本申請(qǐng)要求2015年6月23日提交的法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第FR 15 01300號(hào)的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文。

本發(fā)明處于對(duì)具有多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器提供動(dòng)力的技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地處于調(diào)節(jié)此種動(dòng)力設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。

本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的動(dòng)力設(shè)備的方法，以及還提供一種動(dòng)力設(shè)備和設(shè)有此種動(dòng)力設(shè)備的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器。本發(fā)明具體地意圖用于調(diào)節(jié)具有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備。

背景技術(shù)：

用于旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的動(dòng)力設(shè)備通常包括一個(gè)或兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以及主動(dòng)力傳遞齒輪箱。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)均機(jī)械地驅(qū)動(dòng)主齒輪箱，以使得該主齒輪箱的至少一個(gè)主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該主輸出軸限制成隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的至少一個(gè)主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為飛行器提供升力并且還可能提供推進(jìn)力。

該主齒輪箱通常還具有副輸出軸，以例如用于經(jīng)由輔助齒輪箱驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)推進(jìn)螺旋槳的尾部旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)，以及還驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)和/或液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。諸副輸出軸的各轉(zhuǎn)動(dòng)頻率通常不同于主輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。

應(yīng)觀察到的是，術(shù)語(yǔ)“發(fā)動(dòng)機(jī)”用于意指驅(qū)動(dòng)器單元，該驅(qū)動(dòng)器單元機(jī)械地驅(qū)動(dòng)所述主齒輪箱，并且因此有助于為該旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器提供升力和/或推進(jìn)力。作為示例，這些發(fā)動(dòng)機(jī)可以是渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

現(xiàn)在通常做法是在旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器上使用帶有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)均由專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)所控制。這些發(fā)動(dòng)機(jī)通常是符合調(diào)節(jié)規(guī)則而操作的相同渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

例如，比例調(diào)節(jié)能用于使得系統(tǒng)能與該系統(tǒng)的待調(diào)節(jié)的當(dāng)前數(shù)值和設(shè)定點(diǎn)數(shù)值之間的差值成比例地調(diào)節(jié)。此種調(diào)節(jié)通常是有效的。然而，比例調(diào)節(jié)無(wú)論如何都無(wú)法到達(dá)設(shè)定點(diǎn)數(shù)值，并且總是存在當(dāng)前數(shù)值和設(shè)定點(diǎn)之間的差值。然而，可通過(guò)減小差值來(lái)接近該設(shè)定點(diǎn)，但該系統(tǒng)則通常變得不穩(wěn)定。

施加于飛行器的帶有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備的此種比例調(diào)節(jié)使得該動(dòng)力設(shè)備的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)能既在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率方面又在所輸送的動(dòng)力方面自然地平衡。然而，此種比例調(diào)節(jié)無(wú)法使得飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率精確地且有效地穩(wěn)定。

然后，可增加預(yù)測(cè)該動(dòng)力設(shè)備所要輸送的動(dòng)力的計(jì)算，以改進(jìn)該飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的此種比例調(diào)節(jié)的有效性。此種動(dòng)力預(yù)測(cè)計(jì)算在文獻(xiàn)FR 3 000 466中在具有可變轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的主旋翼的具體內(nèi)容中有具體描述。

為了改進(jìn)比例調(diào)節(jié)，可引入附加的校正，該校正使得追蹤設(shè)定點(diǎn)中的誤差能被消除。此種校正與對(duì)當(dāng)前數(shù)值和設(shè)定點(diǎn)之間的差值的一段時(shí)間的積分成比例，即該校正與持續(xù)地測(cè)得的所有差值之和成比例。因此，這稱(chēng)為比例積分調(diào)節(jié)。

還存在比例積分微分調(diào)節(jié)，該比例積分微分調(diào)節(jié)包括與差值的微分成比例的附加校正。此種校正使得另外考慮差值中既在方向上又在幅度上的變化成為可能。

比例積分調(diào)節(jié)頻繁地用在帶有一對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器，因此可精確地控制主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率以及還有飛行器的性能。操作則在動(dòng)力設(shè)備的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)之間得以平衡，因此可具體地用于確保磨損在這些發(fā)動(dòng)機(jī)上并且也在連接于主齒輪箱的機(jī)械入口連接件上是對(duì)稱(chēng)的。

然而，此種比例積分調(diào)節(jié)要求兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)之間的復(fù)雜連接，以確保每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)均輸送相等的動(dòng)力。具體地說(shuō)，此種比例積分調(diào)節(jié)要求在兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間使用平衡環(huán)路。

此外，這些計(jì)算機(jī)須具有相對(duì)較高的性能，以使得此種調(diào)節(jié)是可能的。例如，這些計(jì)算機(jī)可以是全權(quán)限數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制(FADEC)的類(lèi)型。這些計(jì)算機(jī)通常也通常是雙通道計(jì)算機(jī)，即計(jì)算機(jī)之間的以及還有計(jì)算機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接是雙重的，以使得那些連接是安全的，并且因此使得動(dòng)力設(shè)備的操作是安全的。

此外，旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的尺寸趨于增大，從而對(duì)于來(lái)自動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)力的需要也增大。因此，此種飛行器的動(dòng)力設(shè)備設(shè)有至少三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，以能夠輸送充足的動(dòng)力。

帶有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器如今主要裝配有三個(gè)相同的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此可具體地確保該動(dòng)力設(shè)備在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的事件中反應(yīng)地響應(yīng)，并且還簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝和集成。

當(dāng)這些發(fā)動(dòng)機(jī)具有相同的用于轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)特征時(shí)，則這些發(fā)動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為是“相同的”。

相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有不同的驅(qū)動(dòng)特征、即發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于輸出軸產(chǎn)生不同的最大動(dòng)力和/或不等的最大扭矩和/或不同的最大轉(zhuǎn)動(dòng)頻率時(shí)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為“不等同的”。因此，兩個(gè)不等同的發(fā)動(dòng)機(jī)可例如分別對(duì)應(yīng)于以每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸出軸的發(fā)動(dòng)機(jī)和以每分鐘不到一萬(wàn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸出軸的發(fā)動(dòng)機(jī)。

對(duì)于具有三個(gè)相同發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備而言，三個(gè)相同的發(fā)動(dòng)機(jī)通常被相同地調(diào)節(jié)，且每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)均輸送相等的動(dòng)力。

然而，施加于三個(gè)相同發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)可以是不同的，例如兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可被認(rèn)為是主發(fā)動(dòng)機(jī)，而第三發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是副發(fā)動(dòng)機(jī)。取決于動(dòng)力設(shè)備上的負(fù)荷和需求，副發(fā)動(dòng)機(jī)則輸送附加于由兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)所輸送動(dòng)力的動(dòng)力。由副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的動(dòng)力則通常與由每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的動(dòng)力不同。

此外可能的是，在帶有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備上使用不等同的發(fā)動(dòng)機(jī)，以例如滿足安全需求或者實(shí)際上緩解來(lái)自能在市場(chǎng)上獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的缺乏。對(duì)于此種帶有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備而言，三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)會(huì)變得甚至更加復(fù)雜，具體地在發(fā)動(dòng)機(jī)之間分配動(dòng)力以及調(diào)節(jié)主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率方面。

在兩種情況中，即不管動(dòng)力設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)是相同的還是不等同的，動(dòng)力設(shè)備的主發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力分配會(huì)是有問(wèn)題的并且難以優(yōu)化。

具體地說(shuō)，文獻(xiàn)FR 2 998 542、FR 2 998 543以及FR 3 008 957是已知的，這些文獻(xiàn)描述了一種用于旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的動(dòng)力設(shè)備，該動(dòng)力設(shè)備具有兩個(gè)相同的主發(fā)動(dòng)機(jī)和副發(fā)動(dòng)機(jī)。

文獻(xiàn)FR 2 998 542描述了一種輸送恒定的副動(dòng)力的副發(fā)動(dòng)機(jī)，該副發(fā)動(dòng)機(jī)在諸如下降、起飛或懸停之類(lèi)的某些特定飛行狀況下進(jìn)行操作。

相反，文獻(xiàn)FR 2 998 543描述了這樣一種副發(fā)動(dòng)機(jī)，該副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的副動(dòng)力與由每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的主動(dòng)力成比例，其中比例系數(shù)小于或等于0.5。

根據(jù)文獻(xiàn)FR 3 008 957，將主發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)在針對(duì)飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的第一設(shè)定點(diǎn)上，而將副發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)在針對(duì)副發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)上。此外，也將主發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)在針對(duì)預(yù)測(cè)動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)上，以使得聯(lián)合地作用的主發(fā)動(dòng)機(jī)和副發(fā)動(dòng)機(jī)能輸送主旋翼所需的用于飛行器飛行的動(dòng)力。

因此，飛行器的動(dòng)力設(shè)備的定尺寸是復(fù)雜的，且與所選定的構(gòu)造無(wú)關(guān)。

在技術(shù)背景中，文獻(xiàn)US4479619是已知的，該文獻(xiàn)提出一種用于帶有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的直升飛機(jī)的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。該方案還提出使三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)脫開(kāi)的替代方案。申請(qǐng)人的超級(jí)黃蜂(Super Frelon)直升飛機(jī)也具有三個(gè)相同的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

文獻(xiàn)US3963372提出了一種用于在帶有三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的直升飛機(jī)中管理動(dòng)力以及控制這些發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。

為了緩解發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)成尺寸過(guò)大的問(wèn)題，過(guò)去已設(shè)想了一種用于帶有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器的動(dòng)力設(shè)備，該動(dòng)力設(shè)備所具有的這些發(fā)動(dòng)機(jī)具有不等同的最大動(dòng)力。這應(yīng)用于文獻(xiàn)WO 2012/059671，該文獻(xiàn)提出具有不等同的最大動(dòng)力的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是優(yōu)化新穎構(gòu)造的動(dòng)力設(shè)備的調(diào)節(jié)。具體地說(shuō)，本發(fā)明可持續(xù)地并且根據(jù)飛行器的動(dòng)力需求、而根據(jù)主發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷來(lái)管理動(dòng)力在動(dòng)力設(shè)備的主發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)之間的分配。

因此，本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的具有至少三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力設(shè)備的方法。

此種調(diào)節(jié)用于飛行器的動(dòng)力設(shè)備的方法用于具有第一發(fā)動(dòng)機(jī)組、第二發(fā)動(dòng)機(jī)組以及主動(dòng)力傳遞齒輪箱的動(dòng)力設(shè)備，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組機(jī)械地驅(qū)動(dòng)主齒輪箱以使得主齒輪箱的主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該主輸出軸被限制為與飛行器的主旋翼一起轉(zhuǎn)動(dòng)，該主旋翼具有轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR。第一發(fā)動(dòng)機(jī)組包括至少兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)，且第二發(fā)動(dòng)機(jī)組包括至少一個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)。

此外，每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)均具有根據(jù)飛行階段并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作條件而不同的最大動(dòng)力，且每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)通常是各自具有氣體發(fā)生器和自由渦輪機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送主最大動(dòng)力W_Max1，且每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送副最大動(dòng)力W_Max2。這些主最大動(dòng)力W_Max1和副最大動(dòng)力W_Max2的數(shù)值由發(fā)動(dòng)機(jī)的制造商提供，這些數(shù)值通常呈隨飛行器外部空氣的壓力和溫度變化的曲線(或圖形)(plots)形式。

作為示例，最大持續(xù)動(dòng)力(MCP)能在飛行器的飛行期間持續(xù)地獲得，且較大數(shù)值的最大起飛動(dòng)力(TOP)能在飛行器起飛階段期間的有限時(shí)長(zhǎng)內(nèi)獲得。

此外，為了補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，致使保持操作的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)在稱(chēng)為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作(OEI)的特定模式中操作。此種特定模式使得每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生緊急機(jī)械動(dòng)力，該緊急機(jī)械動(dòng)力大于最大持續(xù)機(jī)械動(dòng)力MCP，但在操作時(shí)間上有所限制。

本發(fā)明的調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的此種方法包括以下多個(gè)步驟：

確定針對(duì)主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*；

將每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上；

確定飛行器飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol，該飛行動(dòng)力W_vol由動(dòng)力設(shè)備輸送；

確定針對(duì)由第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*，以使得每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅在飛行動(dòng)力W_vol大于每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的所述主最大動(dòng)力W_Max1之和時(shí)操作；以及

將每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。

在旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的內(nèi)容中，針對(duì)飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*典型地是恒定數(shù)值。因此，該恒定的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*在研究和測(cè)試之后開(kāi)發(fā)飛行器的同時(shí)確定，以考慮各種標(biāo)準(zhǔn)，例如機(jī)載重量、飛行器的行進(jìn)速度、空氣動(dòng)力學(xué)或?qū)嶋H上任務(wù)類(lèi)型。

然而，針對(duì)飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的此種第一設(shè)定點(diǎn)NR^*也可以是可變的，通常例如在主旋翼的標(biāo)稱(chēng)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的15％至20％的量級(jí)的預(yù)定范圍內(nèi)可變。第一設(shè)定點(diǎn)NR^*中的此種變化可例如尤其是在較高前行速度下、減小來(lái)自飛行器的噪聲或者實(shí)際上改進(jìn)該飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)性能。

此種可變的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*則在飛行器的飛行期間持續(xù)地確定。此種可變的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*可由飛行器的機(jī)載計(jì)算機(jī)、例如自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)“(AFCS)”確定。具體地說(shuō)，該可變的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*可尤其是根據(jù)對(duì)于飛行器控制上的作用、飛行器的飛行特征以及飛行器的飛行階段來(lái)確定。

然后，對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)組的操作進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR。該轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR則基本上等于第一設(shè)定點(diǎn)NR^*，但當(dāng)調(diào)節(jié)在動(dòng)態(tài)階段中進(jìn)行時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可圍繞該第一設(shè)定點(diǎn)NR^*小幅地改變。

proportional integral regulation loop,作為示例，使用比例積分調(diào)節(jié)環(huán)(proportional integral regulation loop)、可能地經(jīng)由第一調(diào)節(jié)器裝置來(lái)調(diào)節(jié)第一發(fā)動(dòng)機(jī)組的每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。第一調(diào)節(jié)器裝置用于調(diào)節(jié)每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的自由渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，且每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)較佳地是由FADEC類(lèi)型的主計(jì)算機(jī)管理的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的自由渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)主齒輪箱，并且至少使得主輸出軸且由此使得旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器的主旋翼以轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR轉(zhuǎn)動(dòng)。

之后，確定針對(duì)由第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*，以使得第二發(fā)動(dòng)機(jī)組僅僅在飛行動(dòng)力W_vol大于能由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的最大動(dòng)力時(shí)操作。

飛行器的飛行動(dòng)力W_vol主要由飛行器飛行所需的動(dòng)力構(gòu)成，以執(zhí)行由飛行員所要求的操縱和運(yùn)動(dòng)。飛行所需的該動(dòng)力在主旋翼和反扭矩旋翼之間共享。

應(yīng)觀察到的是，飛行器的該飛行動(dòng)力W_vol也包括用于為飛行器的設(shè)備提供動(dòng)力的輔助動(dòng)力。作為示例，輔助動(dòng)力用于為飛行器機(jī)艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，用于為飛行器上諸如航空電子設(shè)備和交流發(fā)電機(jī)之類(lèi)的機(jī)載電氣設(shè)備提供動(dòng)力，或者實(shí)際上為飛行器的液壓設(shè)備提供動(dòng)力。能以已知的方式確定該輔助動(dòng)力，該輔助動(dòng)力主要由電力和液壓動(dòng)力構(gòu)成。

最終，調(diào)節(jié)第二發(fā)動(dòng)機(jī)組的操作以輸送第二動(dòng)力W₂。因此，該第二動(dòng)力W₂基本上等于第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*，但當(dāng)調(diào)節(jié)在動(dòng)態(tài)階段中進(jìn)行時(shí)，該第二動(dòng)力可圍繞該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*小幅地改變。

作為示例，使用比例調(diào)節(jié)環(huán)或?qū)嶋H上比例積分調(diào)節(jié)環(huán)、可能地借助第二調(diào)節(jié)器裝置來(lái)調(diào)節(jié)第二發(fā)動(dòng)機(jī)組的每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。因此，從用于維持飛行器性能所需的駕駛角度來(lái)看，與駕駛帶有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器相比，無(wú)需增大飛行員的工作負(fù)荷就能調(diào)節(jié)由每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的動(dòng)力。該第二調(diào)節(jié)器裝置用于控制來(lái)自每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，以使得第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送第二動(dòng)力W₂，即使每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由被調(diào)節(jié)在第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上的每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)賦予仍可。

此外，第二調(diào)節(jié)器裝置包括與副發(fā)動(dòng)機(jī)同樣多的副計(jì)算機(jī)，且每個(gè)副計(jì)算機(jī)均連接于單個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)，這些副計(jì)算機(jī)彼此連接以使得副發(fā)動(dòng)機(jī)能得以調(diào)節(jié)。作為示例，每個(gè)計(jì)算機(jī)均是FADEC類(lèi)型的。

在此種調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法中，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅在所述飛行動(dòng)力W_vol大于來(lái)自每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的主最大動(dòng)力W_Max1之和時(shí)操作。因此，僅僅當(dāng)?shù)谝话l(fā)動(dòng)機(jī)組在維持其性能的同時(shí)依靠其自身無(wú)法輸送飛行器飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol時(shí)，使用每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)。

然后，基于飛行動(dòng)力W_vol和能由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的最大動(dòng)力之間的比較，需考慮若干情況。

首先，在第一情況中，只要來(lái)自每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和大于或等于飛行動(dòng)力W_vol，該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*就是零。于是，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組依靠其自身起作用并且無(wú)需來(lái)自第二發(fā)動(dòng)機(jī)組的輔助就能輸送用于飛行器飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol。

該第一情況對(duì)應(yīng)于消耗較小動(dòng)力的飛行階段。作為示例，這些飛行階段可以是下降飛行或者以低速水平飛行和/或具有較小機(jī)載重量的階段。

相反，當(dāng)來(lái)自每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和小于飛行動(dòng)力W_vol時(shí)，第二發(fā)動(dòng)機(jī)組需要輸送副動(dòng)力以使得動(dòng)力設(shè)備能輸送飛行動(dòng)力W_vol。該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*則并非是零。然而，然后需要對(duì)兩個(gè)其他情況進(jìn)行區(qū)分，并且這兩個(gè)情況在下文稱(chēng)為第二情況和第三情況。

在第二情況中，當(dāng)飛行動(dòng)力W_vol和來(lái)自每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的差值是正的并且小于來(lái)自每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和時(shí)，第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*等于飛行動(dòng)力W_vol和主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的該差值。

每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)則處于使用中并且可能甚至較重地加載，以輸送為了確保飛行器性能所需的附加動(dòng)力。該第二情況對(duì)應(yīng)于飛行器中消耗大量動(dòng)力的飛行階段。作為示例，這些飛行階段可以是起飛、著陸、懸停、爬升飛行或者實(shí)際上以高速水平飛行和/或具有較重機(jī)載重量的階段。

在第三情況中，當(dāng)飛行動(dòng)力W_vol和主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的差值大于副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和時(shí)，第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*等于副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和。

然后，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)加載至最大程度，以輸送等于副最大動(dòng)力W_Max2的附加動(dòng)力。主發(fā)動(dòng)機(jī)也輸送他們的主最大動(dòng)力W_Max1。然而，該第三情況是例外的，其中，動(dòng)力設(shè)備輸送最大可獲得動(dòng)力來(lái)用于主發(fā)動(dòng)機(jī)和副發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作。飛行員則不具有用于發(fā)動(dòng)機(jī)正常操作的附加動(dòng)力裕度。該第三情況例如對(duì)應(yīng)于用于避開(kāi)障礙物的突然操縱或者對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)故障。

因此，這三個(gè)情況能使用以下公式來(lái)進(jìn)行歸納：

W₂^*＝MIN{ΣW_Max2,MAX[0,W_vol-ΣW_Max1]}

有利的是，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)并不持續(xù)地使用，而是僅僅在消耗大量動(dòng)力的飛行階段期間有需要的時(shí)候使用，以減少對(duì)每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，因此可既降低該副發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)成本又縮短飛行器不可用的時(shí)間。

較佳地是，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組包括兩個(gè)相同的主發(fā)動(dòng)機(jī)，而第二發(fā)動(dòng)機(jī)組包括不同于主發(fā)動(dòng)機(jī)的單個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)。該副發(fā)動(dòng)機(jī)可例如與主發(fā)動(dòng)機(jī)相比重量較輕且尺寸較小，并且可輸送小于主發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力的最大動(dòng)力。

此外，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組共同地輸送輸出動(dòng)力W_s。該輸出動(dòng)力W_s等于由第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的第二動(dòng)力W₂加上由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組提供的第一動(dòng)力W₁之和，以使得：

W_s＝W₁+W₂

在調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法中，確定飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*，該飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力對(duì)應(yīng)于可能潛在地飛行器飛行所需的動(dòng)力，該動(dòng)力會(huì)需要由動(dòng)力設(shè)備輸送并且因此由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組共同地輸送。該飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*通常根據(jù)用于飛行器的主旋翼的槳葉的總距控制的位置、主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR以及飛行器的行進(jìn)速度來(lái)評(píng)估。

之后，確定針對(duì)由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得：

Ws^*＝W₁^*+W₂^*

最后，能使用該針對(duì)動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得第一發(fā)動(dòng)機(jī)組和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組預(yù)測(cè)飛行器對(duì)于動(dòng)力的需求并且共同地作用以輸送飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*。

飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws*可通過(guò)預(yù)測(cè)裝置基于對(duì)扭矩和/或飛行器的主旋翼處動(dòng)力需求的預(yù)測(cè)的考慮來(lái)確定。

該飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws*也可基于飛行器的性能要求、尤其是基于關(guān)于飛行器的飛行狀態(tài)和飛行情況的信息并且也根據(jù)由飛行器的飛行員操作的飛行控制件來(lái)確定。例如，預(yù)測(cè)裝置考慮第一設(shè)定點(diǎn)NR^*并且還考慮主旋翼的加速或減速。

預(yù)測(cè)裝置可結(jié)合在存在于飛行器中的計(jì)算裝置中，或者實(shí)際上直接地結(jié)合到飛行器的航空電子設(shè)備安裝件中。

此外，在飛行器的給定飛行階段的特定情況中并且由于主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組調(diào)節(jié)，因而飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws*可以是恒定的。該第二調(diào)節(jié)器裝置則用于調(diào)節(jié)該所需的飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws*在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組之間的分配。

因此，該第二發(fā)動(dòng)機(jī)組僅僅在動(dòng)力上取決于第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*受控，同時(shí)調(diào)節(jié)第一發(fā)動(dòng)機(jī)組以給出控制飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的優(yōu)先權(quán)。因此，由每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力能有利地根據(jù)要求且在不會(huì)降低動(dòng)力設(shè)備的性能的情形下、并且具體地在符合第一設(shè)定點(diǎn)NR^*的同時(shí)得以優(yōu)化。然后，通過(guò)計(jì)算裝置基于動(dòng)力設(shè)備的各種操作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*在兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組、即在針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*和第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*之間的分配。

此外，應(yīng)觀察到的是，飛行動(dòng)力W_vol隨著飛行器的飛行狀況、具體地說(shuō)隨著氣候條件、隨著飛行器的特征以及隨著飛行器的飛行階段而改變。

為了檢測(cè)這些飛行階段，可使用用于自動(dòng)地確定飛行器的飛行階段的選擇算法。

作為示例，該算法使用針對(duì)飛行器的由存在于該飛行器中的速度傳感器所確定的水平速度Vh和垂直速度Vz的數(shù)值。

該算法也能使用來(lái)自飛行器的飛行控制件的數(shù)據(jù)。確切地說(shuō)，飛行器控制件位置的具體組合對(duì)應(yīng)于飛行器的具體飛行階段，且這些飛行階段是不同的。例如，已知利用總距桿(用于控制主旋翼的槳葉的總距)和踏板(用于控制反扭矩旋翼的槳葉的總距)的位置來(lái)確定飛行器的飛行階段。

最后，該算法可利用飛行器沿著該飛行器的每個(gè)軸線的姿態(tài)和加速數(shù)據(jù)。作為示例該數(shù)據(jù)可由慣性單元或者由姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)(AHRS)來(lái)供給。

對(duì)于飛行器的每個(gè)飛行階段，特定性能曲線可確定飛行器飛行所需的動(dòng)力，且動(dòng)力設(shè)備需要輸送與飛行所需動(dòng)力加上輔助動(dòng)力之和相等的飛行動(dòng)力W_vol以執(zhí)行該飛行階段。根據(jù)飛行階段，這些性能曲線由是氣候條件、尤其是飛行器外部空氣的壓力和溫度的函數(shù)的和/或飛行器的總體重量的函數(shù)的曲線所構(gòu)成。

這些性能曲線通?？紤]飛行器的特征、例如空氣動(dòng)力學(xué)特征。例如，與每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣口類(lèi)型和排氣口類(lèi)型由于由此產(chǎn)生的壓頭損失而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作具有影響，并且可被考慮到性能曲線中。類(lèi)似地，當(dāng)過(guò)濾器用在每個(gè)進(jìn)氣口上而由此降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，需要使用考慮該過(guò)濾器的特定性能曲線。

此外，飛行器的主旋翼的對(duì)于所需動(dòng)力產(chǎn)生影響的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和效率能用于借助如下性能曲線來(lái)調(diào)節(jié)飛行所需的動(dòng)力：這些性能曲線具體地考慮主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR。

在至少一個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的事件中，可將每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作持續(xù)地調(diào)節(jié)在針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。因此，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅在飛行動(dòng)力W_vol大于由每個(gè)操作的主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的主最大動(dòng)力W_Max1之和時(shí)操作。

此外，甚至當(dāng)?shù)诙O(shè)定點(diǎn)W₂^*是零時(shí)，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)仍“運(yùn)轉(zhuǎn)”并且以較低的轉(zhuǎn)動(dòng)速度操作，從而能夠在主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的事件中快速地啟動(dòng)。

然而，在至少一個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的事件中，每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)也可差異地調(diào)節(jié)，以將動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)力差異地分配在還未發(fā)生故障的每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)之間。

例如，可使用輸送其副最大動(dòng)力W_Max2的每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送最大第二動(dòng)力W₂以限制由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的第一動(dòng)力W₁。這可減少或甚至避免使用仍操作的每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的OEI操作模式。

也可將每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上，以確保符合該第一設(shè)定點(diǎn)NR^*。此種調(diào)節(jié)能以比例模式或者實(shí)際上以比例積分模式來(lái)執(zhí)行。

本發(fā)明還提供一種用于飛行器的動(dòng)力設(shè)備，該動(dòng)力設(shè)備包括第一發(fā)動(dòng)機(jī)組、第二發(fā)動(dòng)機(jī)組以及主動(dòng)力傳遞齒輪箱。這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組機(jī)械地驅(qū)動(dòng)主齒輪箱，以使得該主齒輪箱的至少一個(gè)主輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該主輸出軸被限制為隨著飛行器的主旋翼一起以轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一發(fā)動(dòng)機(jī)組包括至少兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)和第一調(diào)節(jié)器裝置。該第一調(diào)節(jié)器裝置構(gòu)造成將每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)飛行器的主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上。

第二發(fā)動(dòng)機(jī)組具有至少一個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)和第二調(diào)節(jié)器裝置。該第二調(diào)節(jié)器裝置構(gòu)造成將由每個(gè)第二副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的動(dòng)力調(diào)節(jié)在針對(duì)由該第二發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。

該動(dòng)力設(shè)備需要輸送飛行器飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol。此外，每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)能夠輸送主最大動(dòng)力W_Max1，且每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)能夠輸送副最大動(dòng)力W_Max2。

如上所述，計(jì)算裝置構(gòu)造成確定第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*，從而每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅當(dāng)?shù)谝话l(fā)動(dòng)機(jī)組依靠其自身無(wú)法輸送飛行器飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol時(shí)操作。這些計(jì)算裝置可位于動(dòng)力設(shè)備中或者飛行器中。

該動(dòng)力設(shè)備還可包括預(yù)測(cè)裝置，該預(yù)測(cè)裝置構(gòu)造成確定飛行器飛行所需的飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*，該飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力需要由第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組共同地輸送。因此，確定針對(duì)將由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組輸送的動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得：

Ws^*＝W₁^*+W₂^*

最后，能使用針對(duì)動(dòng)力的該第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得第一發(fā)動(dòng)機(jī)組和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組預(yù)測(cè)飛行器的動(dòng)力需求并且共同地作用以輸送飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*。

該第一發(fā)動(dòng)機(jī)組較佳地具有兩個(gè)相同的主發(fā)動(dòng)機(jī)，而第二發(fā)動(dòng)機(jī)組具有不同于主發(fā)動(dòng)機(jī)的單個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)。

在至少一個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的事件中，第二調(diào)節(jié)器裝置使得每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作能以比例模式或者實(shí)際上以比例積分模式調(diào)節(jié)在針對(duì)主旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上。該第二調(diào)節(jié)器裝置也可將每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)在如上文所確定的或者實(shí)際上通過(guò)輸送可從每個(gè)副發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的副最大動(dòng)力W_Max2而確定的針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。

本發(fā)明還提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器，該旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器具有至少一個(gè)主旋翼、如上所述的動(dòng)力設(shè)備以及航空電子安裝件，該動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算裝置可位于飛行器的航空電子設(shè)備安裝件中。

附圖說(shuō)明

參照附圖以示例和描述的方式給出實(shí)施方式的以下描述，從中將更詳細(xì)地示出本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1示出裝配有本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器；

圖2是歸納本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法的框圖；以及

圖3至5是飛行器的性能曲線。

在一個(gè)以上的附圖中出現(xiàn)的元件在各圖中采用相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

圖1示出旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器30，該旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器具有主旋翼31、尾部旋翼32、動(dòng)力設(shè)備1以及航空電子安裝件5。該動(dòng)力設(shè)備1具有第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10、第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20以及主動(dòng)力傳遞齒輪箱2。這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組10和20機(jī)械地驅(qū)動(dòng)主齒輪箱2，以驅(qū)動(dòng)該主齒輪箱2的主輸出軸3轉(zhuǎn)動(dòng)。該主輸出軸3限制成與主旋翼31一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并以轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為飛行器30提供升力并且還可能提供推進(jìn)力。

尾部旋翼32也可經(jīng)由來(lái)自主齒輪箱2的副輸出軸由該主齒輪箱2驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10包括兩個(gè)相同的主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12以及第一調(diào)節(jié)器裝置15。該第一調(diào)節(jié)器裝置15具有兩個(gè)主計(jì)算機(jī)13和14，每個(gè)主計(jì)算機(jī)13、14均連接于單個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12。主計(jì)算機(jī)13和14也彼此連接。每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12均輸送主最大動(dòng)力W_Max1。

第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20包括副發(fā)動(dòng)機(jī)21和第二調(diào)節(jié)器裝置25。第二調(diào)節(jié)器裝置25包括副計(jì)算機(jī)22，該副計(jì)算機(jī)連接于副發(fā)動(dòng)機(jī)21。副發(fā)動(dòng)機(jī)21不同于主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12。副發(fā)動(dòng)機(jī)21與主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12相比重量較輕并且具有較小的尺寸，并且該副發(fā)動(dòng)機(jī)輸送副最大動(dòng)力W_Max2，該副最大動(dòng)力小于來(lái)自主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12的主最大動(dòng)力W_Max1。

主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12以及副發(fā)動(dòng)機(jī)21均是渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)均包括氣體發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)主齒輪箱2的自由渦輪機(jī)。

主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12以及副發(fā)動(dòng)機(jī)21能輸送主最大動(dòng)力W_Max1和副最大動(dòng)力W_Max2，具體地是最大持續(xù)動(dòng)力MCP、最大起飛動(dòng)力TOP以及OEI應(yīng)急機(jī)械動(dòng)力，該主最大動(dòng)力和副最大動(dòng)力取決于飛行階段和發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是不同的。

航空電子設(shè)備安裝件5具有計(jì)算裝置6和預(yù)測(cè)裝置7。

圖2是歸納本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法的框圖。調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的該方法包括5個(gè)主要步驟。

在第一步驟51期間，確定針對(duì)主旋翼31的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*。該第一設(shè)定點(diǎn)NR^*可以是在飛行器30的開(kāi)發(fā)期間確定的固定數(shù)值，或者該第一設(shè)定點(diǎn)可以是之后在飛行器30正飛行的同時(shí)由計(jì)算裝置6持續(xù)地確定的可變數(shù)值。

在第二步驟52期間，借助第一調(diào)節(jié)器裝置15將每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)主旋翼31的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上。

因此，借助該第一調(diào)節(jié)器裝置15，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10用于控制主旋翼31的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR，該轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR基本上等于第一設(shè)定點(diǎn)NR^*。

作為示例，該第一調(diào)節(jié)器裝置15用于使用比例積分調(diào)節(jié)環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12。由于這兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12是相同的，因而它們的操作是對(duì)稱(chēng)的，每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12貢獻(xiàn)同等的份額來(lái)經(jīng)由主輸出軸3來(lái)驅(qū)動(dòng)主旋翼31。

在第三步驟53期間，確定飛行器30飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol。該飛行動(dòng)力W_vol由動(dòng)力設(shè)備1輸送并且在主旋翼31、尾部旋翼32以及飛行器30上的機(jī)載設(shè)備之間共享。

因此，該飛行動(dòng)力W_vol等于對(duì)該設(shè)備提供動(dòng)力的輔助動(dòng)力加上使得飛行器30飛行所需的動(dòng)力之和，該動(dòng)力使用用于飛行器30的性能曲線來(lái)確定。這些性能曲線專(zhuān)門(mén)針對(duì)飛行器30的每個(gè)飛行階段。

這些性能曲線的示例在圖3至5中示出。

圖3示出用于飛行器30的懸停飛行的第一性能曲線。用于懸停飛行的該第一性能曲線由根據(jù)氣候條件、具體地是飛行器30外部空氣的壓力P0和溫度T0的曲線構(gòu)成。

圖4示出用于飛行器30的水平飛行的第二性能曲線。用于水平飛行的該第二性能曲線由根據(jù)飛行器30的總體質(zhì)量M的曲線構(gòu)成。

圖5示出用于飛行器30的爬升飛行的第三性能曲線。用于爬升飛行的該第三性能曲線由根據(jù)氣候條件、具體地是飛行器30外部空氣的壓力P0和溫度T0的曲線構(gòu)成。

存在針對(duì)其他飛行階段、具體地是針對(duì)飛行器30的起飛和著陸階段的未示出的其它性能曲線。

驅(qū)動(dòng)第四步驟54，確定針對(duì)由第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20輸送的動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*。

該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*由計(jì)算裝置60根據(jù)飛行器30的飛行動(dòng)力W_vol和來(lái)自第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10的每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12的主最大動(dòng)力W_Max1來(lái)確定，以使得副發(fā)動(dòng)機(jī)21僅僅當(dāng)?shù)谝话l(fā)動(dòng)機(jī)組10依靠于其自身無(wú)法輸送飛行器30飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol時(shí)操作。

因此，只要來(lái)自每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)11、12的主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和大于或等于飛行動(dòng)力W_vol，該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*就是零。于是，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10依靠其自身起作用并且無(wú)需來(lái)自第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20的輔助就能輸送用于飛行器30飛行所需的飛行動(dòng)力W_vol。該第一情況對(duì)應(yīng)于飛行器30的消耗較小動(dòng)力的飛行階段。

此外，在第二情況中，當(dāng)飛行動(dòng)力W_vol和來(lái)自每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12的主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的差值是正的并且小于來(lái)自副發(fā)動(dòng)機(jī)21的副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和時(shí)，第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*等于飛行動(dòng)力W_vol和主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的該差值。

相反，在第三情況中，當(dāng)飛行動(dòng)力W_vol和主最大動(dòng)力W_Max1的第一總和之間的差值大于副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和時(shí)，第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*等于副最大動(dòng)力W_Max2的第二總和。

副發(fā)動(dòng)機(jī)21然后加載或者實(shí)際上較重地加載，以輸送用于執(zhí)行飛行器30的飛行階段所需的附加動(dòng)力。該情況對(duì)應(yīng)于飛行器30中消耗大量動(dòng)力的飛行階段。

在第五步驟55期間，由第二調(diào)節(jié)器裝置25將副發(fā)動(dòng)機(jī)21的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。因此，該第二發(fā)動(dòng)機(jī)組21輸送基本上等于該第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*的第二動(dòng)力W₂。

因此，副發(fā)動(dòng)機(jī)21的操作根據(jù)來(lái)自主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12的動(dòng)力需求而得以優(yōu)化。調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法有利地可持續(xù)地并且根據(jù)飛行器30的動(dòng)力需求并根據(jù)主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12上的負(fù)荷、來(lái)管理動(dòng)力在動(dòng)力設(shè)備10的主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12以及副發(fā)動(dòng)機(jī)21之間的分配。

調(diào)節(jié)動(dòng)力設(shè)備的方法還可包括三個(gè)附加的步驟。

在第六步驟56期間，由預(yù)測(cè)裝置7來(lái)確定飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*。該飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*對(duì)應(yīng)于這樣的動(dòng)力，該動(dòng)力是可能潛在地是飛行器30飛行所需的并且需要由主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12以及副發(fā)動(dòng)機(jī)21共同地輸送。

在第七步驟57期間，計(jì)算裝置6確定針對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10將要輸送的動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得：

Ws^*＝W₁^*+W₂^*

在第八步驟58期間，能使用針對(duì)動(dòng)力的第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，以使得第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20預(yù)測(cè)飛行器30的動(dòng)力需求并且共同地輸送飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*。

然后，該第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10和第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20共同地輸送輸出動(dòng)力Ws，該輸出動(dòng)力等于由第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20輸送的第二輸出動(dòng)力W₂加上由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10輸送的第一動(dòng)力W₁之和，以使得：

Ws＝W₁+W₂

第一動(dòng)力W₁則基本上等于第三設(shè)定點(diǎn)W₁^*，且輸出動(dòng)力Ws基本上等于飛行預(yù)測(cè)動(dòng)力Ws^*。

此外，在主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12發(fā)生故障的事件中，可將副發(fā)動(dòng)機(jī)21的操作持續(xù)地調(diào)節(jié)在針對(duì)動(dòng)力的第二設(shè)定點(diǎn)W₂^*上。因此，副發(fā)動(dòng)機(jī)21僅僅在飛行動(dòng)力W_vol大于由仍工作的主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12輸送的主最大動(dòng)力W_Max1時(shí)操作。

然而，在主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12發(fā)生故障的事件中，副發(fā)動(dòng)機(jī)21的調(diào)節(jié)也可以是有差異的，從而動(dòng)力設(shè)備1輸送的動(dòng)力在副發(fā)動(dòng)機(jī)21和還未發(fā)生故障的主發(fā)動(dòng)機(jī)11、12之間有不同的分配。

例如，可使用副發(fā)動(dòng)機(jī)21輸送其副最大動(dòng)力W_Max2。然后，該第二發(fā)動(dòng)機(jī)組20輸送第二最大動(dòng)力W₂以限制由第一發(fā)動(dòng)機(jī)組10輸送的第一動(dòng)力W₁。因此，可減少或甚至避免使用每個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)11和12的OEI應(yīng)急模式以及相關(guān)聯(lián)的應(yīng)急機(jī)械動(dòng)力。

也可將副發(fā)動(dòng)機(jī)21的操作調(diào)節(jié)在針對(duì)主旋翼31的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率NR的第一設(shè)定點(diǎn)NR^*上，以確保符合該第一設(shè)定點(diǎn)NR^*。此種調(diào)節(jié)能以比例模式或者以比例積分模式來(lái)執(zhí)行。

當(dāng)然，本發(fā)明在其實(shí)施方式方面可有許多變型。盡管描述了若干實(shí)施方式，但是容易理解，不可能窮舉地給出所有可能實(shí)施方式。當(dāng)然能夠設(shè)想用等同裝置代替所描述的任何裝置而不超出本發(fā)明的范圍。