專利名稱：平衡一架飛行器的兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)的功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使一架飛行器的兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率達(dá)到平衡的一種方法和系統(tǒng)。具體地說，在一架雙發(fā)動機(jī)的旋翼飛行器上，使兩臺發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率達(dá)到平衡，以使它們承受相同的損耗量，例如為了限制維修工作，以及使飛行器的性能為最佳，是很重要的。
背景技術(shù)：
雙發(fā)動機(jī)的旋翼飛行器一般裝有兩臺自由渦輪機(jī)式渦輪軸發(fā)動機(jī)。功率是取自每個自由渦輪機(jī)的低壓級，自由渦輪機(jī)是以約20,000到50,000轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。而旋翼飛行器的提供升力和推進(jìn)力的主旋翼基本上是以200到400rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，因此，需要用齒輪箱把兩臺自由渦輪機(jī)連接于主旋翼，這個齒輪箱是主齒輪箱(MGB)，還希望兩臺發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率平衡，以使兩臺發(fā)動機(jī)對MGB的輸出功率相同。
發(fā)動機(jī)的熱限制和MGB的扭矩限制可用來定義渦輪軸發(fā)動機(jī)的三個正常工作額定值●起飛額定值，其可被使用5到10分鐘，對應(yīng)于齒輪箱的扭矩值以及對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的熱狀態(tài)，這個扭矩值和熱狀態(tài)是在有限的時間長度內(nèi)可以接受的而不會造成明顯的損壞這是最大起飛功率(PMD)；●最大連續(xù)額定值，在這一額定值下，在任何時間，主齒輪箱的容量不會被超過，以及由在各自由渦輪機(jī)的第一級的高壓葉片的上游連續(xù)可接受的最高熱狀態(tài)產(chǎn)生的情況也不會被超過這是最大連續(xù)功率(PMC)；以及●最大瞬時額定值，這一額定值可通過調(diào)節(jié)來設(shè)定其被稱為最大瞬時功率(PMT)。
當(dāng)兩個發(fā)動機(jī)中的一個失效時，還存在超緊急額定值●超緊急額定值，在這一額定值下，進(jìn)口級上的主齒輪箱的容量和渦輪軸發(fā)動機(jī)的熱容量都被用到最大值其被稱為超應(yīng)急功率(PSU)，其可被連續(xù)地使用最多30秒，并且在一次飛行中只能用3次。如果使用了PSU，那么必須把渦輪軸發(fā)動機(jī)拆下來進(jìn)行大修；●超緊急額定值，在這一額定值下，進(jìn)口級上的主齒輪箱的容量和渦輪軸發(fā)動機(jī)的容量都被用得非常充分這被稱為最大應(yīng)急功率(PMU)，其可被緊接在PSU之后用2分鐘或連續(xù)使用最多2分30秒；以及●超緊急額定值，在這一額定值下，進(jìn)口級上的主齒輪箱的容量和渦輪軸發(fā)動機(jī)的熱容量都可被無損壞地使用這被稱為中等應(yīng)急功率(PIU)，其可被用30分鐘或在渦輪發(fā)動機(jī)已經(jīng)發(fā)生故障之后連續(xù)使用余下的飛行時間。
發(fā)動機(jī)制造廠家采用計算和試驗來繪制出渦輪軸發(fā)動機(jī)的可用功率曲線，其作為飛行高度和外界溫度的函數(shù)，對上述每一額定值都這樣做。
此外，發(fā)動機(jī)制造廠家確定渦輪軸發(fā)動機(jī)的各種限制，這些限制使得可以得到用于以上規(guī)定的每一額定值和可接受的壽命的最小功率，這一最小功率具體地對應(yīng)于一臺用過的即已經(jīng)達(dá)到其最大壽命的渦輪軸發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率。這些限制值一般是用發(fā)動機(jī)的三個監(jiān)視參數(shù)來監(jiān)測發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)的扭矩、以及發(fā)動機(jī)的自由渦輪機(jī)的進(jìn)口處的氣體噴射溫度。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人都知道，這幾個參數(shù)分別稱為Ng、Cm、和T45。
為了監(jiān)測這些參數(shù)，法國專利文件FR2 749 545揭示了一種飛行駕駛指示器，其可鑒別渦輪軸發(fā)動機(jī)的最接近其限制值的各監(jiān)視參數(shù)。這樣，就可把與應(yīng)該遵守的限制值相關(guān)的信息分成組一并顯示在一個顯示器上，借以首先可得到一個概觀并僅展現(xiàn)概觀的結(jié)果，以簡化飛行員的觀看，以及其次可節(jié)省儀器板上的空間。這可在發(fā)動機(jī)的各監(jiān)視參數(shù)中產(chǎn)生一個“限制參數(shù)”，也就是，這個參數(shù)的實時值最接近對應(yīng)的限制值。這就是下文將把這種指示器也稱為第一限制指示器或IPL的原因。
還有，這種IPL的各種變型方案可用來把所述限制參數(shù)的數(shù)值顯示為等同的功率，即用功率裕度來表示，諸如PMD的+10％，或顯示為俯仰裕度，這里的俯仰表示旋翼飛行器的旋翼葉板相對于來流空氣流的位置。
還有，無論是那個額定值，都是用由制造廠家從上述各監(jiān)視參數(shù)選擇的飛行參數(shù)使兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)運行，這些監(jiān)視參數(shù)代表發(fā)動機(jī)在穩(wěn)定的使用階段中和在瞬變階段中的工況。
于是，可定義一個用于限制作為高度和外部壓力的函數(shù)的飛行參數(shù)的關(guān)系，以確保在大多數(shù)配置中，例如在炎熱的天氣中飛行時，任何一個監(jiān)視參數(shù)都不會超過其限制值。
在本文中，使一架雙發(fā)動機(jī)的旋翼飛行器的兩臺發(fā)動機(jī)達(dá)到平衡一般是通過調(diào)準(zhǔn)兩臺發(fā)動機(jī)的飛行參數(shù)的數(shù)值來進(jìn)行。因此，如果飛行參數(shù)是例如轉(zhuǎn)速Ng，那么在兩臺發(fā)動機(jī)有同樣的轉(zhuǎn)速Ng時就達(dá)到了平衡。這不構(gòu)成真正的平衡，而僅僅是一種調(diào)準(zhǔn)。調(diào)準(zhǔn)兩臺發(fā)動機(jī)的飛行參數(shù)不能保證它們的功率是平衡的，因為兩臺發(fā)動機(jī)可能是在以明顯不同的方式工作著。
應(yīng)該注意到，最新一代的發(fā)動機(jī)是用控制電子計算機(jī)來控制的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人將其稱為全權(quán)數(shù)字發(fā)動機(jī)控制(FADEC)，用來把燃料計量單元的位置確定為首先是一個調(diào)節(jié)回路的函數(shù)，該回路包括一個基于維持旋翼飛行器的旋翼的轉(zhuǎn)速的主回路以及一個基于飛行參數(shù)的設(shè)定點數(shù)值的輔回路。然后，通過確定每臺發(fā)動機(jī)的飛行參數(shù)的互相非常接近的設(shè)定點數(shù)值，這樣的各FADEC來實施平衡的原理，或確切地說，是上述的調(diào)準(zhǔn)。
在那兩條線上的平衡是有效的，但也顯現(xiàn)出以下局限性。
首先，是基于相同的監(jiān)視參數(shù)即飛行參數(shù)的數(shù)值來連續(xù)地平衡兩臺發(fā)動機(jī)。但遺憾的是，經(jīng)驗表明，根據(jù)飛行條件，用于達(dá)到平衡的最合適的監(jiān)視參數(shù)可能是不同的。
其次，那個原理不能使發(fā)動機(jī)的性能為最佳。例如，在作為扭矩限制的函數(shù)的飛行中，可能出現(xiàn)兩臺發(fā)動機(jī)都達(dá)不到最大功率的情況。
最后，如果飛行參數(shù)是氣體噴射溫度T45或扭矩Cm，那個用于平衡的原理似乎是不適用的。與扭矩和溫度相關(guān)的關(guān)系是隨著發(fā)動機(jī)的老化而變化的，所以，如果兩臺發(fā)動機(jī)的老化程度不同，就很難使兩臺發(fā)動機(jī)達(dá)到平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提出一種可使一架旋翼飛行器的兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到平衡的方法和系統(tǒng)，其可使兩臺發(fā)動機(jī)發(fā)出基本上完全相同的最大功率，而不管飛行條件或飛行參數(shù)是如何。
按照本發(fā)明，一種可使一架旋翼飛行器的第一和第二渦輪軸發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率達(dá)到平衡的方法，且每臺發(fā)動機(jī)有多個監(jiān)視參數(shù)，其突出特點是，相繼地執(zhí)行以下步驟a)為每臺發(fā)動機(jī)的每個監(jiān)視參數(shù)實時地確定個體裕度，監(jiān)視參數(shù)的所述個體裕度反映可用于所述監(jiān)視參數(shù)的裕度；
b)為第一發(fā)動機(jī)確定第一限制裕度，所述第一限制裕度等于第一發(fā)動機(jī)的所述監(jiān)視參數(shù)的最接近其限制值的個體裕度，以及為第二發(fā)動機(jī)確定第二限制裕度，所述第二限制裕度等于第二發(fā)動機(jī)的所述監(jiān)視參數(shù)的最接近其限制值的個體裕度；c)把第一和第二限制裕度轉(zhuǎn)換成第一和第二功率裕度，把第一和第二限制裕度降低到可與所述兩臺發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率相比較的尺度；d)比較第一和第二功率裕度的數(shù)值，以及然后確定第一和第二功率裕度之間的主差值；以及e)升高有較大的功率裕度的那個發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使第一和第二發(fā)動機(jī)達(dá)到功率平衡，從而盡最大可能地使第一和第二功率裕度之間的主差值變小，并可任選地降低有較小的功率裕度的那個發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
因此，在步驟a)和b)中，初始的作法是確定每臺發(fā)動機(jī)的限制裕度，其中，可用從其它方面知道的一種全面的方式評價這一裕度。
例如，每個監(jiān)視參數(shù)的個體裕度等于監(jiān)視參數(shù)的實時值減去由發(fā)動機(jī)制造廠家為這個監(jiān)視參數(shù)設(shè)定的限制值所得到的實時的個體差值。而且，可通過實時地考慮外部壓力和外部溫度來建立監(jiān)視參數(shù)的限制值，如同文件FR2 749 545中所說明的那樣。
應(yīng)該注意到，如果監(jiān)視參數(shù)是發(fā)動機(jī)的扭矩，那么個體裕度可能反映可用于那個可與制造廠家定義的一個限制值相比較的監(jiān)視參數(shù)。然而，如果飛行器是旋翼飛行器，那么個體裕度可反映可用于發(fā)動機(jī)扭矩的裕度，以使旋翼飛行器的主齒輪箱的扭矩限制值不會被超過。
還可以想像出主要是用來確定發(fā)動機(jī)的限制裕度的多個變型方案，例如，作為發(fā)動機(jī)的監(jiān)視參數(shù)的保證值的函數(shù)而不是作為限制值的函數(shù)，這里所述的保證值對應(yīng)于用過的舊發(fā)動機(jī)可以達(dá)到的數(shù)值，從而可定義監(jiān)視參數(shù)的限制裕度，而沒有估計過高的危險，以及更具體地說，不會使飛行員誤以為有真正可供使用的很大的功率裕度。
還有，各限制裕度也可用功率裕度、扭矩裕度或俯仰裕度來評價，以及可由一種已知的第一限制儀器來給出。
于是，在步驟c)中，把各限制裕度進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到各功率裕度。這樣，如果先前已用功率裕度確定了，功率裕度就等于例如限制裕度。否則，需要用已有技術(shù)中已知并解釋的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，來得到例如從用俯仰給出的限制裕度導(dǎo)出的功率裕度。
最后，把第一和第二功率裕度進(jìn)行比較，并升高有較大的裕度的那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。這就可使兩臺發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到平衡，使兩臺發(fā)動機(jī)都用足其功率裕度，這時，兩個功率裕度互相非常接近，甚至完全相同。
還有，在監(jiān)視參數(shù)是所述發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的轉(zhuǎn)速時，那么在步驟d)中，監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的第一轉(zhuǎn)速和第二發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的第二轉(zhuǎn)速之間的第一輔差值，以防止這個第一輔差值超過預(yù)先確定的第一限制值。
可以設(shè)想出在第一輔差值超過所述預(yù)先確定的限制值時觸發(fā)報警，例如用于避免兩臺發(fā)動機(jī)之間的功率差值太大。因此，要想不觸發(fā)這樣的報警，就需要升高轉(zhuǎn)速。
類似地，在監(jiān)視參數(shù)是發(fā)動機(jī)的扭矩時，那么在步驟d)中，監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)的第一扭矩和第二發(fā)動機(jī)的第二扭矩之間的第二輔差值，以防止這個第二輔差值超過預(yù)先確定的第二限制值。預(yù)先確定的第二限制值對應(yīng)于主齒輪箱可接受的限制扭矩的30％是有利的。
為了實施上述方法，本發(fā)明還提供一種用于計量向一架飛行器的第一和第二發(fā)動機(jī)的燃料供給量的系統(tǒng)，以使兩臺發(fā)動機(jī)達(dá)到功率平衡。這種系統(tǒng)有用于采集發(fā)動機(jī)的多個監(jiān)視參數(shù)的實時值的傳感器，還有至少一個用于致動第一和第二發(fā)動機(jī)的燃料計量單元的調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的這種系統(tǒng)的突出特點是，它設(shè)有主處理器裝置，其能夠為每臺發(fā)動機(jī)的每個監(jiān)視參數(shù)確定個體裕度，以及分別為第一和第二發(fā)動機(jī)確定第一和第二限制裕度，這第一和第二限制裕度是分別等于第一和第二發(fā)動機(jī)的各監(jiān)視參數(shù)的最接近它們的限制值的個體裕度。這樣，第一限制裕度就代表第一發(fā)動機(jī)的各監(jiān)視參數(shù)中的那個最小的個體裕度，類似地，第二限制裕度是代表第二發(fā)動機(jī)的各監(jiān)視參數(shù)中的那個最小的個體裕度。
還有，這種系統(tǒng)還設(shè)有至少一個能夠致動所述調(diào)節(jié)裝置的控制裝置，以便通過升高有較大的限制裕度的那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速來平衡兩臺發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率。
在第一實施例中，控制裝置和主處理器裝置結(jié)合在一單個控制電子計算機(jī)例如FADEC內(nèi)。
在第二實施例中，主處理器裝置結(jié)合在第一限制儀器即常規(guī)的IPL內(nèi)，而控制裝置結(jié)合在例如FADEC型式的控制電子計算機(jī)內(nèi)?？刂齐娮佑嬎銠C(jī)可詢問IPL以得到發(fā)動機(jī)的限制裕度，并把限制裕度轉(zhuǎn)換成功率裕度，然后升高有較大的裕度的那個發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以平衡兩臺發(fā)動機(jī)的功率。
在一個變型方案中，每臺發(fā)動機(jī)有其自己的調(diào)節(jié)裝置和其自己的控制電子計算機(jī)，具體地說，這是為了安全。在這樣的情況中，每個控制電子計算機(jī)包括用于平衡發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率的控制裝置，兩個控制裝置自然能交換信息，以進(jìn)行所述的平衡。
與這一實施例和選擇的這一變型方案無關(guān)，這種控制裝置可有利地監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的第一轉(zhuǎn)速和第二發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器的第二轉(zhuǎn)速之間的第一輔差值，以防止這個第一輔差值超過預(yù)先確定的第一限制值。
類似地，這種控制裝置可優(yōu)選地監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)的扭矩和第二發(fā)動機(jī)的第二扭矩之間的第二輔差值，以防止這個第二輔差值超過預(yù)先確定的第二限制值。


下面，參照附圖詳細(xì)說明給出的幾個優(yōu)選實施例，這些實施例不是限制性的，本發(fā)明的優(yōu)點將在其中更好地顯現(xiàn)出來，各附圖中圖1是本發(fā)明的第一實施例的系統(tǒng)的框圖；圖2表示出本發(fā)明的第一實施例的一個變型方案；以及圖3是本發(fā)明的第二實施例的系統(tǒng)的框圖。
各圖中相同的元件給予相同的標(biāo)號。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及用于平衡一架飛行器例如一架雙發(fā)動機(jī)的旋翼飛行器的第一和第二渦輪軸發(fā)動機(jī)M1和M2的功率的一種方法和一種系統(tǒng)。
每臺發(fā)動機(jī)M1、M2有燃料計量單元D，其可用于控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高和降低。此外，第一發(fā)動機(jī)M1和第二發(fā)動機(jī)M2都設(shè)有多個傳感器1、2，它們用于測量發(fā)動機(jī)的各監(jiān)視參數(shù)的實時值，即發(fā)動機(jī)氣體發(fā)生器的轉(zhuǎn)速Ng、發(fā)動機(jī)的扭矩Cm、以及發(fā)動機(jī)的自由渦輪機(jī)的進(jìn)口處的氣體溫度T45。
圖1和2表示出本發(fā)明的第一實施例的兩個變型方案。
參照圖1，每臺發(fā)動機(jī)M1、M2分別包括各自的控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2，它們可通過調(diào)節(jié)裝置6分別控制連接于發(fā)動機(jī)M1、M2的發(fā)動機(jī)燃料計量單元D。
每個控制電子計算機(jī)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置6、用于升高或降低發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的控制裝置5，以及在第一實施例中，還設(shè)有處理器裝置4。
還有，各傳感器1、2可將關(guān)于第一發(fā)動機(jī)M1和第二發(fā)動機(jī)M2的自由渦輪機(jī)的第一和第二轉(zhuǎn)速NTL1和NTL2的信息分別發(fā)送給控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2，這兩個轉(zhuǎn)速與旋翼飛行器的產(chǎn)生升力和推進(jìn)力的旋翼的基本上恒定的轉(zhuǎn)速成比例。
還有，對應(yīng)于為確保旋翼有理想的轉(zhuǎn)速自由渦輪機(jī)的第一和第二轉(zhuǎn)速NTL1和NTL2應(yīng)該有的數(shù)值的第一設(shè)定點，是在第一調(diào)節(jié)回路中自身確定的。
結(jié)果，如果第一和第二轉(zhuǎn)速NTL1和NTL2不同于所述第一設(shè)定點，那么控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2的調(diào)節(jié)裝置6就分別升高或降低發(fā)動機(jī)M1、M2的轉(zhuǎn)速，以使旋翼達(dá)到理想的轉(zhuǎn)速。
在這樣的條件下，在第一調(diào)節(jié)回路中，每個電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2的調(diào)節(jié)裝置6確定第二設(shè)定點。這個第二設(shè)定點對應(yīng)于第一和第二發(fā)動機(jī)M1、M2的控制參數(shù)應(yīng)達(dá)到的數(shù)值，以確保第一和第二轉(zhuǎn)速NTL1和NTL2都等于第一設(shè)定點。
然后，調(diào)節(jié)裝置6用各傳感器1、2發(fā)來的信息以及可能還有由發(fā)出外部壓力P0和外部溫度T0的傳感器3發(fā)來的信息，以確定應(yīng)該供應(yīng)到發(fā)動機(jī)的燃料的流量。在兩個發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)都達(dá)到第二設(shè)定點時，燃料供給流量的增大或減小將停止。
而且，在第二調(diào)節(jié)回路中，第一和第二發(fā)動機(jī)M1和M2之間達(dá)到功率平衡。
在步驟a)中，控制電子計算機(jī)FADEC1和FADEC2的處理器裝置4實時地分別為第一和第二發(fā)動機(jī)兩臺M1和M2的每個監(jiān)視參數(shù)Ng、Cm、T45確定個體裕度，各監(jiān)視參數(shù)的這些個體裕度是可用于每個所述監(jiān)視參數(shù)的裕度的表征。例如，個體裕度是對應(yīng)于每個監(jiān)視參數(shù)的實時值減去其限制值的實時的個體差值，而所述限制值又是取決于由傳感器3所測量的外部壓力P0和外部溫度T0。
然后，控制電子計算機(jī)FADEC1和FADEC2的處理器裝置4分別為第一和第二發(fā)動機(jī)M1和M2確定第一和第二限制裕度，這些第一和第二限制裕度是分別等于第一或第二兩臺發(fā)動機(jī)M1或M2的所述監(jiān)視參數(shù)的更接近其限制值的個體裕度。這樣，第一限制裕度代表第一發(fā)動機(jī)M1的各監(jiān)視參數(shù)的最小的個體裕度，類似地，第二限制裕度是第二發(fā)動機(jī)M2的各監(jiān)視參數(shù)的最小的個體裕度。例如，第一限制裕度對應(yīng)于第一發(fā)動機(jī)M1的氣體發(fā)生器的轉(zhuǎn)速Ng的個體裕度，以及第二限制裕度對應(yīng)于第二發(fā)動機(jī)M2的氣體溫度T45的個體裕度。這些個體裕度也可用功率裕度、扭矩裕度、或?qū)嶋H俯仰裕度來表示。
然后，在步驟c)中，控制裝置5把第一和第二限制裕度轉(zhuǎn)換成第一和第二功率裕度，并把這些第一和第二限制裕度降低到可與所述發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率相比較的尺度。于是，第一和第二限制裕度就是用功率裕度表示。隨后，如果在步驟b)中限制裕度已經(jīng)用功率裕度表示了，那么就可立即過渡到步驟c)。
在這種方法的步驟d)中，控制裝置5把第一和第二功率裕度進(jìn)行比較，以確定哪臺發(fā)動機(jī)有較大的功率裕度以及哪臺發(fā)動機(jī)有較小的功率裕度。
最后，在步驟e)，有較大的功率裕度的發(fā)動機(jī)的處理器裝置4指令對應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置6驅(qū)動發(fā)動機(jī)的燃料計量單元D，以升高那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，借以平衡發(fā)動機(jī)M1和M2發(fā)出的功率。
類似地，為了避免改變旋翼飛行器的旋翼的轉(zhuǎn)速，有較小的功率裕度的發(fā)動機(jī)的處理器裝置4指令對應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置6驅(qū)動那個發(fā)動機(jī)的燃料計量單元，以降低那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
最后，由第一和第二發(fā)動機(jī)M1和M2發(fā)出的總功率被保持不變，但這時兩臺發(fā)動機(jī)有相同的功率裕度。它們被正確地平衡了，這有許多優(yōu)點，例如兩個發(fā)動機(jī)M1和M2有同等的損耗程度和功率的最佳化。
參照圖2，在第一實施例的一個變型方案中，這種系統(tǒng)僅有一個控制電子計算機(jī)，其可控制第一發(fā)動機(jī)M1和第二發(fā)動機(jī)M2，以及設(shè)有處理器裝置4、控制裝置5、和調(diào)節(jié)裝置6。這一變型方案減少了所需設(shè)備的數(shù)量。
圖3表示出本發(fā)明的第二實施例。
每臺發(fā)動機(jī)M1、M2配備有各自的控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2，而各控制電子計算機(jī)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置6和控制裝置5。
然而，與第一實施例不同，這兩個控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2沒有上述的處理器裝置。
這一系統(tǒng)設(shè)有現(xiàn)有技術(shù)中描述的那種第一限制儀器，此第一限制儀器設(shè)有上述的處理器裝置4，用于確定第一和第二發(fā)動機(jī)的限制裕度，以及用于把這些信息發(fā)送給控制電子計算機(jī)FADEC1、FADEC2的控制裝置5。然后，F(xiàn)ADEC1和FADEC2可通過它們的控制裝置5實施這種方法的各步驟c)、d)、和e)。
如同上述，第二實施例的一個變型方案(這個圖中未表示)是為兩臺發(fā)動機(jī)只用一個控制電子計算機(jī)。
與實施例或所選擇的變型方案無關(guān)，這個控制裝置5可有利地監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)M1的氣體發(fā)生器的第一轉(zhuǎn)速和第二發(fā)動機(jī)M2的氣體發(fā)生器的第二轉(zhuǎn)速之間的第一輔差值，以確保這個第一輔差值不超過預(yù)先確定的第一限制值。
為了檢測兩臺發(fā)動機(jī)之間的任何過大的功率差值，可以設(shè)想出監(jiān)測所述第一輔差值。如果這個第一輔差值超過所述預(yù)先確定的第一限制值，那么就可認(rèn)定兩臺發(fā)動機(jī)中的一臺不是在正確地工作。因此，控制裝置5可確保這個第一輔差值不被超過，以避免誘導(dǎo)飛行員出差錯。
類似地，控制裝置5可優(yōu)選地監(jiān)測第一發(fā)動機(jī)M1的第一扭矩和第二發(fā)動機(jī)M2的第二扭矩之間的第二輔差值，以避免這個第二輔差值超過預(yù)先確定的第二限制值。
自然，本發(fā)明的實施方式可以有許多變型方案。盡管上面已經(jīng)描述了幾種實施方式，但是很容易理解，不能將其認(rèn)為是窮盡地列舉了所有可能的實施例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，當(dāng)然能夠設(shè)想出各種等同的措施來替代所述的措施。
權(quán)利要求
1.一種用于平衡由第一和第二渦輪軸發(fā)動機(jī)(M1、M2)發(fā)出的功率的方法，每臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)有多個監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)；這種方法的特征在于相繼地執(zhí)行以下步驟a)實時地為每臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)的每個監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)確定個體裕度，監(jiān)視參數(shù)的所述個體裕度反映可用于所述監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)的裕度；b)為所述第一發(fā)動機(jī)(M1)確定第一限制裕度，所述第一限制裕度等于所述第一發(fā)動機(jī)(M1)的所述監(jiān)視參數(shù)的最接近其限制值的所述個體裕度，以及為所述第二發(fā)動機(jī)(M2)確定第二限制裕度，所述第二限制裕度等于所述第二發(fā)動機(jī)(M2)的所述監(jiān)視參數(shù)的最接近其限制值的所述個體裕度；c)把所述第一和第二限制裕度轉(zhuǎn)換成第一和第二功率裕度，把所述第一和第二限制裕度降低到可與所述兩臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)發(fā)出的功率相比較的尺度；d)把所述第一和第二功率裕度的數(shù)值進(jìn)行比較，然后確定所述第一和第二功率裕度之間的一個主差值；以及e)升高有較大的功率裕度的那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使所述第一和第二發(fā)動機(jī)達(dá)到功率平衡，盡最大可能地減小所述第一和第二功率裕度之間的所述主差值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對于作為設(shè)有主齒輪箱的旋翼飛行器的飛行器，在一個監(jiān)視參數(shù)是所述發(fā)動機(jī)(M1、M2)的扭矩時，在步驟a)中，所述扭矩(Cm)的所述個體裕度代表可用于所述發(fā)動機(jī)的扭矩(Cm)以使所述主齒輪箱的限制值不會被超過的裕度。
3.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對于一個是每臺所述發(fā)動機(jī)(M1、M2)的氣體發(fā)生器的轉(zhuǎn)速(Ng)的監(jiān)視參數(shù)，在步驟d)中，監(jiān)測所述第一發(fā)動機(jī)(M1)的氣體發(fā)生器的第一轉(zhuǎn)速和所述第二發(fā)動機(jī)(M2)的氣體發(fā)生器的第二轉(zhuǎn)速之間的第一輔差值，以確保所述第一輔差值不超過預(yù)先確定的第一限制值。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對于一個是所述發(fā)動機(jī)(M1、M2)的扭矩(Cm)的監(jiān)視參數(shù)，在步驟d)中，監(jiān)測所述第一發(fā)動機(jī)(M1)的第一扭矩和所述第二發(fā)動機(jī)(M2)的第二扭矩之間的第二輔差值，以防止所述第二輔差值超過預(yù)先確定的第二限制值。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)的個體裕度等于所述監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)的實時值減去限制值而得到的的實時的個體差值。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)的所述限制值是在考慮實時的外部壓力(P0)和外部溫度(T0)的情況下建立的。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，使有較小的功率裕度的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。
8.一種用于計量給飛行器的第一和第二渦輪軸發(fā)動機(jī)(M1、M2)的燃料供給以使所述第一和第二發(fā)動機(jī)(M1、M2)功率平衡的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于采集所述發(fā)動機(jī)(M1、M2)的多個監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)的實時值的傳感器(1、2)以及至少一個用于致動所述第一和第二發(fā)動機(jī)(M1、M2)的燃料計量單元(D)的調(diào)節(jié)裝置(6)；這種系統(tǒng)的特征在于，它設(shè)有處理器裝置(4)，所述處理器裝置(4)為每臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)的每個監(jiān)視參數(shù)(Ng、Cm、T45)確定個體裕度以及隨后分別為所述第一和第二發(fā)動機(jī)(M1、M2)確定第一和第二限制裕度，所述第一和第二限制裕度等于所述第一和第二發(fā)動機(jī)(M1、M2)的分別所述監(jiān)視參數(shù)的最接近其限制值的所述個體裕度；所述系統(tǒng)還設(shè)有至少一個致動所述調(diào)節(jié)裝置(6)的控制裝置(5)，以便通過升高有較大的限制裕度的那臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速來平衡所述兩臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)發(fā)出的功率。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(5)監(jiān)測所述第一發(fā)動機(jī)(M1)的氣體發(fā)生器的第一轉(zhuǎn)速和所述第二發(fā)動機(jī)(M2)的氣體發(fā)生器的第二轉(zhuǎn)速之間的第一輔差值，以防止所述第一輔差值超過預(yù)先確定的第一限制值。
10.如權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(5)監(jiān)測所述第一發(fā)動機(jī)(M1)的第一扭矩和所述第二發(fā)動機(jī)(M2)的第二扭矩之間的第二輔差值，以防止所述第二輔差值超過預(yù)先確定的第二限制值。
11.如權(quán)利要求8-10中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(5)和所述處理器裝置(4)結(jié)合在控制電子計算機(jī)(FADEC1、FADEC2)里。
12.如權(quán)利要求8-11中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器裝置(4)結(jié)合在第一限制儀器(FLI)里，而所述控制裝置(5)結(jié)合在控制電子計算機(jī)(FADEC1、FADEC2)里。
13.如權(quán)利要求8-11中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，對每臺由相應(yīng)的控制電子計算機(jī)(FADEC1、FADEC2)控制的發(fā)動機(jī)(M1、M2)，每個控制電子計算機(jī)(FADEC1、FADEC2)包括用于控制連接于發(fā)動機(jī)的所述發(fā)動機(jī)的所述燃料計量單元的控制裝置(5)和調(diào)節(jié)裝置(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于平衡一架飛行器的兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率的方法和相關(guān)的燃料計量系統(tǒng)，其作法是確定兩臺發(fā)動機(jī)(M1、M2)的第一和第二限制裕度并把它們轉(zhuǎn)換成第一和第二功率裕度。然后，把第一和第二功率裕度的數(shù)值進(jìn)行比較來確定第一和第二功率裕度之間的主差值。最后，升高有較大的功率裕度的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以便通過盡最大可能地減小主差值來平衡第一和第二發(fā)動機(jī)的功率。
文檔編號B64D31/00GK101092170SQ200710111978
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者F-X·高爾明, L·艾拉多, D·查尼奧特 申請人:尤洛考普特公司