專利名稱：驅(qū)動推力換向器的控制方法
驅(qū)動推力換向器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的推力換向器的方法，該方法利 用了能夠借助至少一個電馬達(dá)而移動的至少一個活動罩。本發(fā)明還涉及 一種適于這種控制方法的推力換向器。
推力換向器的作用在于，當(dāng)飛機(jī)著陸時，通過將渦輪噴氣發(fā)動機(jī)產(chǎn) 生的至少一部分推力轉(zhuǎn)向前方來增加飛機(jī)的制動能力。在該階段，換向 器阻隔噴管，并將引擎噴出的噴射流體導(dǎo)向引擎艙前部，從而產(chǎn)生反向 推力來增加飛機(jī)輪子的制動。
用來以這種方式改變噴射流體方向的裝置根據(jù)換向器的類型而有所 變化。然而，在所有情況中，換向器的結(jié)構(gòu)中包括活動罩，該活動罩能
在以下兩個位置之間移動 一個是展開位置，在此位置，這些活動罩打 開引擎艙內(nèi)的供轉(zhuǎn)向的噴射流體用的通道；另一個是收回位置，在該位 置，這些活動罩關(guān)閉該通道。這些活動罩還能夠執(zhí)行轉(zhuǎn)向功能或者能夠 簡單地激活其它轉(zhuǎn)向裝置。
例如，在葉柵型的推力換向器中，所述活動罩沿著軌道滑動，以使 得在打開階段的收回過程中，這些活動罩將位于所述引擎艙厚度內(nèi)的導(dǎo) 向裝置葉片的葉柵打開。連桿系統(tǒng)將該活動罩與鎖閉門相連接，所述鎖 閉門設(shè)在噴管管道內(nèi)，并阻擋改向的噴射流體出口。相對而言，在門型 推力換向器中，每個活動罩以能夠阻擋噴射流體并將該噴射流體轉(zhuǎn)向的 方式樞轉(zhuǎn)，并因此在該改向的方向上是可以移動的。
總體而言，活動罩由水壓驅(qū)動器或氣壓驅(qū)動器來驅(qū)動，這些水壓驅(qū) 動器或氣壓驅(qū)動器需要增壓流體傳輸網(wǎng)絡(luò)。獲得該增壓流體的傳統(tǒng)方式 為或者在氣壓系統(tǒng)的情況下將空氣排出渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，或者打開飛機(jī) 的液體循環(huán)管路。這種系統(tǒng)需要大量的維護(hù)，因為水壓或氣壓網(wǎng)絡(luò)中的 輕微裂縫很難被檢測到，并帶來了對換向器和引擎艙的其它部件具有嚴(yán) 重后果的風(fēng)險。此外，由于在換向器前部區(qū)域缺乏可用空間，安裝和保護(hù)這種管路是一種特別棘手且需要占用空間的操作。
水壓和氣壓系統(tǒng)的另 一 個缺點是，驅(qū)動器或馬達(dá)總是輸出它們被設(shè) 計的最大功率，并且該最大功率必須對應(yīng)于在重負(fù)荷降落或起飛的情形
下的打開或閉合換向器所需的功率。更加具體地說，這些情形特別是指
在中止起飛的情形下的打開(或展開)，以及在中斷降落的情形下的閉 合(或收回)，這些場合比正常情形下需要大量更多的動力來克服與極
高的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度相關(guān)的壓力。所要解決的問題特別是能夠提 供足夠的功率， 一方面，在打開過程中所述功率能夠克服直接的噴射流 體產(chǎn)生的巨大負(fù)壓，所述負(fù)壓阻止活動罩開始打開和所述活動罩封閉密 封件的分離，另一方面， 一閉合能夠克服更高的相反的空氣動力學(xué)的作 用力。盡管這些場合特別少見，但是這些場合理所當(dāng)然地，必須出于安 全原因而予以考慮。
由于驅(qū)動器所輸出的功率總是為確保換向器在這些重負(fù)荷場合下進(jìn) 行工作所需的最大功率，因此施加在結(jié)構(gòu)和設(shè)備上的負(fù)荷總是最大負(fù)荷， 從而導(dǎo)致了換向器各個部件過早地疲勞磨損。此外，倘若換向器的部件 被卡塞的話，動負(fù)荷和靜負(fù)荷也將會非常大。
例如，如果用于將換向器鎖住而使其閉合的閂鎖被卡塞的話，由于 活動罩在工作中的震動而導(dǎo)致的動負(fù)荷將會十分大。該閂鎖必須被設(shè)計 成能夠經(jīng)受在全速和全功率運(yùn)行下的電馬達(dá)(或系統(tǒng))的震動。因此， 有必要對所述閂鎖進(jìn)行過度設(shè)計，而損害了整體質(zhì)量。在換向器的其它 部件上，也有該同樣的問題。
更加具體地說，利用氣壓或水壓系統(tǒng)，在全功率時發(fā)生震動的概率 等于換向器被卡塞的概率，因為每次使用換向器時所輸出的都是全功率。 因此根據(jù)制造商標(biāo)準(zhǔn)，換向器卡塞是極端的情形，發(fā)生該極端情形的概 率非常高以至于不能允許零部件的塑性變形。為了避免這種塑性變形而 采用的方案是在犧牲整體質(zhì)量的代價上，對推力換向器的零部件進(jìn)行 過度設(shè)計。
此處應(yīng)當(dāng)注意到，設(shè)備的質(zhì)量在航空設(shè)計中是十分重要的一個方面， 并且應(yīng)當(dāng)注意到，推力換向器組成了最重的引擎艙分組件。因此，盡可 能地減少質(zhì)量而同時滿足安全和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是十分有利的。為了彌補(bǔ)與氣壓或者水壓系統(tǒng)相關(guān)的缺點，推力換向器制造商已經(jīng) 尋求替換它們，并盡可能地在他們的換向器上配備機(jī)電驅(qū)動器，這些機(jī)
電驅(qū)動器重量更輕，并且更加耐用。文獻(xiàn)EP 0,843,089中描述了諸如此類 的換向器。然而，施加在結(jié)構(gòu)上的力的問題還是沒能完全解決，因為在 重負(fù)荷的場合下，能夠操作換向器的電馬達(dá)還是有必要的。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，并且特別而言，本發(fā)明的目的是 在使用機(jī)電驅(qū)動器所允許的情況下使節(jié)省質(zhì)量最優(yōu)化，以及延長推力換 向器的壽命，為此，本發(fā)明涉及一種用來打開或閉合渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的 推力換向器的控制方法，該方法利用了能夠借助至少一個電馬達(dá)而移動 的至少一個活動罩，所述方法特征在于，對于打開和/或閉合階段，所述 方法包括目的在于以下各項的步驟
執(zhí)行操作序列，在所述操作序列中，電馬達(dá)的工作參數(shù)與情形相適應(yīng)。
因此，當(dāng)推力換向器在需要提供充足的力的情形下而必須被驅(qū)動時， 也就是說例如在中止起飛或者中止降落的時候，對代表所述渦輪噴氣發(fā) 動機(jī)通道內(nèi)壓力的參數(shù)的分析，該分析使得對這些情形中的 一個的出現(xiàn)
應(yīng)成為可能，其中所述代表壓力的參數(shù)表示工作速度和用以打開或閉合 換向器而待被應(yīng)用的力。作為附屬結(jié)果，分析所述代表參數(shù)因此使得不 必利用電馬達(dá)的工作參數(shù)來執(zhí)行操作序列——這在正常情況下是不需要 的。在這么做的時候，使用涉及重負(fù)荷情形的操作參數(shù)不再作為常規(guī)， 而是將所述操作參數(shù)保留起來僅用于重負(fù)荷情形。通過按照本發(fā)明的方 法，在高引擎功率下發(fā)生震動的概率顯著減少，因為在給定代表參數(shù) 時，這種情形僅在需要此高功率的情形下發(fā)生。因此，在全功率下發(fā)生 震動不再是極端的情形，因為借助根據(jù)本發(fā)明的方法，換向器被卡塞的 概率乘以換向器在重負(fù)荷情形下工作的概率為在全功率下發(fā)生震動的概 率，因此發(fā)生震動的概率被顯著減少。按照制造商標(biāo)準(zhǔn)，這是極端的情 形，該極端情形允許元件的一定的塑性變形，使得一定元件按比例縮小成為可能。
器軸的速度中獲取。根據(jù)渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的類型，該代表參數(shù)可以直接 是所述軸自身的轉(zhuǎn)動速度，或者如果在壓縮軸和風(fēng)扇之間設(shè)有減速箱， 該代表參數(shù)是所述軸被降低的速度。具體而言，事實上僅僅是傳輸至風(fēng)
過控制渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的電子系統(tǒng)而易于獲得，其中所述電子系統(tǒng)是為
人所熟知的英文縮寫是FADEC的全權(quán)數(shù)字式發(fā)動機(jī)控制(Full Authority Digital Engine Control)。當(dāng)然，也可以利用其它的值，例如渦輪噴氣發(fā) 動機(jī)內(nèi)的空氣壓力。還可以分析若干代表參數(shù)，例如由環(huán)境溫度和環(huán)境 壓力的值修正的低壓軸的被降低的轉(zhuǎn)動速度，以獲得更加精確和更加可 靠的分析。
有利地，所執(zhí)行的序列從至少兩個預(yù)定序列中選擇，該至少兩個預(yù) 定序列分別對應(yīng)于所述渦輪噴氣發(fā)動機(jī)在低速和高速下的工作的情形。 渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的低速意味著在換向器的正常展開或收回過程中、以及 在維修操作過程中操控?fù)Q向器的情形下，渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的工作速度， 在維修操作過程中操控?fù)Q向器的情形下渦輪噴氣發(fā)動機(jī)并不處于工作 中。該速度通常對應(yīng)于低壓壓縮軸的轉(zhuǎn)動速度，其中該低壓壓縮軸的轉(zhuǎn) 動速度低于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)制造商設(shè)定的最大速度的大約30%到40%。 該速度值不是絕對標(biāo)準(zhǔn)，而可以根據(jù)渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的特征和活動罩在 移動時施加在所述活動罩上的實際負(fù)荷而改變。相反地，超過最大速度 的大約30%到40%的低壓壓縮軸的轉(zhuǎn)動速度對應(yīng)為高速。應(yīng)當(dāng)注意到， 分開高速和低速的這種劃分值在打開階段和閉合階段不必相同。
事實上，如前所述，在打開時，所要解決的問題本質(zhì)上將是供應(yīng) 使活動罩分開所需的功率，而在閉合時，所要解決的問題是克服抵抗 活動罩閉合的外部氣流。這兩種約束的進(jìn)程根據(jù)渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的
變化而有所不同，因此與閉合階段相比，對打開階段提供不同的低速/高 速劃分值是十分有利的。
有利地，當(dāng)執(zhí)行操作序列的時候，電馬達(dá)輸出的扭矩小于或等于最 大極限值。因此，對由電馬達(dá)傳輸?shù)挠脕眚?qū)動活動罩的扭矩進(jìn)行校準(zhǔn)，并且該扭矩可以限制為根據(jù)渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的情況，恰好足夠使活 動罩移動的扭矩。與所描述的氣壓或液壓系統(tǒng)不同，電馬達(dá)的功率依賴 于供至此電馬達(dá)的電流，并且該功率能夠被調(diào)節(jié)，以使得電馬達(dá)僅在需 要的時候輸出它的最大功率。通過將大扭矩的應(yīng)用限制在高負(fù)荷的情形， 換向器在卡塞的情形下不得不遭受巨大靜負(fù)荷的概率將顯著減少，這是 因為該概率為卡塞的概率乘以換向器重負(fù)荷情形下的概率。換向器元件 的磨損和疲勞也因此減少，從而增加了換向器的強(qiáng)度和壽命。
優(yōu)選地，當(dāng)代表渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)值處于預(yù)定范圍之內(nèi)時， 由所述電馬達(dá)輸出的扭矩的最大極限值取決于應(yīng)用類似于所述代表參數(shù) 的值的變量。利用這種方式，能夠提供將會在渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的中間工 作速度下執(zhí)行的至少一個操作序列。這使得對打開序列的參數(shù)進(jìn)行微調(diào) 成為可能。
更加優(yōu)選地，用于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)在低速所執(zhí)行的操作序列包括用 來測試電馬達(dá)的工作狀態(tài)的測試步驟，在電馬達(dá)未工作(未轉(zhuǎn)動)的情 形下，所述測試步驟將會引起用于在較高速度下工作的渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 的所述操作序列得以采用。如果不能分析代表渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的參 數(shù)，或者該分析是錯誤的，并且所執(zhí)行的序列是用于渦輪噴氣發(fā)送機(jī)在 低速工作情形下的序列，諸如此類的步驟尤其有用。這種情形下，如果 證實該序列不合適，則將會執(zhí)行用于重負(fù)荷情形的序列。
還有利地，至少在執(zhí)行所述操作序列的開始限制所述電馬達(dá)的速度。 通過對速度進(jìn)行限制，在換向器卡塞的情形下，待施加在換向器結(jié)構(gòu)上 的動負(fù)荷和慣性效應(yīng)受到限制。 一旦諸如閂鎖之類的敏感元件已經(jīng)成功 承受，則能夠設(shè)定更高的第二速度數(shù)據(jù)值。
優(yōu)選地，所應(yīng)用的所述操作序列包括至少一個對所述速度進(jìn)行檢查 和調(diào)節(jié)的步驟。
還是優(yōu)選地，操作序列包括控制循環(huán)，該控制循環(huán)用來檢查所述電 馬達(dá)的工作狀態(tài)，并能夠?qū)⒃撾婑R達(dá)關(guān)閉。這樣，如果檢測到任何卡塞， 電馬達(dá)可以被停止或者保持在等待指令的狀態(tài)。
有利地，如果不能分析所述代表參數(shù)，則提供默認(rèn)啟動的操作序列。 該默認(rèn)序列可以是與所建議的操作序列的其中之一相同的序列，或者可以是專用序列。
本發(fā)明還包括一種推力換向器，該推力換向器包括至少一個活動罩， 該活動罩可以在至少一個電馬達(dá)的作用下移動，所述推力換向器的特征
在于，所述電馬達(dá)通過至少一個控制^t妻口而#:控制，該控制4^口依次地， 能夠分析至少 一個代表渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)，并能夠輸出至少一 個合適的操作數(shù)據(jù)值。
優(yōu)選地，所述控制接口與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的控制單元相連接，該控 制單元輸出所述代表參數(shù)。
有利地，所述電馬達(dá)是自控同步電馬達(dá)。諸如此類的電馬達(dá)尤其適 于扭矩和/或速度的控制。此外，轉(zhuǎn)動速度和被輸出的扭矩可以被迅速測 量。
還是有利地，所述電馬達(dá)在恒定速度下受扭矩控制的。優(yōu)選地，所 述接口包括調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置對電馬達(dá)所輸出的扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)。
有利地，所述控制接口能夠接收速度數(shù)據(jù)值，并能夠?qū)⒃撍俣葦?shù)據(jù) 值轉(zhuǎn)換為扭矩指令，所述控制接口將所述扭矩指令傳送至所述電馬達(dá)。 優(yōu)選地，所述控制接口包括調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述電馬達(dá)的速 度。
參考隨后的附圖，通過下文所解釋的詳細(xì)說明，本發(fā)明的實施將被 更好的理解，其中


圖1是結(jié)合了葉柵型推力換向器的引擎艙的局部立體示意圖2是活動罩以及它們的驅(qū)動系統(tǒng)的示意性描述；
圖3是顯示了按照本發(fā)明的控制方法來打開推力換向器的操作步驟 的圖表；
圖4是顯示了按照本發(fā)明的控制方法來閉合推力換向器的操作步驟 的圖表；
圖5是顯示了在換向器打開階段所允許的最大極限扭矩作為渦輪噴 氣發(fā)動機(jī)速度的函數(shù)的曲線圖6是顯示了在換向器閉合階段所允許的最大極限扭矩作為渦輪噴 氣發(fā)動機(jī)速度的函數(shù)的曲線圖；圖7是按照本發(fā)明的換向器配備的控制接口設(shè)計的簡化描述。
在詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施例之前，需要強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明并未 限制于任何特定類型的換向器。盡管本發(fā)明已經(jīng)利用葉柵型換向器來說 明，它還可以利用不同設(shè)計的推力換向器來得以實施，尤其是蛤殼式門 型(clamshell door type )換向器。
圖1顯示結(jié)合了推力換向器1的引擎艙的局部示意圖。圖中并未示 出渦輪噴氣發(fā)動機(jī)。該推力換向器1的結(jié)構(gòu)包括兩個半圓形活動罩2，所 述活動罩2能夠滑動，以便打開位于活動罩2之間的轉(zhuǎn)向裝置葉的葉柵3， 并打開待被轉(zhuǎn)向的氣流4的通道的截面。阻隔門5設(shè)在所述推力換向器1 的結(jié)構(gòu)內(nèi)，以使得這些阻隔門能夠樞轉(zhuǎn)，并能夠從不對氣流4的通道進(jìn) 行阻隔的位置移動至對該通道進(jìn)行阻隔的位置。為了將活動罩2的打開 與阻隔門5的閉合位置相協(xié)調(diào)，阻隔門5通過鉸鏈與活動罩2機(jī)械連接， 阻隔門5還通過連桿系統(tǒng)(圖中未示)而與固定的結(jié)構(gòu)相連接。
活動罩2沿著所述結(jié)構(gòu)的外部的移動是通過安裝在前部區(qū)域的驅(qū)動 器6a、 6b整體來執(zhí)行的，在該前部區(qū)域內(nèi)設(shè)有電馬達(dá)7和撓性傳輸軸8a、 8b,所述撓性傳輸軸8a、 8b分別連接至驅(qū)動器6a、 6b，以便驅(qū)動所述撓 性傳輸軸8a、 8b。
圖2中單獨描述了對活動罩2進(jìn)行驅(qū)動的系統(tǒng)。每個活動罩2能夠 在三個驅(qū)動器6a、 6b的作用下平移，這三個驅(qū)動器包括中央驅(qū)動器6a 和兩個附加驅(qū)動器6b，并且該三個驅(qū)動器由連接至控制接口 9的單獨的 電馬達(dá)7來驅(qū)動。電馬達(dá)7輸出的功率首先通過兩個撓性傳輸軸8a而分 配至中央驅(qū)動器6a,隨后通過撓性傳輸軸8b而分配至附加驅(qū)動器6b。
圖3顯示了按照本發(fā)明的方法來打開推力換向器1的步驟的圖表。
首先，飛行員給出指令100來展開推力換向器。在該指令100之后 是檢查步驟101，且檢查步驟101根據(jù)控制接口 9的狀態(tài)而將會批準(zhǔn)展開 或者不展開。如果來自控制接口 9的響應(yīng)是否定，那么該控制接口中止 102展開，并且消息103通過控制接口 9而發(fā)送至儀器面板。應(yīng)當(dāng)注意到， 即使系統(tǒng)并未批準(zhǔn)打開的情形下，某些飛機(jī)制造商出于安全的原因也要 求進(jìn)行展開或收回嘗試。在這種情形下，則忽略檢查步驟101,并由一個或多個適于此要求的步驟來代替。
來自控制接口 9的肯定響應(yīng)啟動了展開110的開始。
首先，控制接口 9對代表渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)進(jìn)行分析，其 中該速度從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)配備的FADEC (圖中未示)中獲得。該分析 步驟包括第一子步驟111、第二子步驟112和第三子步驟113。
第一子步驟111是對所述的代表參數(shù)的可獲得性進(jìn)行測試。如果不 能獲得該參數(shù)值，則進(jìn)行默認(rèn)的操作序列。該默認(rèn)序列可以與用于代表 參數(shù)限定值的現(xiàn)有操作序列相同或者不同。在此特定情形下，該默認(rèn)序 列與用于重負(fù)荷情形的序列相同，該重負(fù)荷情形將會在后面進(jìn)行描述。
第二子步驟112和第三子步驟113使用所述代表參數(shù)的值。本例中 的值被表示為由制造商提供的最大渦輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的百分比。在本 例中，具有三個操作序列，包括正常操作序列130、用于重負(fù)荷情形的操 作序列140、和中間序列150,其中所述正常操作序列130在如果所述代 表參數(shù)的值小于對應(yīng)于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的最大速度的Nl。/。的值的情形下 使用，用于重負(fù)荷情形(在該例中是指被中止的起飛或者ATO (空中任 務(wù)指令))的所述操作序列140在如果所述代表參數(shù)的值大于或等于N2 的情形下使用，而所述中間序列150在所述代表參數(shù)的值介于Nl和N2 之間時4吏用。
現(xiàn)在將對每個操作序列130、 140、 150進(jìn)行描述。
正常操作序列130包括傳統(tǒng)步驟，該傳統(tǒng)步驟的目的在于解鎖換向 器，并接著開啟電馬達(dá)7。該序列包括調(diào)節(jié)控制循環(huán)，該調(diào)節(jié)控制循環(huán)的 目的是將由電馬達(dá)7輸出的扭矩值保持在Trql以下。此外，控制循環(huán)131 監(jiān)測電馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速，并將其保持在每分鐘1750轉(zhuǎn)以下。
測試步驟132對活動罩2穿過的行程進(jìn)行分析。如果該行程在大約 300ms (毫秒)之后大于35mm，則打開過程繼續(xù)，電馬達(dá)扭矩則^f皮限制 為Trql,并且指令161將速度極限固定在每分鐘10740轉(zhuǎn)，該速度極限 在本例中是電馬達(dá)的最大速度。如果所述行程不是如此，亦即如果活動 罩2在小于約300ms的時間內(nèi)沒有完成大于35mm的平移運(yùn)動，這意味 著或者電馬達(dá)功率不足以在給定的整個時間內(nèi)將換向器打開，或者意味 著電馬達(dá)被卡塞住了。接著，指令162將電馬達(dá)最大扭矩設(shè)定為更高的值Trq2。接著執(zhí)行測試步驟163，執(zhí)行測試步驟163的目的是為了確定電 馬達(dá)7是否正在工作中。如果它沒有處于工作中，那么指令164將它轉(zhuǎn) 換為待命狀態(tài)，并且在步驟165中發(fā)送電馬達(dá)被卡塞的消息。如果電馬 達(dá)7正在工作，則執(zhí)行增大打開速度的步驟161,打開被繼續(xù)，直到結(jié)束。
用于重負(fù)荷情形的操作序列140與正常操作序列130的不同之處僅 在于電馬達(dá)扭矩被限制在Trq2。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)不能得到代表參數(shù)值的 時候，該操作序列140仍是所應(yīng)用的默認(rèn)序列。
中間操作序列150與正常操作序列130的不同之處僅在于電馬達(dá) 扭矩被限制為Trqx值，此Trqx值通過應(yīng)用類似于所述代表參數(shù)值的變量 來確定。該類似的變量是這樣被定義的 一方面，在代表參數(shù)等于N1時， Trqx值為Trql，另一方面，在代表參數(shù)等于N2時，Trqx值為Trq2。
作為保險措施，確保用于重負(fù)荷情形的操作序列140包括檢查步驟 是可能的，其中，例如當(dāng)超過三個用于重負(fù)荷情形的操作序列140由默 認(rèn)執(zhí)行的時候，該檢查步驟向儀器面板發(fā)送消息。
圖4描述了按照本發(fā)明的控制方法來閉合推力換向器1的操作步驟。
首先，飛行員給出指令200來對換向器進(jìn)行收回。在該指令200之 后是檢查步驟201,該檢查步驟201根據(jù)控制接口 9的狀態(tài)而將會批準(zhǔn)收 回或者不收回。如果來自控制接口 9的響應(yīng)是否定的，那么檢查步驟201 中止202的收回，并且消息203通過控制接口 9而發(fā)送至儀器面板。
來自控制接口 9的肯定響應(yīng)啟動了收回210的開始。
首先，控制接口 9對由FADEC中獲得的代表渦輪噴氣發(fā)動機(jī)工作速 度的參數(shù)進(jìn)行分析。該分析步驟包括第一子步驟211和第二子步驟212。
第一子步驟211是對所述的代表參數(shù)的可獲得性進(jìn)行測試。如果無 法獲得該參數(shù)值，則啟動默認(rèn)的操作序列。在該特定情形下，該默認(rèn)序 列與用于重負(fù)荷情形的序列相同，所述用于重負(fù)荷情形的序列將會在后 面進(jìn)行描述。
第二子步驟212使用所述代表參數(shù)的值，從正常操作序列230和用 于重負(fù)荷情形的操作序列240之間來確定使用哪個序列。
如果所述代表參數(shù)的值小于N3的值，則應(yīng)用正常的操作序列230， 該正常操作序列230包括常規(guī)步驟，該常規(guī)步驟的目的在于為了閉合換向器1而開啟電馬達(dá)7。所述正常操作序列230包括控制循環(huán)，此控制 循環(huán)目的是將電馬達(dá)7輸出的扭矩值保持在Trq3以下。
如果所述代表參數(shù)的值大于N3,則應(yīng)用用于重負(fù)荷情形的操作序列 240,該用于重負(fù)荷情形的操作序列240與正常操作序列230的不同之處 僅在于電馬達(dá)扭矩值被限制在Trq4,其中Trq4大于Trq3 。
此外，在正常操作序列230的開始階段提供用來檢查電馬達(dá)7的工 作的測試步驟231。如果電馬達(dá)7未轉(zhuǎn)動，則應(yīng)用用于重負(fù)荷情形的操作 序列240。如果電馬達(dá)7處于工作中，則指令250增加電馬達(dá)7的速度， 但是該速度被限制在電馬達(dá)7的最大速度，在本例中該最大速度為每分 鐘9000轉(zhuǎn)。電馬達(dá)扭矩值仍舊保持在小于或等于Trq3。收回一直持續(xù)直 至完成。
用于重負(fù)荷情形的操作序列240還包括用來分析電馬達(dá)7的工作的 測試步驟241。如果電馬達(dá)7未處于工作中，則指令242將它轉(zhuǎn)換成待命 狀態(tài)。這是因為，由于空氣動力自然趨向于試圖打開活動罩2，因此有必 要保持最小待命扭矩，所以轉(zhuǎn)換成待命狀態(tài)要優(yōu)于切斷電源。接著，指 令243向接口 9發(fā)送消息。如果電馬達(dá)7處于工作中，則應(yīng)用步驟250, 且收回一直持續(xù)到它完成為止。
圖5和圖6分別顯示了換向器1展開和收回的圖表的實例，這些圖 表顯示所允許的最大極限扭矩值作為代表參數(shù)的函數(shù)，此代表參數(shù)的值 如之前所描述的以及圖3和圖4中所示的方法的結(jié)果。這些圖表旨在用 作控制接口 9內(nèi)的程序編制，并被用來確定合適的操作序列。
圖7以簡化的方式描述了按照本發(fā)明的推力換向器1所配設(shè)的控制 接口 9的主電路的工作圖表?？刂平涌?操縱電馬達(dá)7，其中該電馬達(dá)7 由能夠接收扭矩或速度控制指令的自控的同步電馬達(dá)構(gòu)成。
諸如此類的電馬達(dá)7特別適用于按照本發(fā)明的方法。它的工作依賴 于磁性的轉(zhuǎn)子場和轉(zhuǎn)動的磁性定子場之間的相互作用。在諸如此類的電 馬達(dá)7當(dāng)中，傳感器檢測轉(zhuǎn)子的準(zhǔn)確位置，并允許頻率轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)子場 和轉(zhuǎn)動的定子場之間的角度保持為90°，以使得電馬達(dá)扭矩總處于其最大 值。轉(zhuǎn)動的定子場的波幅調(diào)制固定了電馬達(dá)扭矩的值。該傳感器還提供 有關(guān)電馬達(dá)7旋轉(zhuǎn)速度的信息。在工作中，當(dāng)負(fù)荷減小或增大時，為保持速度恒定，電馬達(dá)扭矩也 必須被減小或增大。因此，轉(zhuǎn)動的定子場的振幅將被減少或增大，但是 所述場的頻率將不會改變。
所述接口接收速度數(shù)據(jù)值302，比較器303從該速度數(shù)據(jù)值302中減 去電馬達(dá)7的當(dāng)前速度304。這些速度之間的差值被輸入速度調(diào)節(jié)裝置 305當(dāng)中，其中該速度調(diào)節(jié)裝置305計算以扭矩數(shù)據(jù)值306為形式的適當(dāng) 響應(yīng)。該扭矩數(shù)據(jù)值306被輸入比較器307，該比較器307從扭矩數(shù)據(jù)值 306中減去電馬達(dá)7的當(dāng)前扭矩308。兩個扭矩之間的差值被供應(yīng)至扭矩 調(diào)節(jié)裝置309，該扭矩調(diào)節(jié)裝置309將合適的數(shù)據(jù)值310傳送至電馬達(dá)7。
盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特定的示例性的實施例而進(jìn)行了描述，很明顯， 本發(fā)明未以任何方式而被限定于所述的實施例，本發(fā)明包括了所有與所 描述的裝置以及裝置之間的結(jié)合等效的技術(shù)特征，這些等效技術(shù)特征均 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用來打開或閉合渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的推力換向器(1)的控制方法，該方法使用能夠借助至少一個電馬達(dá)(7)而移動的至少一個活動罩 (2)，其特征在于，所述方法包括目的在于以下各項的步驟-分析(lll、 112、 113、 211、 212)至少一個代表所述渦輪噴氣發(fā) 動才幾的通道內(nèi)的壓力的參凄t;-執(zhí)行操作序列(130、 140、 150、 230、 240),在所述操作序列中 所述電馬達(dá)(7)的工作參數(shù)與情形相適應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，被分析的所述代表參數(shù) 是從所述渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的低壓壓縮器軸的速度中獲取。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，執(zhí)行的所述操作序 列從至少兩個預(yù)定序列(130、 140、 150、 230、 240)中選擇，該至少兩 個預(yù)定序列(130、 140、 150、 230、 240)分別對應(yīng)于所述渦輪噴氣發(fā)動 機(jī)在低速和高速下工作的情形。
4. 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行 所述操作序列(130、 140、 150、 230、 240)時，所述電馬達(dá)(7)輸出 小于或等于最大極限值的扭矩。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述代表渦輪噴氣發(fā) 動機(jī)速度的參數(shù)的值處于預(yù)定范圍之內(nèi)時，所述電馬達(dá)(7)輸出的所述 扭矩的最大極限值取決于應(yīng)用類似于所述代表參數(shù)的值的變量。
6. 如權(quán)利要求3至5中任意一項所述的方法，其特征在于，用于渦 輪噴氣發(fā)動機(jī)在低速下工作所執(zhí)行的操作序列(130、 230 )包括測試步 驟(132、 231)，該測試步驟(132、 231)用來測試所述電馬達(dá)(7)的 工作狀態(tài)，在所述電馬達(dá)(7)未處于工作中的情形下，所述測試步驟(132、231)將會引起用于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)在較高速度下工作的操作序列(140、 240)的應(yīng)用。
7. 如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，至少在 所述操作序列(130、 140、 150)的開始，限制所述電馬達(dá)(7)的速度。
8. 如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法，其特征在于，被執(zhí)行 的所述操作序列(130、 140、 150)包括至少一個對所述速度進(jìn)行沖全查和 調(diào)節(jié)的步驟。
9. 如權(quán)利要求1至8中任意一項所述的方法，其特征在于，所述操 作序列(130、 140、 150、 230、 240)包括控制循環(huán)(163、 241)，該控 制循環(huán)(163、 241)用來檢查所述電馬達(dá)(7)的所述工作狀態(tài)，并能夠 將該電馬達(dá)(7)關(guān)閉。
10. 如權(quán)利要求1至9中任意一項所述的方法，其特征在于，如果無 法分析所述代表參數(shù)，則提供默認(rèn)啟動的操作序列。
11. 一種推力換向器(1)，其包括能夠在至少一個電馬達(dá)(7)的作 用下移動的至少一個活動罩(2),其特征在于，通過至少一個控制接口(9)來控制所述電馬達(dá)，該控制接口依次地，能夠分析至少一個代表渦 輪噴氣發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)，并能夠輸出至少一個合適的操作數(shù)據(jù)值 (310)。
12. 如權(quán)利要求11所述的推力換向器(1 ),其特征在于，所述控制 接口 (9)與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的控制單元相連接，該控制單元傳送所述代 表參數(shù)。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的推力換向器(1 )，其特征在于，所 述電馬達(dá)是自控的同步電馬達(dá)(7)。
14. 如權(quán)利要求11至13中任意一項所述的推力換向器(1 )，其特 征在于，所述電馬達(dá)(7)在恒定速度下由扭矩控制的。
15. 如權(quán)利要求14所述的推力換向器(1 )，其特征在于，所述控制 接口 (9)包括調(diào)節(jié)裝置(309),該調(diào)節(jié)裝置(309)對由所述電馬達(dá)(7) 輸出的所述扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)。
16. 如權(quán)利要求14或15所述的推力換向器(1)，其特征在于，所 述控制接口 (9)能夠接收速度數(shù)據(jù)值(302 )，并能夠?qū)⒃撍俣葦?shù)據(jù)值(302 )轉(zhuǎn)換為扭矩指令(310 )，所述控制接口 ( 9 )將所述扭矩指令(310 ) 傳送至所述電馬達(dá)(7)。
17. 如權(quán)利要求16所述的推力換向器(1)，其特征在于，所述控制 接口 (9)包括用于調(diào)節(jié)所述電馬達(dá)(7)的速度的調(diào)節(jié)裝置(305 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用至少一個活動罩(2)來打開或閉合渦輪噴氣發(fā)動機(jī)引擎的推力換向器(1)的控制方法，所述活動罩(2)可以借助至少一個電馬達(dá)(7)而移動。所述方法包括分析至少一個代表所述渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的引擎噴嘴內(nèi)壓力的參數(shù)；以及執(zhí)行操作序列，在所述操作序列中電馬達(dá)(7)的工作參數(shù)被調(diào)整到與情形相適應(yīng)。
文檔編號F02K1/76GK101313139SQ200580052109
公開日2008年11月26日 申請日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者法布里克·亨利·埃米爾·梅特佐, 米歇爾·菲利普·德胡 申請人:埃爾塞樂公司