices for aircraft health monitoring, e.g. monitoring flutter or vibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明提供能够更恰当地抑制噪音的飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质。飞行器用控制系统具备:多个发动机,它们安装于飞行器的机体;多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动;以及控制部,其基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件,所述控制部在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
Description
本申请基于在2022年1月27日申请的日本国专利申请第2022-010660号来主张优先权,并将其内容援用于此。
技术领域
本发明涉及一种飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质。
背景技术
以往公开了通过使多个燃气轮机发电机中的至少1台燃气轮机发电机为怠速运转状态来抑制噪音(日本特开平4-358725号公报)。
发明内容
然而,在上述的技术中,有时不能根据状况来抑制噪音。例如,在引用文献1中由于怠速运转而发动机的输出大幅降低,因此有时不能应对要求电力大的情况。
本发明是考虑这样的情况而完成的,其目的之一在于提供能够更恰当地抑制噪音的飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质。具体而言,本发明的目的之一例如在于提供能够不使发动机的输出大幅降低而更恰当地抑制噪音的飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质。
用于解决课题的方案
本发明的飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质采用了以下的结构。
(1):本发明的一方案的飞行器用控制系统具备:多个发动机,它们安装于飞行器的机体;多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动;以及控制部,其基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件,所述控制部在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
(2):在上述(1)的方案中,在满足了所述噪音过大条件的情况下,所述控制部基于所述发动机的转速和所述转矩的大小与所述发动机的噪音的大小之间的关系,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方以使所述发动机的噪音的大小落入噪音基准以内。
(3):在上述(2)的方案中,所述控制部还基于所述发动机的转速和所述转矩的大小与所述发动机的燃耗之间的关系,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方以使所述燃耗落入燃耗基准以内。
(4):在上述(3)的方案中,所述控制部参照表示与所述发动机的转速和所述转矩的大小相应的燃耗的分布的第一运转映射、以及表示与发动机的转速和转矩的大小相应的噪音的分布的第二运转映射,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方。
(5):在上述(3)或(4)的方案中,所述控制部在以作为所述燃耗最优的所述发动机的转速与所述转矩的大小的组合的运转线来控制所述发动机、且未推定为满足所述噪音过大条件的情况下,以所述运转线来控制所述发动机,所述控制部在以所述运转线来控制所述发动机、且推定为满足所述噪音过大条件的情况下,以作为所述燃耗脱离了所述运转线的所述发动机的转速与所述转矩的大小的组合的运转点来控制所述发动机。
(6):在上述(5)的方案中,所述运转点是所述发动机的噪音的大小落入噪音基准以内、所述燃耗落入燃耗基准以内、且基于所述运转点进行了控制的所述发动机的第一输出满足输出基准的点,所述输出基准是指,所述第一输出落入相对于基于所述运转线进行了控制的所述发动机的输出而预先设定的范围。
(7):在上述(1)至(6)中的任一方案中,所述控制部在为了降低所述噪音而控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方、且控制之后的输出比所述控制之前的输出减小规定程度以上的情况下,为了弥补与减小程度相应的量的输出而使别的发动机的输出增加。
(8):在上述(1)至(7)中的任一方案中,所述飞行器用控制系统还具备蓄电池,该蓄电池积蓄由所述发电机发出的电力,所述电动机使用从所述蓄电池输出的电力来驱动。
(9):本发明的一方案的飞行器用控制方法,其中,飞行器具备:多个发动机,它们安装于飞行器的机体;多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;以及旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动,所述飞行器用控制方法使所述飞行器的控制装置进行如下处理:基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件;在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
(10):本发明的一方案的存储介质,其存储有飞行器用程序,其中,飞行器具备:多个发动机,它们安装于飞行器的机体;多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;以及旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动,所述飞行器用程序使所述飞行器的控制装置进行如下处理:基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件;在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
发明效果
根据(1)~(10)的方案,飞行器用控制系统在推定为满足噪音过大条件的情况下,变更GT60的转速和转矩的大小中的一方或双方,以便与满足噪音过大条件之前相比降低噪音,由此能够更恰当地抑制噪音。
根据(3)的方案,飞行器用控制系统控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方以使燃耗落入燃耗基准以内,由此能够抑制在降低了噪音时对燃耗的影响。
根据(6)的方案,飞行器用控制系统还控制发动机以使发动机的输出落入预先设定的范围,由此能够抑制在降低了噪音时对发动机的输出的影响。
根据(7)的方案,飞行器用控制系统在由于用于降低所述噪音的控制而发动机的输出减小了的情况下,为了弥补与减小程度相应的量的输出而使别的发动机的输出增加,由此能够抑制对降低了噪音时的飞行器整体中要求的电力的影响。
根据(8)的方案,通过发动机的运转而发电机发出的电力积蓄于蓄电池,由于通过蓄电池的电力来推进飞行器,因此能够控制发动机以便与满足噪音过大条件之前相比降低噪音,实现抑制了噪音的飞行器的控制。
附图说明
图1是简要地表示搭载有飞行器用控制系统的飞行体的图。
图2是表示飞行体的功能结构的一例的图。
图3是用于说明飞行体的飞行状态的图。
图4是表示由控制装置执行的流程的一例的流程图。
图5是表示第一映射的一例的图。
图6是表示第二映射的一例的图。
图7是以时间的经过为基准表示图4等的处理的图。
图8是用于说明GT60-2填补输出的处理的流程的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质的实施方式。
图1是简要地表示搭载有飞行器用控制系统的飞行体1的图。飞行体1例如具备机体10、多个旋翼12A~12D、多个电动机14A~14D及臂16A~16D。以下,在不对多个旋翼12A~12D互相区别的情况下,称作旋翼12,在不对多个电动机14A~14D互相区别的情况下,称作电动机14。飞行体1可以是有人飞行体,也可以是无人飞行体。飞行体1不限于图示的多旋翼机,也可以是直升机、具备旋转翼和固定翼这两方的复合型飞行体。
旋翼12A经由臂16A安装于机体10。在旋翼12A的基部(旋转轴)安装有电动机14A。电动机14A驱动旋翼12A。电动机14A是例如无刷DC马达。旋翼12A是在飞行体1为水平姿势的情况下,绕与重力方向平行的轴线旋转的叶片的固定翼。关于旋翼12B~12D、臂16B~16D及电动机14B~14D,也具有与上述同样的功能结构,因此省略说明。
旋翼12根据控制信号而旋转,由此飞行体1以期望的飞行状态飞行。控制信号是基于操作者的操作或自动操纵中的指示得到的用于控制飞行体1的信号。例如,旋翼12A和旋翼12D沿第一方向(例如顺时针方向)旋转,旋翼12B和旋翼12C沿第二方向(例如逆时针方向)旋转,由此飞行体1飞行。除了上述的旋翼12以外,也可以还设置未图示的姿势保持用或水平推进用的辅助旋翼等。
图2是表示飞行体1的功能结构的一例的图。飞行体1例如除了图1所示的结构以外,例如还具备第一控制电路20A、20B、20C、20D、蓄电池单元30、第二控制电路40-1、40-2、发电机50-1、50-2、燃气轮机发动机(以下称作“GT”)60-1、60-2、各种传感器80及控制装置100。赋予了附图标记及连字符之后的数字“1”的结构是与旋翼12A、旋翼12D、电动机14A、电动机14D、第一控制电路20A及第一控制电路20D对应的第一结构,赋予了附图标记及连字符之后的数字“2”的结构是与旋翼12B、旋翼12C、电动机14B、电动机14C、第一控制电路20B及第一控制电路20C对应的第二结构。以下,作为代表而说明第一结构,第二结构是与第一结构同样的结构,因此省略说明。
第一控制电路20A是包括逆变器等驱动电路在内的PDU(Power Drive Unit)。第一控制电路20A向电动机14A供给电力,该电力是指将由蓄电池单元30供给的电力通过开关等进行了变换而得到的电力。第一控制电路20D与第一控制电路20A同样地是PDU,将由蓄电池单元30供给的电力向电动机14D供给。电动机14A驱动旋翼12A,电动机14D驱动旋翼12D。
蓄电池单元30例如具备蓄电池32、BMU(Battery Management Unit)34及检测部36。蓄电池32例如是将多个电池单体串联、并联或串并联连接的电池组。构成蓄电池32的电池单体例如是锂离子电池(Lithium-Ion Battery:LIB)、镍氢电池等能够反复进行充电和放电的二次电池。
BMU34进行电池单体平衡、蓄电池32的异常检测、蓄电池32的单体温度的导出、蓄电池32的充放电电流的导出、蓄电池32的SOC的推定等。BMU34基于检测部36的检测结果,如上述那样取得蓄电池32的状态。检测部36是用于测定蓄电池32的充电状态的电压传感器、电流传感器、温度传感器等。检测部36将测定出的电压、电流、温度等测定结果向BMU34输出。
飞行体1也可以具备多个蓄电池单元30。例如,也可以设置与第一结构及第二结构分别对应的蓄电池单元30。在本实施方式中,由发电机50生成的电力向蓄电池32供给,但也可以不经由蓄电池32而(或关于是否经由蓄电池32而选择性地)向第一控制电路20及电动机14供给。
第二控制电路40-1是包含转换器等的PCU(Power Conditioning Unit)。第二控制电路40-1将由发电机50-1发出的交流电力变换为直流电力,并将变换得到的电力向蓄电池32和/或第一控制电路20供给。
发电机50-1连接于GT60-1的输出轴。发电机50-1通过GT60-1运行而被驱动,通过该驱动而生成交流电力。发电机50-1也可以经由减速机构而连接于GT60-1的输出轴。发电机50-1作为马达发挥功能,在停止向GT60-1的燃料供给时,使GT60-1旋转(空转)而成为能够运行的状态。此时,第二控制电路40-1从蓄电池32侧取出电力而拖动(motoring)发电机50-1。也可以代替上述的功能结构,GT60-1的输出轴与起动电动机连接,起动电动机使GT60-1为能够运行的状态。
GT60-1例如是涡轮轴发动机。GT60-1例如具备未图示的进气口、压缩机、燃烧室、涡轮等。压缩机对从进气口吸入的吸入空气进行压缩。燃烧室配置于压缩机的下游,使混合了压缩后的空气和燃料的气体燃烧,生成燃烧气体。涡轮连接于压缩机,在燃烧气体的力的作用下与压缩机一体旋转。涡轮的输出轴通过上述的旋转而旋转,由此连接于涡轮的输出轴的发电机50运行。
各种传感器80例如包括转速传感器、多个温度传感器、多个压力传感器、润滑油传感器、高度传感器、陀螺仪传感器等。转速传感器检测涡轮的转速。温度传感器检测GT60的进气口附近的温度、燃烧室的下游附近的温度。润滑油传感器检测向GT60的轴承等供给的润滑油的温度。压力传感器检测GT60的壳体的内部的压力、GT60的进气口附近的压力。高度传感器检测飞行体1的高度。陀螺仪传感器检知机体10的姿势。各种传感器80例如相对于GT60-1、GT60-2分别设置。也可以在各种传感器80中包含检测飞行体1的外部的声音、内部的声音或GT60发出的声音的声音传感器。
控制装置100例如具备推定部110、发动机控制部120及存储部130。推定部110和发动机控制部120例如通过CPU(Central Processing Unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些功能部中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable GateArray)、GPU(Graphics Processing Unit)等硬件(包括电路部:circuitry)来实现,也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于控制装置100的HDD(Hard DiskDrive)、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置),也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质,并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于控制装置100的HDD、闪存器。
存储部130例如通过HDD、闪存器、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead Only Memory)、ROM(Read Only Memory)或RAM(Random Access Memory)等来实现。在存储部130例如存储有第一映射132和第二映射134(详细情况见后述)。
推定部110例如具备第一推定部112和第二推定部114。第一推定部112基于各种传感器80中的一个以上的传感器的检测结果(用于推定发动机的噪音的信息的一例),来推定(或取得)GT60-1发出的声音的大小。第一推定部112例如基于如下指标来推定声音的大小,该指标基于温度传感器的检测结果、润滑油传感器的检测结果、或压力传感器的检测结果、或者以它们为参数的规定的函数的运算结果而得到。例如,声音的大小与各种传感器80的检测结果之间的相关关系情况预先求出。第一推定部112基于求出的相关关系来推定声音的大小。例如,GT60-1的温度或润滑油的温度越高,则第一推定部112推定为声音越大,压力越高,则第一推定部112推定为声音越大。例如,第一推定部112也可以在上述的参数分别超过了与各自对应的阈值的情况下,推定为发出了基准以上的声音(满足噪音过大条件)。第一推定部112也可以使用转速传感器的检测结果来推定噪音(压缩机、涡轮的翼噪音、涡轮的轴振动等所引起的噪音),也可以推定起因于进排气流量(推定值)的噪音(例如进排气管道处发出的气流声音)。第一推定部112推定的噪音是上述的噪音的一部分或全部的噪音。第二推定部114与第一推定部112同样地推定(或取得)GT60-2发出的声音的大小。
发动机控制部120基于上述的电动机14、第一控制电路20、蓄电池单元30、第二控制电路40、发电机50、GT60等的运行状态、推定部110的推定结果、或从各种传感器80取得的信息,来控制上述的电动机14、第一控制电路20、蓄电池单元30、第二控制电路40、发电机50、GT60等。例如,控制装置100控制上述的各功能结构,使飞行体1起飞或降落、以规定的飞行状态使飞行体1飞行。发动机控制部120基于飞行信息来控制飞行体1。飞行信息是指,例如从各种传感器80的检测结果得到的信息、与控制信号相应的飞行体1的飞行状态。发动机控制部120的第一发动机控制部122控制第一结构,发动机控制部120的第二发动机控制部124控制第二结构。发动机控制部120如图3所示那样基于与飞行体1的飞行状态相应的要求电力和/或蓄电池32的蓄电量来控制GT60。
[与飞行状态相关的说明]
图3是用于说明飞行体1的飞行状态的图。如图3所示那样,飞行体1(1)进行滑行、(2)起飞、悬停(hovering)、(3)上升及加速、(4)巡航。然后,飞行体1(5)下降及减速、(6)悬停、降落、(7)滑行、供油、驻机。
上述的飞行状态中的例如飞行体1(2)起飞、悬停、(6)悬停、或降落的状态下的飞行状态的要求电力存在比其他飞行状态下的要求电力大的倾向。飞行状态的要求电力是指,为了飞行体1向与控制信号相应的飞行状态转移或为了维持飞行状态而需要的电力(需要向各电动机14供给的电力的合计)。控制装置100通过将要求电力向电动机14提供,并且电动机14基于要求电力驱动旋翼12,从而将飞行体1控制为与控制信号相应的飞行状态。
例如,发动机控制部120在满足预先设定的条件的情况下,使GT60-1和/或GT60-2运行。预先设定的条件例如是飞行状态为(2)或(6)、蓄电池的SOC小于规定值(或预测为在规定时间以内达到小于规定值这一情况)。预先设定的条件也可以是任意的条件。
[流程图]
图4是表示由控制装置100执行的流程的一例的流程图。本流程图是一例,可以省略处理的一部分,也可以追加其他处理。也可以变更处理的顺序。如本流程图所说明那样,发动机控制部120在GT60满足噪音过大条件的情况下,变更满足噪音过大条件的GT60的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足噪音过大条件前相比降低噪音。此时,也考虑燃耗及输出。
首先,控制装置100的发动机控制部120取得来自飞行体1的整体的系统的发电要求(步骤S100)。来自整体的系统的发电要求中,除了飞行状态的要求电力的量以外还包含由飞行体1所包括的辅机等利用的电力的量。
接着,发动机控制部120决定GT60-1及GT60-2的输出(步骤S101)。例如,发动机控制部120可以决定为使GT60-1及GT60-2运行,也可以决定为使利用频率低的GT60运行。发动机控制部120也可以在来自整体的系统的发电要求为规定程度以上的情况下,决定为使GT60-1及GT60-2运行,在来自整体的系统的发电要求小于规定程度的情况下,决定为使GT60-1及GT60-2中的一方运行。在以下的说明中,GT60-1及GT60-2运行。
接着,发动机控制部120参照第一映射132,来决定燃耗成为最小的运转点(或者接近最小的运转点)(步骤S102)。GT60基于所决定出的运转点而运行。关于第一映射132,见后述。
接着,发动机控制部120基于推定部110的推定结果,来判定GT60-1或GT60-2是否满足噪音过大条件(步骤S103)。在不满足噪音过大条件的情况下,发动机控制部120基于燃耗成为最小的运转点来使GT60-1及GT60-2运转。
在满足噪音过大条件的情况(例如GT60-1满足噪音过大条件的情况)下,发动机控制部120搜索在考虑燃耗的同时不满足噪音过大条件的运转点(步骤S105),并且决定运转点(步骤S106)。该运转点是来自整体的系统的发电要求的输出(GT60-1被期待的输出)与控制为不满足噪音过大条件的GT60-1能够发出的输出之差最小的运转点。在步骤S106的处理中,也可以代替差最小的运转点,决定差落入规定的范围的运转点。
接着,发动机控制部120由GT60-2弥补GT60-1的输出不足的量(步骤S108)。发动机控制部120例如参照第一映射132及第二映射134来决定运转点。关于步骤S105及步骤S106的处理的详细情况,见后述。
以下,关于使用了第一映射132及第二映射134的步骤S105及步骤S106的处理进行说明。
[第一映射]
图5是表示第一映射132的一例的图。图5的纵轴表示发动机转矩(GT60的转矩)[Nm]的大小,图5的横轴表示发动机转速(GT60的转速)[npm]。在第一映射132中,按发动机转矩与发动机转速的每个组合而表示第一区域的标签或表示第二区域的标签建立了对应关系。第一区域是燃耗为燃耗基准以下的区域(燃耗良好的区域),第二区域是燃耗大于燃耗基准的区域(燃耗不良的区域)。第一映射132中规定有运转线L1。运转线L1是燃耗最优的发动机转矩与发动机转速的组合。
[第二映射]
图6是表示第二映射134的一例的图。图6的纵轴表示发动机转矩(GT60的转矩)[Nm]的大小,图6的横轴表示发动机转速(GT60的转速)[npm]。在第二映射134中,按发动机转矩与发动机转速的每个组合而表示第三区域的标签或表示第四区域的标签建立了对应关系。第三区域是噪音为噪音基准以上的区域(高噪音的区域),第四区域是噪音小于噪音基准的区域(低噪音的区域)。在第二映射134中,例如也规定有运转线L1。
在以下的说明中,作为一例,参照图4-6,来说明控制GT60-1的情况。第一发动机控制部122参照第一映射132,来控制GT60-1以便以燃耗成为最小(或最优,恰当)的运转点P1(沿着运转线L1的运转点)所对应的发动机转矩和发动机转速运行。
例如,发动机控制部120在满足噪音过大条件的情况下,基于GT60的转速和转矩的大小与GT60的噪音的大小之间的关系(例如参照第二映射134),来控制发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方以使GT60的噪音的大小落入噪音基准以内。发动机控制部120还基于GT60的转速和转矩的大小与GT60的燃耗之间的关系(例如参照第一映射132),来控制GT60的转速和转矩的大小中的一方或双方以使燃耗落入燃耗基准以内。噪音基准是规定预先实验上求出的声音为阈值以下的基准。燃耗基准相对于基于运转线进行的控制中的燃耗而燃耗的恶化程度为百分之X的范围内。“X”是例如预先设定的任意的值。
具体而言,在GT60-1满足噪音过大条件的情况下,第一发动机控制部122参照第一映射132及第二映射134,来搜索包含于燃耗成为燃耗基准以下的区域和噪音小于噪音基准的区域的运转点。而且,第一发动机控制部122决定所搜索到的多个运转点中的、发电要求的输出与对应于搜索到的运转点的能够发电的输出之差最小的运转点P2。例如,发动机控制部120求出搜索到的每个运转点的能够发电的输出,并将求出的输出与发电要求的输出比较来决定运转点P2。
运转点P2是“作为燃耗脱离了所述运转线的所述发动机的转速与所述转矩的大小的组合的运转点”的一例。运转点P2是“所述发动机的噪音的大小落入噪音基准以内,所述燃耗落入燃耗基准以内,且基于所述运转点而进行了控制的所述发动机的第一输出满足输出基准的点”的一例。输出基准是所述第一输出相对于基于所述运转线而进行了控制的所述发动机的输出落入预先设定的范围。而且,发动机控制部120如后述的图8所说明那样,在以运转点P2进行了运转的情况下不足的输出由GT60-2填补。
图7是以时间的经过为基准表示图4等的处理的图。图7的上图、中图、下图的横轴表示时间。图7的上图的纵轴表示由推定部110推定出的噪音的大小,图7的中图的纵轴表示GT60-1的燃料消耗率[g/kWh](燃耗),图7的下图的纵轴表示GT60-1的输出。
在时刻T,推定的噪音成为了阈值以上的情况(满足噪音过大条件的情况)下,基于在考虑燃耗的同时不满足噪音过大条件的运转点P2,控制GT60-1。如图7的中图所示那样,GT60-1以运转点P2进行了运转的情况下的燃耗(搜索后的燃耗)是以GT60-1以运转点P1进行了运转的情况下的燃耗(基准燃耗)为基准的规定范围内的燃耗。如图7所示那样,搜索后的燃耗相对于基准燃耗的恶化程度为X%以内。如图7的中图所示那样,搜索后的燃耗为燃耗基准的范围内。
如图7的下图所示那样,GT60-1的输出从输出OP1降低到输出OP2。以尽量抑制输出的降低的方式决定GT60-1的运转点。在该情况下,发动机控制部120为了填补所降低了的量(OP1-OP2),使GT60-2的输出增加。降低了的量的输出由GT60-2(别的GT)的输出填补。
图8是用于说明GT60-2填补输出的处理的流程的图。例如,在GT60-1及GT60-2以50[kW]输出着的状态下,满足GT60-1的噪音过大条件。在该情况下,第一发动机控制部122将用于将GT60-1的输出控制为40[kW]的控制指令向GT60-1发送。GT60-1基于控制指令使输出降低。第二发动机控制部124向GT60-2发送用于将GT60-2的输出控制为60[kW]的控制指令。GT60-2基于控制指令使输出增加。
如上所述那样,发动机控制部120在使GT60-1的输出降低的情况下,利用GT60-2来填补输出。由此,在考虑燃耗的同时抑制噪音,并维持GT60的输出。在GT60-1使输出增加而抑制噪音的情况下,控制为抑制GT60-2的输出。
在此,关于来自GT60的噪音的抑制进行说明。例如,关于使推力产生的飞行器用发动机的噪音进行考虑。有时由于飞行器的左右两发动机的转速不同而来自风扇的噪音变得刺耳。为了降低这样的噪音,考虑导入使转速一致这样的发动机控制。存在如下情形:飞行器用发动机使推力产生、且即便在满足噪音过大条件的情况下也难以使发动机转速变化,不能进行发动机运转点的大幅的变更。
本实施方式的飞行体1将GT60作为发电用途而使用,能够使GT60的运转点灵活变化。本实施方式的飞行体1在满足噪音过大条件的情况下,参照第一映射132及第二映射134,以燃耗恶化少、且噪音下降的运转点控制GT60。由此,能够在考虑燃耗的同时抑制噪音。本实施方式中的噪音可以是飞行体1的外部的人感觉到的声音,也可以是飞行体1的内部的人感觉到的声音。
根据以上说明的实施方式,飞行器用控制系统在推定为满足噪音过大条件的情况下,变更GT60的转速和转矩的大小中的一方或双方,以便与满足噪音过大条件前相比降低噪音,由此能够更恰当地抑制噪音。例如,可期待飞行体1的周边的人、内部的人的舒适性提高。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式,但本发明丝毫不被这样的实施方式限定,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。
Claims (10)
1.一种飞行器用控制系统,其中,
所述飞行器用控制系统具备:
多个发动机,它们安装于飞行器的机体;
多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;
电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;
旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动;以及
控制部,其基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件,
所述控制部在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
2.根据权利要求1所述的飞行器用控制系统,其中,
在满足了所述噪音过大条件的情况下,所述控制部基于所述发动机的转速和所述转矩的大小与所述发动机的噪音的大小之间的关系,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方以使所述发动机的噪音的大小落入噪音基准以内。
3.根据权利要求2所述的飞行器用控制系统,其中,
所述控制部还基于所述发动机的转速和所述转矩的大小与所述发动机的燃耗之间的关系,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方以使所述燃耗落入燃耗基准以内。
4.根据权利要求3所述的飞行器用控制系统,其中,
所述控制部参照表示与所述发动机的转速和所述转矩的大小相应的燃耗的分布的第一运转映射、以及表示与发动机的转速和转矩的大小相应的噪音的分布的第二运转映射,来控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方。
5.根据权利要求3所述的飞行器用控制系统,其中,
所述控制部在以作为所述燃耗最优的所述发动机的转速与所述转矩的大小的组合的运转线来控制所述发动机、且未推定为满足所述噪音过大条件的情况下,以所述运转线来控制所述发动机,
所述控制部在以所述运转线来控制所述发动机、且推定为满足所述噪音过大条件的情况下,以作为所述燃耗脱离了所述运转线的所述发动机的转速与所述转矩的大小的组合的运转点来控制所述发动机。
6.根据权利要求5所述的飞行器用控制系统,其中,
所述运转点是所述发动机的噪音的大小落入噪音基准以内、所述燃耗落入燃耗基准以内、且基于所述运转点进行了控制的所述发动机的第一输出满足输出基准的点,
所述输出基准是指,所述第一输出落入相对于基于所述运转线进行了控制的所述发动机的输出而预先设定的范围。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的飞行器用控制系统,其中,
所述控制部在为了降低所述噪音而控制所述发动机的转速和所述转矩的大小中的一方或双方、且控制之后的输出比所述控制之前的输出减小规定程度以上的情况下,为了弥补与减小程度相应的量的输出而使别的发动机的输出增加。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的飞行器用控制系统,其中,
所述飞行器用控制系统还具备蓄电池,该蓄电池积蓄由所述发电机发出的电力,
所述电动机使用从所述蓄电池输出的电力来驱动。
9.一种飞行器用控制方法,其中,
飞行器具备:
多个发动机,它们安装于飞行器的机体;
多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;
电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;以及
旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动,
所述飞行器用控制方法使所述飞行器的控制装置进行如下处理:
基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件;
在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
10.一种存储介质,其存储有飞行器用程序,其中,
飞行器具备:
多个发动机,它们安装于飞行器的机体;
多个发电机,它们连接于所述多个发动机的发动机轴;
电动机,其通过从所述多个发电机供给的电力来驱动;以及
旋翼,其通过从所述电动机输出的驱动力来驱动,
所述飞行器用程序使所述飞行器的控制装置进行如下处理:
基于用于推定所述发动机的噪音的信息来推定是否满足噪音过大条件;
在推定为满足所述噪音过大条件的情况下,变更所述发动机的转速和转矩的大小中的一方或双方,以与满足所述噪音过大条件之前相比降低噪音。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022010660A JP2023109249A (ja) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 航空機用制御システム、航空機用制御方法、および航空機用制御プログラム |
JP2022-010660 | 2022-01-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116498445A true CN116498445A (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=87313462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310072442.6A Pending CN116498445A (zh) | 2022-01-27 | 2023-01-17 | 飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230234717A1 (zh) |
JP (1) | JP2023109249A (zh) |
CN (1) | CN116498445A (zh) |
-
2022
- 2022-01-27 JP JP2022010660A patent/JP2023109249A/ja active Pending
-
2023
- 2023-01-17 CN CN202310072442.6A patent/CN116498445A/zh active Pending
- 2023-01-24 US US18/100,578 patent/US20230234717A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023109249A (ja) | 2023-08-08 |
US20230234717A1 (en) | 2023-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101615486B1 (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
Bayrak et al. | Investigation of PEMFC performance for cruising hybrid powered fixed-wing electric UAV in different temperatures | |
KR101667330B1 (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
CN111137460B (zh) | 混合动力飞行器 | |
KR101638964B1 (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
US20220289395A1 (en) | Propulsion system for aircraft and method of manufacturing aircraft | |
US11465518B2 (en) | Charging scheme for electric propulsion systems | |
KR20170010295A (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
US20230202664A1 (en) | Flying object control device | |
US11745889B2 (en) | Aircraft propulsion system | |
Justin et al. | Reliability and safety assessment of urban air mobility concept vehicles | |
EP4019406B1 (en) | Multicopter with propulsion system | |
JP7542461B2 (ja) | 航空機用推進システム | |
CN116498445A (zh) | 飞行器用控制系统、飞行器用控制方法及存储介质 | |
JP7355726B2 (ja) | 航空機用推進システム | |
JP2022137750A (ja) | 航空機用推進システム、および航空機の製造方法 | |
EP4019405B1 (en) | Gas turbine system | |
CN114655449B (zh) | 飞行器用推进系统 | |
Fomaro et al. | An Aircraft Hybrid Electric Propulsion Model Experimentally Validated | |
US20230278713A1 (en) | Power unit control system, power unit control method, and power unit control program | |
US20220194577A1 (en) | Aircraft propulsion system | |
Zhai et al. | A Fuzzy-Adaptive ECMS Based Energy Management Strategy for Series Hybrid Electric Aircraft | |
US20230249839A1 (en) | Control device for flight vehicle | |
JP7570313B2 (ja) | 飛行体の制御装置 | |
US12091180B2 (en) | Device and method for operating a hybrid-electric propulsion system by control of equipment dynamics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |