CN116902210B - 一种飞机机载系统的供能方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞机机载系统的供能方法及装置，当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段；在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为机载系统提供机械轴功，带动主发电机为机载系统提供电能，带动主液压泵为机载系统提供液压能。与现有技术相比，本申请的方案中，飞机从返航阶段到渐进降落阶段，涡轮基组合循环发动机从冲压状态切换至涡轮状态，使得涡轮基组合循环发动机处于涡轮状态时能够为机载系统提供机械轴功，实现了对飞机的机载系统进行持续稳定的供能。

Description

一种飞机机载系统的供能方法及装置

技术领域

本申请涉及航空机电技术领域，具体而言，涉及一种飞机机载系统的供能方法及装置。

背景技术

在目前已经服役的飞机中，绝大部分飞机的能源全部来自发动机，通过发动机中的燃烧过程，提取航空燃油中的化学能，大部分用于飞机的推进，少部分用于机载系统。其中，用于推进的能量通常以气压能的形式存在，如喷气式飞机，在维持飞机速度的同时，维持飞机的升力，从而保证飞机的稳定飞行；而用于机载系统的能量则包括气压能、电能、液压能等多种能量形式。

在高速飞机大部分飞行时间里，其供能原理也是如此。在低速阶段，涡轮基组合循环发动机处于涡轮发动机状态，与常规飞机工作原理一致，在高速阶段，涡轮基组合循环发动机处于冲压发动机状态，无法直接提供机械轴功，此时涡轮基组合循环发动机一方面提供推进能量，另一方面通过从发动机进气道引气带动冲压涡轮从而为机载系统提供机械功。尽管实现方式略有差异，但本质上，依然是涡轮基组合循环发动机提取航空燃油中的化学能，为飞机同时提供用于推进的能量和用于机载设备的能量。

然而当飞机完成任务，返航进入安全领域后，涡轮基组合循环发动机处于冲压状态，为飞机的机载系统提供能量，但随着高度和速度的下降，发动机进气道的冲压空气将逐渐无法带动冲压涡轮，无法向机载系统提供机械轴功，机载系统将面临供能中断，一旦机载系统供能中断，飞机将失去自我状态感知能力、与地面失去联络，甚至失去飞行姿态调节能力，这是无法接受的。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种飞机机载系统的供能方法及装置，用以克服现有技术中飞机的涡轮基组合循环发动机处于冲压状态时无法为机载系统提供机械轴功导致供能不稳定的问题。

本申请实施例第一方面公开了一种飞机机载系统的供能方法，所述飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压液压泵、冲压发电机、主发电机和主液压泵，所述方法包括：

当所述飞机处于返航阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定所述飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段；其中，在所述返航阶段，所述冲压涡轮开启并带动所述冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于冲压状态；

在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，所述涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为所述机载系统提供机械轴功，带动所述主发电机为所述机载系统提供电能，带动所述主液压泵为所述机载系统提供液压能。

本申请实施例第二方面公开了一种飞机机载系统的供能装置，所述飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压液压泵、冲压发电机、主发电机和主液压泵，所述装置包括：

第一切换模块，用于当所述飞机处于返航阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定所述飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段；其中，在所述返航阶段，所述冲压涡轮开启并带动冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于冲压状态；

第二切换模块，用于在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，所述涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为所述机载系统提供机械轴功，带动所述主发电机为所述机载系统提供电能，带动主液压泵为所述机载系统提供液压能。

本申请实施例提供的一种飞机机载系统的供能方法及装置中，当所述飞机处于返航阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定所述飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段；在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，所述涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为所述机载系统提供机械轴功，带动所述主发电机为所述机载系统提供电能，带动所述主液压泵为所述机载系统提供液压能。与现有技术相比，本实施例的方案中，飞机从返航阶段到渐进降落阶段，涡轮基组合循环发动机从冲压状态切换至涡轮状态，使得涡轮基组合循环发动机处于涡轮状态时能够为机载系统提供机械轴功，实现了对飞机的机载系统进行持续稳定的供能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图不仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实例一公开的一种飞机机载系统的供能方法的流程示意图；

图2是本申请实例二公开的一种飞机机载系统的供能方法的流程示意图；

图3是本申请实例三公开的一种飞机机载系统的供能装置的结构示意框图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实例一

本实施例中，飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压液压泵、冲压发电机、主发电机、主液压泵。

如图1所示，图1为本申请实例一公开的一种飞机机载系统的供能方法的示意性流程图，该方法包括：

步骤S101，当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段。

本实施例中，在返航阶段，冲压涡轮开启并带动冲压发电机为机载系统提供电能以及带动冲压液压泵为机载系统提供液压能，涡轮基组合循环发动机处于冲压状态。

其中，冲压涡轮由涡轮基组合循环发动机进气道的空气驱动，用于向冲压发电机和冲压液压泵提供机械能。

本实施例中，第一高度阈值和第一速度阈值的取值不限，可根据实际应用需求进行合理选择，例如，可根据飞机通过涡轮基组合循环发动机降落所需的时间和距离设定。

可选地，由于设定的第一速度阈值和第一高度阈值的数值越小，飞机的涡轮基组合循环发动机的开启时间和工作时间越短，从而节省更多的燃油，因此为了节省燃油，可优选根据飞机通过涡轮基组合循环发动机降落所需时间和距离设定较小的第一高度阈值和第一速度阈值。

本实施例中，当飞机的实时飞行高度小于第一高度阈值且飞机的实时飞行速度小于第一速度阈值时，飞机从返航阶段切换至渐进降落阶段；当飞机的实时飞行高度大于或者等于第一高度阈值且飞机的实时飞行速度大于或者等于第一速度阈值时，飞机可以继续处于返航阶段或者进入其他预设阶段。

可选地，为了更进一步地使得飞机在返航阶段能够有效地降低燃油的消耗量，可以关闭飞机的一些电负载和一些液压负载。具体而言，在执行步骤S101之前还包括下述步骤S100：

步骤S100，判断飞机是否完成所有既定任务，以确定飞机是否进入返航阶段。

其中，当飞机完成所有既定任务时，飞机进入返航阶段；当飞机没有完成所有既定任务时，飞机可以继续处于巡航阶段。在巡航阶段，冲压发电机为机载系统提供电能，冲压液压泵为机载系统提供液压能，飞机继续执行既定任务。

其中，机载系统包括影响飞机飞行安全的电负载、影响飞机飞行安全的液压负载、不影响飞机飞行安全的电负载、不影响飞机飞行安全的液压负载。

其中，在返航阶段，飞机减速的同时，为了节约能耗，可关闭不影响飞机飞行安全的电负载和不影响飞机飞行安全的液压负载。

影响飞机飞行安全的电负载包括在飞机飞行过程中处于随时可用状态的负载，例如，可以为用于实现导航功能的设备、用于实现显示功能的设备、用于实现监控功能的设备、用于实现通讯功能的设备。

影响飞机飞行安全的液压负载包括在飞机飞行过程中处于随时可用状态的负载，例如，可以包括用于实现飞行控制的设备、用于实现起落架收放功能的设备。

不影响飞机飞行安全的电负载包括在飞机飞行过程中可以暂时关闭的负载，例如，可以为娱乐设备、任务设备。

不影响飞机飞行安全的液压负载包括在飞机飞行过程中可以暂时关闭的负载，例如，可以为用于实现舱门作动的设备。

步骤S102，在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为机载系统提供机械轴功，带动主发电机为机载系统提供电能，带动主液压泵为机载系统提供液压能。

本实施例中，为了使得飞机的降落过程更安全，并且对飞机跑道要求较低，在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机重启，并工作于涡轮状态，为机载系统提供机械轴功，并带动主发电机和主液压泵，由主发电机为机载系统提供电能，主液压泵为机载系统提供液压能。

本实施例中，预设燃油阈值的取值大小不限，可根据实际应用需求进行合理选择。

可选地，为了节省燃油，当飞机的剩余燃油量不足时，可以充分的利用储能设备为机载系统提供能量。具体而言，飞机还包括储能设备、电动液压泵；本实施例还包括步骤S103，在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量小于或者等于预设燃油阈值时，由储能设备为机载系统提供电能，电动液压泵为机载系统提供液压能。

本申请实施例提供的一种飞机机载系统的供能方法中，当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段；在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为机载系统提供机械轴功，带动主发电机为机载系统提供电能，带动主液压泵为机载系统提供液压能。与现有技术相比，本实施例的方案中，飞机从返航阶段切换至渐进降落阶段，涡轮基组合循环发动机从冲压状态切换至涡轮状态，使得涡轮基组合循环发动机处于涡轮状态时能够为机载系统提供机械轴功，实现了对飞机的机载系统进行持续稳定的供能。

实例二

如图2所示，图2为本申请实例二公开的一种飞机机载系统的供能方法的示意性流程图，本实施例中，飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压发电机、冲压液压泵、主发电机、主液压泵、储能设备、电动液压泵。该方法包括：

步骤S201，当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第二高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第二速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至无动力阶段。

本实施例中，在无动力阶段，冲压涡轮开启并带动冲压发电机为机载系统提供电能以及带动冲压液压泵为机载系统提供液压能，涡轮基组合循环发动机处于关闭状态。

本实施例中，第二高度阈值和第二速度阈值的取值不限，可根据实际应用需求进行合理选择，例如，可根据冲压涡轮可适应工作范围设定。

可选地，由于设定的第二速度阈值和第二高度阈值的数值越大，飞机能够越早的进入无动力阶段，从而节省更多的燃油，然而，当第二速度阈值和第二高度阈值过大，飞机过早进入无动力阶段，将导致飞机在远离机场的位置提前耗尽自身动能，不得不提前开启涡轮基组合循环发动机提供动力，将带来更大的油耗，如果飞机剩余燃油量不足甚至可能威胁飞机安全，因此为了节省燃油，并且避免飞机剩余燃油量不足威胁飞机安全的情况，可优选，第二速度阈值和第二高度阈值均根据冲压涡轮可适应工作范围的上限设定。

本实施例中，当飞机的实时飞行高度小于第二高度阈值且飞机的实时飞行速度小于第二速度阈值时，飞机从返航阶段切换至无动力阶段；当飞机的实时飞行高度大于或者等于第二高度阈值且飞机的实时飞行速度大于或者等于第二速度阈值时，则表明飞机尚不满足进入无动力阶段的条件，可依旧处于返航阶段。在返航阶段，飞机的涡轮基组合循环发动机继续工作并处于冲压状态，飞机继续减速并下降。

步骤S202，当飞机处于无动力阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第三高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第三速度阈值，以确定飞机是否从无动力阶段切换至无轴功阶段。

本实施例中，在无轴功阶段，涡轮基组合循环发动机和冲压涡轮均处于关闭状态，储能设备为机载系统提供电能，电动液压泵为机载系统提供液压能。

本实施例中，在满足第三高度阈值小于第二高度阈值，第三速度阈值小于第二速度阈值的条件下，第三高度阈值和第三速度阈值的取值不限，可根据实际应用需求进行合理选择，例如，可根据冲压涡轮可适应工作范围设定。

可选地，由于设定的第三速度阈值和第三高度阈值的数值越大，飞机在无动力阶段的时间越长，从而更充分地利用自身动能，节省更多的燃油，因此，为了节省燃油，可优选，第三速度阈值和第三高度阈值均是根据冲压涡轮可适应工作范围的上限设定。

本实施例中，当飞机的实时飞行高度小于第三高度阈值且飞机的实时飞行速度小于第三速度阈值时，飞机从无动力阶段切换至无轴功阶段；当飞机的实时飞行高度大于或者等于第三高度阈值且飞机的实时飞行速度大于或者等于第三速度阈值时，则表明飞机尚不满足进入无轴功阶段的条件，可依旧处于无动力阶段。

可选地，冲压涡轮的输出功率上限会随着飞行高度和飞行速度的下降而下降，为了使得冲压涡轮的输出功率向机载系统供电时，能够保证影响飞机飞行安全的电负载和影响飞机飞行安全的液压负载能够正常工作，使得飞机始终处于安全状态，冲压涡轮的输出功率要小于临界阈值。具体而言，在飞机处于无动力阶段，冲压涡轮的输出功率小于临界阈值，临界阈值由下式确定：

；

其中，为临界阈值，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为冲压发电机效率，/>为无动力阶段液压功率系数，/>为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为冲压液压泵效率。

可选地，在保证储能设备满足影响飞机飞行安全的电负载和影响飞机飞行安全的液压负载正常工作的同时，能够为涡轮基组合循环发动机的重启提供足够的功率，要提前设定好满足要求的储能设备的额定输出功率。具体而言，储能设备为机载系统提供电能时，储能设备的额定输出功率由下式确定：

；

其中，为储能设备的额定输出功率，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，为涡轮基组合循环发动机重新启动时需要的电功率，/>为无动力阶段液压功率系数，为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为电动液压泵效率。

可选地，为了使得储能设备的容量可以保证向机载系统持续稳定的提供电能，储能设备的额定容量要满足预设值，具体而言，储能设备为机载系统提供电能时，储能设备的额定容量由下式确定：

；

其中，为储能设备的额定容量，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为涡轮基组合循环发动机重新启动所需的时间，/>为储能设备为机载系统提供电能时飞机完成降落所需能量。

步骤S203，当飞机处于无轴功阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从无轴功阶段切换至渐进降落阶段。

本实施例中，第一高度阈值和第一速度阈值的具体取值大小不限，但是需要使得第一高度阈值小于第三高度阈值，第一速度阈值小于第三速度阈值。

本实施例中，当飞机的实时飞行高度小于第一高度阈值且飞机的实时飞行速度小于第一速度阈值时，飞机从无轴功阶段切换至渐进降落阶段；当飞机的实时飞行速度大于或者等于第一高度阈值且飞机的实时飞行速度大于或者等于第一速度阈值时，则表明飞机尚不满足进入渐进降落阶段的条件，可依旧处于无轴功阶段。在无轴功阶段，飞机继续减速并下降。

步骤S204，在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为机载系统提供机械轴功，带动主发电机为机载系统提供电能，带动主液压泵为机载系统提供液压能。

本实施例中，步骤S204与前述实例一中的步骤S102中的内容基本相同或相似，在此不再赘述。

由以上本申请实施例可见，本申请实施例根据飞机的实时飞行高度和高度阈值，以及根据飞行的实时飞行速度和速度阈值获得飞行所处的不同阶段，根据不同阶段采用不同的能量源来为飞机的机载系统提供电能和液压能，在符合相关国家标准规定、满足用能设备需求的前提下，实现以较小的燃油消耗量对飞机的机载系统进行持续、稳定供能。更进一步地，影响飞机飞行安全的电负载可以由主发电机提供电能，也可以由冲压发电机提供电能，还可以由储能设备提供电能；影响飞机飞行安全的液压负载可以由主液压泵提供液压能，也可以由冲压液压泵提供液压能，还可以由电动液压泵提供液压能；不影响飞机飞行安全的电负载可以由主发电机提供电能，也可以由冲压发电机提供电能；不影响飞机飞行安全的液压负载也可由主液压泵提供液压能，也可以由冲压液压泵提供液压能。这种多源供能方式一方面适应了飞机处于不同阶段时，机载系统能量来源不同的特点，另一方面将飞机所处不同阶段的机载系统的能量来源的切换通过电源切换来实现，降低了实现难度。进一步地，在整个架构中，除大功率大容量储能设备外，其他相关设备均可采用成熟的货架产品，有利于降低飞机的整体制造成本。

实例三

本实施例中，飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压液压泵、冲压发电机、主发电机、主液压泵。

如图3所示，图3为本申请实例三公开的一种飞机机载系统的功能装置的结构示意框图，该装置包括：

第一切换模块301，用于当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至渐进降落阶段。

第二切换模块302，用于在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为机载系统提供机械轴功，带动主发电机为机载系统提供电能，带动主液压泵为机载系统提供液压能。

可选地，该装置还包括第三切换模块，用于判断飞机是否完成所有既定任务，以确定飞机是否进入返航阶段。

可选地，飞机还包括储能设备、电动液压泵，第一切换模块301还用于当飞机处于返航阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第二高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第二速度阈值，以确定飞机是否从返航阶段切换至无动力阶段；当飞机处于无动力阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第三高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第三速度阈值，以确定飞机是否从无动力阶段切换至无轴功阶段；当飞机处于无轴功阶段时，判断飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定飞机是否从无轴功阶段切换至渐进降落阶段。

进一步地，第二高度阈值和第二速度阈值均是根据冲压涡轮可适应工作范围的上限设定。

进一步地，第三高度阈值和第三速度阈值均是根据冲压涡轮可适应工作范围的下限设定。

进一步地，在飞机处于无动力阶段，冲压涡轮的输出功率小于临界阈值，临界阈值由下式确定：

；

上式中，为临界阈值，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为冲压发电机效率，/>为无动力阶段液压功率系数，/>为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为冲压液压泵效率。

进一步地，储能设备为机载系统提供电能时，储能设备的额定输出功率由下式确定：

；

上式中，为储能设备的额定输出功率，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为涡轮基组合循环发动机重新启动时需要的电功率，/>为无动力阶段液压功率系数，为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为电动液压泵效率。

进一步地，储能设备为机载系统提供电能时，储能设备的额定容量由下式确定：

；

上式中，为储能设备的额定容量，/>为所允许的无轴功阶段持续时间上限值，/>为涡轮基组合循环发动机重新启动所需的时间，/>为储能设备为机载系统提供电能时飞机完成降落所需能量。

可选地，飞机还包括储能设备、电动液压泵；第二切换模块302还用于在渐进降落阶段，当飞机的剩余燃油量小于或者等于预设燃油阈值时，由储能设备为机载系统提供电能，电动液压泵为机载系统提供液压能。

由以上本发明实施例可见，通过本实施例的一种飞机机载系统的供能装置，可以实现前述多个方法实施例中相应的飞机机载系统的供能方法，并具有相应方法实施例的有益效果，具体有益效果在此不再赘述。

至此，已经对本申请的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。

本申请是参照根据本申请实施例的方法的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法或装置。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种飞机机载系统的供能方法，其特征在于，所述飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压发电机、冲压液压泵、主发电机、主液压泵、储能设备、电动液压泵；所述方法包括：

当所述飞机处于返航阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第二高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第二速度阈值，以确定所述飞机是否从返航阶段切换至无动力阶段；其中，在所述返航阶段，所述冲压涡轮开启并带动冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于冲压状态；在所述无动力阶段，所述冲压涡轮开启并带动所述冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于关闭状态；

当所述飞机处于所述无动力阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第三高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第三速度阈值，以确定所述飞机是否从所述无动力阶段切换至无轴功阶段；其中，所述第三高度阈值小于所述第二高度阈值，所述第三速度阈值小于所述第二速度阈值；在所述无轴功阶段，所述涡轮基组合循环发动机和所述冲压涡轮均处于关闭状态，所述储能设备为所述机载系统提供电能，所述电动液压泵为所述机载系统提供液压能；

当所述飞机处于所述无轴功阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定所述飞机是否从所述无轴功阶段切换至渐进降落阶段；其中，所述第一高度阈值小于所述第三高度阈值，所述第一速度阈值小于所述第三速度阈值；

在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，所述涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为所述机载系统提供机械轴功，带动所述主发电机为所述机载系统提供电能，带动所述主液压泵为所述机载系统提供液压能。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二高度阈值和所述第二速度阈值均是根据所述冲压涡轮可适应工作范围的上限设定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三高度阈值和所述第三速度阈值均是根据所述冲压涡轮可适应工作范围的下限设定。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述飞机处于所述无动力阶段，所述冲压涡轮的输出功率小于临界阈值，所述临界阈值由下式确定：

；

其中，为临界阈值，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为冲压发电机效率，/>为无动力阶段液压功率系数，/>为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为冲压液压泵效率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能设备为所述机载系统提供电能时，所述储能设备的额定输出功率由下式确定：

；

其中，为储能设备的额定输出功率，/>为影响飞机飞行安全的电负载的功率，/>为涡轮基组合循环发动机重新启动时需要的电功率，/>为无动力阶段液压功率系数，/>为影响飞机飞行安全的液压负载的功率，/>为电动液压泵效率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述储能设备为所述机载系统提供电能时，所述储能设备的额定容量由下式确定：

；

其中，为储能设备的额定容量，/>为所允许的无轴功阶段持续时间上限值，/>为涡轮基组合循环发动机重新启动所需的时间，/>为储能设备为机载系统提供电能时飞机完成降落所需能量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞机还包括储能设备、电动液压泵；所述方法还包括：

在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量小于或者等于所述预设燃油阈值时，由所述储能设备为所述机载系统提供电能，所述电动液压泵为所述机载系统提供液压能。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述飞机是否完成所有既定任务，以确定所述飞机是否进入返航阶段；其中，在所述返航阶段，所述飞机减速，并关闭不影响飞机飞行安全的电负载和不影响飞机飞行安全的液压负载。

9.一种飞机机载系统的供能装置，其特征在于，所述飞机包括涡轮基组合循环发动机、机载系统、冲压涡轮、冲压发电机、冲压液压泵、主发电机、主液压泵、储能设备、电动液压泵，所述装置包括：

第一切换模块，用于当所述飞机处于返航阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第二高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第二速度阈值，以确定所述飞机是否从返航阶段切换至无动力阶段；当所述飞机处于所述无动力阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第三高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第三速度阈值，以确定所述飞机是否从所述无动力阶段切换至无轴功阶段；当所述飞机处于所述无轴功阶段时，判断所述飞机的实时飞行高度是否小于第一高度阈值以及所述飞机的实时飞行速度是否小于第一速度阈值，以确定所述飞机是否从所述无轴功阶段切换至渐进降落阶段；其中，在所述返航阶段，所述冲压涡轮开启并带动冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于冲压状态；在所述无动力阶段，所述冲压涡轮开启并带动所述冲压发电机为所述机载系统提供电能以及带动所述冲压液压泵为所述机载系统提供液压能，所述涡轮基组合循环发动机处于关闭状态；所述第三高度阈值小于所述第二高度阈值，所述第三速度阈值小于所述第二速度阈值；在所述无轴功阶段，所述涡轮基组合循环发动机和所述冲压涡轮均处于关闭状态，所述储能设备为所述机载系统提供电能，所述电动液压泵为所述机载系统提供液压能；所述第一高度阈值小于所述第三高度阈值，所述第一速度阈值小于所述第三速度阈值；

第二切换模块，用于在所述渐进降落阶段，当所述飞机的剩余燃油量大于预设燃油阈值时，所述涡轮基组合循环发动机进入涡轮状态并为所述机载系统提供机械轴功，带动所述主发电机为所述机载系统提供电能，带动主液压泵为所述机载系统提供液压能。