JP2008528372A - パワー状態インジケータ - Google Patents
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Abstract
【課題】パワー状態インジケータ
【解決手段】回転翼航空機においてパワー情報を提供するように構成されているパワー状態インジケータが提示される。パワー状態インジケータは、複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出するように構成されている、検出ユニットであって、複数の制御パラメータのそれぞれは所定の動作限界を含む、検出ユニットと、(a)現在値および(b)複数の制御パラメータのそれぞれの所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化するように構成されている算出ユニットと、第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを、共通パワースケール上に動的に表示するように構成されている表示ユニットとを含む。第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動され、かつ第2の可動インジケータは、複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動される。
【選択図】 図1
【解決手段】回転翼航空機においてパワー情報を提供するように構成されているパワー状態インジケータが提示される。パワー状態インジケータは、複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出するように構成されている、検出ユニットであって、複数の制御パラメータのそれぞれは所定の動作限界を含む、検出ユニットと、(a)現在値および(b)複数の制御パラメータのそれぞれの所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化するように構成されている算出ユニットと、第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを、共通パワースケール上に動的に表示するように構成されている表示ユニットとを含む。第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動され、かつ第2の可動インジケータは、複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動される。
【選択図】 図1
Description
本出願は、2005年1月28日に出願された米国特許仮出願第60/647,384号、および2006年1月25日に出願された米国特許出願、発明の名称「パワー状態インジケータ」(弁理士整理番号第017058−0311797号、この出願番号は、まだ割り当てられていない)の利益を主張し、これらのうちそれぞれが、全体が参照として本明細書に組み込まれる。
本発明は航空機のパワー状態インジケータに関する。
ますます多くの情報が利用可能になるにつれ、飛行計装が改良され続けている。地形高度データ、マッピングデータ、衝突防止、および天気情報が、現在日常的に、飛行の間、パイロットに提供されるデータの例である。しかし、より多くの情報が利用可能になるにつれて、情報過多が増大してきた。したがって、情報の表示を、情報が関連する時だけに限定することが望ましい。このため、今度は、情報表示が直観的なものである必要性が高まった。これは、「一時的」に提供される情報では、熟知することを通して持続的に訓練することができないからである。
これらの改良の全てが航空計器体制において起こってきたが、パワーマネジメントは、比較的変化がないままに留まっている。これは、固定翼の環境においては理解できるものである。これは、極端に割り切って見た場合、パワーは、最終的には高度または対気速度においてしか効果を示さない、単なる要素にすぎないからである。
しかし、回転翼航空機にとっては、パワー指示は、重要性において飛行計装に類似するものである。回転翼航空機においてパワーを理解することは、適切に性能を管理し、パワー状況の認識を維持し、かつ構成部品の寿命を長くするために重要である。統計によると、「内部での状態認識の低下」および「リアルタイムの航空機性能超過」が、致命的なヘリコプタ事故の最大原因に未だに含まれる。「パワー損失報告」というのもまた、致命的なヘリコプタ事故の最大原因の1つであり、これらのうちの多くが実証されていないものの、おそらくパイロットは、パワー状態が動作または飛行許可の限界にどれくらい近いのかを真に理解していなかったことを示唆している。
ある実施形態において、回転翼航空機においてパワー情報を提供するように構成されているパワー状態インジケータであって、この回転翼航空機は、エンジンを含み、このパワー状態インジケータは、複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出するように構成された検出ユニットであって、複数の制御パラメータのそれぞれは所定の動作限界を含む検出ユニットと、算出ユニットであって、(a)現在値および(b)複数の制御パラメータのそれぞれの所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化するように構成された算出ユニットと、第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを共通パワースケール上に動的に表示するように構成された表示ユニットであって、第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されており、かつ第2の可動インジケータは、複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動される、表示ユニットと、を含む、パワー状態インジケータが提供される。
別の実施形態においては、回転翼航空機においてパワー情報を提供する方法であって、この回転翼航空機は、エンジンを含み、この方法は、複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出し、複数の制御パラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含むことと、(a)現在値および(b)複数の制御パラメータのそれぞれの所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化することと、第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを共通パワースケール上に動的に表示し、第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されており、かつ第2の可動インジケータは、複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されることと、を含む、方法が提供される。
本発明の実施形態において、エンジンを含む回転翼航空機においてパワー情報を提供するための機械実行可能な命令によってコード化された機械可読媒体が、方法であって、複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出し、複数の制御パラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含むことと、(a)現在値および(b)複数の制御パラメータのそれぞれの所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化することと、第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを共通パワースケール上に動的に表示し、第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されており、かつ第2の可動インジケータは、複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されることと、を含む方法に従って、提供される。
本発明の以下の実施形態において、パワー状態インジケータ(PSI)は、少なくとも1つのロータを駆動するための少なくとも1つのタービンエンジンを有する、回転翼航空機(例えば、ヘリコプタ)に関連して記述される。しかし、PSIは、他のタイプの航空機において使用され得ることが、理解されよう。
本発明の実施形態におけるパワー状態インジケータ(PSI)は、飛行条件に応じたパワー指示を提供するように構成される。双発回転翼航空機のための飛行条件の例は、全エンジン作動飛行モード(AEO)、1エンジン不作動飛行モード(OEI)、非調速モード(飛行前、試運転および停止を含む)、および自転を含む。単発回転翼航空機のための飛行条件の例は、エンジン作動飛行モード、非調速モード(飛行前、試運転および停止を含む)、および自転を含む。
本発明の実施形態において、PSIは、例えば、(a)ロータおよびパワータービン(RPM)情報、(b)エンジンおよびマストトルク(それぞれQEおよびQM)、および(c)測定ガスタービン温度およびガスタービン速度(それぞれMGTおよびNG)を提供するために使用される、従来の計器に置き換わるように構成かつ配置される。
RPM情報が、エンジンのパワータービン速度(従来、NpまたはN2と呼ばれる)およびメインロータ速度(Nr)によって提供される。飛行中に、エンジンを作動させた状態で、これらの速度は、所定のRPMまたはRPMのある範囲に一般に調速される。RPMのための指示システムの主な目的は、エンジンパワーを正しく印加することによって、ロータ速度およびパワータービン速度が確実に調整速度に維持されるようにすることである。エンジントルクQE、測定ガスタービン温度MGT、ガスタービン速度NGおよび選択的にマストトルクQMが、全て、ヘリコプタのロータシステムに伝達され得るエンジンパワーの量の制限に関するパラメータである。パワーパラメータ(QE、MGT、NGおよびQM)のそれぞれは、一般に最大値および1つ以上の時限レンジに制限されている。これらの例には、(一般に離陸のための)5分レンジ、30分レンジ、2分レンジ、および(一般にOEI動作のための)30秒レンジが、含まれる。あるパラメータがこれらの時限レンジのいずれにも入らずに達成してよい最大値は、「最大連続出力」またはMCP限界と呼ばれる。
PSIについては、本発明の実施形態によると、算出パラメータトルクQは、エンジントルクQEおよびマストトルクQMと置き換わる。エンジントルクQEは、エンジンシャフトからくる測定される力である。マストトルクQMは、メインロータを駆動している伝導軸において測定される力である。多くの双発ヘリコプタにおいて、マストトルクは、測定されず、かつ、限界は全てエンジントルクで表わされる。これらの場合、パラメータQは、QEに等しい。マストトルクが測定される場合、マストトルクは、エンジントルクの和に密接に関係する。積算エンジントルクとマストトルクとの間の差は、例えば、テールロータ、油圧ポンプ、および他の伝導−駆動付属品へ供給される力に相当する。この差も、伝導損失に含まれる。この場合、あるアルゴリズムが、マストトルクと積算エンジントルクとの間の差に適用される。マストトルクが制限パラメータである場合、(これは、全エンジンが作動する双発回転翼航空機に一般に当てはまることであるが)この差は、エンジントルク値の間で比例的に分割され、かつ補正値として適用される。PSIによって使用される結果として得られるQ値は、測定されたQEより僅かに小さいため、このQ値は、マストトルク限界に等しいコントリビューション(contribution)ポイントでQのパラメータ限界に達する。
図1は、本発明の実施形態による、双発回転翼航空機のPSI100を示す。PSI100は、様々なパラメータを感知するように構成されている複数のセンサ105a〜fと、複数のセンサ105a〜fによって提供されるデータを処理するように構成されている算出ユニット110と、表示ユニット115と、を含む。ある実施において、複数のセンサ105a〜fによって感知される様々なパラメータは、先に言及した様々なパラメータ(すなわちNp、Nr、QE、QM、MGTおよびNG)を含む。表示ユニット115は、スクリーン120を含み、かつ、算出ユニット110によって処理されたデータを、ヘリコプタの飛行モード/条件に基づく特定の様式で表示するように構成されている。
ここで図2を参照すると、この図は、本発明の実施形態による、AEOモード中の表示ユニット115を示す。表示ユニット115は、パワー状態領域205、ロータ状態領域210、およびデジタル読み出し領域215を含む。
図3においてより詳細に示すように、パワー指示領域205は、利用可能なパワーが一目で分かる丸い目盛り盤フォーマットで表された、単一パワーゲージ/インジケータ300を含む。このパワーゲージ300はまた、以下において、共通パワースケールと呼ぶことがある。指針305、310が、各エンジンのために設けられる。図3において、エンジン1は、中実の針であり、かつエンジン2は中空の2重バーの針である。パワーゲージ300は、MGT(測定ガス温度)、NG(ガスタービン速度)、QE(エンジントルク)、およびQM(マストトルク)の複合指示を、これらのパラメータと複数の動作限界との間の関係が単一の指針を介して分かるような様式で提供するように、構成かつ配置されている。
パワーゲージ300の左側に示される1から10までの数は無次元数であり、参照のためだけに設けられている。各針305、310によって示される指示は、MGT、NGおよびQ(トルク)に基づいて導かれた指示である。各パラメータは、最大連続出力(MCP)が「10」で起こり、かつ標準的な日のアイドルが「3」で起こるように、パワーゲージ300すなわち共通パワースケールのスケールに対して正規化される。MCPポイントは、以下、ゲージ300のMCP限界306と呼ぶ。針305、310の位置は、正規化されたパワーゲージ300上で最高の値を有するパラメータによって駆動される−これはMCP限界306に到達しそうな最初のパラメータ(またはMCP限界306を更に超えたパラメータ)である。正規化されたスケールへの変換は、様々なエンジン特性およびパラメータの非線形性が容易に修正され得るように、区分的線形様式で行われる。
具体的には、図4Aを参照すると、パワーゲージ300は、左側にあるそれぞれ18°の10のセグメント(セグメントAからJ)と、右側にあるそれぞれ18°の5つのセグメント(セグメントKからO)とを含む、15の区分的線形部分A〜Oを備える。ある実施形態において、セグメントAからJは、第1のゾーン400を画定する第1の色のついたアークセグメント(例えば緑色)401によって表されてもよく、かつ半径方向の目盛405とセグメントAの最初にある目盛1つによって区切られている。セグメントJの終端は、MCP限界306に相当し、かつ、セグメントCの終端は、アイドルにほぼ相当する。
図4Aにおいて、パワーゲージ300はまた、第2のゾーン411を画定する第2の色のついたアークセグメント410(例えば、黄色)と、第3のゾーン421を画定する第3の色のついたアークセグメント420(例えば、グレー/赤)とを含む。第2のゾーン411は、MCP限界306から、可動目盛すなわちインジケータ415によって表わされる可動第2の限界406まで延在する。可動第2の限界406は、エンジン針を駆動するパラメータと、パラメータ自体の動作限界に最も近いパラメータとの両方によって、駆動される。可動目盛すなわちインジケータ415は、色のついた目盛(例えば、赤色)であってもよい。第3のゾーン421は、可動第2の限界406および目盛415からセグメントOの終端まで延在する。ある実施形態において、指針が第2の限界406を越える場合、アークセグメント420は、グレーから赤へ色を変える。図4Aにおいて、第2のゾーン411は、セグメントKおよびセグメントLの一部をカバーし、かつ第3のゾーン421は、セグメントLの残りの部分からセグメントOの終端までをカバーする。しかし第2の限界406の位置は、飛行条件に依存して、セグメントKから0までのどこにあってもよい。
PSI100の動作中、パラメータQ、MGTおよびNGは、表1および補間式(a)を使用し、算出ユニット110によって、パワーゲージ300における正規化された角度値Qα、MGTαおよびNGαに処理される。表1は、各パラメータNG、MGTおよびQが各セグメントの終端において到達した値を含む。これらの値は、標準的な日の条件で各パラメータがアイドル(セグメントCの終端付近)からMCP(セグメントJの終端)へほぼ等しい角運動を行うように、エンジンの特性に基づいて算出ユニット110によって予め決められている。セグメントは、AEO動作対OEI動作で、異なるスケールになっている。Cより前のセグメントは、エンジンスタートのために滑らかな動作を提供するように設定されており、かつ、Jより後のセグメントは、MCPの移行を通じて等しい針の割合を維持し、かつ時限ゾーンの範囲内で動作するための充分な角度分解能を提供するように設定されている。例えば、ある実施形態において、特定のエンジンでは、公称アイドル値は、NG=66%、Q=12%およびMGT=450℃であり得る。AEO動作のためのMCP定格は、NG=97.2%、Q=50%およびMGT=850℃である。一方、OEI動作のためのMCP定格は、NG=99.8%、Q=59%、およびMGT=925℃である。表1のデータ(P1〜P84)は、AEOおよびOEIモード両方について決定されており、かつ算出ユニット110内に格納されている。
アイドルおよびMCPで生じる所定の値は、使用されるエンジンのタイプに基づくものであり、したがって、本発明の他の実施形態において異なってもよいことが、理解されよう。
各パラメータ(NG、MGTおよびQ)については、度で表した針角度αの値が、適用可能なパラメータの列を使用して決定され、次いで行「X」が表1において決定されるが、このとき、パラメータ値が、行「X」の表の値未満であり、かつ行「(X−1)」の表の値以上になるようにする。αの値は、次いで以下の式(a)によって求められる:
ここで、
P=パラメータ値、
Δ=18、度で表したセグメントの大きさ、
Px=セグメントXの終端におけるパラメータ値のための表の値、
Px−1=前のセグメントの終端におけるパラメータ値のための表の値、
および
αx−1=前のセグメントの終端における角度のための表の値。
P=パラメータ値、
Δ=18、度で表したセグメントの大きさ、
Px=セグメントXの終端におけるパラメータ値のための表の値、
Px−1=前のセグメントの終端におけるパラメータ値のための表の値、
および
αx−1=前のセグメントの終端における角度のための表の値。
各エンジンの針305、310の位置は、正規化されたパワーゲージ300すなわち共通パワースケール上で最高値αを有するパラメータ(すなわち、Qα、MGTαまたはNGα)によって駆動される。
算出ユニット110は、また、各パラメータの現在値と各パラメータ自体の対応する動作限界との間の正規化された差を決定するように構成されている。この正規化された差は、角度位置α’を定義する。値Qα’、MGTα’、およびNGαは、以下の式によって求められる:
ここで、
α=上式で算出したパラメータの正規化角度値
αLMT=パラメータと同じ方法によって処理された場合のパラメータ限界の正規化角度値
αLMTの値は、AEOおよびOEI動作に関して固定されており、したがって、予め決められている。表2は、本発明の実施形態による、AEOおよびOEIモード両方のための所定の動作限界(NG、MGTおよびQ)を示す。
α=上式で算出したパラメータの正規化角度値
αLMT=パラメータと同じ方法によって処理された場合のパラメータ限界の正規化角度値
αLMTの値は、AEOおよびOEI動作に関して固定されており、したがって、予め決められている。表2は、本発明の実施形態による、AEOおよびOEIモード両方のための所定の動作限界(NG、MGTおよびQ)を示す。
図4Aにおいて示される可動第2の限界406は、どちらかのエンジンについてのαの最高値に加算された、対応するパラメータ(NG、MGTまたはQ)(すなわち最小α’値)の現在値に最も近い、動作限界を表している。
AEOモードの動作は、OEIモードの動作と異なることが理解されよう。AEOモードのパワーゲージ300すなわち共通パワースケールの動作を、次に更に詳細に説明する。
先に言及したように、パラメータの全てが算出ユニット110によって一旦正規化されたならば、最高の針角度値を有するパラメータが、針の表示位置を決定するパラメータとなる。駆動パラメータは、図11に示すように、デジタル読み出し領域215において、色のついたボックス1105a、1105bによって指示されてもよい。パワーゲージ300上の駆動パラメータの報知は、新たなパラメータ針角度が、少なくとも所定の値の分、先のパラメータ角度を超えるまで、起こらない可能性がある。ある実施形態において、この所定の値は、3度に相当する。
動作中、第2および第3のゾーン411、421は、可動第2の限界406(角度α’)で表した変化に従って、パワーゲージ300の180°〜270°の範囲内で互いに対して移動可能である。具体的には、ゲージ300の右側の第2のゾーン411の大きさおよび目盛415の位置は、動的であり、かつスケールのアーク上の12時から3時の位置まで動くことができる。可動第2の限界406または目盛415の位置、したがって、第2および第3のゾーン411、421の長さは、表2において定義されるように、正規化スケール上における、最高のエンジン針角度およびパラメータ自体の限界に最も近いパラメータによって、調速される。これが針の位置を調速するのと同じパラメータである場合には、パワーゲージ300は、固定ゲージと同様の働きをする。しかし、さらなるパラメータがパラメータ自体の動作限界に接近し始めると、パワーゲージ300上の可動第2の限界406または目盛415は、この針の方へ動く。このようにして、PSI100は、パラメータに関係なく、パラメータ自体のMCPに最も近いパラメータを示すだけでなく、可動第2の限界406までの利用可能なマージンをも示す。
例えば、図4B〜4Dを参照すると、これらの図は、飛行中の、可動第2の限界406までの利用可能なマージンの変化を示している。以下の説明を単純化するために、1本の針(針310−エンジン2)のみを、図4B〜4Dにおいて表す。図4B〜4Dにおいて、正規化トルクQは、MCP限界306(180°)とこれ自体の動作限界との間に15度のレンジを有し、かつ正規化MGTは、MCP限界306(180°)とこれ自体の動作限界との間に10度のレンジを有する、と考えられる。図4B〜Dにおいて、ヘリコプタは、トルクMCP定格の近くまで上がり、針305、310のうちの1本(針310−エンジン2)が、ほぼ180°の位置になっている。
低高度では、トルクQは、駆動パラメータであり、かつ針310の位置αQおよび可動第2の限界406の位置α’Qを制御する(図4Bを参照)。この場合、可動第2の限界406は、トルクQによって駆動される。針310がほぼ180°に位置するため、α’Qは、実質的に15度に等しい。図4Bは、また、破線により、低高度におけるパワーゲージ300上の、正規化MGTの理論上の位置αMGTおよびα’MGTと、MGTの動作限界407とを示している。
高度が増大するにつれて、MGTは上昇する。MGTがMCP限界306の5アーク度以内である場合、QおよびMGTパラメータは、これら自体の限界から15度離れている。(図4Cを参照)。この場合、α’Q=α’MGTである。しかし、トルクQは、これ自体のMCP限界306にまだ最も近く、したがって、まだ駆動パラメータとして報知されている。しかし、MGTが更に上昇するにつれて、これ自体の動作限界に対するこれ自体のマージンは減少する。トルクQが変化しない場合であっても、MGT自体の動作限界に対するMGTの残りのマージン(すなわちα’MGT)は減少し、これにしたがって、第2限界406または目盛405は、目盛の小さい方へ動き始める。
可動第2の限界406または目盛415は、MCPを10度越えたところに達するまで、滑らかに目盛を下げていき、この地点で、MGTは、パワーゲージ300上のトルク位置を追い越すことになり、かつ制限パラメータとして報知されることになる。(図4Dを参照)。図4Dで分かるように、可動第2の限界406は、MGTによって駆動される。PSI100は、針の位置、限界およびマーキングを完全に滑らかに移行させることが、理解されよう。両方の限界に対するマージンが、常に分かるようになっていることもまた理解されよう。
ある実施形態において、エンジン針がゾーン411の範囲内にあるときは常に、5分離陸タイマーが表示される。タイマー1台が、各エンジンの各パラメータのために維持される(合計6台)。第1に、PSIがOEIモードで動作している場合には、タイマーは非アクティブである。第2に、全てのパラメータ値が閾値MCP値未満にある場合は、1つのパラメータのためのタイマーが、300秒にリセットされるが非アクティブである。第3に、1つのエンジンのためのあるパラメータがこの閾値より上にある場合、このパラメータのためのタイマーは、アクティブであり、所定の分解能、例えば1/4秒、で、ゼロに達するまで実時間で減少していく。ゼロに達すると、直ちにタイマーは終了し、リセットされるまでゼロのままである。最も低い残存値を有するアクティブなタイマーが、PSIパワースケール内に挿入して表示される。
OEIモードのためのパワーゲージ300の動作を、以下に更に詳細に説明する。OEIモードにおいて、故障したエンジンの針およびデジタル読み出しは、グレーで(すなわち、動作中のエンジン針の色とは異なる色で)表示され得る。このような針の位置は、一般に、スケールの非常に低い位置にある。このため、ゲージ300において留意すべき針は1本しかなくなる。動いている針は、残りの、アクティブなエンジンに相当する。
OEIモードでは、ゲージ300は、AEOモードにおけるのと同様の方法で動作する。すなわち、各エンジンのための針305、310の角度位置は、Q、NGおよびMGTの値を先に述べた正規化手順に従って処理することにより、決定される。この正規化手順は、それぞれ、パラメータQ、NG、およびMGTのQα、NGα、およびMGTαの角度位置を決定する。OEIモードにおいて、いかなるパラメータも180°より大きい角度値αを有さない場合、制御パラメータは、最大の角度値を有するパラメータである。しかし、1つ以上のパラメータが180°より大きい角度値α有する場合、制御パラメータは、異なるタイマーに基づいて決定される。
具体的には、本発明の実施形態において、1パラメータにつき3台のタイマー(3つのパラメータで全部で9台のタイマー)が、OEIモードで使用され得る:すなわち、時限動作レンジのそれぞれに対応する、30秒OEIタイマー、2分OEIタイマーおよび30分OEIタイマー。各タイマーは、パラメータ値のアクティブレンジによって定義される。調速パラメータがこのレンジの範囲内にある時に、各タイマーがトリガされる。表3は、本発明の実施形態による、各パラメータのための様々なアクティブレンジを示す。タイマーは、優先順位に従って表に示されている。すなわち、30秒タイマーが最高優先順位を有し、30分タイマーが最低の優先順位を有する。
本発明の実施形態において、各タイマーは、過渡時間値「Tran(過渡)」の仕様が可能であり、以下の規則に従って動作する。第1に、リセットされると、タイマーはタイマー自体の完全値にセットされ、かつ非アクティブである。第2に、タイマーがアクティブである場合、時間は、所定の分解能(例えば、少なくとも1/4秒)でゼロに達するまで実時間で減少していく。ゼロに達すると、直ちに各タイマーは終了し、リセットされるまでゼロに固定される。
ある実施形態において、タイマーは、タイマーの表の値および以下の論理に従って、起動されかつリセットされる。第1に、パラメータ値が「From(始)」値以下である、または複数秒間「Peak(ピーク)」値より上にある時はいつでも、タイマーはリセットされる。第2に、タイマーは、パラメータ値が、「From」値より上であり、かつ(a)過渡時間「Tran」値がゼロである場合には「Peak」値、または(b)次の優先順位のタイマー(30秒が最高)の「From」値、のうちのどちらかより低い時はいつでも、アクティブになる。過渡時間「Tran」値がゼロでない場合、次いで、最低の優先順位のタイマーがリセットされ、かつ非アクティブにセットされ、次により高い優先順位のタイマーが、アクティブになりかつ、過渡時間「Tran」領域において秒数を数える。
ある実施形態において、各パラメータのための2分OEIレンジおよび30秒OEIレンジに対するマージンを詳細に描写するために、パワーゲージ300において更なる半径方向の目盛が、使用され得る。図5は、短い可動目盛501によって表される第3の限界500と、長い可動目盛506によって表される第4の限界505とを含む、ある実施形態に従ったOEIフォーマットにおける、パワーゲージ300を示す。第3の限界500は30分のOEI限界を表し、かつ、第4の限界505は2分のOEI限界を表す。第3の限界500を越えると、タイマーは2分レンジの範囲内にあり、第4の限界505を越えると、タイマーは30秒レンジの範囲内にある。これらの限界および目盛のための角度値は、第2の限界406および限界マーク415の角度値と同様に算出される。これらのそれぞれについては、パラメータ値と限界値との間の正規化された角度差に関して、α’に類似した値が算出される。最小の(または最も負の)正規化された角度差が、エンジン針の位置に加算され、限界位置を位置づける。ある実施形態においては、パワーゲージ300上の第4および第3の限界のための値角度が、各パラメータについて、表3に提供される「From」パラメータ値に基づき、等価の正規化された角度値に処理して算出される。
ある実施形態において、PSI100によって使用される様々なタイマー(OEIタイマーおよび5分離陸タイマー)が、パワー指示領域205内に提示されてもよい。OEIモードにおいて、残存する時間が最低である最高優先順位タイマーは、PSIの制御パラメータを確立した。エンジン針の位置305または310および表示される関連する残存時間を確立するのは、このパラメータである。
本発明の実施形態において、OEIにおけるレンジマーキングに加えて、パワー指示領域205は、また、図5に示すように、ゲージ300の外側にある目盛511によって表わされる可動第5の限界510を含んでもよい。可動第5の限界510および目盛511は、全機能デジタルエンジン制御(FADEC)によって提供される自動制限のための設定を指示する。FADECは、エンジンを制御するために使用される電子システムである。FADECは、(a)燃料供給を制御することによって、特定の速度にエンジンを調速し、かつ(b)エンジンがエンジン自体の最大定格を超えないようにするための自動制限を提供するように、構成される。
例えば、FADECが30秒制限に設定される場合、第5の限界510または目盛511は、30秒ゾーンの終端を画定する短い目盛415の外側に第2の限界406と同時発生的に現れる。2分制限がアクティブである場合、第5の限界510または目盛511は、2分ゾーンの終端を画定する第4の限界505と同時発生的に、2倍長の黄色の半径方向の目盛506の外側へ動く。FADECが手動モードである、または制限がアクティブでない場合、第5の限界510または目盛511は隠される。ある実施形態において、コックピットシステム用のオペレータ選択項目を表す様に選ばれた色の慣習に従って、目盛511は、マゼンタまたはシアンに色付けられる。
図3に戻って、本発明の実施形態において、参照用インジケータ315が、様々な限界値を指示するために提供されてもよい。図3において、参照用インジケータ315が、パワーゲージ300の外側の枠に乗るような形で三角形のインジケータとして設けられる。参照用インジケータ315は、様々な飛行条件の間、現れてもよい。エンジンスタートの間、MGTが駆動パラメータである一方で、参照用インジケータ315は、ホットスタート限界を指示するために使用されてもよい。この実施において、参照用インジケータ315は赤色であってもよい。飛行の間、参照用インジケータ315は、温度、密度高度、およびECU/ヒーターオンオフ選択項目に基づき、地面効果外(OGE)ホバリングのために要求されるパワーを表すために、使用されてもよい。この実施において、参照用インジケータ315は、異なる色、例えば白、を与えられてもよい。
ある実施形態において、低対気速度で、またはデシジョン高度より下のレーダー高度で、第2の参照用インジケータ320、例えば中空の白いバグが、5フィートの地面効果内(IGE)ホバリングに必要なパワーを指示するために現れてもよい。
図6〜10を参照しながら、ロータ状態領域210を以下に説明する。
ロータ状態領域210は、ヘリコプタのロータ速度を指示するように構成されている。以下の実施形態において、ロータ状態領域のフォーマットは、飛行条件に基づいて変化する(例えば、通常の飛行、自転、始動および誤った条件)。
図6は、本発明の実施形態による、通常の飛行条件の間のロータ状態領域210を示す。通常の飛行条件の間、ロータ状態領域210は、PSI100内に表示され、かつ、各エンジンのパワータービン速度(Np)、メインロータ速度(Nr)およびガバナエンジン参照速度(Nref)についての指示を提供する、棒グラフインジケータ600すなわち共通ロータスケール600を含む。Nr、NrefおよびNpは、全て、Nrに基づいて百分率で測られる。エンジンガバナは、エンジンパワータービン速度(Np)を制御することによって、ガバナエンジン参照速度(Nref)の選択された値に等しいロータ速度(Nr)を保つように構成されている。また、通常の調整速度でもある、典型的な最適なロータ速度は、一般に100%として定義される。しかし、現代のヘリコプタは、飛行条件に従って性能を最適化するために、調整速度をしばしば変動させる。これらの場合、調整速度は100%マークの上下に、いくらかの百分率を変動させてもよい。この変動の最大値および最低値は、MAX参照値(MAX ref)および最小REF(min REF)値と呼ばれる。
通常の飛行条件の間、棒グラフインジケータ600すなわち共通ロータスケールは、PSI内に挿入して表示され、かつ、第1のエンジン1のパワータービン速度(Np)を表す第1のタービンゲージ605と、第2のエンジン2のパワータービン速度(Np)を表す第2のタービンゲージ610とを含む。棒グラフインジケータ600は、第1のタービンゲージ605と第2のタービンゲージ610との間に配置された第3のロータゲージ615をも含む。第3のロータゲージ615は、メインロータ速度(Nr)を表す。棒グラフインジケータ600のレンジは、具体的には、最小許容動力ロータ速度からロータおよびパワータービン速度の限界を超えた一定のマージンまでのレンジに限られている。これのため、通常の動力飛行の間における関連するレンジに関して、最大の表示解像度が得られる。
セグメントAの終端は、図6において「MIN ref」と表わされる。セグメントCの終端は、図6において「MAX ref」と表わされる。
第1および第2のタービンゲージ605、610は、それぞれ、第1および第2のタービン限界620、625を含む。同様に、第3のロータゲージ615は、ロータ限界630を含む。これらの限界は、第1および第2のエンジンのエンジンパワータービン速度(Np)とロータ速度との、最大許容範囲の限界を表す。ある実施形態において、第1および第2のタービン限界620および625は、104.5%に設定されてもよく、かつ、ロータ限界630は、107%に設定されてもよい。
図6に戻って、棒グラフインジケータ600は、第1および第2のエンジンのエンジンパワータービン速度(Np)とメインロータ速度(Nr)とを、それぞれ指示するように構成されている、第1、第2、第3のポインタ635、640、645を含む。棒フォーマットの各ポインタは、垂直バーの底部からNpおよびNr値に相当する高さに延在するフィラーバーからなる。
棒インジケータ600はまた、ガバナエンジン参照速度(Nref)を表す水平バー650をも含む。Nrefバー650は、3つの垂直バー605、610、615全てを横切り、中を塗りつぶした円によって右側においてマークされている。ある実施形態において、Nrefバーの色は、Nref値が、自動的に現在値に設定されているか、手動で現在値に設定されているかどうかを示す。ある実施形態において、Nrefが対気速度および高度に従って自動的に決定されていることが、バーと中を塗りつぶした円とがマゼンタ色であることによって、指示され、一方では、固定された手動値が選択されていることが、バーと中を塗りつぶした円とがシアン色であることによって、指示される。図6に示すように、通常の飛行条件の間、ガバナエンジン参照速度(Nref)は、MIN ref位置とMAX ref位置との間にあり、かつ第1、第2、および第3のポインタ635、640、645は、一致する。
第1、第2および第3のポインタ635、640、645とガバナNrefバー650との位置は、パワー指示領域205におけるゲージ300と同様に、補間によって決定される。具体的には、各パラメータNr/Np/Nrefについては、セグメント「X」が、パラメータ値が、このセグメントの終端を画定する表の値とこの前のセグメント「(X−1)」の終端を画定する表の値との間にあるように、決定される。次いで、このパラメータのための正規化された値は、方程式(b)を用いて求められる
ここで、
P=パラメータ値
Px=セグメントXの終端におけるパラメータ値のための表の値
Px−l=前のセグメントの終端におけるパラメータ値のための表の値
Bx=セグメントXの終端におけるバー百分率偏差のための表の値
Bx−1=前のセグメントの終端における百分率偏差のための表の値。
P=パラメータ値
Px=セグメントXの終端におけるパラメータ値のための表の値
Px−l=前のセグメントの終端におけるパラメータ値のための表の値
Bx=セグメントXの終端におけるバー百分率偏差のための表の値
Bx−1=前のセグメントの終端における百分率偏差のための表の値。
ロータ状態領域210はまた、それぞれ、第1および第2のエンジンのエンジンパワータービン速度(Np)とメインロータ速度(NR)とを表示するように構成されている、第1、第2および第3の表示領域655、660および665も含む。NR値は、大きなテキストで第3の表示領域665内に表示され、かつ、飛行条件に基づいて色がついていてもよい。NR(例えば、一般に0.3から0.5%の範囲内で)と一致した場合、図6に示すように、第1および第2の表示領域665、660のNp値は、隠され、かつ、三角形シンボル656および666によって置換される。一致しない場合には、図8aに示すように、Np数字は、小さいテキスト(例えば、緑色で)で、第1および/または第2のタービンゲージ605、610の下に位置合わせされて表示されてもよい。Np指示が垂直スケールの範囲外にある場合、バーポインタは、図8bに示すように、スケールの底部で半分が見えない状態で示される。
本発明の実施形態において、様々な色が、棒グラフインジケータ600において情報を表示するために使用されてよい。例えば、第1および第2のタービンゲージ605、610と、第3のロータゲージ615と、第1、第2および第3の表示領域655、660および665とが、通常の飛行条件の間、緑色であってもよい。
しかし、飛行条件が変化する場合には、以下の色が、NR値および第3の表示領域665のために使用されてもよい:(a)赤色−限界より上の場合(c)黄色−最低の動力ドループポイント(これは、作動エンジンの数およびガバナポイントに基づく計算値であってもよい)未満の場合。
同様に、飛行条件が変化する場合、以下の色が、パワータービンゲージ605および610と第1および第2の表示領域655および660とのために使用されてもよい:(a)大きな数字(NRより小さいが、緑色の数字より大きい)を有する赤色のバー。ただし、限界より上の場合、または、クラッチまたは軸が故障した場合(Np>NR+0.5%>1/4秒間)、または、ハイサイドフェイラーが生じた場合(Np>NREF+0.5%>1/4秒間)。(b)黄色のバー、黄色になっているロータ指示と一致した場合(最小ドループ未満)、この場合、数字と置換するグレーの三角形656、666はグレーのままである。(c)OEIの間、グレーの数字を有するグレーのバー。
ある実施形態において、PSI100は、自転が検出された場合、ロータ状態領域210のフォーマットを変更するように構成されている。このフォーマットの変更は、パイロットに対し、ロータRPMの可能な限り最善の提示をすることが最も重要な場合、これを提供するためである。ロータRPMの新たな提示は、低いロータRPM速度、すなわち、垂直スケールレンジ未満の速度、において表示されてもよい。フォーマットの変更は、少なくとも以下の理由のために有益である。第1に、パイロットが毎日のようにフォーマットの変更を見ることに慣れる。第2に、パイロットが動力ロータドループを無視する場合、フォーマットの変更は、パイロットにロータ速度に注意を払う必要性を更に警告する。
自転の間、ロータ速度NRの指示ほど重要なことはない。具体的には、RPM速度のいかなる変化をも、超過速度条件と不足速度条件との間の割合として、伝達することが望ましい。自転の間、ガバナ参照値は、関連するパラメータではなく、かつNpクラッタを最小化することが望ましい。ある実施形態において、関連した情報は、丸い目盛盤のアークとして最も効果的に伝達され、関心領域(例えば、ある実施形態では80から104%)が非常に拡大され、傾向情報を最高に表現しこれを検出できるようになっている。
図9(a)(b)は、自転が検出された場合の、ロータ状態領域210のフォーマットの変化を示す。具体的には、自転の間、棒グラフインジケータ600すなわち共通ロータスケール600は、アークインジケータ900すなわち第2のロータスケール900で置換される。
エンジンが駆動システムに動力を送っていない場合(例えば、両方のエンジントルクQEが4%未満である)、および、ロータNRの速度は、両方のエンジンのパワータービン速度値Npを、これらのエンジンが切り離されていることを指示するマージンの分(例えば、0.3から0.5%)だけ超えている場合、自転が行われているとみなされる。加えて、ロータNRの速度は、最低自転速度より大きく、マージン(例えば、ある実施形態においては75%)より小さくなければならない。ある実施形態において、アークインジケータ900すなわち第2のロータスケール900が自転の結果である場合、報知「AUTOROT」が、ロータ状態領域210に現れてもよい。ある実施形態において、ロータの速度が90%未満である場合、アークインジケータ900が表示される。
ある実施において、アークインジケータ900は、図10に示すように、それぞれ15度のA〜Gの7つのセグメントおよびそれぞれ10度のH〜Iの2つのセグメントを含む、125度のアークからなる。アークインジケータ900はまた、速度ロータNRの正規化された値を指示する針905を含む。アークインジケータはまた、第1、第2および第3の表示出力910、915および920を含む。第1の表示出力910は、速度ロータNRの現在値を指示する。第2および第3の表示出力915、920は、第1および第2のエンジンのパワータービン速度の現在値を指示する。
ここで、
P=百分率でのNRパラメータ値
Px=セグメントXの終端におけるNr値のための表の値
Px−1=前のセグメントのNr値のための表の値
Δ=セグメントA〜Gについては15およびセグメントH〜Iについては10
α”x−1=前のセグメントの終端における角度のための表の値
図10に示すように、アークインジケータ900はまた、第1、第2、第3および第4のアーク限界925、930、935および940を含む。これらのマークの数および意味は、各ヘリコプタの自転特性に基づいて異なるであろう。ある実施形態において、第1のアーク限界925は、軽総重量における最低ロータ速度を表す。第1のアーク限界925は、第1のアーク部分945(セグメントAおよびB)をアーク900の残りの部分から区切る。第1のアーク部分945は、赤またはグレーであってもよい(例えば、針がレンジ内にある場合には赤、そうでない場合はグレー)。ある実施形態において、第2のアーク限界930は、最大総重量における最低ロータ速度を表す。第2のアーク限界930は、第2のアーク部分950(セグメントC)を、第3のアーク部分955(セグメントD〜F)から区切る。ある実施形態において、第2のアーク部分950は、黄色で表される。第3のアーク限界935は、最適自転速度を表し、かつ、100%の速度ロータ値のところに配置されるが、これは90°の角度に相当する。第3のアーク限界935は、第3のアーク部分955を、第4のアーク部分960(セグメントF〜G)から区切る。第4のアーク限界940は、ロータ速度限界を表し、かつ107%の速度ロータ値のところに配置されるが、これは115°の角度に相当する。第4のアーク限界940は、第4のアーク部分960を、第5のアーク部分965(セグメントH〜I)から区切る。本発明の実施形態においては、第3および第4のアーク部分955および960は、緑色であり、かつ第5のアーク部分は、グレー/赤である。図10において示した実施形態において、第1、第3および第4のアーク限界925、935および940は、目盛によって表されている。
P=百分率でのNRパラメータ値
Px=セグメントXの終端におけるNr値のための表の値
Px−1=前のセグメントのNr値のための表の値
Δ=セグメントA〜Gについては15およびセグメントH〜Iについては10
α”x−1=前のセグメントの終端における角度のための表の値
図10に示すように、アークインジケータ900はまた、第1、第2、第3および第4のアーク限界925、930、935および940を含む。これらのマークの数および意味は、各ヘリコプタの自転特性に基づいて異なるであろう。ある実施形態において、第1のアーク限界925は、軽総重量における最低ロータ速度を表す。第1のアーク限界925は、第1のアーク部分945(セグメントAおよびB)をアーク900の残りの部分から区切る。第1のアーク部分945は、赤またはグレーであってもよい(例えば、針がレンジ内にある場合には赤、そうでない場合はグレー)。ある実施形態において、第2のアーク限界930は、最大総重量における最低ロータ速度を表す。第2のアーク限界930は、第2のアーク部分950(セグメントC)を、第3のアーク部分955(セグメントD〜F)から区切る。ある実施形態において、第2のアーク部分950は、黄色で表される。第3のアーク限界935は、最適自転速度を表し、かつ、100%の速度ロータ値のところに配置されるが、これは90°の角度に相当する。第3のアーク限界935は、第3のアーク部分955を、第4のアーク部分960(セグメントF〜G)から区切る。第4のアーク限界940は、ロータ速度限界を表し、かつ107%の速度ロータ値のところに配置されるが、これは115°の角度に相当する。第4のアーク限界940は、第4のアーク部分960を、第5のアーク部分965(セグメントH〜I)から区切る。本発明の実施形態においては、第3および第4のアーク部分955および960は、緑色であり、かつ第5のアーク部分は、グレー/赤である。図10において示した実施形態において、第1、第3および第4のアーク限界925、935および940は、目盛によって表されている。
ここで図11を参照すると、この図は、PSI100のデジタル読み出し領域215を示している。デジタル読み出し領域215は、それぞれ第1および第2のエンジンために選択されたパラメータの値を提供する、第1のエンジンデジタル表示1100aおよび第2のデジタル表示1100bを含む。各エンジンボックスは、トルク(Q)、測定ガス温度(MGT)、およびガスタービン速度(NG)の読み出しを含む。NGは、百分率RPMで表され、MGTは摂氏で表される。
第1のエンジンデジタル表示1100aおよび第2のデジタル表示1100bは、パワー指示領域において示される針のフォーマットで表示されているボックスの上部にフラグを含む:エンジン1は、中実のポインタを有し、エンジン2は、中空のポインタを有する。第1および第2のエンジンデジタル表示1100a、1100bは、パラメータラベル付近に、それぞれ、第1および第2のボックス1105a、1105bを含む。第1および第2のボックス1105a、1105bは、パワーゲージ300上で針の位置を駆動するパラメータを指示する。本発明の実施形態において、デジタル読み出しおよびボックスの色分けは、図12で示すように、動作のレンジに従って、変化する。
ある実施形態において、PSI100は、特別なキューおよびフラグを表示し、エンジンの状態または飛行条件を指示するように構成される。
例えば、エンジンアウト状態が生じた場合、フラグ「ENG OUT」が、デジタル表示1100a、1100bの底部に現れる。OEIフラグは、OEI条件が生じた場合(これは、飛行中のエンジンアウト状態またはエンジンスロットルの意図的なロールバックが行われた場合を含む)、ゲージ300内に現れる。OEI訓練がアクティブである場合、「OEI」フラグは「TRNG」に置換される。
更に、タイマーが、時限ゾーンのためのパワーゲージ内に現れる。示されるタイマーは、優先順位論理に従っており、かつラベル(例えば、30−SEC)と、分および秒で示される時間値とからなる。タイマーは、ゾーン内で0:00まで減少していき、この0:00の時点で、タイマー値およびラベルは赤色に変わり、かつマスタ警告トーンがトリガされてもよい。マスタ警告トーンは、ゲージの2分または30秒ゾーンに入ったらいつでもトリガされてよい。
加えて、パラメータがパラメータ自体の限界に近づいた場合、針と、デジタル読み出しと、付随するタイマーのラベルおよび値とは、(例えば、60%の衝撃係数を有する2Hzの割合で)点滅してもよい。これは、以下に適用されてもよい:すなわち、(a)10秒未満しか残っていない時限ゾーンまたは(a)限界を超える一時的な動作。
更に、ある実施形態において、手動FADECモードのエンジンのためにパワーを利用できる針が、緑色に対してシアン色で現れてもよい。加えて、ロータの速度RPMがロータブレーキをかけるための最大ロータRPMと20%(カットアウト)との間であり、かつ減少している場合、ロータブレーキをかけることが可能であることを指示するために、報知「RTR BRK」が、現れてもよい。
ここで図13a〜fを参照しながら、様々な飛行条件の間のPSI100の動作を、以下に記述する。
図13aは、始動状態でのPSI100を示す。第1および第2のエンジンの両方の針305、310は、ゼロを指している。ロータ状態領域215は、アークインジケータ自体の針905もまたゼロを指しているアークインジケータ900を含む。フラグ「ENG OUT」が、デジタル読み出し領域215の底部に現れる。
スタータをかけると、ガスタービン速度Ngは、ライトオフまで駆動パラメータになるであろう。ライトオフになると、ガスタービン温度MGTが、駆動パラメータとしてすばやく取って変わる。適切な側のNpおよびNRが、増加し始める。
スタートが落ち着いてアイドルになるにつれ、パワーゲージ300上の駆動パラメータは、周囲条件に基づいて変動するであろう。針は、おそらく3を指すか、または暑い日には僅かにこれより上になるであろう。アイドルが釣り合うと、両方のタービン速度Npの数字が、おそらく隠され、グレーの三角形が表示される。1台のエンジン(例えば、エンジン1)が、一度にFLY位置まで上昇すると仮定すると、ロータ速度NR指示(数字および針)は増加するが、一方で、残りのタービン速度Npは、緑色になるがアイドル値にとどまるであろう。
ここで図13bを参照すると、ロータ速度NRが最低の通常動作速度に達すると、棒グラフインジケータ600のスイッチが入る。ロータおよび第1のエンジンは、調速ポイントに関してNrefガバナ水平バー650と同一線上に落ち着くはずである。この場合、第1のポインタ635は、Nrefガバナ水平バー650と位置合わせされる。他方のタービン速度Np指示は、緑色のハーフポインタ640として現れ、数字がスケールの底部の第2の表示領域660に現れる(図13bに図示せず)。
第2のエンジン(すなわちエンジン2)が上昇するにつれて、第2のエンジン表示1100bのパラメータが増大し、次いで第2のポインタ640は動き始め、ガバナ参照点すなわちNrefガバナ水平バー650まで動く。この時点で、第2のエンジンのタービン速度Npを指示する第2の表示領域660もまた、グレーの三角形に戻り、駆動システムは、ここで100%RPMで定常状態となる(図13bを参照)。
その間に、パワー指示領域205は、一度に針1本ずつ、4から5のレンジのどこかに変化している。コレクティブピッチが増大するにつれて、トルクQが、駆動パラメータとしておそらく取って変わり、針305、310は、ゲージ300の左上の四分区間に、一致した状態で動く(図13bを参照)。
飛行中に万が一OEI状態が発生した場合、パワーゲージ300のスケールは、図13cに示すように、OEI MCPが12時の位置に来るように調整し、OEIフラグが現れるであろう。この場合、1本の針がゼロ付近を指し(例えば、第1のエンジンの針305)、かつフラグ「ENG OUT」は、第1のエンジンデジタル表示領域1100bの底部に現れる。
図13cに示すように、パワーが引き上げられて12時のポイントを過ぎた場合、OEIゾーンラベルおよびタイマーは、2分ゾーンで現れ、タイマーは2:00からカウントダウンし始めるであろう。
パワーが更に引き上げられて、2分OEIの限界を表す第4の限界505を過ぎた場合、図13cに示すように、OEIラベルは、30秒に変化し、かつ、タイマーは、0:30からカウントダウンし始める。どちらのタイマー値でも10秒未満になると、OEIラベル、タイマー値およびエンジン針は、点滅し始めるであろう。コレクティブピッチが更に増大され、かつエンジン動作限界に到達するにつれ(すなわち、針310が第2の限界405を過ぎて)、パワー針は、コレクティブピッチの増大に応じて(FADEC制限のため)、上昇を止めるであろう。
コレクティブピッチが更に増大すれば、結果としてロータRPMドループが生じ、かつ、第2および第3のポインタ640および645がNREFガバナ水平バー650から離れて下方へ動くであろう。コレクティブピッチがまだ更に増大される場合、棒グラフインジケータ600のロータ速度NR指示および残りのNp指示が、黄色に変わるであろう。結局、棒グラフインジケータ600は、アークインジケータ900に変化するであろう。
ここで図13dを参照すると、自転に入ると、表示が変化したことは、非常に明白である。図13dにおいて、第1および第2のエンジンは、アイドルまで下がり、かつアークインジケータ900に示されたロータ速度NRは、最適速度よりわずかに低い、すなわち、第3のアーク限界935未満であることが明らかである。
通常の着陸では、スロットルは、アイドルに下がり、かつエンジンクラッチが外れると、図13eに示すように、アークフォーマット900が再び現れる。ロータ速度NRが赤色になると、「AUTOROT」指示は隠される。
エンジンが停止すると、図13eに示すように、第1および第2の表示領域1100a、1100bの下に「ENG OUT」指示が現れる。ロータ速度Nrが更に遅くなり最大ブレーキ印加速度未満になると、報知「RTR BRK」が現れ、ブレーキをかけることが可能であることを示す(図13fを参照)。
双発回転翼航空機に関してPSI100を記述したが、PSI100は、また、単発回転翼航空機のパワーをモニタするために使用されることができるであろうことが理解されよう。図14a〜cは、飛行条件に応じた単発回転翼航空機のためのPSI100の表示ユニット1400を表す。図14aは、通常の飛行条件の間の表示ユニット1400を示す。図14bは、自転の間の表示ユニット1400を示す。
図14a〜cで分かるように、PSI100は、双発におけるのと同様の特徴を含む。しかし、1本のパワー針しかない。更に、OEIフォーマットは必要でなく、かつ、2番目のエンジンタービン速度Np棒グラフは提示されていない。ロータ速度NRポインタ1405上の両側ポインタは残っており、タービン速度Npポインタ1410から容易に識別可能であるようにしている。単発用の提示では、図14bのNp表示領域1415内に示されたタービン速度Npがロータ速度と一致すると、シンボル1420が使用される(一対のグレーの三角形−図14c参照)。こうすることで、タービン速度Np値が、もはやロータ速度NRにまたがって表示されないため、より関連したシンボルが提供される。
上記に本発明の好ましい実施形態を詳しく説明したが、当業者にとっては、本発明の精神から逸脱せずに、様々な代替例、変形例および等価物があり得ることが明らかであろう。したがって、上記の記述は、本発明の範囲を制限するものとしてとられてはならない。
更に、パワー情報を提供する際に伴われる異なる行為が、機械実行可能な命令に従って実行されてもよいことが、理解されよう。これらの機械実行可能な命令は、PSIのデータ記憶媒体に埋設されてもよい。ある実施において、機械実行可能な命令は、コンピュータ製品に埋設されてもよい。ある実施形態において、コンピュータシステム上で実行する場合、本明細書において記載したあらゆる方法を、コンピュータシステムが実施するように命令する、プログラムコードを備えるコンピュータプログラムが、提供される。
Claims (36)
- 回転翼航空機においてパワー情報を提供するように構成されているパワー状態インジケータであって、前記回転翼航空機は、エンジンを含み、前記パワー状態インジケータは:
複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を提供するように構成された検出ユニットであって、前記複数の制御パラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含む、検出ユニットと、
算出ユニットであって、(a)前記現在値、および(b)前記複数の制御パラメータのそれぞれの前記所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化するように構成された算出ユニットと、
第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを前記共通パワースケール上に動的に表示するように構成された表示ユニットであって、前記第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されており、かつ前記第2の可動インジケータは、前記複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動される、表示ユニットと、
を備えるパワー状態インジケータ。 - 前記複数の制御パラメータは、マストトルク(QM)もしくはエンジントルク(QE)または前記マストおよび前記エンジントルクに基づく算出トルク(Q)と、前記エンジン内部のガス温度(MGT)と、ガスタービン速度(NG)とを含む、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記算出ユニットは、前記回転翼航空機の飛行モードの変更が検出された場合、前記共通パワースケールを再スケールし、かつ(a)前記現在値および(b)前記複数の制御パラメータのそれぞれの前記所定の動作限界を、前記再スケールされた共通パワースケール上に正規化するように構成されており、前記飛行モードは、全エンジン作動飛行モードおよび1エンジン不作動飛行モードを含む、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、正規化された第1の限界に関して前記第1の可動インジケータを前記共通パワースケール上に表示するように構成されており、前記第1の限界は、前記複数の制御パラメータのうちの前記1つの所定の値に相当しており、該値について、最大連続出力が得られる、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記複数の制御パラメータの前記1つがガスタービン速度(NG)である場合、前記第1の限界は、全エンジン作動飛行モードでは約97.2%であり、かつ1エンジン不作動飛行モードでは約99.8%である、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記複数の制御パラメータの前記1つが前記エンジン内部のガス温度(MGT)である場合、前記第1の限界は、全エンジン作動飛行モードでは約850℃であり、かつ1エンジン不作動飛行モードでは約900℃である、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記複数の制御パラメータの前記1つが算出トルク(Q)である場合、前記第1の限界は、全エンジン作動飛行モードで約50%であり、かつ1エンジン不作動飛行モードでは約59%である、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第1の可動インジケータが前記正規化された第1の限界に達する場合、前記表示ユニットは、タイマーを起動させかつ表示するように構成されている、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記タイマーは、起動されると直ちに、所定の時間間隔の間に減少していくように構成されている、請求項8に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記時間間隔は約5分である、請求項9に記載のパワー状態インジケータ。
- 1エンジン不作動モードの間、前記表示ユニットは、前記共通パワースケール上に第3の可動インジケータを動的に表示するように構成されており、前記第3の可動インジケータは、前記複数の制御パラメータのうちの1つであって、正規化された所定の限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動される、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第1の可動インジケータが前記正規化された所定の限界に達する場合、前記表示ユニットは、タイマーを起動させかつ表示するように構成されている、請求項11に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記タイマーは、起動されると直ちに、所定の時間間隔の間に減少していくように構成されている、請求項12に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記所定の時間間隔は、約30分、2分または30秒である、請求項13に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、前記第1の可動インジケータを、FADEC制限ポイント、地面効果外(OGE)ホバリング、および測定ガス温度スタート参照に関して、前記共通パワースケール上に表示するように構成されている、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記算出ユニットは、前記複数の制御パラメータのそれぞれの制限された動作ゾーンを、共通パワースケール上に正規化するように構成されている、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、前記第1の可動インジケータ、前記第2の可動インジケータ、および前記制限された動作ゾーンのうちの少なくとも1つの色を所定の論理に従って、変化させるように構成されており、前記所定の論理は、少なくとも、前記第1の可動インジケータ、前記第2の可動インジケータ、および前記制限された動作ゾーンの間の関係に基づいている、請求項16に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第1の可動インジケータが前記制限された動作ゾーンのうちの前記1つの範囲内にある場合、前記表示ユニットは、前記制限された動作ゾーンのうちの1つの色を変化させるように構成されている、請求項16に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第2の可動インジケータは、所定の制限された動作ゾーンのうちの1つの範囲内で移動可能である、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記共通パワースケールは、前記共通パワースケールの起点から前記正規化された第1の限界まで延在する第1の制限された動作ゾーンと、前記正規化された第1の限界から前記第2の可動インジケータまで延在する第2の制限された動作ゾーンと、前記第2の可動インジケータから前記共通パワースケールの終端まで延在する第3の制限された動作ゾーンと、を含む、請求項4に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第1の可動インジケータは、針であり、かつ前記第2の可動インジケータは、前記共通パワースケール上に配置された可動目盛である、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記共通パワースケールは、270°の角半径を有するアークである、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。
- (a)前記検出ユニットは、第2の複数のパラメータのそれぞれの現在値を検出するように構成されており、前記第2の複数のパラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含んでおり、
(b)前記算出ユニットは、共通のロータスケール上に(i)前記現在値および(ii)前記第2の複数の制御パラメータのそれぞれの前記所定の動作限界を、正規化するように構成されており、
(c)前記表示ユニットは、前記共通のロータスケール上に、前記正規化された現在値および前記第2の複数の制御パラメータのそれぞれの前記正規化された所定の動作限界を、動的に表示するように構成されており、かつ
(d)前記共通のロータスケールは、前記共通パワースケールによって同時に表示される、請求項1に記載のパワー状態インジケータ。 - 前記第2の複数のパラメータは、前記エンジンのパワータービン速度(Np)およびメインロータ速度(NR)を含む、請求項23に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記共通のロータスケールは、複数のバーを含む多重棒グラフであり、前記複数のバーのうちの1つの高さは、前記第2の複数の制御パラメータのうちの1つの前記正規化された現在値に相当する、請求項23に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記回転翼航空機の自転が検出された場合、前記算出ユニットは、前記共通のロータスケールのフォーマットを変化するように構成されている、請求項23に記載のパワー状態インジケータ。
- 自転の間、
(a)前記表示ユニットは、前記共通のロータスケールを第2のロータスケールによって置換するように構成されており、
(a)前記算出ユニットは、前記第2の複数の制御パラメータのうちの1つの前記現在値を、前記第2のロータスケール上に正規化するように構成されており、かつ、
(c)前記第2のロータスケールは、前記共通パワースケールによって同時に表示される、請求項26に記載のパワー状態インジケータ。 - 前記第2の複数の制御パラメータのうちの前記1つは、メインロータ速度である、請求項27に記載のパワー状態インジケータ。
- 自転の間、前記表示ユニットは、前記共通のロータスケールで得られた、前記第2の複数の制御パラメータのそれぞれの前記正規化された現在値を、前記第2のロータスケールと共に表示するように構成されている、請求項27に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、前記共通のロータスケールのフォーマットの前記変化と連動して、前記自転状態の報知を表示するように構成されている、請求項27に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、前記共通のロータスケールで得られた、前記第2の複数の制御パラメータのそれぞれの前記正規化された現在値を、前記共通のロータスケールと共に表示するように構成されている、請求項27に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記第2の複数の制御パラメータは、前記エンジンのパワータービン速度(Np)と、メインロータ速度(NR)とを含み、前記表示ユニットは、前記エンジンの前記パワータービン速度が前記メインロータ速度(NR)に一致した場合、前記エンジンの前記パワータービン速度(Np)の前記正規化された現在値の表示を省略するように構成されている、請求項29に記載のパワー状態インジケータ。
- 第2のロータスケールが125°の角半径を有するアークである、請求項27に記載のパワー状態インジケータ。
- 前記表示ユニットは、前記複数の制御パラメータのそれぞれの前記現在値を、デジタル読み出しに表示するように構成されている、請求項23に記載のパワー状態インジケータ。
- 回転翼航空機においてパワー情報を提供する方法であって、前記回転翼航空機は、エンジンを含み、前記方法は:
複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出し、前記複数の制御パラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含むことと、
(a)前記現在値および(b)前記複数の制御パラメータのそれぞれの前記所定の動作限界を共通パワースケール上に正規化することと、
第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを、前記共通パワースケール上に動的に表示し、前記第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動され、かつ、前記第2の可動インジケータは、前記複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されることと、
を備える方法。 - エンジンを含む回転翼航空機においてパワー情報を提供するための機械実行可能な命令によってコード化された機械可読媒体であって、
複数の制御パラメータのそれぞれの現在値を検出し、前記複数の制御パラメータのそれぞれは、所定の動作限界を含むことと、
(a)前記現在値および(b)前記複数の制御パラメータのぞれぞれの前記所定の動作限界を、共通パワースケール上に正規化することと、
第1の可動インジケータおよび第2の可動インジケータを、前記共通パワースケール上に動的に表示し、前記第1の可動インジケータは、最高の正規化された現在値を有する前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動され、かつ、前記第2の可動インジケータは、前記複数の制御パラメータのうちの1つであって、これ自体の対応する正規化された所定の動作限界に最も近い、これ自体の正規化された現在値を有する、前記複数の制御パラメータのうちの1つによって駆動されることと、
を備える方法に従う機械可読媒体。
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